Каталог статей и схем


В.Лифарь, В.Кононенко. О подборе диодов в смесителях

Любое радиоприемное устройство содержит преобразователи сигнала из ВЧ в ПЧ и ПЧ в НЧ (промежуточных частот может быть несколько). В ППП такой преобразователь один, из ВЧ сразу в НЧ. Называются они смесителями и располагаются сразу после антенны и ДПФ, или дальше – после УВЧ, УПЧ, «соединяя», таким образом, основные узлы приемника с ГПД, ОГ. Поэтому параметры всего приемника во многом зависят от эффективности и качества преобразования сигналов. При этом существует два основных типа смесителей – пассивные и активные. Первые имеют коэффициент передачи меньше 1, а вторые обеспечивают усиление сигнала больше единицы, однако для сохранения динамического диапазона усиление не делается большим, обычно не более 10 раз по напряжению.

 

Любой смеситель, особенно самый первый, кроме коэффициента передачи должен иметь и малый уровень шума (для повышения чувствительности). Не менее важным показателем так же является способность подавления мощных внеполосных сигналов, из-за которого может возникать прямое детектирование и «забитие» основного сигнала.

 

Смесители активного типа в данной статье не будут рассматриваться, т.к. это отдельная самостоятельная тема. Статья посвящена смесителям пассивным, выполненным на пассивных элементах - полупроводниковых диодах, как наиболее широко применяющимся в различных радиолюбительских конструкциях. Также широко распространились схемы пассивных смесителей на полевых, в том числе мощных, транзисторах, работающих в ключевых режимах, а также схемы смесителей на электронных коммутаторах различного типа мультиплексорах/демультиплексорах). Однако, это тоже тема для отдельной статьи.

 

Прежде всего, балансные смесители разного типа, представляют собой симметричные схемы, в которых смешиваются два сигнала (входной ВЧ и гетеродинный). В схемах радиоприемников широко применяют двойные балансные смесители. Они балансные не только по отношению к колебаниям гетеродина, но и к входному сигналу. Этот тип смесителей ослабляет на выходе сигналы и гетеродина, и входные сигналы. Естественно, на выходе получается и меньший уровень побочных продуктов преобразования по сравнению с обычными балансными смесителями.

 

На частотах КВ радиолюбительских диапазонов (до 30 МГц) достаточно хорошими преобразовательными свойствами обладают и обычные высокочастотные кремниевые диоды, например типа КД503, КД509, КД514, КД521, КД522 и германиевые типа ГД508.

 

В двойных балансных смесителях желательно использовать диоды Шоттки (например, типа КД922). Достаточно распространенная ошибка - считать кремниевые диоды КД514 - диодами Шоттки. Это не диоды Шоттки, но по некоторым характеристикам достаточно близкие к ним. Иногда в старой справочной литературе встречается эта ошибка, т.к. по технологии диод с контактом МЕТАЛ-ПОЛУПРОВОДНИК раньше именовался диодом со структурой Шоттки (по автору этой технологии). Технология его производства нечто среднее между обычным диодом с p-n переходом и диодом с барьером Шоттки. По физике (не по технологии!) у кремниевых диодов Шоттки прямое напряжение заметно меньше чем у обычных кремниевых диодов (по любой другой технологии). Кроме того, большое отношение обратного сопротивления к прямому и незначительная емкость при нулевом смещении. Диоды Шоттки имеют очень малое время переключения, что расширяет частотный диапазон их применения (до нескольких сотен ГГц).

 

Применение кремниевых, импульсных, эпитаксиально-планарных, быстродействующих, с малым временем восстановления диодов КД514 (именно так правильно их называть!) в быстродействующих переключателях, к которым можно отнести и кольцевые диодные смесители увеличивает чувствительность за счет уменьшения коэффициента шума и, таким образом, можно увеличить усиление тракта ПЧ (а в итоге и чувствительность). Иногда на практике установка КД514 ощутимо, на слух, даёт эффект, без подбора диодов, чего нельзя сказать о КД503 и других типах диодах.

 

Величина потерь в диодном смесителе, как правило, составляет 6-10 дБ. Это немного, но большинство конструкторов хотят иметь меньшие потери. Напрашивается вывод о необходимости применения в схеме приемника активного смесителя. Но динамический диапазон (ДД) приемника с пассивным смесителем зачастую бывает больше, чем у приемника с активным смесителем. Кроме того, ДД нужен тогда, когда радиоприемник предназначается для работы с мощными соседними радиостанциями, или в условиях радиолюбительских контестов, когда в общей свалке эфира слабые по уровню станции соседствуют с мощными соседями. В обычных условиях такое почти не встречается. Таким образом, величина динамического диапазона приемника не должна особенно нас беспокоить [4].

 

Если смеситель является первым каскадом приемника, а так бывает достаточно часто, то от качества смесителя практически зависят все основные характеристики приемника. Важным является уровень собственного шума смесителя. Чем он меньше, тем выше становится достижимая чувствительность приемника. Из сказанного выше становится понятно, что среди диодов предпочтение следует отдавать тем, у которых самое малое прямое внутреннее сопротивление p-n перехода. Чем оно меньше, тем меньше шумов генерируется в диоде при одном и том же токе через диод. Следует иметь в виду, что каскад, следующий за смесителем, также должен иметь низкий коэффициент шума. Это очень важно для реализации преимуществ пассивного смесителя.

На рис.1 показаны схемы простого балансного смесителя и кольцевого (двойного балансного) смесителя, выполненных на диодах.

 

Рис.1

 

В этих смесителях использованы симметрирующие трансформаторы T1 и Т2, намотанные на кольцевых ферритовых сердечниках скруткой из трех проводов.

Для достижения максимальной чувствительности при настройке смесителя нужно подбирать напряжение гетеродина. Недостаточное напряжение уменьшает коэффициент передачи и повышает входное сопротивление, а излишнее - увеличивает шум самого смесителя. В обоих случаях чувствительность падает. Оптимальное напряжение лежит в пределах от долей вольта до 1-1,5 В (амплитудное значение) и зависит от типа диода.

В смесителях с включенными встречно-параллельно диодами (ВПД) напряжение подводится одновременно через катушку связи - сигнал от входного контура и напряжение гетеродина (рис. 2).

Рис.2

 

Напряжение гетеродина значительно больше, чем напряжение сигнала. Для нормальной работы такого смесителя на кремниевых диодах напряжение гетеродина должно составлять 0,6-0,7 В (амплитудное значение). Один из диодов открывается на пиках положительных полуволн сигнала гетеродина, а другой - на пиках отрицательных. В результате сопротивление параллельно включенных диодов уменьшается дважды за период гетеродинного напряжения. Отсюда такие достоинства этого смесителя, как отсутствие постоянного тока (смеситель не детектирует ни сигнал, ни напряжение гетеродина). А частота гетеродина выбирается вдвое ниже частоты сигнала, что позволяет улучшить стабильность частоты и значительно уменьшить наводки гетеродина на входные цепи смесителя, т.к. излучение его сигнала получается на 30-60 дБ ниже (в два раза ниже сигнала по частоте), чем с обычными смесителями.

 

Однако все эти достоинства становятся достижимыми только при условии полной идентичности ВАХ примененных диодов. В самом деле, если синусоида ГПД идеальная, то при не идентичности ВАХ диодов в схеме обязательно появится постоянный ток, который сместит рабочую точку и вызовет как прямое детектирование, так и появление дополнительных продуктов преобразования, что неминуемо породит дополнительные паразитные каналы приема. Об этом часто забывают начинающие радиолюбители и получают плохо работающие конструкции своих смесителей. Идентичность ВАХ диодов важна также и для всех типов балансных смесителей, т.к. приводят к тем же самым недостаткам, как и в ВПД смесителе Полякова.

 

В смесителе на ВПД лучше всего использовать кремниевые диоды с пороговым напряжением около 0,5 В - они дают несколько большую помехоустойчивость, чем германиевые. В любом случае требуется подбор оптимального напряжения гетеродина по максимуму коэффициента передачи. В целом все типы диодных смесителей требуют тщательного подбора напряжения ГПД для получения наилучших параметров смесителя.

 

Для получения большей информации о работе смесителей рекомендуем также обратиться к работам В. Т. Полякова, Г.Тяпичева, ссылки на которые указаны в конце статьи [1, 4].

 

Обобщая вышеизложенное, следует заметить, что в приведенных схемах смесителей на диодах требуется (кроме правильного выбора типа диода) как симметричность (одинаковые характеристики) самих диодов, или их плеч (в кольцевых схемах), так и симметричность конструкции. Таким образом, для нормальной работы диодов в схемах смесителей можно говорить о необходимости их правильного подбора и установки на монтажной плате (о конструктиве монтажа смесителей на диодах будет сказано в конце статьи).

 

Без подбора диодов трудно обеспечить требуемую симметрию моста, особенно в тех схемах, где никаких симметрирующих элементов не предусмотрено, как в схемах на рис.1 и 2. Требуемая симметрия гетеродинного напряжения достигается тем, что катушка связи (или широкополосные трансформаторы) наматывается одновременно двумя другими скрученными проводами и размещается на ферритовом кольце строго симметрично. Несоблюдение этого простого правила приводит к тому, что некоторые радиолюбители устанавливая современные типы диодов не подбирают их при первичной отладке конструкции смесителя, считая что ассиметрия остальных самодельных элементов сводит выигрыш от их подбора к нулю. Естественно, причины ассиметрии могут быть связаны не только с самими трансформаторами, поэтому однозначно рекомендовать бросаться их переделывать не следует.

 

Выбирая диоды для смесителя по справочным материалам, следует заметить, что их емкости должны быть одинаковы (и как можно меньше) при одном напряжении. Желательно подобрать минимальным и время переключения (восстановления). В.Т.Поляков , RA3AAE [1] в своих работах указывает, что предпочтение следует отдавать диодам с меньшей емкостью (не более 1...3 пФ) и наименьшим временем восстановления обратного сопротивления (не более 10...30 нc). Эти данные можно найти в справочниках. При работе на УКВ требования возрастают еще более.

 

Во многих случаях оптимальным выбором может оказаться применение готовых диодных микросборок с подобранными характеристиками. Например, часто рекомендуемых КДС523А, Б, или подобранных в сборку диодов (КДС523ВР). Однако, в целом ряде случаев, необходимо обязательно проверить эти сборки хотя бы самым простым способом, поскольку допустимый разброс в них может достигать 10% и это может негативно сказаться на работе смесителей и потребует добавления в схему смесителя балансировочных резисторов и/или емкостей, что в целом ни к чему, поскольку увеличивает потери в смесителе. А это всегда нежелательно.

 

Получивший в последнее время широкое распространение подбор диодов по прямому сопротивлению представляется не столь актуальным, поскольку неидеальный трансформатор (как уже указывалось выше) всё равно внесет разбаланс в плечи моста. Конечно, если есть уверенность в полной симметричности обмоток и их равенстве полных (комплексных) сопротивлений, тогда с помощью обычного цифрового мультиметра (в режиме «прозвонки») можно отбраковать диоды с большими отклонениями прямых сопротивлений. Есть и вторая причина, даже более существенная. Речь идет о том, что равенство прямых сопротивлений говорит только о том, что при одинаковой амплитуде гетеродина через диод будет течь одинаковый ток. Но это для больших напряжений от ГПД важно, а вот для входных сигналов, амплитуда которых много меньше и лежит на уровне микровольт наиболее важным является одинаковость ВАХ диодов именно в области малых напряжений, т.е. в самом начале ВАХ, а не в области больших напряжений.

 

К сожалению, отечественные диоды даже из одной партии, не говоря уже о просто однотипных, имеют очень большой разброс параметров, поэтому простой подбор по сопротивлению (прямому напряжению) в одной точке ВАХ малоэффективен. Пояснение, почему такой подбор не эффективен, сделано на рисунке ниже. В самом деле, разброс ВАХ диодов может быть достаточно велик, но по случайному стечению обстоятельств именно в точке измерения внутреннее сопротивление диодов окажется одинаковым с достаточно большой точностью. На самом деле такое возможно достаточно часто. Однако это только видимость идентичности ВАХ диодов. Большей точностью обладает подбор по 2 точкам. Но и такой подбор тоже - только проверка совпадения статических характеристик, а не динамических.

 

Рис.3

 

Поэтому часто рекомендуют применять импортные - те же 1N4148 (аналог КД522). Они имеют существенно меньший разброс, что гарантирует хорошую работу смесителя даже без подбора. Хотя произвести подбор в одной точке ВАХ цифровым мультиметром (в режиме прозвонки) очень просто. При этом следует заметить, что в эту схему для подбора (и в другие тоже!) диоды надо подключать зажимами типа "крокодил" или им подобными, но ни в коем случае не пайкой. Даже после подключения зажимами надо выдержать некоторую паузу - нагрев диодов от рук изменяет результаты измерений (не говоря уже о пайке). А им надо прийти к комнатной температуре…

 

Рис.4

 

По «прямому напряжению» подобрать диоды можно, собрав простейшую схему: от стабильного источника напряжением не менее 10 В через резистор задают прямой ток через диод (например, 1 мА). И измеряют падение напряжения любым вольтметром с высоким входным сопротивлением (ламповым, типа ВК7-9, или любым цифровым, что лучше). Подбирают диоды, у которых наиболее близкие значения измеренного напряжения. Можно проверять две точки, например, задавая токи 1 мА и 0,1 мА.

 

Распространена методика, рекомендуемая для подбора диодов кольцевого балансного смесителя и описанная Б.Степановым, RU3AX [3]. По ней сравнивают вольт-амперные характеристики диодов в прямом направлении. Поскольку полупроводниковый диод - это нелинейный элемент, непосредственное измерение омметром его прямого сопротивления не позволяет производить такое сопоставление. Делать это надо в нескольких (минимум двух) точках вольт-амперной характеристики диода, измеряя падение напряжения на диоде при фиксированных значениях прямого тока. Схема простейшего устройства, позволяющего производить подбор диодов, приведена на рисунке.

 

Рис.5

 

Для подбора диодов точные значения стабилизированного тока не существенны - все диоды будут сравниваться при одних и тех же значениях тока. Необходимо лишь, чтобы эти значения различались примерно в десять раз… Подробности сборки и работы этого устройства приведены здесь.   

 

Существуют и более серьезные подходы к подбору диодов в смесители. Опытные радиолюбители подчас скептически относятся к методикам изложенным выше и не рекомендуют подбирать диоды для смесителя по прямому току, считая что такой подбор мало что дает, особенно для высокодинамичного смесителя.

Например, развивая идею измерения падения напряжения по стабилизированным токам (по существу, сравнение ВАХ) предлагается подавать ПЕРЕМЕННОЕ напряжение 12...24 В, через резистор определяющий ток на встречно-параллельные диоды. Далее после RC фильтра мультиметром измеряется напряжение. Пары подбирают по минимальному разбросу напряжений при разных токах (чем меньше напряжение и меньше разброс – тем лучше пары, комлементарнее).

 

Оценивая такой метод, напрашивается вывод, что частота переменного напряжения должна соответствовать рабочей частоте, т.е., ВЧ.

Такая схема подбора и методика была опробована В.Лифарем, RW3DKB, при разработке своего трансивера прямого преобразования и показала очень хорошие результаты. Функциональная схема для отбора диодов приведена на рис.6.

 

К выходу ГСС ( от 0 до 1 В на частоте в несколько МГц) через резистор подключают пару диодов, включенных встречно-параллельно. Второй конец подключают на землю через микроамперметр 30-50 мкА со СРЕДНЕЙ ТОЧКОЙ. Постепенно увеличивая напряжение на выходе генератора до максимума, наблюдают за отклонением от нуля стрелки индикатора.

 

Рис.6

 

Таким образом, при подборе пары диодов определяется разностный ток на стрелочном приборе с нулем посередине. Конечно, идеально, чтобы отклонения стрелки не было ни «в плюс, ни в минус». Допустимым считается отклонение в 1 мкА, хотя, при известной настойчивости, удается найти идеально совпадающие пары, четверки и даже восьмерки.

 

Естественно, что таким путем «убивают минимум двух зайцев». Здесь наблюдают РЕАЛЬНОЕ совпадение параметров диодов на РАБОЧЕЙ частоте и при рабочих напряжениях. Одновременно учитывается и равенство проходных емкостей диодов. Только ТАК нужно подбирать диоды для высокодинамичных смесителей.

 

И, второе, при таком подборе ни о каком просачивании сигналов и прямом детектировании не может быть и речи, т.к. мост из идеально подобранных диодов идеально симметричен по ВСЕМ своим параметрам.

Автор предупреждает, что процедура подбора продолжительная. Кроме того, подобранные только по прямому сопротивлению (прозвонкой) диоды – дали в реальной конструкции ТПП [2] просто плохой результат, который не идет ни в какое сравнение с описанной выше и рекомендованной методикой подбора, особенно на ВЧ. При отсутствии ГСС роль источника сигнала может выполнять изготовленный радиолюбителем ГПД для применения в этой же конструкции. В нем следует предусмотреть регулятор уровня выходного сигнала, роль которого вполне может выполнять низкооммный потенциометр.

 

До настоящего момента мы говорили о подборе диодов для работы в смесителях с точки зрения симметричности, определяемой однотипностью (схожестью, равенством) их параметров. Но даже один диод (как и любые другие активные и пассивные элементы, применяемые в схеме приемника или трансивера) может активно шуметь.

 

Вопрос с шумами элементов схемы всегда был очень актуальным и решать его приходится всем разработчикам аппаратуры, как профессионалам, так и любителям. Профессионалам проще, т.к. они вооружены специальной измерительной аппаратурой. Радиолюбителям приходится изгаляться каждому на свой лад. Но у каждого нормального любителя-конструктора есть возможность использовать для таких целей простые НЧ-вольтметры, которыми можно измерить уровень шума на динамике (своего рода измерители выхода). По идее нужен средне-квадратичный вольтметр, но в принципе подойдет любой. Это, конечно, не точный прибор, но поскольку параллельно используются собственные уши, «работающие» по той же шкале «больше-меньше», шум определяется достаточно хорошо.

 

Применяемая методика, надеюсь, вполне понятна из статьи  "Измерение основных параметров КВ радиоприемникa" , только вместо всего радиоприемника при измерении применяется его часть - чувствительный малошумящий УЗЧ. Об этом в свое время писал В.Т.Поляков [1], предлагая оценивать шумы диода, включив его через разделительный конденсатор емкостью несколько микрофарад на вход чувствительного УЗЧ, в качестве которого может использоваться уже собранный для ППП усилитель НЧ. На диод подавалось прямое и обратное смещение. Хороший диод не должен заметно увеличивать шум на выходе УЗЧ при прямых токах до нескольких миллиампер и обратном смещении до нескольких вольт. Наилучшими по данным из [1] по всем перечисленным параметрам оказались диоды типа КД514. Некоторые другие типы диодов сравнивались в гетеродинном приемнике с балансным смесителем на частоте 20 МГц. Получены следующие значения коэффициента шума всего приемника (без УРЧ): КД503А — 32, Д311 — 37, ГД507А — 50, Д9 — 200, Д18 — 265. Последние из перечисленных диодов применять явно не следует.

 

В.Н.Лифарь, RW3DKB, подключал диод на вход своего УЗЧ (схему усилителя на современных дискретных элементах можно взять из статьи

«Схемотехника простых УЗЧ ….») катодом на землю. На анод подавалось через потенциометр 10 кОм прямое смещение и на выходе сравнивалось изменение уровня шума с включенным смещением и без. Смещение можно было менять потенциометром. Само собой на выходе УЗЧ стоял также и осциллограф, чтобы видеть, что происходит c шумовой дорожкой. Разница видна. Поскольку шумы низкочастотные, то можно использовать звуковую карту ПК, установив на ПК соответствующую программу, взяв её из интернета.

 

Меняя величину протекающего тока через диод определяется минимум шумов диода. Следует иметь ввиду, что при очень малых токах диоды шумят даже сильнее, т.к. внутреннее сопротивление их при этом также очень велико. А это нежелательно, ибо в формулу напряжения шумов входит величина сопротивления.

По мере увеличения тока уровень шумов диода сначала падает, потом проходит ложбину оптимума и затем снова начинают расти (с ростом прямого тока через диод). Именно поэтому для смесителей на диодах так важно правильно выставить амплитуду возбуждения, чтобы максимальный ток через диод попадал именно в эту ложбину, чтобы обеспечить минимальный собственный шум диодного смесителя. В этом случае он получается минимум-миниморум для данного типа диодов и меньше его сделать уже нельзя. Разве только заменив на менее шумящие диоды другого типа.

 

Расположение диодов на плате должно быть строго симметричным относительно окружающих элементов и экранов. Такой конструктив обеспечивает требуемую балансировку со стороны гетеродина без установки дополнительных элементов. Вообще, к печатной плате смесителя нужно подойти самым серьезным образом. Монтаж должен быть выполнен МАКСИМАЛЬНО СИММЕТРИЧНО, пусть даже в ущерб габаритам. Не следует увлекаться микроминиатюризацией схем смесителей, т.к. при этом заметно увеличиваются паразитные емкости монтажа. Например, в варианте [2] ТПП В.Лифаря, RW3DKB, диоды смесителя, включенные встречно-параллельно, были установлены «этажеркой» друг над другом горизонтально, т.е. лежали на плате, а не стояли рядом друг с другом, и своими выводами вставлялись в ОДНО отверстие на плате. Естественно, что отверстие в плате было чуть больше чем толщина одного вывода диода. Хотя, наверное, допустимо их размещать порознь. Однако могут появиться неучтенные монтажные сопротивления и емкости, поэтому риск не оправдан.

 

Источники:

2. В. Лифарь QRP-Трансивер прямого преобразования. – Радиодизайн, 1996, №4, с.30 – 37. В интернете: В.Н.Лифарь, RW3DKB. QRP-трансивер прямого преобразования.
4. Г.Тяпичев. Как построить трансивер. - ИД ДМК, М., 2005.

 

В разработке статьи использованы материалы из форумов на сайтах CQHAM.ru и QRZ.ru.
 Авторы постов: Б.Степанов (RU3AX ), В.Лифарь (RW3DKB), С.Беленецкий (US5MSQ), А.Захаров (UN8FR), В.Воронин (RU6BK) и др.

 

В.Лифарь, RW3DKB,
В.Кононенко, RA0CCN
Категория: Самодельные | Добавил: ra0ccn (24.11.2010) | Автор: В.Лифарь, В.Кононенко E
Просмотров: 23940 | Комментарии: 6 | Рейтинг: 5.0/5
Всего комментариев: 6
6   [Материал]
Комментарии с форума CQHAM.ru "Доды для смесителя" http://www.cqham.ru/forum....t853585
Пост 292, khach: "методику Лифаря" надо еще и нормально реализовать. В нарисованной схеме ВЧ прикладывается последовательно к диодной паре и микроамперметру. А микроамперметр - это гигантская индуктивность, намотанная тонким проводом (большие собственные емкости). И куда пойдет ВЧ ток? Так что, как минимум, микроамперметр надо блокировочным конденсатором обвязать, да так, чтобы в рабочем диапазоне частот небыло никаких резонансов. Второе -
а куда потечет ток разбаланса пары диодов, если внутри РЧ генератора стоит блокировочный конденсатор? Или аттенюатор внутренний не обеспечивает постоянную нагрузку по входу 50 ом на разных пределах? Там бы трансформатор хотя бы впихнуть для замыкания цепи по постоянному току. Третье - в цепи диодов нет никакого элемента, который бы стабилизировал рабочую точку по постоянному току - хотя бы резистор простейший. А то можно нарваться на саморазбаланс пары из за разогрева p-n перехода в одном из диодов. Ну, и правило хорошего тона требует, чтобы генератор всегда видел нагрузку 50 ом, а иначе он имеет право безбожно врать по амплитуде сигнала. Александр"

Пост 293, UN7CI: "Короче. Необходимо микроамперметр с нулём посередине заблокировать ёмкостью 10Н, а последовательно между выходом ГСС и испытуемой парой включить резистор в несколько сот Ом. Четыре диода для смесителя подбираются в группе по два диода с одним из ранее подобранной пары. UN7CI"

Администрация СМР.

5   [Материал]
Не совсем понятно, к какой части статьи относится вопрос. Например, вот здесь прямо сказано (цитата): "..измеряют падение напряжения любым вольтметром с высоким входным сопротивлением (ламповым, типа ВК7-9, или любым ЦИФРОВЫМ, что лучше)". Да и фото на рис.4 содержит изображение простенького цифрового авометра...

Что касается авторского (В,Лифарь, RW3DKB) метода подбора пары диодов с применением микроамперметра со средней нулевой точкой шкалы, то можно сказать следующее. Применение аналогового стрелочного прибора высокого класса точности c большой шкалой и нулевой точкой посредине, на наш взгляд, является более показательным, и облегчает подбор диодов, особенно на начальных этапах измерений - показывает больше-меньше, т.е., +/-, и определяет, куда "двигаться". Здесь не надо анализировать числовой смысл (величину, знак) показаний прибора, а просто визуально по направлении движения стрелки (влево-вправо, больше-меньше) отбраковывать диод. И лишь подобрав диоды с минимальными "качественными" отклонениями переходим на считывание значений по шкале. В.Лифарь (RW3DKB) работал с прибором, позволяющим проводить измерения с точностью до 1 мкА.
Если ваш цифровой прибор может давать показания с такой же точностью (или даже лучше), то, естественно, его можно применить в измерениях по подбору диодов. Но!

Часто цифровые приборы, применяемые радиолюбителями, не обладают требуемыми характеристиками, потому как не являются промышленными профессиональными приборами. При измерении разных полярностей тока-напряжения (или даже просто поменяв местами щупы авометра) показания +/- могут различаться, что в нашем случае недопустимо. Эту погрешность легко определить еще до проведения измерений по подбору диодов.

Далее, оставив цифровой прибор включенным можно увидеть, как на выбранном диапазоне измерений с точностью до 1 мкА последняя цифра "бегает", т.е., индицируется 0 (+/-) 1 или даже больше. Это говорит о дрейфе нуля, определяемом нестабильностью примененных в цифровом приборе производителем элементов (зависимость от температуры, протекаемого тока, материала и проч.). Можно, конечно, попробовать " прогреть" применяемый прибор минут 30-60, оставив его включенным на это время....

Как видите, ответ в общем, положительный, хоть и с некоторыми оговорками. На наш взгляд даже применение простейших дешевых радиолюбительских мультиметров в предлагаемых измерениях по подбору диодов для смесителей вполне оправдано.

Администрация СМР

4   [Материал]
а можно ,при подборе диодов, вместо стрелочного микроамперметра использовать цифровой мультиметр?

3   [Материал]
Цитата: ..."Рассматриваемая элементная база (диоды) в большинстве случаев давно устарела и не производится."
На мой взгляд это утверждение не сосем корректное. Диоды никто прекращать производить не собирался и не собирается. Без диодов и в современной схемотехнике не обходится множество устройств. Утверждение о том, что диодная схемотехника устарела справедливо лишь отчасти. Это происходит от того, что применять диоды, причем очень успешно, начали ещё в прошлом веке. А в части простоты, дешевизны и доступности для бедных радиолюбителей (каковых у нас большинство) диодам просто нет равных. В том числе и в схемах ключевых смесителей. Современные диоды имеют очень малое прямое сопротивление 4-5 Ом, что в схемах электронных коммутаторов появилось совсем недавно и ранее было несколько десятков Ом. Это говорит о том, что потери в современных диодах находятся на том же самом уровне, что и у дорогих и малодоступных микросхем коммутаторов. А вот стоят они на 2 порядка дешевле и купить их можно практически везде за копейки. Но и "спалив" случайно дорогущую микросхему, как нередко бывает, радиолюбителю, особенно начинающему, не нужно будет рвать волосы на голове или другом месте. Заменить диод - это просто пара пустяков. Примером очень успешного применения диодов в ключевых смесителей являются схемы, разработанные Сергеем Дылдой и опубликованные на сайте CQHAM.RU . Для начинающих радиолюбителей из глубинки (каковых очень много) в них нет недоступных радиоэлементов, а по своим параметрам они совсем чуть-чуть уступают лучшим смесителям на современных микросхемах. И потом, подбор диодов нужен не только, и не столько, для смесителей передатчиков, о чем ведет речь С.Макаркин, указывая на - 6дБ в DSB-сигналах. А приемники разве не нуждаются в подборе диодов в смесителях? Особенно ППП, где важны не только балансы фаз, но и амплитуд? А уж знаменитая схема ВПД Полякова как раз и нуждается в первую очередь в таком подборе, как показывает практика многих радиолюбителей, повторявших эти схемы.
Никто не собирается отрицать важность и нужность применения современной элементной базы в новых радиолюбительских конструкциях с повышенными параметрами и повышенной сложности. А вот в конструкциях средней и малой сложности диоды применяются, например мой коллега Сергей UA3DKC в этом году в двух своих последних конструкциях малогабаритных трансиверов-супергетеродинах с 8 кристальными кварцевыми фильтрами применил первые смесители именно на диодах, а не на супер-пупер микросхемах. Конечно это не простые мостики на 4-х диодах, а 2-х балансные на 8 диодах с повышенным ДД. Обе конструкции прекрасно работают и замена диодов на микросхемы не рассматривается. Вот вам и устаревшая элементная база.

2   [Материал]
Сергей Александрович! Так в чем вопрос? В приведенной Вами цитате и указаны потери НЕ МЕНЬШЕ 6 дБ, которых "НЕ БЫВАЕТ", а даже больше: написано ведь "...как правило 6-10 дБ."
И действительно, авторы только "УПОМИНАЛИ о потерях" и никак не стремились описывать механизм возникновения потерь в пассивных смесителях. И, соответственно, ни в каком "непонимании не расписывались". А стремление иметь потери меньше 6 дБ, ну так это ж только стремление, пусть на этой "несовременнной" элементной базе и недостижимое...

Кстати, об элементной базе - интернет пестрит разработками схем, где смесители выполнены на диодах. Пусть "гуманитарии-медики" (радиолюбители) не понимают их "несовременность", но как это отнести к известнейшим конструкторам и у нас и за рубежом, которые очень широко применяют диоды в смесителях своих конструкций. Уверен, что не всегда применение прекрасных смесителей на ключевых элементах оправдано, хотя бы из-за их дороговизны...
А тот же знаменитый В.Т.Поляков вообще "черпает энергию с помощью детекторного приемника..."

Да, в конце-концов, и не о потерях в диодных смесителях речь идет в статье. А о подборе диодов. Многообразии методов такого подбора, выборе наиболее приемлемого... Знаю, что многие начинающие радиолюбители благодарны СМР за эту статью, именно за ее простоту в изложении, без высокопарных высокопрофессиональных заявлений... Сайт-то наш не совсем радиотехнический.

Кроме того, думаю, что никто не будет оспаривать оригинальность в изложении материалов статьи, тем более что они во многом почерпнуты с авторитетного сайта CQHAM.ru, о чем указано в конце статьи. Считаю такой синтез своевременным и полезным, особенно для начинающих. Поэтому статья так и позиционирована.

Василий, RA0CCN


1   [Материал]
Цитата..."Величина потерь в диодном смесителе, как правило, составляет 6-10 дБ. Это немного, но большинство конструкторов хотят иметь меньшие потери."
Упоминая о потерях меньше -6 дБ, авторы статьи расписываются в своем непонимании механизма возникновения потерь в пассивных смесителях. Энергия выходного сигнала в ПАССИВНОМ смесителе никак не может быть больше энергии сигнала на его входе. Выходной сигнал балансного смесителя представляет собой две боковых полосы с подавленной несущей. Поэтому амплитуда каждой из этих боковых в самом лучшем случае (теоретический предел) будет в два раза ниже (-6 дБ) амплитуды входного сигнала. Конечно, это справедливо при условии равенства входного и выходного сопротивлений. Другими словами, в балансном смесителе НЕ БЫВАЕТ потерь меньше -6 дБ !
Кроме того, тема статьи не отличается новизной. Рассматриваемая элементная база (диоды) в большинстве случаев давно устарела и не производится.

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]