Wysoce wydajna przetwornica częstotliwości na kluczach elektronicznych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Projektant radioamatorów

 Komentarze do artykułu

W naszych czasach trudno zaskoczyć czytelników jakimikolwiek nowymi rozwiązaniami obwodów - wydaje się, że wszystko zostało wynalezione od dawna. A jednak jest tam niesamowita rzecz. Tym razem niespodziankę stanowił prosty i dobrze znany wielu radioamatorom chip 74HC4066 zawierający szybkie klucze elektroniczne. Na podstawie tego mikroukładu autor opracował oryginalną przetwornicę częstotliwości, której opis jest zwracany do czytelników.

Obecnie szybkie elementy kluczowe, zwykle wykonane na tranzystorach polowych, są szeroko stosowane w jednostkach miksera sprzętu odbiorczo-nadawczego. Użycie takich kluczy może znacznie poprawić parametry dynamiczne mikserów.

Jak się jednak okazało, możliwości szybkich kluczy elektronicznych nie ograniczają się bynajmniej do przełączania sygnałów analogowych i cyfrowych. Na klawiszach elektronicznych można wykonać nie tylko mikser, ale także lokalny oscylator. Ponadto 4 analogowe szybkie klawisze zawarte w mikroukładzie 74HC4066. przy maksymalnej prostocie obwody umożliwiają stworzenie wysokiej jakości przetwornicy częstotliwości, tj. węzeł zawierający zarówno mikser, jak i lokalny oscylator.

Schemat blokowy takiej przetwornicy częstotliwości zastosowanej w odbiorniku z konwersją bezpośrednią przedstawiono na rys.1.

Główną cechą obwodu jest to, że konwersja zachodzi z częstotliwością 2 razy wyższą niż częstotliwość lokalnego oscylatora. Podobną zasadę konwersji zastosowano w mikserze opartym na diodach antyrównoległych, zaproponowanym przez V.T. Polyakova [1].

Rozważ działanie konwertera na kluczach elektronicznych. Lokalny oscylator jest wykonany na elementach DD1.3 i DD1.4, które są częścią mikroukładu 74NS4066. Gdy stosunek rezystancji rezystorów R1 i R2 do R3 wynosi około 18:1, składowa stała napięcia na kondensatorach C1 i C2, które są częścią obwodu heterodynowego, wynosi około 1,7 V, a wartość amplitudy zmiennej składowej napięcia lokalnego oscylatora wynosi około 1,3 V.

Z wykresów na rys. 2 widać, że 2 widać, że napięcie na kondensatorach C1 i C2, do których podłączone są wejścia sterujące klawiszy DD1.1 i DD1.2, osiąga próg otwarcia 2.5 V przy poziomie napięcia prądu zmiennego około 0,7 wartości amplitudy. Przy takim stosunku zmiennych i stałych składowych napięcia w obwodzie czas trwania stanu otwartego klucza wynosi ¼ "okresu oscylacji lokalnego oscylatora.

Ponieważ napięcie lokalnego oscylatora na kondensatorach C1 i C2 jest przeciwfazowe, TODD1.1 i DD1.2 otwierają się kolejno na % okresu lokalnego oscylatora z przerwą również ½ okresu oscylacji lokalnego oscylatora. Zatem czas stanu otwartego i zamkniętego klucza utworzonego przez równoległe połączenie DD1.1 i DD1.2 wynosi ½ okresu oscylacji z częstotliwością 2 razy większą niż częstotliwość lokalnego oscylatora i jest optymalny pod względem maksymalnej wydajność konwersji przy częstotliwości, która jest 2 razy wyższa od częstotliwości lokalnego oscylatora.

Należy zauważyć, że obwód miksera jest całkowicie odwracalny, a po przyłożeniu sygnału o niskiej częstotliwości do jednego z wejść, na drugim powstaje sygnał DSB o wysokiej częstotliwości. Lokalny oscylator wykonany na klawiszach mikroukładu 74NS4066. pracuje stabilnie przy częstotliwościach do 11 MHz (przy napięciu zasilania 5-8) i 18 MHz (przy napięciu zasilania 10 V), podczas gdy częstotliwość konwersji wynosi odpowiednio 22 i 36 MHz.

Oczywiście zastosowanie nowoczesnych mikroukładów szybkich przełączników elektronicznych (na przykład FST3126) w przetwornicy częstotliwości poprawi parametry przetwornicy - zwiększy maksymalną częstotliwość konwersji i zmniejszy straty w mikserze.

Zastosowanie przetwornicy częstotliwości, której lokalny oscylator pracuje z częstotliwością 2 razy niższą niż częstotliwość odbiorcza, ma kilka zalet. Po pierwsze, przy niższej częstotliwości łatwiej jest uzyskać wymaganą stabilność częstotliwości. Po drugie, poziom sygnału lokalnego oscylatora przenikającego przez antenę jest obniżony, co zapewnia znaczne zmniejszenie prawdopodobieństwa wystąpienia zakłóceń w postaci multiplikatywnego tła. Po trzecie, biorąc pod uwagę, że obwody wejściowe i oscylatora lokalnego są dostrojone do różnych częstotliwości, obwody te można umieścić blisko siebie bez obawy o zwiększone przenikanie sygnału lokalnego oscylatora do obwodów wejściowych odbiornika i asymetrię miksera. W konsekwencji konstrukcja odbiornika jest uproszczona, a jego wymiary zmniejszone.

Ponadto przetwornica charakteryzuje się niskim poborem mocy, co jest szczególnie ważne w przypadku odbiorników z własnym zasilaniem. Przykładowo prąd pobierany przez przetwornicę częstotliwości podczas pracy w zasięgu 80 m (3,6 MHz) wynosi zaledwie 3,2 mA przy napięciu zasilania 5 V. Jednocześnie wysokie parametry dynamiczne charakterystyczne dla mikserów montowanych na przełącznikach 74HC4066 są zachowane.

Przetwornica częstotliwości może być z powodzeniem stosowana w superheterodynowym odbiorniku lub transceiverze. Ponieważ odbierana częstotliwość jest oddzielona od częstotliwości lokalnego oscylatora o wartość IF. w niektórych przypadkach wygodnie jest przeprowadzić konwersję na częstotliwości lokalnego oscylatora i wykonać mikser zgodnie z obwodem zrównoważonym. Taką realizację miksera pokazano na rys.3. W tym obwodzie, przy stosunku rezystancji rezystorów R1 i R2 do R2 około 1: 1, stała składowa napięcia na kondensatorach C2 i C2,5 będzie bliska 4 V i, jak widać z ryc. 1.1, czas otwarcia kluczy DD1.2 i DD0.5 będzie wynosił około XNUMX okresu napięcia LO.

Na bazie tej przetwornicy częstotliwości można wykonać synchroniczny detektor sygnału AM. Schemat detektora przedstawiono na rys.5. Lokalny oscylator działa z częstotliwością 2 razy niższą niż częstotliwość odbieranego sygnału. Synchronizacja częstotliwości lokalnego oscylatora z częstotliwością nośną odbieranego sygnału odbywa się poprzez bezpośrednie przechwytywanie.

Działanie detektora synchronicznego testowano przy odbiorze stacji radiowych w paśmie rozgłoszeniowym 41 m. Jakość odbioru stacji radiowych odbieranych ze średnią głośnością była wysoka. Należy zauważyć, że dzięki zastosowaniu tranzystora polowego zakres poziomów sygnału wejściowego odbieranego bez zniekształceń jest ograniczony. Aby go rozszerzyć, musisz dodać do obwodu dostrojony rezystor o rezystancji 680 omów. Jedno ze skrajnych wyjść jest podłączone zamiast drenu tranzystora polowego do punktu połączenia klawiszy, dren z kolei jest podłączony do wyjścia ruchomego styku rezystora. Drugie skrajne wyjście jest podłączone do wspólnego przewodu. Dzięki zmiennemu rezystorowi możliwe jest teraz dostosowanie pasma przechwytywania częstotliwości lokalnego oscylatora w zależności od poziomu sygnału na wejściu detektora, uzyskując najlepszą selektywność.

W praktycznej produkcji przetwornic częstotliwości zgodnie z powyższymi schematami indukcyjność cewki I i pojemność kondensatorów C1-C2 lokalnego obwodu oscylatora oblicza się według wzorów:

C1 \u2d C3618 \uXNUMXd XNUMX / Fg,

gdzie L jest indukcyjnością w mikrohenrach; C to pojemność w pikofaradach; Fg - częstotliwość lokalnego oscylatora w megahercach.

literatura

1. V.T.Polyakov. Radioamatorzy o technice konwersji bezpośredniej. - M.: Patriota, 1990.

Autor: O. Szypiłow, Kobryń.

Zobacz inne artykuły Sekcja Projektant radioamatorów.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Hałas drogowy opóźnia rozwój piskląt 06.05.2024

Dźwięki, które otaczają nas we współczesnych miastach, stają się coraz bardziej przeszywające. Jednak niewiele osób myśli o tym, jak ten hałas wpływa na świat zwierząt, zwłaszcza na tak delikatne stworzenia, jak pisklęta, które nie wykluły się jeszcze z jaj. Najnowsze badania rzucają światło na tę kwestię, wskazując na poważne konsekwencje dla ich rozwoju i przetrwania. Naukowcy odkryli, że narażenie piskląt zebry rombowatej na hałas uliczny może spowodować poważne zakłócenia w ich rozwoju. Eksperymenty wykazały, że zanieczyszczenie hałasem może znacznie opóźnić wykluwanie się piskląt, a pisklęta, które się wykluwają, borykają się z szeregiem problemów zdrowotnych. Naukowcy odkryli również, że negatywne skutki zanieczyszczenia hałasem rozciągają się na dorosłe ptaki. Zmniejszone szanse na rozrodczość i zmniejszona płodność wskazują na długoterminowe skutki, jakie hałas drogowy wywiera na dziką przyrodę. Wyniki badania podkreślają taką potrzebę ... >>

Bezprzewodowy głośnik Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

W świecie nowoczesnych technologii audio producenci dążą nie tylko do nienagannej jakości dźwięku, ale także do łączenia funkcjonalności z estetyką. Jednym z najnowszych innowacyjnych kroków w tym kierunku jest nowy bezprzewodowy system głośników Samsung Music Frame HW-LS60D, zaprezentowany podczas wydarzenia World of Samsung 2024. Samsung HW-LS60D to coś więcej niż tylko system głośników, to sztuka dźwięku w stylu ramki. Połączenie 6-głośnikowego systemu z obsługą Dolby Atmos i stylowej konstrukcji ramki na zdjęcia sprawia, że ​​produkt ten będzie idealnym dodatkiem do każdego wnętrza. Nowa ramka Samsung Music Frame jest wyposażona w zaawansowane technologie, w tym Adaptive Audio zapewniający wyraźne dialogi na każdym poziomie głośności oraz automatyczną optymalizację pomieszczenia w celu uzyskania bogatej reprodukcji dźwięku. Dzięki obsłudze połączeń Spotify, Tidal Hi-Fi i Bluetooth 5.2, a także integracji inteligentnego asystenta, ten głośnik jest gotowy, aby zaspokoić Twoje ... >>

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Nagrywarka DVD+R/+RW z dyskiem twardym 28.01.2004 PHILIPS SEMICONDUCTOR przedstawia pierwszą na świecie kombinację nagrywarki dysków twardych DVD+R/+RW. Pozwala to na zapisywanie i gromadzenie nagrań wideo i audio oraz gier, a także danych z komputerów osobistych w urządzeniu.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Blondynki pojawiły się dwukrotnie

▪ Niezwyciężony robot karaluch

▪ Tranzystory spinowe zwiększą prędkość komputerów milion razy

▪ Powietrze w metrze niszczy ludzkie ciało

▪ 80 terabajtów dysków twardych

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja strony Instrukcje użytkowania. Wybór artykułu

▪ artykuł Koncepcja dryfujących kontynentów. Historia i istota odkryć naukowych

▪ artykuł Co to jest sonar? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Gorczyca biała. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ Zobacz Włączanie i wyłączanie urządzenia zewnętrznego za pomocą modemu. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Charakterystyka połączeń przeciwwybuchowych urządzeń przeciwwybuchowych. Parametry połączeń ognioszczelnych obudów urządzeń elektrycznych podgrupy IIB. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024