С. Макаркин, RX3AKT

«Радио-Дизайн» №4

1996 год.

ШИРОКОПОЛОСНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ

По мнению многих радиолюбителей, главным узлом современного трансивера является первый смеситель. Его конструкция, в основном, определяет динамические параметры приемного тракта. Хорошо зарекомендовала себя схема двойного мостового активного смесителя, в которой в качестве формирователя сигнала гетеродина используются цифровые микросхемы эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ) серии К100 или К500

Однако, как раз применение ЭСЛ является слабым местом данного устройства. Радиолюбители были вынуждены применять эти микросхемы из-за их высокого быстродействия, несмотря на два их основных недостатка — большого потребления тока от источника питания и малой амплитуды выходного сигнала. Последнее обстоятельство заставляло подключать к выходам микросхем транзисторные усилители. Для сохранения крутизны фронтов сформированного сигнала гетеродина, нагрузочные резисторы в каскадах с общим эмиттером должны иметь величину порядка 100—200 Ом, а коллекторные токи достигать сотен миллиампер. Но, даже при таких режимах, фронты формируемых импульсов далеки от желаемой крутизны. В идеальном случае сопротивление коллекторных резисторов должно иметь величину около 10 Ом. Это привело бы к чрезмерному расходу тока источника питания и создало бы проблемы расфазировки из-за разнииы насыщения транзисторов. Мною предпринята попытка избавиться от транзисторных усилителей в подобных схемах. Это достигнуто путем применения сравнительно недавно появившихся в продаже микросхем серии К1554. Эти микросхемы изготовлены по так называемой быстродействующей КМОП технологии. По быстродействию они не уступают ЭСЛ, а размах выходного сигнала у них, как у обычных К-МОП микросхем, и равен напряжению питания. Кроме того, один элемент этой серии способен выдать ток в нагрузку до 80 мА. Микросхемы серии К1554 надежно работают при максимальном напряжении питания около 7,5 В. Если при этом напряжении питания сформированный сигнал взять с противофазных выходов, то его размах будет равен 15 В при полном сохранении исходной крутизны фронтов и нагрузочной способности.

По сравнению с прототипом несколько изменена схема смесителя, рис. 1.

Рис. 1

Удалось отказаться от трансформатора с объемным витком, который применялся для максимального ослабления дебалансирующих факторов Практические эксперименты со схемой смесителя показали, что его эффективность значительно повышается, если применять отдельные трансформаторы для каждого плеча

Это легко реализуется, — на одной микросхеме можно собрать два парафазных каскада - формирователя. Трансформаторы Т1 ,Т2 намотаны на ферритовых кольцах МН2000 сравнительно большого диаметра 20-25 мм, двойным слабо скрученным проводом толщиной 0,2 мм, и содержат 15 витков, равномерно распределенных по сердечнику.

Очень важная деталь — трансформатор T3, рис. 2.

Рис. 2

Он намотан на "двух дырочном" сердечнике из ВЧ феррита от антенного симметрирующего устройства отечественных портативных телевизоров или от комнатных телевизионных антенн – усов. Балансные обмотки раздельно наматываются на оба полукольца и содержат по 10 витков каждая. Причем, на первый взгляд, они намотаны и соединены неправильно — начало с началом, но на самом деле их магнитные потоки складываются в средней части сердечника, где и располагается катушка связи, содержащая около 6 витков. Диоды VD1—VD8 типа КД922А в смесителе применялись без особого подбора и показали лучшие результаты по сравнению с традиционными КД514.

Настройка смесителя сводится к балансировке трансформатора Т3, путем отматывания части витков одной из симметричных обмоток. При этом, от НЧ генератора подается сигнал с амплитудой несколько милливольт, а осциллографом контролируется симметричность DSB сигнала на вторичной обмотке при подключенном эквиваленте нагрузки. Например, для широко известного фильтра из набора КВАРЦ-35, нагрузочный резистор имеет сопротивление порядка 360 Ом.

Рекомендуется, также подстроить выходное сопротивление смесителя в соответствии с входным сопротивлением применяемого фильтра. Подстройка производится путем подбора числа витков катушки связи ТЗ.

Конструктивно смеситель выполнен "объемным" монтажом с соблюдением максимальной симметричности, рис. 3.

Рис. 3

После настройки детали дополнительно скрепляются с помощью прозрачного термоклея "Расплав" .

Тщательного измерения параметров смесителя не производилось — он "родился" совсем недавно — под новый 1997-й год. Поэтому авторскому коллективу R-D будет небезынтересно получить отклики радиолюбителей об этой конструкции.