전자 키의 고효율 주파수 변환기. 구성표, 설명

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전자 키의 고효율 주파수 변환기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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우리 시대에는 새로운 회로 솔루션으로 독자를 놀라게하는 것이 어렵습니다. 모든 것이 오랫동안 발명 된 것 같습니다. 그러나 놀라운 것은 거기에 있습니다. 이번에는 고속 전자 키를 포함하는 간단하고 잘 알려진 많은 무선 아마추어 74HC4066 칩이 놀라움을 선사했습니다. 이 마이크로 회로를 기반으로 저자는 독자의 관심을 끌기 위해 설명이 제공되는 원래의 주파수 변환기를 개발했습니다.

현재 전계효과트랜지스터로 제작되는 고속 핵심소자는 송수신 장비의 믹서부에 널리 사용되고 있다. 이러한 키를 사용하면 믹서의 동적 매개변수를 크게 향상시킬 수 있습니다.

그러나 밝혀진 바와 같이 고속 전자 키의 가능성은 결코 아날로그 및 디지털 신호 전환에만 국한되지 않습니다. 전자 키에서는 믹서뿐만 아니라 로컬 오실레이터도 수행할 수 있습니다. 또한 4HC74 마이크로 회로에는 4066개의 아날로그 고속 키가 포함되어 있습니다. 최고의 단순성으로 회로를 통해 고품질 주파수 변환기를 만들 수 있습니다. 믹서와 로컬 오실레이터를 모두 포함하는 노드.

직접 변환 수신기에 사용되는 이러한 주파수 변환기의 블록 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다.

고성능 전자 키 주파수 변환기

회로의 주요 특징은 로컬 발진기 주파수보다 2배 높은 주파수에서 변환이 발생한다는 것입니다. V.T. Polyakov[1]가 제안한 역병렬 다이오드 기반의 혼합기에서도 유사한 변환 원리가 사용됩니다.

전자 키에서 변환기의 작동을 고려하십시오. 로컬 발진기는 1.3NS1.4 마이크로 회로의 일부인 DD74 및 DD4066 요소에서 만들어집니다. 저항 R1과 R2 대 R3의 저항의 비율이 약 18:1일 때 헤테로다인 회로의 일부인 커패시터 C1과 C2의 전압의 일정 성분은 약 1,7V이고 진폭 값은 국부 발진기 전압의 가변 성분의 약 1,3V입니다.

그림 2의 그래프에서 2 키 DD1 및 DD2의 제어 입력이 연결된 커패시터 C1.1 및 C1.2의 전압이 개방 임계 값에 도달한다는 것을 알 수 있습니다. 진폭 값의 약 2.5의 AC 전압 레벨에서 0,7V. 회로에서 전압의 가변 및 상수 구성 요소의 비율로 인해 키의 열린 상태 지속 시간은 로컬 발진기 발진 기간의 ¼ "입니다.

고성능 전자 키 주파수 변환기

커패시터 C1 및 C2의 국부 발진기 전압이 역위상이므로 TODD1.1 및 DD1.2는 국부 발진기 발진 주기의 1.1/1.2 간격으로 국부 발진기 주기의 % 동안 차례로 열립니다. 따라서 DD2과 DD2의 병렬 연결에 의해 형성되는 키의 개폐 상태의 시간은 국부 발진기 주파수보다 XNUMX배 높은 주파수로 발진 주기의 XNUMX/XNUMX이며 최대 국부 발진기 주파수보다 XNUMX배 높은 주파수에서 변환 효율.

믹서 회로는 완전히 가역적이며 저주파 신호가 입력 중 하나에 적용되면 고주파 DSB 신호가 다른 입력에 형성된다는 점에 유의해야 합니다. 74NS4066 마이크로 회로의 키로 만들어진 로컬 발진기. 최대 11MHz(공급 전압 5-8) 및 18MHz(공급 전압 10V)의 주파수에서 안정적으로 작동하는 반면 변환 주파수는 각각 22MHz 및 36MHz입니다.

분명히, 주파수 변환기에서 고속 전자 스위치(예: FST3126)의 최신 미세 회로를 사용하면 변환기의 매개변수가 향상되어 최대 변환 주파수가 증가하고 믹서의 손실이 감소합니다.

국부 발진기가 수신 주파수보다 2배 낮은 주파수에서 작동하는 주파수 변환기를 사용하면 몇 가지 이점이 있습니다. 첫째, 더 낮은 주파수에서 필요한 주파수 안정성을 얻는 것이 더 쉽습니다. 둘째, 안테나를 통과하는 국부 발진기 신호의 레벨이 감소하여 곱셈 배경의 형태로 간섭 가능성이 크게 감소합니다. 셋째, 입력 및 국부 발진기 회로가 서로 다른 주파수로 조정되면 국부 발진기 신호가 수신기의 입력 회로로 침투하고 믹서의 불균형이 증가할 염려 없이 이러한 회로를 서로 근접하게 배치할 수 있습니다. 결과적으로 수신기의 설계가 단순화되고 크기가 줄어듭니다.

또한 컨버터는 자체 전력 수신기에 특히 중요한 저전력 소비를 제공합니다. 예를 들어, 80m(3,6MHz) 범위에서 작동할 때 주파수 변환기가 소비하는 전류는 공급 전압 3,2V에서 5mA에 불과합니다. 동시에 74HC4066 스위치에 조립된 믹서 고유의 높은 동적 매개변수 보존됩니다.

이 주파수 변환기는 수퍼헤테로다인 수신기 또는 트랜시버에서 성공적으로 사용할 수 있습니다. 수신 주파수는 IF 값에 의해 국부 발진기 주파수와 분리되기 때문입니다. 경우에 따라 로컬 발진기 주파수에서 변환을 수행하고 균형 회로에 따라 믹서를 수행하는 것이 편리합니다. 이러한 믹서 구현은 그림 3에 나와 있습니다. 이 회로에서 저항 R1 및 R2 대 R2의 저항 비율이 약 1:1인 경우 커패시터 C2 및 C2,5 양단의 전압의 일정한 성분은 4V에 가까워지며, 그림 1.1에서 DD1.2 및 DD0.5 .XNUMX 키의 개방 시간은 약 XNUMX LO 전압 주기입니다.

이 주파수 변환기를 기반으로 동기식 AM 신호 감지기를 만들 수 있습니다. 검출기의 구성은 그림 5에 나와 있습니다. 국부 발진기는 수신 신호의 주파수보다 2배 낮은 주파수에서 작동합니다. 수신 신호의 반송파 주파수와 국부 발진기 주파수의 동기화는 직접 캡처에 의해 수행됩니다.

41m 방송대역의 라디오국을 수신할 때 동기검파기의 동작을 시험하였으며, 중간음량으로 수신한 라디오국의 수신품질이 높았다. 전계 효과 트랜지스터를 포함하면 왜곡 없이 수신되는 입력 신호 레벨의 범위가 제한된다는 점에 유의해야 합니다. 이를 확장하려면 회로에 저항이 680옴인 튜닝된 저항을 추가해야 합니다. 극단적 인 출력 중 하나는 전계 효과 트랜지스터의 드레인 대신 키의 연결 지점에 연결되고 드레인은 차례로 저항의 가동 접점 출력에 연결됩니다. 다른 극단 출력은 공통 와이어에 연결됩니다. 가변 저항을 사용하면 검출기 입력의 신호 레벨에 따라 로컬 발진기 주파수 캡처 대역을 조정하여 최상의 선택성을 얻을 수 있습니다.

위의 방식에 따른 주파수 변환기의 실제 제조에서 국부 발진기 회로의 코일 및 커패시터 C1-C2의 커패시턴스의 인덕턴스는 다음 공식으로 계산됩니다.

C1 \u2d C3618 \uXNUMXd XNUMX / Fg,

여기서 L은 마이크로헨리 단위의 인덕턴스입니다. C는 피코패럿 단위의 커패시턴스입니다. Fg - 국부 발진기 주파수(MHz).

문학

V.T.Polyakov. 직접 변환 기술에 대한 라디오 아마추어. - M.: Patriot, 1990.

저자: O. Shipilov, Kobrin.

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