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無線電子工学および電気工学の百科事典 マイクロサーキット上のキーミキサー。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
無線電子工学と電気工学の百科事典 / アマチュア無線機器の結び目。 ミキサー、周波数変換器 今回は、電子キーのミキサーの回路といくつかの実用的な回路。 このようなことがすでに起こっているとしましょう。しかし、彼らが言うのは、「繰り返しは学習の母である」ということです。 若いアマチュア無線家はどこでミキサーの動作原理について学びますか。 古い雑誌がゴミ箱にあり、新しい文学がコンピューターだけに関するものである場合はどうでしょうか。 その間、ミキサー回路は絶えず改善されています。 開発者は、理想的なパラメーター、つまり広いダイナミックレンジを備えたミキサーの入手に努めています。 シンプル、経済的、技術的、そしてブロードバンド。 そのようなものは、おそらく、高速CMOSデジタルマイクロ回路によって制御される超高速キー上に組み立てられたミキサーになるでしょう。 アマチュア無線家はミキサー回路への興味を失うことはありません。 最新のエレメントベースにより、驚くべき特性を備えた珍しいミキサーを設計できます。 しかし、最初に、いくつかの理論と用語。 アマチュア無線環境では、ミキサーがキーと「スムーズ」に分割されます。これは、長方形または正弦波の局部発振器信号のタイプに応じて異なります。 また、パッシブミキサーとアクティブミキサーについても説明します。パッシブミキサーは、アクティブミキサーとは異なり、変換された信号を増幅しません。 動作原理によれば、一般に、すべてのミキサーは、入力信号の位相と局部発振器信号の周波数のスイッチです。 ダイオード、トランジスタ、または電子スイッチは通常、スイッチング素子として使用されます。 さらに、もちろん、アクティブなのはトランジスタ上のミキサーだけです。 すべてのトランジスタミキサーがアクティブであるわけではありませんが。 たとえば、多くの読者の関心を集め、1ページのRD＃97-11で説明されているミキサーはアクティブではありません。 古典的なダイオードリング平衡型ミキサーの回路を考慮すると、ミキサーの動作原理を理解するのは簡単です（図1）。
局部発振器電圧Uget。 点Bに対する点Aでの極性が正の瞬間に、ダイオードVD1とVD4のペアが開きます。 信号が発生すると、ミキサーの入力から出力にこれらのダイオードを通過します。 これは、局部発振器の電圧が符号を反転するまで続きます。 この場合、ダイオードVD1、VD4が閉じ、ダイオードVD2、VD3が開きます。 最初の場合と同じ信号がこれらのダイオードを通過しますが、ミキサー出力での位相のみが逆になります。トランスT2の1次巻線の反対の結論が機能し始めます。 変圧器T2とTXNUMXの対称巻線の局部発振器電流は、いつでも反対方向に向けられ、互いに打ち消し合います。 もちろん、特別な対策がなければ、これらの電流の許容可能な補償を達成することは困難であり、ミキサーの出力では、局部発振器（キャリア）の周波数で残留信号が現れます。 ミキサーのバランスをとるために、変圧器の対称巻線のXNUMXつのブレークに可変抵抗器が含まれています。 しかし、この場合も、深いキャリア抑制を実現することは困難です。技術的なダイオード抵抗の広がり、トランス巻線の非対称性、取り付け容量、およびその他の要因がここに影響を与えます。 ここで、ダイオードを電子キー（スイッチ）に置き換えたと想像してください。スイッチの特性は通常のリレー接点に近いですが、速度ははるかに高速です（図2）。
この場合、制御回路と信号経路が分離されているため、相互の侵入が大幅に減少します。 しかし、これがすべてのメリットではありません。 最新の電子スイッチ（たとえば、MAXIMのMAX361）は、2オーム未満の開放抵抗と約100ナノ秒のスイッチング速度を備えています。 さらに、マイクロサーキットケースにある20つのキーはそれぞれ、+ /-XNUMX V以内のスイッチング電圧の範囲でパラメータを保持します。これは、公開キーが通過する信号に非線形歪みを導入しないことを意味します。 電子キーは、局部発振器信号調整器のマイクロ回路から逆位相で出力「F1」および「F2」に供給されるデジタルレベルの信号によって制御されます。 シェーパー回路を図3に示します。
入力抵抗は抵抗R1、R2の値によって決定され、入力に適用される局部発振器信号の振幅は約0,5Vです。仕様に従ったスイッチ回路への制御信号の貫通貫通の減衰1561シリーズのマイクロ回路は値（-130 dB）を超えているため、ミキサーをこのようなキーで組み立てることができ、ほぼ100dBのキャリア抑制を実現するのにそれほど困難はありません。 DSB信号コンディショナーおよびミキサー（低周波数KB帯域で作業する場合の動作周波数へのキャリア）として使用される、160〜40メートルのミキサー回路をさらにいくつかテストしました。 最も単純なスキームでは、4つのキーのみが使用されます。 図XNUMXに、このミキサーの図を示します。 DSBドライバーとして使用されます。
あらゆるオペアンプがマイクアンプとして機能します。 元の信号はエレクトレットコンデンサーマイクから供給されます。 キーの入力は「オペアンプ」の出力に直接接続されており、回路 R1、R2、C1 がミキサーのバランスを自動的に維持します。 接続された電気機械フィルターの共振特性により、出力信号の水平対称性が復元されます。 この回路の利点は、その単純さに加えて、制御信号が局部発振周波数を持つユニポーラ信号であるという事実です。 小型圧電セラミック EMF タイプ FEM4-031 -500-3,1V-2 を使用する場合、コンデンサ C2 を除外でき、ミキサーとフィルターの入力インピーダンスを整合させるために抵抗 R2 と R5 を選択できます。この場合は、 XNUMXkΩ程度になります。 次の平衡変調器（図5）は、最大12 MHzの周波数で正常に動作しますが、前のミキサーとは異なり、これも双方向制御が必要です。
変圧器T1には、受信機からの整合する低周波変圧器を使用しており、変圧器にアレルギーのある方には、図6の回路をお勧めします。
500 kHzのLO周波数では、この回路のキャリア抑制は94dBでした。 同じ方式が、レンジへの7番目のミキサー送信機、および復調器またはSSB検出器として正常に使用されています（図XNUMX）。
これらのユニットをもとに、小型の低周波コンプレッサーを組み立てて数年運転しており、送信機の出力段をポンピングすることを忘れてしまいました。 その簡略化したスキームを図8に示します。
このデバイスのアイデアは長い間知られていましたが、出版物から判断すると、それはまだ何らかの技術的実装の形でアマチュア無線家と共鳴しています。 動作原理は、生成されたSSB信号を制限し、その後、追加のEMFでフィルタリングすることです。 提案されたミキサー回路は、より線形な信号を取得することを可能にしました。 したがって、約15 dBの制限の程度で、空中のコレスポンデントは、通常は圧縮に関連する顕著な歪みの出現に気づきませんでしたが、信号レベルが1,5ポイント増加したことに気づきました。 パスの直線性は、ミキサーに歪みがないためです。 回路の目的のために比較的高いレベルの信号と低電流のために、回路の個々の部分をシールドする必要はなく、前記キャリア抑制は完全に任意の設置で達成されます。 コンプレッサーにはXNUMXつの出力があり、実験が簡単です。 最初の出力は、マイクアンプからの線形ns圧縮信号になります。 XNUMX番目に-低周波圧縮信号。 そしてXNUMX番目の出力-SSB圧縮信号。 デバイス全体が、ポータブルトランシーバーのハンドヘルドマイクハウジングに収まります。 12V電源からの消費電流は約15mAです。 かつて私はこの「マイク」を7回の変換でシングルバンドの送信機から受信機へのドライバーとして使用していました。 1番目のミキサー（図97）、プッシュプルドライバー（回路は15ページのRD＃2-97に記載）、およびパワーアンプ（RD＃3-XNUMX、XNUMXページ）のみを追加しました。 それは小さいながらも強力な「与えるもの」であることが判明しました。 将来的には、より複雑な受信機へのトランシーバー接続のミキサーのスイッチ、および直接変換トランシーバーの実験が計画されています。 図9に、別のミキサーの図を示します。 クォーツ35フィルターセットを備えた送信機の最初のミキサーとして使用しましたが、トランスの中点出力を必要としないという点で優れています。
上記の回路は、低周波のアマチュア帯域用の送信機の信号調整パスでのみテストされたことにもう一度注意したいと思います。 より高速なチップに関する情報が不足しているため、KBの上位帯域でのキーの使用が妨げられています。 そのような情報を提供してくれたアマチュア無線家に感謝します。 この回路を受信機で使用することについては、さらなる実験の課題ですが、私の意見では、このようなミキサーを、たとえば SSB 検波器として使用することは十分に可能です。 また、高速キーは最初の受信機ミキサーで使用できます。 XNUMX ボルトの信号を歪みなく切り替えることができたときに、どれほどのダイナミック レンジが得られるか想像できます。 著者: S.Makarkin、RX3AKT。 出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru
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