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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Convertidor STV. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Телевидение Hace tres décadas, muchos radioaficionados estaban interesados en la recepción de televisión de ultra largo alcance. Cuánto trabajo, habilidad e ingenio mostraron, mejorando los receptores de televisión y creando complejos sistemas de antenas que permitieron "evitar" los caprichos de la propagación de las ondas de radio. Los repetidores de satélite han hecho que el canal de transmisión de la señal sea más "estable", pero la implementación técnica de la recepción no se ha simplificado en absoluto. Aquí los radioaficionados tienen un lugar para aplicar sus conocimientos y habilidades. El artículo proporciona una descripción de un convertidor amateur, cuyos parámetros no son inferiores a los mejores ejemplos de producción industrial. El convertidor desarrollado por el autor está diseñado para funcionar en sistemas de recepción de televisión por satélite en banda Ku (10,95 ... 12,0 GHz) con una única conversión de frecuencia. El convertidor tiene las siguientes especificaciones:
El convertidor está construido según el circuito de un convertidor de frecuencia de bajo ruido, combinado estructuralmente con una alimentación del sistema de antena y un interruptor de polarización de señal de entrada incorporado. Su diagrama de circuito se muestra en la Fig. 1. Consiste en una guía de ondas de entrada con sondas sumergidas en ella (no se muestra en el diagrama eléctrico), un amplificador de microondas fabricado con transistores VT1 - VTZ, un filtro de paso de banda mediante líneas de tira L9 - L18, un oscilador local con una frecuencia de 10,0 GHz en un transistor VT4 con estabilización de frecuencia, un mezclador balanceado en un conjunto de diodos VD2, un amplificador de frecuencia intermedia en chips DA2 y DA3, un estabilizador de voltaje en un chip DA4. También incluye un dispositivo en el chip DA1, que realiza las funciones de un convertidor de voltaje de +5 V a -2 V, un interruptor de polarización y estabilización de corriente de los transistores de efecto de campo VT1 - VT3. El convertidor utiliza microcircuitos, transistores y conjuntos de diodos fabricados por Hewlett Packard (EE. UU.).
La señal de entrada, enfocada por un espejo parabólico, ingresa a la alimentación y desde allí a una guía de ondas circular con un diámetro de 19 mm. La conexión de las líneas de tira de las puertas de los transistores VT1 y VT2 con la guía de ondas se realiza mediante sondas sumergidas instaladas en un ángulo de 90 grados en la guía de ondas, lo que permite recibir señales con polarización tanto vertical como horizontal. La conmutación de polarización en el convertidor se realiza mediante una tensión de alimentación de 13/18 V suministrada mediante un cable al conector de salida XW1. El voltaje de suministro a través de un divisor entre las resistencias R9 - R11 se suministra a la entrada del comparador del chip DA1. Con una tensión de alimentación de 13 V, el microcircuito DA1 enciende el transistor VT1 y en su drenaje aparece una tensión de +1,5 V. Al mismo tiempo, el transistor VT2 se cierra con una tensión negativa de -2 V suministrada a su puerta. , y, además, se eliminó el voltaje del drenaje de este transistor. Cuando la tensión de alimentación cambia a +18 V, el transistor VT1 se cierra y el transistor VT2 pasa al funcionamiento normal. Esto le permite cambiar electrónicamente el tipo de polarización de la señal recibida. La suma de señales de los transistores VT1 y VT2 se realiza mediante un puente en las líneas de tira L5, L6. La señal total va a la puerta del transistor VT3, la segunda etapa del amplificador. Los transistores VT1 - VT3 tipo ATF36077 tienen una ganancia de 12 dB a una frecuencia de 12 GHz con una tensión de alimentación de +1,5 V y una corriente de 10 mA. Por tanto, la ganancia total del amplificador de microondas es de 24 dB con un factor de ruido de aproximadamente 0,5 dB. Para lograr los mejores valores de factor de ruido, es necesario ajustar el modo de funcionamiento de los transistores y hacer coincidir sus entradas y salidas. En realidad, es posible obtener un factor de ruido que difiere de la especificación en 0,1 dB, por lo que las características dan el valor máximo de Ksh a una frecuencia de 12 GHz - 0,6 dB.
La señal de microondas amplificada del drenaje del transistor VT3 se alimenta a la entrada del filtro de paso de banda L9 - L18, fabricado en resonadores interdigitados de línea de banda y que tiene un ancho de banda de 10,8 ... 12,0 GHz con una respuesta de frecuencia desigual de XNUMX dB. Desde la salida del filtro, la señal de microondas se alimenta a la entrada de un mezclador balanceado hecho sobre un conjunto de diodos de microondas VD2 con una barrera Schottky y un puente de tira. La otra entrada del mezclador balanceado recibe una señal con una frecuencia de 10 GHz de la salida del oscilador local en el transistor VT4. El oscilador local está fabricado en un transistor de efecto de campo según un circuito con drenaje común, con un resonador de media onda abierto conectado al circuito puerta-fuente del transistor y un resonador cilíndrico estabilizador de alta calidad ZQ1 hecho de titanato. -cerámica de bario. La pérdida de conversión de señal es de aproximadamente 7 dB. La señal de frecuencia intermedia Ff desde la salida del mezclador balanceado a través de un filtro en los elementos L19, C23, C24, R14 se suministra a la entrada del microcircuito DA2 del preamplificador IF, realizado según el circuito que figura en la revista " Instrumentos y Técnicas Experimentales", 1984, N° 2, p. 111 (Abramov F. G., Volkov Yu. A., Vonsovsky N. N. “Amplificador de banda ancha adaptado”). El amplificador del chip INA51063 tiene un rango de frecuencia operativa de 100..2400 MHz con una ganancia de 22 dB. Desde la salida del preamplificador de FI, la señal se envía a la entrada del amplificador de FI final, fabricado en el microcircuito DA3 y que tiene un rango de frecuencia de funcionamiento de 100...3000 MHz con una ganancia de 23 dB. Las resistencias R14, R15, R17 con una resistencia de 10 ohmios evitan la autoexcitación de los amplificadores en cascada, especialmente cuando la carga conectada al conector XW1 no coincide. El convertidor está alimentado por un microcircuito estabilizador DA4, que proporciona estabilización de voltaje a +5 V con una corriente de hasta 150 mA. El convertidor (excepto la guía de ondas de entrada) está fabricado sobre una placa de circuito impreso (Fig. 2) a partir de una lámina fluoroplástica FAF4 de doble cara de 1 mm de espesor.
La ubicación de conductores y elementos en el tablero se muestra en la Fig. 3.
Los elementos colgantes se encuentran en el lado de los conductores impresos, la lámina en el reverso de la placa se utiliza como bus de alimentación común. Es importante que todas las piezas tengan la mínima longitud de cable posible; deben instalarse directamente soldando sobre los conductores. Para conectar los conductores del bus de alimentación común, que se encuentran en el lado de las piezas, con la lámina en la parte posterior de la placa, se perforan en ella varios agujeros metalizados. El convertidor utiliza resistencias del tipo P1-12 con una potencia de disipación de 0,125 W. Es posible utilizar resistencias de este tipo con una potencia de 0,062 W y resistencias R1-8 con una potencia de 0,125 y 0,25 W. Los condensadores del tipo K10-47v se utilizan en circuitos de baja frecuencia y circuitos de potencia. Condensadores C9, C12 y C13 - K10-42. Los condensadores en circuitos de alta frecuencia, cuya capacitancia no se indica en el diagrama (C5 - C8, C15, C17, C22, C24), se fabrican de forma "impresa": su capacitancia está formada por placas de forma especial del pista impresa y un bus de potencia común con el material de la placa como dieléctrico. Conector de alta frecuencia XW1 tipo F-75 (disponible para la venta en los mercados de radio de los países de la CEI). Los transistores, conjuntos de diodos y microcircuitos son de HewlettPackard (EE. UU.). Como VT4, está permitido utilizar los transistores AP324A-2 y AP325A-2, los transistores VT1-VT3 son intercambiables con otros similares fabricados por Siemens, NEC, Philips o AP330A-2 y 3P343A-2, sin embargo, en este último caso el ruido La cifra del convertidor aumentará ligeramente. El conjunto de diodos HSMS2802 (VD1) se puede reemplazar con dos diodos KD514A o KD512A, y el conjunto HSMS8202 (VD2) con dos diodos KA120A o KA120AR. En lugar del estabilizador de microcircuito 78L05, son adecuados KR142EN5A, KR1157EN501, KR1157EN502. Al reemplazar el resonador ZQ1, se debe utilizar TSBN-10. Para conectar las sondas sumergidas (sonda 1 y sonda 2) a las compuertas de los transistores VT1, VT2, se perforaron orificios con un diámetro de 2 mm en las placas y se quitó la lámina de la parte inferior de la placa alrededor de los orificios dentro de un Radio de 2 mm desde el centro de la instalación. Las sondas se fijan en los orificios de la carcasa (Fig. 4, vista A-A) mediante casquillos fluoroplásticos con un diámetro de 4 y una longitud de 3,5 mm. El resonador ZQ1 se pega a la placa con una fina capa de cola de plexiglás disuelta en dicloroetano. La instalación de elementos en la placa se realiza mediante un soldador de bajo voltaje con una punta de soldadura conectada a tierra de las marcas POSK 50-18 o POI. Una placa completamente fabricada con elementos instalados en ella se coloca en una caja fundida o fresada (ver Fig. 4), el autor utilizó una ya hecha de un producto similar de Microelectronics Inc. La carcasa está hecha de aleaciones de aluminio (siluminio, duraluminio, etc.) y se cierra en la parte superior con una tapa (Fig. 5), atornillada a la carcasa con tornillos M2. Una cubierta fresada o fundida asegura la separación de la placa en compartimentos y evita la formación de retroalimentación parásita y la fuga de la señal del oscilador local a la entrada del amplificador de microondas.
Al fabricar un convertidor en condiciones de aficionados, puede utilizar una versión simplificada de la carcasa. Para ello utilice un torno según la Fig. 4 mecanice una brida con una guía de ondas de latón y suelde una caja para montar la placa en ella, doblada de chapa de latón. La tapa también está hecha de chapa de latón y, en los lugares necesarios, se sueldan tabiques para dividir la caja en compartimentos. Para evitar la excitación de oscilaciones parásitas en los compartimentos del convertidor hacia el interior de la tapa en las zonas indicadas en la Fig. En 5 lugares (áreas sombreadas) se pegan piezas de caucho de 3 mm de espesor con una capa absorbente aplicada a partir de una mezcla de polvo de carbonilo de hierro mezclado con pegamento BF. Se perforó un orificio en la cubierta opuesto al extremo de la superficie del resonador (no se muestra en la figura, esta ubicación se especificará después de instalar el resonador) y se cortó una rosca M5 para el tornillo de ajuste de latón. Proporciona ajuste de la frecuencia del oscilador local cambiando la distancia entre el tornillo (carcasa) y el resonador ZQ1. A medida que el tornillo se aleja del resonador, la frecuencia del oscilador local disminuye y, a medida que se acerca, aumenta. Por lo tanto, antes de ajustar el convertidor, el tornillo de ajuste debe atornillarse solo hasta las primeras roscas de la rosca.
Para sellar el convertidor, hay una segunda tapa y una junta de goma colocada en una ranura especial en el cuerpo del convertidor (ver Fig. 4). La brida de la guía de ondas del convertidor se conecta a la brida de alimentación instalada en el foco de la antena mediante cuatro tornillos M4. La guía de ondas se sella instalando una junta de goma en la ranura de la brida del convertidor y una película fluoroplástica con un espesor de 10...20 micrones entre las bridas. En la Fig. 6 se muestran dibujos de alimentaciones para antenas de enfoque directo y de compensación. 7 y fig. XNUMX respectivamente.
El convertidor se configura en la siguiente secuencia. Al conector XW1 se conecta una fuente de alimentación regulada de +10...20 V con una corriente de salida de al menos 100 mA. Configure el voltaje de suministro a +13 V y use un voltímetro para medir el voltaje en los terminales de transistores y microcircuitos. Sus valores deben diferir de los indicados en el diagrama en no más del 10%, en caso contrario sustituir el elemento defectuoso. Luego, aumentando el voltaje de suministro a +18 V, asegúrese de que el comparador cambie y aparezca un voltaje de +2 V en el drenaje del transistor VT1,5, y que el voltaje en el drenaje del transistor VT1 se vuelva cero. Para verificar la presencia de voltaje de microondas en la salida del oscilador local, conecte un milivoltímetro de microondas al terminal superior (según el diagrama) de la resistencia R12 (el milivoltímetro descrito en la revista "Radio", 1995, No. 9, p. . 40) y asegúrese de que haya oscilaciones de microondas. No es posible medir con precisión la amplitud de la onda incidente del oscilador local, pero si las lecturas del milivoltímetro están dentro de 10...70 mV, el oscilador local está funcionando. Conectando un milivoltímetro CC a la placa izquierda del condensador C23 según el diagrama, comprobar la presencia de una pequeña tensión continua (2...10 mV) en este punto del dispositivo. Esto indica la funcionalidad del mezclador balanceado (es casi imposible seleccionar idealmente un par de diodos y equilibrar el puente). A continuación se cierra el convertidor con la primera tapa y se conecta por un lado a la alimentación de la antena y por el otro al sintonizador. Al sintonizar el sintonizador, se encuentra uno de los canales recibidos. Usando el tornillo de ajuste, el valor exacto de la frecuencia del oscilador local se establece en 10 GHz + 1 MHz, comparando la frecuencia resultante con la frecuencia conocida de este canal. A continuación se cierra el convertidor con una segunda tapa y se sella. Autor: V.Zhuk, Minsk
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