С.Макаркин, RX3AKT
"РД" №4 1996г.
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 эмиттерносвязанной 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 напряжения. 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 десятков миллиампер. Но даже при таких режимах фронты формируемых импульсов далеки от желаемой крутизны. В идеальном случае сопротивление коллекторных резисторов имеет величину около 10 Ом. Но это приводит к чрезмерному расходу тока источника питания и создает проблемы расфазировки из-за разницы 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.
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 Т3, рис.3.
Он намотан на "двухдырочном" 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 Т3.
Конструктивно смеситель выполнен "объемным" монтажом с соблюдением максимальной симметричности, рис. 2.
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.