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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Convertisseur de fréquence très efficace sur les clés électroniques. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Concepteur radioamateur De nos jours, il est difficile de surprendre les lecteurs avec de nouvelles solutions de circuits - il semble que tout ait été inventé il y a longtemps. Et pourtant, l’étonnant est à proximité. Cette fois, la surprise a été présentée par le microcircuit simple et bien connu de nombreux radioamateurs 74NS4066, contenant des clés électroniques à grande vitesse. A partir de ce microcircuit, l'auteur a développé un convertisseur de fréquence original dont une description est proposée à l'attention des lecteurs. Actuellement, les éléments clés à grande vitesse, fabriqués généralement à l'aide de transistors à effet de champ, sont largement utilisés dans les unités de mixage des équipements de transmission et de réception. L'utilisation de telles touches peut améliorer considérablement les paramètres dynamiques des mélangeurs. Cependant, il s'est avéré que les capacités des clés électroniques à grande vitesse ne se limitent pas à la commutation de signaux analogiques et numériques. Les touches électroniques peuvent être utilisées non seulement comme mélangeur, mais également comme oscillateur local. De plus, 4 commutateurs analogiques haute vitesse inclus dans la puce 74NS4066. avec une extrême simplicité, les circuits permettent de créer un convertisseur de fréquence de haute qualité, c'est-à-dire un nœud contenant à la fois un mélangeur et un oscillateur local. Le schéma fonctionnel d'un tel convertisseur de fréquence, utilisé dans un récepteur à conversion directe, est illustré à la Fig. 1.
La principale caractéristique du circuit est que la conversion s'effectue à une fréquence 2 fois supérieure à la fréquence de l'oscillateur local. Un principe de conversion similaire est utilisé dans un mélangeur basé sur des diodes dos à dos, proposé par V.T. Polyakov [1]. Considérons le fonctionnement du convertisseur sur les clés électroniques. L'oscillateur local est réalisé sur les éléments DD1.3 et DD1.4, qui font partie du microcircuit 74NS4066. Lorsque le rapport des résistances R1 et R2 à R3 est d'environ 18:1, la composante de tension constante sur les condensateurs C1 et C2, qui font partie du circuit oscillateur local, est d'environ 1,7 V, et la valeur d'amplitude de l'alternance La composante de la tension de l'oscillateur local est d'environ 1,3 V. D'après les graphiques de la figure 2, on peut voir que la tension sur les condensateurs C2 et C1, auxquels sont connectées les entrées de commande des touches DD2 et DD1.1, atteint un seuil d'ouverture de 1.2 V à un niveau de tension alternative d'environ 2.5 de la valeur de l'amplitude. Avec ce rapport des composantes de tension alternative et continue sur le circuit, la durée de l'état ouvert de l'interrupteur est de ¼" de la période d'oscillation de l'oscillateur local.
Puisque la tension de l'oscillateur local sur les condensateurs C1 et C2 est en antiphase, TODD1.1 et DD1.2 s'ouvrent à leur tour pendant % de la période de l'oscillateur local avec un intervalle de également ½ de la période de l'oscillateur local. Ainsi, le temps des états ouvert et fermé de l'interrupteur formé par une connexion parallèle de DD1.1 et DD1.2 est la moitié de la période d'oscillation avec une fréquence 2 fois supérieure à la fréquence de l'oscillateur local et est optimal du point de vue de l'efficacité de conversion maximale à une fréquence qui est 2 fois plus élevée que les fréquences de l'oscillateur local. Il convient de noter que le circuit mélangeur est complètement réversible et qu'un signal basse fréquence est appliqué à l'une des entrées, un signal DSB haute fréquence est généré sur l'autre. Un oscillateur local réalisé sur les interrupteurs du microcircuit 74NS4066. fonctionne de manière stable à des fréquences allant jusqu'à 11 MHz (à une tension d'alimentation de 5 8) et 18 MHz (à une tension d'alimentation de 10 V), tandis que la fréquence de conversion est respectivement de 22 et 36 MHz. Il est évident que l'utilisation de commutateurs électroniques modernes à grande vitesse dans le convertisseur de fréquence (par exemple, FST3126) améliorera les paramètres du convertisseur - augmentera la fréquence de conversion maximale et réduira les pertes dans le mélangeur. L'utilisation d'un convertisseur de fréquence dont l'oscillateur local fonctionne à une fréquence 2 fois inférieure à la fréquence de réception présente plusieurs avantages. Premièrement, à une fréquence plus basse, il est plus facile d’obtenir la stabilité de fréquence nécessaire. Deuxièmement, le niveau du signal de l'oscillateur local pénétrant dans l'antenne est réduit, ce qui permet une réduction significative de la probabilité d'interférence sous la forme d'un fond multiplicatif. Troisièmement, étant donné que les circuits d'entrée et de l'oscillateur local sont accordés sur des fréquences différentes, ces circuits peuvent être situés à proximité les uns des autres sans craindre d'augmenter la pénétration du signal de l'oscillateur local dans les circuits d'entrée du récepteur et le déséquilibre du mélangeur. . Par conséquent, la conception du récepteur est simplifiée et ses dimensions sont réduites. De plus, le convertisseur a une faible consommation d'énergie, ce qui est particulièrement important pour les récepteurs auto-alimentés. Par exemple, le courant consommé par le convertisseur de fréquence lorsqu'il fonctionne dans la plage de 80 m (3,6 MHz) n'est que de 3,2 mA à une tension d'alimentation de 5 V. Dans le même temps, les paramètres dynamiques élevés inhérents aux mélangeurs assemblés sur les commutateurs 74NS4066 sont entretenu. Ce convertisseur de fréquence peut également être utilisé avec succès dans un récepteur ou un émetteur-récepteur superhétérodyne. Puisque la fréquence reçue diffère de la fréquence de l'oscillateur local par la valeur IF. dans certains cas, il est pratique d'effectuer la conversion à la fréquence de l'oscillateur local et le mélangeur est réalisé à l'aide d'un circuit équilibré. Cette version de l'implémentation du mélangeur est illustrée à la figure 3. Dans ce circuit, lorsque le rapport des résistances R1 et R2 à RZ est d'environ 2:1, la composante de tension constante sur les condensateurs C1 et C2 sera proche de 2,5 V et, comme le montre la figure 4, le temps d'état ouvert des touches DD1.1 et DD1.2 sera d'environ 0.5 cycle de la tension du signal hétérodyne. Sur la base de ce convertisseur de fréquence, il est possible de réaliser un détecteur synchrone de signaux AM. Le circuit du détecteur est illustré à la figure 5. L'oscillateur local fonctionne à une fréquence 2 fois inférieure à la fréquence du signal reçu. La synchronisation de la fréquence de l'oscillateur local avec la fréquence porteuse du signal reçu est réalisée à l'aide de la méthode de capture directe. Le fonctionnement du détecteur synchrone a été testé lors de la réception de stations radio sur la bande de diffusion 41 M. La qualité de réception des stations radio reçues à volume moyen était élevée. Il convient de noter qu'avec cette connexion du transistor à effet de champ, la plage des niveaux de signal d'entrée acceptés sans distorsion est limitée. Pour l'étendre, vous devez ajouter une résistance accordée avec une résistance de 680 Ohms au circuit. L'une des bornes extérieures est connectée à la place du drain du transistor à effet de champ au point de connexion des touches, le drain, à son tour, est connecté à la borne du contact mobile de la résistance. L'autre broche la plus à l'extérieur est connectée au fil commun. À l'aide d'une résistance variable, vous pouvez désormais ajuster la bande de capture de fréquence de l'oscillateur local en fonction du niveau du signal à l'entrée du détecteur, obtenant ainsi la meilleure sélectivité. Dans la production pratique de convertisseurs de fréquence selon les schémas ci-dessus, l'inductance de la bobine I et la capacité des condensateurs C1-C2 du circuit oscillateur local sont calculées à l'aide des formules : C1 = C2 = 3618/Fg, où L est l'inductance en microhenry ; C - capacité en picofarads ; Fg - fréquence de l'oscillateur local en mégahertz. littérature
Auteur : O. Shipilov, Kobryn.
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