Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Cywilna łączność radiowa

 Komentarze do artykułu

Odbiorniki i transceivery z bezpośrednią konwersją zyskały dużą popularność, ale ich wydajność, osiągnięta pod koniec lat 80., od tego czasu niewiele się poprawiła. Znaczący postęp w tym kierunku uzyskuje się, jak pokazuje autor opublikowanego artykułu, stosując tranzystory polowe w mikserze nadawczo-odbiorczym (odbiornika), załączanym w pasywnym trybie kontrolowanej rezystancji.

Zalety odbiorników heterodynowych (konwersja bezpośrednia) są powszechnie znane. To prostota, prawie całkowity brak bocznych kanałów odbiorczych, wysoka jakość demodulowanego sygnału itp. Ale mają też wady. Jest to odbiór dwusygnałowy i mały zakres dynamiki, nie przekraczający 80 dB dla odbiorników z mikserami diodowymi.

Obiecujące wydaje się zastosowanie mikserów opartych na tranzystorach polowych załączanych w trybie kontrolowanej rezystancji. Taki mikser, wykonany na pojedynczym tranzystorze polowym i opisany w [1], zapewniał heterodynową czułość odbiornika 1 μV i zakres dynamiki 65 dB.

W tym miejscu wypada powiedzieć, że zakres dynamiczny miksera odbiornika heterodynowego jest ograniczony od góry nie przez zniekształcenia intermodulacyjne trzeciego rzędu, jak w odbiornikach o wysokim IF, ale przez bezpośrednie wykrywanie sygnałów zakłócających. Przyjmuje się, że dolna granica zakresu dynamicznego jest równa czułości (dla danego stosunku sygnału do szumu, zwykle 10 lub 12 dB), a górna granica jest wyznaczana poprzez podanie na wejście odbiornika AM sygnału ze współczynnikiem modulacji 30% (m = 0,3), przestrojoną częstotliwością o 50 lub 100 kHz, z amplitudą zapewniającą taką samą 3-godzinną moc wyjściową jak test czułości. W literaturze amerykańskiej różnica między granicami zakresu dynamicznego odbiornika z konwersją bezpośrednią jest często określana jako współczynnik tłumienia AMRR - AM.

Teoria obwodów radiowych mówi, że przy przełączaniu z jednocyklowego obwodu miksera na zbalansowany zakres dynamiki rozszerza się o 30 ... 40 dB, co pozwala mieć nadzieję na uzyskanie jego wartości dla zbalansowanego miksera na tranzystorach polowych rzędu 100 dB. Jedna z opcji zbalansowanego miksera tranzystorów polowych została opisana w [2], ale zawiera ona transformator równoważący niskiej częstotliwości, który jest pracochłonny w realizacji i podlega zakłóceniom sieci o częstotliwości 50 Hz.

Czytelnikom proponujemy nową wersję miksera. Zastosowano go w odbiorniku heterodynowym na zasięg 160 metrów, którego obwód pokazano na rysunku. Oczywiście nic nie stoi na przeszkodzie, aby używać miksera w innych zakresach, odpowiednio zmieniając dane układów i transformatorów. Sygnał wejściowy z preselektora (dwu-, trójprzewodowy filtr pasmowy, nie pokazany na rysunku) jest podawany do transformatora RF T1, a następnie do miksera wykonanego na tranzystorach polowych VT1 - VT4.

Lokalny oscylator odbiornika jest montowany na tranzystorze VT5. Ponieważ lokalny oscylator praktycznie nie jest ładowany przez mikser, jest wykonany jednostopniowo zgodnie z pojemnościowym schematem trzech ton. Z tego samego powodu okazało się, że możliwe jest również zrezygnowanie z fazy buforowej. Stabilność stosunkowo niskiej częstotliwości oscylatora lokalnego (1,8 MHz) okazała się w zupełności wystarczająca.

Przekonwertowany sygnał 3H przechodzi przez filtr dolnoprzepustowy C1L3C2 i wchodzi do ultradźwiękowej przetwornicy częstotliwości, zmontowanej na dwóch tranzystorach bipolarnych VT6 i VT7 w zwykły sposób z bezpośrednim połączeniem między kaskadami. Do jego wyjścia można podłączyć czułe telefony o wysokiej rezystancji lub lepiej terminal UMZCH, wykonany według dowolnego znanego schematu.

Urządzenie działa w następujący sposób: przy dodatnim półokresie napięcia lokalnego oscylatora na bramkach tranzystorów VT2 i VT3 otwierają się. W tym przypadku dolne wyjście uzwojenia wtórnego transformatora T1 jest podłączone do wspólnego przewodu przez otwarty kanał tranzystora VT2, a górne wyjście tego samego uzwojenia przez otwarty kanał tranzystora VT3 jest podłączone do Wejście filtra dolnoprzepustowego. Tranzystory VT1 i VT4 są jednocześnie zamknięte, ponieważ lokalne napięcie oscylatora jest dostarczane do ich bramek w przeciwfazie i działa na nie ujemna półfala.

W następnym półokresie napięcia heterodynowego tranzystory VT1 i VT4 otwierają się, a tranzystory VT2 i VT3 zamykają. W tym przypadku polaryzacja połączenia uzwojenia wtórnego transformatora T1 z wejściem filtra dolnoprzepustowego jest odwrócona. Jeśli częstotliwość i faza lokalnego oscylatora i sygnału są takie same, to na wyjściu miksera pojawiają się impulsy o dodatniej polaryzacji. Gdy faza lokalnego oscylatora zostanie odwrócona na wyjściu miksera, impulsy będą miały ujemną polaryzację. Wygładzone w filtrze dolnoprzepustowym dają stały prąd na wyjściu. W obu przypadkach następuje synchroniczna detekcja sygnału. Jeśli częstotliwości nie pasują, na wyjściu pojawia się sygnał dudnienia.

Ten mikser ma następujące cechy:

- nie posiada balansującego transformatora niskiej częstotliwości;

- uzwojenie transformatora wysokiej częstotliwości nie zawiera środka, co eliminuje wpływ asymetrii uzwojeń transformatora;

- pasożytnicze pojemności bramek drenu tranzystorów VT1 i VT3, a także VT2 i VT4 są podłączone do przeciwfazowych zacisków cewki sprzęgającej z lokalnym oscylatorem L2 i tworzą zrównoważony mostek, który nie pozwala na wejście lokalnego napięcia oscylatora obwód wejściowy, co znacznie zmniejsza promieniowanie lokalnego oscylatora przez antenę.

Promieniowanie lokalnego oscylatora, oprócz oczywistej szkody - powodując zakłócenia w pobliskich odbiornikach - jest obarczone pasożytniczym odbiorem tego samego sygnału, ale już modulowanym przez tło prądu przemiennego i innych zakłóceń gdzieś na przewodach sieciowych lub w zewnętrznych źródła zasilania [2]. Jednocześnie słychać trudny do wyeliminowania warczenie, które znika po wyłączeniu anteny.

Kilka słów o impedancjach wejściowych i wyjściowych mikserów. Jak wiadomo rezystancje wejściowa i wyjściowa miksera pasywnego są od siebie zależne, jednak ich wartości można w dużym stopniu dobierać dowolnie. Klasycznym sposobem doboru optymalnej rezystancji obciążenia mieszacza jest wyznaczenie średniej geometrycznej rezystancji otwartego i zamkniętego kanału mieszacza, przy czym Robciążenie = √Ropen Rclose.

Określenie rezystancji otwartego kanału Rotp nie sprawia trudności. To są dziesiątki omów. Jeśli chodzi o rezystancję zamkniętego kanału Rclose, ma on charakter czynno-pojemnościowy. Jeżeli dopuścimy pasożytniczą pojemność zamkniętego kanału 1 pF, to jego rezystancja spada z 80 kOhm w zakresie 160 m do 5 kOhm w zakresie 10 m, nie mówiąc już o pasmach VHF.

Zakładając Ropen = 50 Ohm otrzymujemy Rload - 2 kOhm w zakresie 160 m oraz Rload = 500 Ohm w zakresie 10 m. Dodatkowo duże rezystancje obciążenia miksera w odbiorniku heterodynowym wymagają instalacji filtra dolnoprzepustowego o wysokiej impedancji charakterystycznej. Indukcyjność takiego filtra dolnoprzepustowego zawiera wiele zwojów i jest pracochłonna w produkcji. Dlatego zdaniem autora sensowne jest obniżenie rezystancji obciążenia mieszacza do wartości rzędu 10Ropen, czyli do około 500 Ohm. W tym przypadku dodatkowe straty w mikserze wynoszą 10%, spadek wzmocnienia miksera nie przekracza 1 dB względem przypadku idealnego dopasowania, co wydaje się całkiem akceptowalne.

Wróćmy do obwodu odbiornika. Zastosowane w mikserze tranzystory KP305Zh mają rezystancję kanału około 400 omów przy zerowym napięciu bramki i około 25 omów w stanie otwartym. Ponadto mają dość duże zróżnicowanie odporności w zależności od instancji. Kiedy napięcie heterodynowe przechodzi przez zero, jednocześnie otwarte tranzystory VT1 i VT2, a także VT3 i VT4, bocznikują uzwojenie wtórne transformatora, zmniejszając współczynnik przenoszenia. Dlatego maksymalny współczynnik przenoszenia miksera uzyskuje się, gdy do bramek zostanie przyłożone napięcie blokujące -1,5 V. Lepiej jest zastosować tranzystory KP305 A lub D, które są praktycznie zamknięte przy zerowym napięciu bramki i nie wymagają stałej bramki stronniczość.

W przypadku zastosowania lepszych elementów powinniśmy spodziewać się poprawy parametrów. W sprzedaży są już kluczowe tranzystory o rezystancji otwartego kanału 1 ... 5 omów. Niestety wraz ze spadkiem rezystancji (wzrostem przewodnictwa) kanału tranzystora rośnie również pasożytnicza pojemność bramka-źródło. Co ciekawe, iloczyn przewodnictwa kanału i pojemności pasożytniczej jest w przybliżeniu stały dla różnych tranzystorów małej mocy tej samej generacji. Poziom sygnału lokalnego oscylatora wyciekającego przez pasożytniczą pojemność bramka-źródło jest w przybliżeniu proporcjonalny do tego iloczynu.

Jednak wszystkie te rozważania stają się nieistotne, gdy mikser przełączy się w tryb kluczowania. Osiąga się to po prostu zwiększając napięcie lokalnego oscylatora, ponieważ przy chwilowym napięciu bramki większym niż +5 V tranzystory otwierają się całkowicie. W opisywanym odbiorniku po zwiększeniu napięcia zasilania z 9 do 15 V amplituda napięcia lokalnego oscylatora na bramkach tranzystorów również wzrosła z 8 do 14 V. Tranzystory praktycznie zaczęły pracować w trybie kluczowym, co korzystnie wpłynęło na liniowość miksera, a mianowicie: czułość odbiornika wzrosła o 4 dB, a górna granica zakresu dynamiki - o 6 dB.

Warto zauważyć, że obwód miksera dokładnie powtarza obwód diodowego mostka prostowniczego, tylko kanały tranzystorów polowych są uwzględnione zamiast diod. Dodatkowo w prostowniku diody są otwierane przez wejściowe napięcie przemienne z uzwojenia transformatora, aw mieszaczu przez lokalne napięcie oscylatora. Urządzenia takie mogą być również z powodzeniem stosowane do synchronicznego prostowania napięcia wtórnego w przekształtnikach zasilających wysokiej częstotliwości, ponieważ straty w tranzystorach polowych dużej mocy są mniejsze niż w diodach.

Transformator wejściowy miksera T1 jest uzwojony na pierścieniowym obwodzie magnetycznym K10x6x4 wykonanym z ferrytu o przenikalności magnetycznej 400. Uzwojenie pierwotne zawiera 30, a wtórne 100 zwojów drutu PELSHO 0,1. Lokalna cewka oscylatora jest nawinięta luzem na konwencjonalnej plastikowej ramie z policzkami o średnicy 8 mm i długości 10 mm. Do regulacji indukcyjności służy cylindryczny gwintowany rdzeń (SCR) wykonany z żelaza karbonylowego. Uzwojenie odbywa się za pomocą trzech złożonych razem drutów PEL lub PELSHO 0,2 ... 0,3. Liczba zwojów wynosi 30, jest określana w zależności od rozmiaru ramy, przy regulacji zakresu częstotliwości lokalnego oscylatora. Z trzech powstałych uzwojeń jedno jest wykorzystywane w obwodzie lokalnego oscylatora (L1), a dwa pozostałe, połączone szeregowo, tworzą cewkę sprzęgającą (L2). Środek cewki uzyskuje się przez połączenie początku jednego drutu z końcem drugiego. Cewka filtra dolnoprzepustowego L3 jest uzwojona na pierścieniowym rdzeniu magnetycznym K16x10x8 wykonanym z ferrytu 2000NM. Zawiera 200 zwojów dowolnego cienkiego izolowanego drutu, zalecany PELSHO 0,1.

Założenie ultradźwiękowej przetwornicy częstotliwości sprowadza się do doboru rezystora R1, aż napięcie na kolektorze VT7 będzie równe połowie napięcia zasilania. Podczas tworzenia lokalnego oscylatora zaleca się, aby pojemność kondensatora C8 była jak najwyższa, przy której nadal istnieje stabilna generacja.

Testy odbiornika wykazały następujące wyniki. Podczas pracy w odbiorze mikser zapewniał zakres dynamiczny ograniczony detekcją bezpośrednią równy 100 dB przy czułości 0,3 μV. Innymi słowy, zakłócający sygnał AM z przestrojeniem 50 kHz, m = 0,3 i poziomem 30 mV wytworzył takie samo 3-godzinne napięcie na wyjściu, jak użyteczny sygnał CW o poziomie 0,3 μV. Poziom szumu własnego odbiornika doprowadzonego do wejścia wynosił 0,1 μV. Podczas eksperymentów wyłączenie lokalnego oscylatora nie zmniejszyło znacząco ogólnego szumu odbiornika, co wskazuje na rezerwy czułości miksera. Należy zauważyć, że podczas eksperymentów słyszalny był również szum wewnętrzny tranzystora GSS, wskazujący na niską jakość jego sygnału wyjściowego.

Opisany mikser, podobnie jak wszystkie miksery pasywne, może przesyłać sygnał w dowolnym kierunku, czyli jest odwracalny. Podczas nadawania, gdy sygnał 3H o napięciu 2 V został przyłożony do wejścia niskiej częstotliwości miksera (w punkcie połączenia filtra dolnoprzepustowego), amplituda napięcia wyjściowego sygnału DSB wynosiła 1 V przy obciążeniu 50 omów. Stwierdzono, że pozostałość nietłumionego nośnika wynosiła 5 mV. Oznacza to, że tłumienie nośnej bez specjalnych środków równoważących wynosi do 46 dB. Oczywiście, aby nie pogorszyć tak wysokiego tłumienia nośnej, konieczne jest dobre ekranowanie obwodów wejściowych i lokalnego oscylatora.

literatura

1. Polyakov V. T. Odbiorniki z bezpośrednią konwersją do komunikacji amatorskiej. - M.: DOSAAF, 1981.
2. Polyakov V.T. Transceivery z bezpośrednią konwersją. - M.: DOSAAF, 1984.
3. Drozdov VV Amatorskie nadajniki-odbiorniki KB. - M.: Radio i komunikacja, 1988.
4. Pogosov A. Modulatory i detektory na tranzystorach polowych. - Radio, 1981, nr 10, s. 19 - 21.

Autor: M.Syrkin, UA3ATB

Zobacz inne artykuły Sekcja Cywilna łączność radiowa.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Zagrożenie śmieciami kosmicznymi dla ziemskiego pola magnetycznego 01.05.2024

Coraz częściej słyszymy o wzroście ilości śmieci kosmicznych otaczających naszą planetę. Jednak do tego problemu przyczyniają się nie tylko aktywne satelity i statki kosmiczne, ale także pozostałości po starych misjach. Rosnąca liczba satelitów wystrzeliwanych przez firmy takie jak SpaceX stwarza nie tylko szanse dla rozwoju Internetu, ale także poważne zagrożenia dla bezpieczeństwa kosmicznego. Eksperci zwracają obecnie uwagę na potencjalne konsekwencje dla ziemskiego pola magnetycznego. Dr Jonathan McDowell z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics podkreśla, że ​​firmy szybko wdrażają konstelacje satelitów, a liczba satelitów może wzrosnąć do 100 000 w następnej dekadzie. Szybki rozwój tych kosmicznych armad satelitów może prowadzić do skażenia środowiska plazmowego Ziemi niebezpiecznymi śmieciami i zagrożenia dla stabilności magnetosfery. Metalowe odłamki ze zużytych rakiet mogą zakłócać jonosferę i magnetosferę. Oba te systemy odgrywają kluczową rolę w ochronie i utrzymaniu atmosfery ... >>

Zestalanie substancji sypkich 30.04.2024

W świecie nauki istnieje wiele tajemnic, a jedną z nich jest dziwne zachowanie materiałów sypkich. Mogą zachowywać się jak ciało stałe, ale nagle zamieniają się w płynącą ciecz. Zjawisko to przyciągnęło uwagę wielu badaczy i być może w końcu jesteśmy coraz bliżej rozwiązania tej zagadki. Wyobraź sobie piasek w klepsydrze. Zwykle przepływa swobodnie, ale w niektórych przypadkach jego cząsteczki zaczynają się zatykać, zamieniając się z cieczy w ciało stałe. To przejście ma ważne implikacje dla wielu dziedzin, od produkcji leków po budownictwo. Naukowcy z USA podjęli próbę opisania tego zjawiska i zbliżenia się do jego zrozumienia. W badaniu naukowcy przeprowadzili symulacje w laboratorium, wykorzystując dane z worków z kulkami polistyrenowymi. Odkryli, że wibracje w tych zbiorach mają określone częstotliwości, co oznacza, że ​​tylko określone rodzaje wibracji mogą przemieszczać się przez materiał. Otrzymane ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Paliwo z powietrza 12.06.2018 Kanadyjscy specjaliści z Carbon Engineering opracowali metodę, która pozwoli wykorzystać reakcje chemiczne do ekstrakcji dwutlenku węgla z atmosfery. A to z kolei może być wykorzystywane do produkcji benzyny i oleju napędowego. Zaproponowany przez kanadyjskich inżynierów - nie pierwszy w tej dziedzinie. Jednak większość dostępnych technologii pozostaje zbyt droga. Według różnych szacunków koszt pozyskania tony CO2 to tysiąc dolarów. Przedstawiciele Carbon Engineering twierdzą, że gaz wyprodukowany przy użyciu ich technologii będzie kosztował nie więcej niż 232 USD za tę samą ilość. Autorzy nowej metody aktywnie pracowali nad stworzeniem i udoskonaleniem specjalnych konstrukcji, które przypominają nowoczesne chłodnie kominowe. Powietrze jest do nich wpompowywane za pomocą wentylatorów i tam wchodzi w interakcję z roztworem alkalicznym. Powstała ciecz jest następnie zamrażana, a następnie stopniowo podgrzewana, aż stanie się gęsta. Substancja oddziałuje z wapnem gaszonym, a następnie uwalniany jest dwutlenek węgla. I może być już stosowany do produkcji benzyny i oleju napędowego. Biorąc pod uwagę wszystkie koszty, nowe paliwo będzie droższe niż konwencjonalna benzyna. Ale jego producenci nadal będą mogli konkurować z firmami, które otrzymują paliwo standardowymi metodami. Eksperci przetestowali już tę technologię w małym zakładzie w Kolumbii Brytyjskiej. Jeśli innowatorom uda się znaleźć sponsorów, inżynierowie planują wybudować dużą fabrykę do produkcji dwutlenku węgla przy użyciu nowej technologii nie później niż w 2021 roku.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Przycisk śmierci w procesorze Qualcomm Snapdragon 810

▪ Prąd z grzybów

▪ Narzędzia małpy

▪ Składany sterylizator UV

▪ Komórki zwiększają swoją objętość, gdy tkanki są zgięte

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Cywilna komunikacja radiowa. Wybór artykułów

▪ artykuł Henri de Regniera. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Jak rodzą się muchy? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł o Jaskini Postojnej. Cud natury

▪ artykuł Stabilizator termiczny do temp. 150...1000 stopni. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Przetwornica napięcia, 220/30 V 200 W. 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