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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Características de la configuración de mezcladores. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Nudos de equipos de radioaficionados. Mezcladores, convertidores de frecuencia Debido a su simplicidad, alta sensibilidad y selectividad, buena confiabilidad, los receptores y transceptores de conversión directa son populares entre los radioaficionados. Pero no siempre en el aparato, incluso hecho de acuerdo con un esquema bien establecido, las capacidades y los parámetros inherentes a él se realizan desde el principio. Como resultado de muchos años de operación por parte del autor de este artículo de este grupo de equipos de comunicación, resultó que los nodos de baja frecuencia (principalmente amplificadores de bajos) permanecen operativos cuando el voltaje de suministro cae a 2 ... 6 V (en un valor nominal de 9 ... 12 V). Al mismo tiempo, su ganancia, por regla general, disminuye. La razón principal del funcionamiento insatisfactorio de los receptores y transceptores de conversión directa es el funcionamiento no óptimo del mezclador. Los parámetros altos se logran solo con una selección cuidadosa del voltaje heterodino de alta frecuencia a través de los diodos mezcladores. Debe estar dentro de 0,6 ... 0,75 V en diodos de silicio y 0,15 ... 0,25 - en germanio. A voltajes de oscilador locales más bajos, la ganancia del mezclador disminuye. También decrece a voltajes altos, ya que los diodos están abiertos casi todo el tiempo. Esto aumenta el ruido del mezclador. La estabilidad de la frecuencia y la amplitud de la tensión suministrada al mezclador desde el oscilador local (especialmente en las bandas de radioaficionados de HF) depende en gran medida de la estabilidad de la tensión de alimentación. En casi todos los circuitos dados en la literatura, no hay un circuito para ajustar el voltaje heterodino en los diodos mezcladores. Se recomienda seleccionar un condensador de acoplamiento de oscilador local con un mezclador o cambiar el número de vueltas de la bobina de acoplamiento. Pero este proceso lleva mucho tiempo y, además, no da confianza de que el dispositivo se haya configurado correctamente. La desventaja de este método también es que en el proceso de establecimiento es necesario apagar el receptor (transceptor) y soldar el condensador o rebobinar la bobina. Pero durante este tiempo, la estación de aficionado, cuyo volumen de recepción se está sintonizando, a menudo deja de funcionar y, por lo tanto, es imposible saber si la sensibilidad del dispositivo que se está ajustando está aumentando o disminuyendo. Es más conveniente realizar la sintonización de acuerdo con las señales de una estación "débil" durante un paso estable de ondas de radio, es decir. cuando no hay fluctuaciones notables en el nivel de la señal recibida. Debido a la falta de instrumentos de medición necesarios, los receptores y transceptores de conversión directa a menudo se sintonizan "de oído", que no es la mejor manera para sus parámetros.
En la fig. 1 muestra un diagrama de un voltímetro-sonda, modificado de acuerdo con las recomendaciones dadas en [2]. Le permite medir con bastante precisión el voltaje del oscilador local directamente en los diodos mezcladores. Considere formas simples de sintonizar y refinar los receptores y transceptores de conversión directa que le permitan eliminar los defectos de diseño anteriores.
En primer lugar, al finalizar, es necesario introducir un circuito para estabilizar la tensión de alimentación del oscilador local. El circuito estabilizador se muestra en la fig. 2. El diodo Zener VD1 se selecciona con un voltaje de estabilización 1,5 ... 2 veces menor que el voltaje de suministro nominal del receptor (transceptor). La resistencia R1 establece la corriente óptima a través del diodo zener. La resistencia de la resistencia R1 debe ser tal que la corriente de estabilización del diodo zener VD1 no exceda el valor máximo permitido. El condensador C1 reduce la "fuga" del ruido del diodo zener, lo que da como resultado una modulación de ruido reducida del voltaje del oscilador local y un ruido de receptor general reducido. Es conveniente cambiar el voltaje de RF en los diodos mezcladores con una resistencia no inductiva de sintonía conectada en paralelo o en serie con la bobina de acoplamiento (R1, respectivamente, en las Figs. 3 y 4).
En este último caso, puede usar tanto la conexión del transformador (Fig. 4, a) del oscilador local con el mezclador como el autotransformador (Fig. 4,6). Con un ajuste más preciso del voltaje del oscilador local (por ejemplo, al recibir señales de estaciones difíciles de escuchar "de oído"), el voltímetro de RF se apaga.
Cabe señalar que si se aplican las mejoras anteriores, el número de vueltas de las bobinas de acoplamiento debe aumentar ligeramente, ya que la introducción de una resistencia de sintonización reduce el voltaje de salida del oscilador local. Esto es especialmente cierto para la variante, cuyo esquema se muestra en la Fig. 3. Juntos, el número de vueltas de la bobina de acoplamiento, la resistencia de la resistencia R1 y la capacitancia del capacitor C2 deben ser tales que el voltaje en los diodos de silicio del mezclador se pueda ajustar de 0 a 1,2 ... 2 V, en germanio: de 0 a 0,5 ... 1 V. En este caso, el voltaje óptimo se logra aproximadamente en la posición media del control deslizante de resistencia R1. La tensión de salida del oscilador local se puede ajustar cambiando la tensión de alimentación, como se hizo, por ejemplo, en [3]. Sin embargo, esto sólo es adecuado en frecuencias de hasta 3...4 MHz. En frecuencias más altas (por encima de 7 MHz), dicho ajuste puede provocar un cambio significativo en la frecuencia del oscilador local. En la fig. La figura 5 muestra un esquema de un oscilador local con nodo de memoria intermedia, en el que se introduce un circuito de regulación de la tensión de salida. Al repetir, se debe tener en cuenta que el seguidor de emisor no proporciona ganancia de voltaje y, por lo tanto, el voltaje de alta frecuencia en la bobina de acoplamiento debe ser el doble. de lo necesario para el funcionamiento normal de la mezcladora.
En la práctica de la radioafición, los mezcladores balanceados de diodos son los más utilizados. Sus principales ventajas son la simplicidad de diseño y configuración, la ausencia de conmutación de alta frecuencia al pasar de recepción a transmisión. Los mezcladores balanceados en transistores de efecto de campo y bipolares se usan con mucha menos frecuencia. En mezcladores de diodos balanceados simples, el voltaje del oscilador local y algunos subproductos de conversión de salida pueden suprimirse en 35 dB o más. Pero tales resultados se logran solo en una dirección: en la que se equilibra el mezclador. En el diseño del autor del transceptor [4], el mezclador está balanceado solo hacia el amplificador de potencia. Si se utiliza un mezclador balanceado doble [5], el ruido disminuirá, la sensibilidad aumentará y la inmunidad al ruido mejorará. Los mezcladores duales balanceados están balanceados en ambas entradas (salidas). Suprimen no solo las oscilaciones del oscilador local, sino también la señal convertida, dejando solo los productos de su mezcla y asegurando así la pureza del espectro. El uso de tales mezcladores permite reducir los requisitos para el filtro de limpieza incluido en la salida del mezclador, e incluso abandonarlo por completo conectando la salida del mezclador directamente al amplificador IF, en cuya salida debe haber un filtro de selección principal (por ejemplo, un filtro EMF o de cuarzo). Se puede aplicar un nivel de señal significativamente más alto a un mezclador doble durante la recepción, ya que debilita drásticamente el efecto de la señal directa o la detección de interferencias, es decir, no hay detección sin la participación de las oscilaciones del oscilador local, como es el caso de un detector de amplitud convencional. La mayoría de las veces, en los diseños de radioaficionados, se usa un mezclador doble balanceado, cuyo diagrama se muestra en la Fig. 6. También se le llama anillo, ya que los diodos que contiene están incluidos pero en el anillo.
A menudo se recomienda complementar este mezclador con elementos de equilibrio R1, C1, C2 (Fig. 7). Además, la resistencia R1 debe ser no inductiva. Este refinamiento mejora los parámetros del mezclador.
Cuando se trabaja en rangos de baja frecuencia, los transformadores de alta frecuencia se enrollan, por regla general, en anillos de ferrita de tamaño K7x4x2 con una permeabilidad magnética de 600 ... 1000 con tres trenzados (3-4 trenzados por 1 cm de longitud) PELSHO 0,2 hilos. Se realizan aproximadamente unas 25 vueltas (hasta llenar completamente el anillo). Al instalar un transformador, sus devanados se escalonan de acuerdo con la Fig. 6 y 7. Hay dos opciones principales para incorporar un mezclador balanceado doble en un transceptor. En el primero, la señal pasa tanto en recepción como en transmisión en un solo sentido desde la entrada a la salida de los mezcladores. Entonces, por ejemplo, se hizo en los conocidos transceptores "Radio-76" [6] y "Radio-76M2" [7]. Numerosos experimentos realizados por el autor revelaron que cuando el voltaje heterodino es menor que el óptimo, la sensibilidad en el modo de recepción se deteriora significativamente, y cuando el voltaje es mayor, la supresión de la portadora en el modo de transmisión se reduce significativamente (la sensibilidad también cae , pero esto es menos perceptible para el oído que en el caso anterior). La dependencia cualitativa de los parámetros principales de los transceptores en el nivel de voltaje del oscilador local suministrado al mezclador se muestra en la fig. 8 (curva 1 - sensibilidad durante la recepción, determinada por el oído, 2 - sensibilidad medida por los dispositivos, 3 - supresión de la portadora durante la transmisión).
En la segunda variante, la señal en el modo de recepción se alimenta a la entrada del mezclador balanceado, y en el modo de transmisión, a la salida. Con esta inclusión, se utiliza el principio de reversibilidad del mezclador. Así es como se construye el camino de RF del transceptor descrito en [8]. Configurar el mezclador en este caso también se reduce a establecer el voltaje heterodino óptimo y equilibrarlo cuidadosamente. Cabe señalar especialmente que la operación de ajuste no depende del principio de construcción de la ruta de RF del transceptor. Ahora algunas recomendaciones prácticas para establecer la ruta de RF del transceptor. En primer lugar, debe configurar los mezcladores. Anteriormente, los motores de las resistencias de equilibrio en ellos se colocan en la posición media. A continuación, el GSS se conecta al conector de antena del transceptor y se aumenta gradualmente el voltaje heterodino en los mezcladores. La señal del GSS se suministra con un nivel que supera varias veces la sensibilidad de la ruta de recepción. Es necesario lograr la recepción de la señal. Si no hay generador, la operación se realiza de oído, recibiendo una señal de una estación de radio SSB de radioaficionado o un generador de ruido en un diodo zener de baja potencia. Luego ajuste alternativamente cada uno de los mezcladores. Primero, se selecciona el voltaje heterodino óptimo. Para ello, se aumenta gradualmente y se evalúa de oído: si aumenta el volumen de recepción de la señal GSS, de la emisora de radio o del generador de ruido. Como señala el autor, a medida que aumenta el voltaje heterodino aplicado al mezclador, primero aumenta el volumen de recepción auditiva, alcanza un máximo y luego prácticamente no cambia (Fig. 8, curva 1). El voltaje heterodino debe configurarse de tal manera que cuando se reduce ligeramente, el volumen de recepción cae, y cuando se aumenta ligeramente, no aumenta. En la práctica, esto se logra moviéndose dentro de un rango pequeño del motor de resistencia que controla el nivel del voltaje de salida del oscilador local. Si no existe tal posibilidad en el transceptor, entonces se debe modificar el dispositivo. Por regla general, se conecta un seguidor de emisor a la salida de uno u otro oscilador local. En este caso, el refinamiento resulta ser muy simple: la resistencia constante en el circuito emisor del transistor se reemplaza con una resistencia de sintonización no inductiva de la misma clasificación que la constante. Después de optimizar el voltaje heterodino, los mezcladores deben equilibrarse nuevamente con más cuidado. Se conecta un milivoltímetro de RF o un osciloscopio a la entrada o salida (según el diseño del transceptor), y moviendo el control deslizante de la resistencia R1, y luego ajustando los condensadores C1 y C2 (ver Fig. 7), un mínimo de lecturas se logra. Si se utilizan dispositivos con alta impedancia de entrada, entonces se deben conectar resistencias de cierre (dentro de 50 ... 100 ohmios) a la entrada y salida del mezclador. Se debe dar preferencia al equilibrio hacia la salida del trayecto de transmisión. La diferencia de balance entre la entrada y la salida del mezclador debe ser pequeña (algunos decibelios). Si alcanza 10 dB o más, esto, por regla general, es consecuencia del hecho de que el voltaje heterodino aplicado al mezclador es mucho más alto que el óptimo. Para controlar y equilibrar mezcladores, el autor creó dispositivos simples. En la fig. 9, a muestra un circuito de un amplificador de RF, a cuya entrada está conectado un mezclador, y un voltímetro de alta frecuencia está conectado a la salida para un ajuste grueso (Fig. 9, b), para un ajuste fino: una sonda de RF (Fig. 9, c). Al mismo tiempo, no es necesario instalar resistencias adicionales con una resistencia de 50 ... 100 ohmios en el mezclador.
Finalmente, los mezcladores se configuran después de instalarlos en el transceptor (se pone en modo de transmisión). El dispositivo debe configurarse primero en modo de recepción. Para evitar que el ruido del micrófono interfiera con el balanceo, se cortocircuita la entrada del amplificador del micrófono. Primero se balancea el mezclador de frecuencias más bajas y luego el resto en el orden de la señal que pasa a través de ellos en el modo de transmisión, logrando un mínimo de lecturas de RF en un dummy de carga (Fig. 10) conectado al amplificador de potencia del transceptor. Después de eso, ajuste la configuración de los nodos restantes. Es recomendable repetir este procedimiento dos o tres veces.
Literatura 1. Polyakov V. T. Radioaficionados sobre la técnica de conversión directa. - M.: Patriota, 1990, p. 264.
Autor: Vladislav Artemenko (UT5UDJ), Kiev. Ucrania, revista KV 4,5-97; Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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