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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Caractéristiques de configuration des mélangeurs. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Noeuds d'équipement de radio amateur. Mélangeurs, convertisseurs de fréquence En raison de leur simplicité, de leur sensibilité et de leur sélectivité élevées, de leur bonne fiabilité, les récepteurs et émetteurs-récepteurs à conversion directe sont populaires auprès des radioamateurs. Mais pas toujours dans l'appareil, même fabriqué selon un schéma bien établi, les capacités et les paramètres qui lui sont inhérents sont réalisés dès le début. À la suite de nombreuses années de fonctionnement de l'auteur de cet article de ce groupe d'équipements de communication, il s'est avéré que les nœuds basse fréquence (principalement des amplificateurs de basse) restent opérationnels lorsque la tension d'alimentation chute à 2 ... 6 V (à une valeur nominale de 9 ... 12 V). Dans le même temps, leur gain diminue généralement. La principale raison du fonctionnement insatisfaisant des récepteurs et émetteurs-récepteurs à conversion directe est le fonctionnement non optimal du mélangeur. Des paramètres élevés ne sont atteints qu'avec une sélection rigoureuse de la tension haute fréquence hétérodyne aux bornes des diodes du mélangeur. Il doit être compris entre 0,6 ... 0,75 V sur les diodes au silicium et 0,15 ... 0,25 - sur le germanium. À des tensions d'oscillateur local plus faibles, le gain du mélangeur diminue. Il diminue également à haute tension, car les diodes sont ouvertes presque tout le temps. Cela augmente le bruit du mélangeur. La stabilité de la fréquence et de l'amplitude de la tension fournie au mélangeur à partir de l'oscillateur local (en particulier sur les bandes amateurs HF) dépend en grande partie de la stabilité de la tension d'alimentation. Dans presque tous les circuits donnés dans la littérature, il n'y a pas de circuit de réglage de la tension hétérodyne sur les diodes mélangeuses. Il est recommandé de sélectionner un condensateur de couplage d'oscillateur local avec un mélangeur ou de modifier le nombre de tours de la bobine de couplage. Mais ce processus prend beaucoup de temps et, de plus, ne donne pas l'assurance que l'appareil a été correctement configuré. L'inconvénient de cette méthode est également que lors du processus d'établissement, il est nécessaire d'éteindre le récepteur (émetteur-récepteur) et de souder le condensateur ou de rembobiner la bobine. Mais pendant ce temps, la station amateur, dont le volume de réception est réglé, cesse souvent de fonctionner, et il est donc impossible de savoir si la sensibilité de l'appareil en cours de réglage augmente ou diminue. Il est plus opportun d'effectuer le réglage en fonction des signaux d'une station "faible" lors d'un passage stable d'ondes radio, c'est-à-dire lorsqu'il n'y a pas de fluctuations notables du niveau du signal reçu. En raison du manque d'instruments de mesure nécessaires, les récepteurs et émetteurs-récepteurs à conversion directe sont souvent réglés "à l'oreille", ce qui n'a pas le meilleur effet sur leurs paramètres.
Sur la fig. 1 montre un schéma d'un voltmètre-sonde, modifié conformément aux recommandations données dans [2]. Il vous permet de mesurer assez précisément la tension de l'oscillateur local directement sur les diodes du mélangeur. Envisagez des moyens simples de régler et d'affiner les récepteurs et émetteurs-récepteurs à conversion directe, ce qui vous permet d'éliminer les défauts de conception ci-dessus.
Tout d'abord, lors de la finalisation, il est nécessaire d'introduire un circuit de stabilisation de la tension d'alimentation de l'oscillateur local. Le circuit stabilisateur est illustré à la fig. 2. La diode Zener VD1 est sélectionnée avec une tension de stabilisation 1,5 ... 2 fois inférieure à la tension d'alimentation nominale du récepteur (émetteur-récepteur). La résistance R1 définit le courant optimal à travers la diode Zener. La résistance de la résistance R1 doit être telle que le courant de stabilisation de la diode zener VD1 ne dépasse pas la valeur maximale admissible. Le condensateur C1 réduit la "fuite" du bruit de la diode Zener, ce qui entraîne une réduction du bruit de modulation de la tension de l'oscillateur local et une réduction du bruit global du récepteur. Il est pratique de modifier la tension RF sur les diodes du mélangeur avec une résistance non inductive d'accord connectée en parallèle ou en série avec la bobine de couplage (R1, respectivement, sur les figures 3 et 4).
Dans ce dernier cas, vous pouvez utiliser à la fois la connexion du transformateur (Fig. 4, a) de l'oscillateur local avec le mélangeur et l'autotransformateur (Fig. 4,6). Avec un réglage plus précis de la tension de l'oscillateur local (par exemple, lors de la réception de signaux de stations difficiles à entendre "à l'oreille"), le voltmètre RF est désactivé.
Il convient de noter que si les améliorations ci-dessus sont appliquées, le nombre de spires des bobines de couplage doit être légèrement augmenté, car l'introduction d'une résistance d'accord réduit la tension de sortie de l'oscillateur local. Cela est particulièrement vrai pour la variante dont le schéma est illustré à la Fig. 3. Ensemble, le nombre de spires de la bobine de couplage, la résistance de la résistance R1 et la capacité du condensateur C2 doivent être tels que la tension sur les diodes au silicium du mélangeur puisse être réglée de 0 à 1,2 ... 2 V, sur le germanium - de 0 à 0,5 ... 1 V. Dans ce cas, la tension optimale est atteinte approximativement à la position médiane du curseur de la résistance R1. La tension de sortie de l'oscillateur local peut être ajustée en modifiant la tension d'alimentation, comme cela a été fait, par exemple, dans [3]. Toutefois, cela ne convient qu'à des fréquences allant jusqu'à 3...4 MHz. À des fréquences plus élevées (au-dessus de 7 MHz), un tel ajustement peut entraîner un décalage significatif de la fréquence de l'oscillateur local. Sur la fig. La figure 5 montre un schéma d'un oscillateur local avec un noeud tampon, dans lequel un circuit de régulation de tension de sortie est introduit. Lors de la répétition, il convient de tenir compte du fait que l'émetteur suiveur ne fournit pas de gain de tension et que, par conséquent, la tension haute fréquence sur la bobine de couplage doit être deux fois plus élevée. que nécessaire pour le fonctionnement normal du mélangeur.
Dans la pratique de la radio amateur, les mélangeurs équilibrés à diodes sont les plus largement utilisés. Leurs principaux avantages sont la simplicité de conception et de configuration, l'absence de commutation haute fréquence lors du passage de la réception à l'émission. Les mélangeurs équilibrés sur transistors à effet de champ et bipolaires sont beaucoup moins utilisés. Dans de simples mélangeurs à diodes équilibrées, la tension de l'oscillateur local et certains sous-produits de conversion de sortie peuvent être supprimés de 35 dB ou plus. Mais de tels résultats ne sont obtenus que dans un sens: celui dans lequel le mélangeur est équilibré. Dans la conception de l'émetteur-récepteur de l'auteur [4], le mélangeur est équilibré uniquement vers l'amplificateur de puissance. Si un double mélangeur équilibré [5] est utilisé, le bruit diminuera, la sensibilité augmentera et l'immunité au bruit s'améliorera. Les mélangeurs symétriques doubles sont équilibrés sur les deux entrées (sorties). Ils suppriment non seulement les oscillations locales de l'oscillateur, mais également le signal converti, ne laissant que les produits de leur mélange et assurant ainsi la pureté du spectre. L'utilisation de tels mélangeurs permet de réduire les exigences du filtre de nettoyage inclus à la sortie du mélangeur, et même de l'abandonner complètement en connectant la sortie du mélangeur directement à l'amplificateur IF, à la sortie duquel il devrait y avoir un filtre de sélection principal (par exemple, un EMF ou un filtre à quartz). Un niveau de signal nettement plus élevé peut être appliqué à un double mélangeur lors de la réception, car il affaiblit considérablement l'effet de la détection directe du signal ou des interférences, c'est-à-dire il n'y a pas de détection sans la participation des oscillations de l'oscillateur local, comme c'est le cas dans un détecteur d'amplitude classique. Le plus souvent, dans les conceptions de radio amateur, un mélangeur à double équilibrage est utilisé, dont le schéma est illustré à la Fig. 6. Il est également appelé anneau, car les diodes qu'il contient sont incluses mais dans l'anneau.
Il est souvent recommandé de compléter ce mélangeur par des éléments d'équilibrage R1, C1, C2 (Fig. 7). De plus, la résistance R1 doit être non inductive. Ce raffinement améliore les paramètres du mélangeur.
Lorsque vous travaillez sur des gammes basse fréquence, les transformateurs haute fréquence sont généralement enroulés sur des anneaux de ferrite de taille K7x4x2 avec une perméabilité magnétique de 600 ... 1000 avec trois torsades (3-4 torsions par 1 cm de longueur) PELSHO 0,2 fils entre eux. Environ 25 tours environ sont effectués (jusqu'à ce que l'anneau soit complètement rempli). Lors de l'installation d'un transformateur, ses enroulements sont mis en phase conformément à la Fig. 6 et 7. Il existe deux options principales pour incorporer un double mélangeur équilibré dans un émetteur-récepteur. Dans le premier, le signal passe à la fois en réception et en émission dans un sens de l'entrée vers la sortie des mélangeurs. Ainsi, par exemple, cela a été fait dans les émetteurs-récepteurs bien connus "Radio-76" [6] et "Radio-76M2" [7]. De nombreuses expériences menées par l'auteur ont révélé que lorsque la tension hétérodyne est inférieure à l'optimum, la sensibilité en mode réception se détériore considérablement, et lorsque la tension est plus élevée, la suppression de porteuse en mode émission est considérablement réduite (la sensibilité chute également , mais cela est moins perceptible à l'oreille que dans le cas précédent). La dépendance qualitative des principaux paramètres des émetteurs-récepteurs sur le niveau de tension de l'oscillateur local fourni au mélangeur est illustrée à la fig. 8 (courbe 1 - sensibilité en réception, déterminée par l'oreille, 2 - sensibilité mesurée par des appareils, 3 - suppression de porteuse en émission).
Dans la deuxième variante, le signal en mode réception est envoyé à l'entrée du mélangeur équilibré et en mode transmission - à la sortie. Avec cette inclusion, le principe de réversibilité du mélangeur est utilisé. C'est ainsi que le chemin RF de l'émetteur-récepteur décrit dans [8] est construit. La mise en place du mélangeur dans ce cas revient également à régler la tension hétérodyne optimale et à l'équilibrer soigneusement. On notera notamment que l'opération de réglage ne dépend pas du principe de construction de la voie RF de l'émetteur-récepteur. Maintenant, quelques recommandations pratiques pour établir le chemin RF de l'émetteur-récepteur. Tout d'abord, vous devez configurer les mélangeurs. Auparavant, les moteurs des résistances d'équilibrage qu'ils contiennent étaient réglés en position médiane. Ensuite, le GSS est connecté à la prise d'antenne de l'émetteur-récepteur et la tension hétérodyne sur les mélangeurs est progressivement augmentée. Le signal du GSS est fourni avec un niveau dépassant de plusieurs fois la sensibilité du chemin de réception. Il est nécessaire d'obtenir la réception du signal. S'il n'y a pas de générateur, l'opération est effectuée à l'oreille, en recevant un signal d'une station radio amateur SSB ou d'un générateur de bruit sur une diode zener de faible puissance. Ensuite, ajustez alternativement chacun des mélangeurs. Tout d'abord, la tension hétérodyne optimale est sélectionnée. Pour ce faire, il est progressivement augmenté et évalué à l'oreille : si le volume de la réception du signal GSS, de la station radio ou du générateur de bruit augmente. Comme l'a noté l'auteur, à mesure que la tension hétérodyne appliquée au mélangeur augmente, le volume de réception audible augmente d'abord, atteint un maximum, puis ne change pratiquement pas (Fig. 8, courbe 1). La tension hétérodyne doit être réglée de telle sorte que lorsqu'elle est légèrement réduite, le volume de réception diminue et lorsqu'elle est légèrement augmentée, elle n'augmente pas. En pratique, cela est réalisé en se déplaçant dans une petite plage du moteur de résistance qui contrôle le niveau de la tension de sortie de l'oscillateur local. S'il n'y a pas une telle possibilité dans l'émetteur-récepteur, l'appareil doit être modifié. En règle générale, un émetteur suiveur est inclus à la sortie de l'un ou l'autre oscillateur local. Dans ce cas, le raffinement s'avère très simple: la résistance constante dans le circuit d'émetteur du transistor est remplacée par une résistance d'accord non inductive de même calibre que la constante. Après avoir optimisé la tension hétérodyne, les mélangeurs doivent être à nouveau équilibrés avec plus de soin. Un millivoltmètre RF ou un oscilloscope est connecté à l'entrée ou à la sortie (selon la conception de l'émetteur-récepteur), et en déplaçant le curseur de la résistance R1, puis en ajustant les condensateurs C1 et C2 (voir Fig. 7), un minimum de lectures est atteint. Si des appareils à haute impédance d'entrée sont utilisés, des résistances proches de la résistance (entre 50 et 100 Ohms) doivent être connectées à l'entrée et à la sortie du mélangeur. Il convient de privilégier l'équilibrage vers la sortie du trajet de transmission. La différence d'équilibre entre l'entrée et la sortie du mélangeur doit être faible (quelques décibels). S'il atteint 10 dB ou plus, cela est généralement dû au fait que la tension hétérodyne appliquée au mélangeur est bien supérieure à la tension optimale. Pour vérifier et équilibrer les mélangeurs, l'auteur a créé des appareils simples. Sur la fig. 9, a montre un circuit d'un amplificateur RF, à l'entrée duquel un mélangeur est connecté, et un voltmètre haute fréquence est connecté à la sortie pour un réglage grossier (Fig. 9, b), pour un réglage fin - une sonde RF (Fig. 9, c). Dans le même temps, il n'est pas nécessaire d'installer des résistances supplémentaires avec une résistance de 50 ... 100 Ohm dans le mélangeur.
Enfin, les mélangeurs sont accordés après leur installation dans l'émetteur-récepteur (il est mis en mode émission). L'appareil doit d'abord être réglé en mode réception. Pour éviter que le bruit du microphone n'interfère avec l'équilibrage, l'entrée de l'amplificateur de microphone est court-circuitée. Le mélangeur de fréquence la plus basse est équilibré en premier, puis le reste dans l'ordre du signal qui les traverse en mode de transmission, réalisant un minimum de lectures RF sur un mannequin de charge (Fig. 10) connecté à l'amplificateur de puissance de l'émetteur-récepteur. Après cela, ajustez les paramètres des nœuds restants. Il est conseillé de répéter cette procédure deux ou trois fois.
littérature 1. Polyakov V.T. Radioamateurs sur la technique de conversion directe. - M. : Patriote, 1990, p. 264.
Auteur : Vladislav Artemenko (UT5UDJ), Kiev. Ukraine, magazine KV 4,5-97 ; Publication : N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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