STBコンバーター。スキーム、説明

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STBコンバーター。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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XNUMX 年前、多くのアマチュア無線家が超長距離テレビ受信に興味を持っていました。テレビ受信機を改良し、電波伝播の気まぐれな動きを「バイパス」することを可能にする複雑なアンテナシステムを作成するなど、彼らがどれほどの労力、スキル、創意工夫を発揮したことでしょう。

衛星中継器により信号伝送チャネルはより「安定」しましたが、受信の技術的な実装はまったく簡素化されていません。ここでは、アマチュア無線家が自分の知識とスキルを活用する場所があります。この記事では、アマチュアコンバーターについて説明します。そのパラメーターは、工業生産の最良の例に劣りません。

著者が開発したコンバータは、単一の周波数変換で Ku バンド衛星テレビ受信システム (10,95 ～ 12,0 GHz) で動作するように設計されています。

コンバーターの仕様は次のとおりです。

動作周波数範囲、GHz - 10,95 ... 12,0
中間周波数、MHz - 950...2000
典型的な雑音指数、dB-0,6
伝達係数、dB - 60
局部発振器周波数、GHz - 10,0
供給電圧、V - 13/18V
消費電流、mA、これ以上 - 95
入力信号の偏波は垂直/水平です。

このコンバータは、低ノイズ周波数コンバータの回路に従って構築され、アンテナシステムフィードおよび内蔵の入力信号偏波スイッチと構造的に結合されています。その回路図を図に示します。 1. これは、プローブが浸漬された入力導波管 (電気図には示されていません)、トランジスタ VT1 ～ VTZ を使用して作られたマイクロ波増幅器、ストリップライン L9 ～ L18 を使用したバンドパスフィルター、周波数 10,0 の局部発振器で構成されます。周波数安定化機能を備えたトランジスタ VT4 の GHz、VD2 ダイオードアセンブリのバランスミキサー、DA2 および DA3 チップの中間周波数アンプ、DA4 チップの電圧安定器。また、DA1 チップ上には、+5 V ～ -2 V の電圧コンバータ、電界効果トランジスタ VT1 ～ VT3 の分極と電流安定化のためのスイッチの機能を実行するデバイスも含まれています。このコンバータは、Hewlett Packard (USA) によって製造された超小型回路、トランジスタ、ダイオードアセンブリを使用しています。

（クリックして拡大）

放物面鏡によって集束された入力信号はフィードに入り、そこから直径 19 mm の円形導波管に入ります。トランジスタ VT1 および VT2 のゲートのストリップラインと導波管との接続は、導波管内に 90 度の角度で設置された浸漬プローブを使用して実行され、垂直偏波と水平偏波の両方の信号を受信できます。コンバータ内の極性切り替えは、ケーブルを介して出力コネクタ XW13 に供給される 18/1 V 電源電圧によって実行されます。電源電圧は抵抗 R9 ～ R11 間の分圧器を介して DA1 チップのコンパレータの入力に供給されます。電源電圧が 13 V の場合、DA1 マイクロ回路はトランジスタ VT1 をオンにし、+1,5 V の電圧がそのドレインに現れます。同時に、トランジスタ VT2 はゲートに供給される -2 V の負の電圧によって閉じられます。、さらに、このトランジスタのドレインからの電圧が除去されます。

電源電圧が +18 V に切り替わると、トランジスタ VT1 が閉じ、トランジスタ VT2 がオンになり、通常動作になります。これにより、受信信号の偏波の種類を電子的に変更できます。

トランジスタＶＴ１およびＶＴ２からの信号の加算は、ストリップラインＬ５、Ｌ６上のブリッジを使用して実行される。全体の信号は、第 1 増幅段であるトランジスタ VT2 のゲートに送られます。トランジスタ VT5 ～ VT6 タイプ ATF3 は、電源電圧 +1 V、電流 3 mA、周波数 36077 GHz でゲイン 12 dB を備えています。したがって、マイクロ波増幅器の合計利得は 12 dB で、雑音指数は約 1,5 dB になります。

最良の雑音指数値を達成するには、トランジスタの動作モードを微調整し、入力と出力を一致させる必要があります。実際には、仕様と 0,1 dB 異なる雑音指数を得ることが可能であるため、特性は 12 GHz の周波数での Ksh の最大値 - 0,6 dB を与えます。

CTBコンバーター

トランジスタ VT3 のドレインからの増幅されたマイクロ波信号は、バンドパスフィルター L9 ～ L18 の入力に供給されます。バンドパスフィルターは、ストリップライン櫛型共振器で作られ、10,8 ～ 12,0 GHz の帯域幅を持ち、XNUMX dB の不均一な周波数応答を持ちます。

フィルタの出力から、マイクロ波信号は、ショットキーバリアとストリップブリッジを備えたマイクロ波ダイオードの VD2 ダイオードアセンブリで作られたバランスミキサーの入力に供給されます。平衡ミキサのもう一方の入力は、トランジスタ VT10 の局部発振器出力から 4 GHz の周波数の信号を受信します。

局部発振器は、ドレインが共通の回路に従って電界効果トランジスタ上に作られ、トランジスタのゲート-ソース回路に接続された開放半波長共振器と、チタン酸塩製の安定化高品質円筒共振器ZQ1を備えています。 -バリウムセラミック。

信号変換損失は約7dBです。平衡型ミキサーの出力からの中間周波信号 Ff は、素子 L19、C23、C24、R14 のフィルターを介して、ジャーナルに掲載されている回路に従って作られた IF プリアンプの DA2 マイクロ回路の入力に供給されます。機器と実験技術」、1984 年、No. 2、p. 111 (Abramov F. G.、Volkov Yu. A.、Vonsovsky N. N.「適合広帯域アンプ」)。 INA51063 チップ上のアンプの動作周波数範囲は 100 ～ 2400 MHz、ゲインは 22 dB です。信号は、IF プリアンプの出力から、DA3 マイクロ回路で作られ、動作周波数範囲が 100 ～ 3000 MHz、ゲインが 23 dB の最終 IF アンプの入力に供給されます。抵抗値 14 オームの抵抗 R15、R17、R10 は、特にコネクタ XW1 に接続された負荷が不整合な場合に、カスケード接続されたアンプの自励を防止します。

このコンバータは、DA4 マイクロ回路スタビライザによって電力供給され、最大 5 mA の電流で +150 V の電圧安定化を実現します。

コンバーター（入力導波路を除く）は、厚さ 2 mm の両面 FAF4 フッ素樹脂フォイルからプリント基板（図 1）上に作成されます。

CTBコンバーター

基板上の導体と素子の位置を図に示します。 3.

CTBコンバーター

吊り下げ要素はプリント導体の側面に配置されており、基板の裏側のフォイルは共通の電源バスとして使用されます。すべての部品のリードの長さを可能な限り短くすることが重要です。導体にはんだ付けして直接取り付ける必要があります。部品側にある共通電源バスの導体を基板裏面の箔に接続するために、多数の金属化された穴が基板に開けられます。

コンバータは、損失電力が 1 W の P12-0,125 タイプの抵抗を使用します。このタイプの抵抗器は 0,062 W の電力で使用でき、抵抗器 R1 ～ 8 は 0,125 および 0,25 W の電力で使用できます。

K10-47v タイプのコンデンサは、低周波回路や電源回路に使用されます。コンデンサ C9、C12、C13 - K10-42。高周波回路のコンデンサは、その静電容量が図に示されていません（C5 - C8、C15、C17、C22、C24）は、「印刷」方法で作られています。その静電容量は、特殊な形状のプレートによって形成されます。プリントされたトラックと、誘電体として基板材料を使用した共通の電源バス。高周波コネクタ XW1 タイプ F-75 (CIS 諸国の無線市場で販売されています)。

トランジスタ、ダイオードアセンブリ、およびマイクロ回路は HewlettPackard (米国) から提供されています。 VT4 として、トランジスタ AP324A-2 および AP325A-2 を使用できます。トランジスタ VT1 ～ VT3 は、Siemens、NEC、Philips 製の同様のもの、または AP330A-2 および 3P343A-2 と交換可能ですが、後者の場合、ノイズが発生します。コンバーターの数値はわずかに増加します。 HSMS2802 (VD1) ダイオードアセンブリは 514 つの KD512A または KD8202A ダイオードに置き換えることができ、HSMS2 (VD120) アセンブリは 120 つの KA78A または KA05AR ダイオードに置き換えることができます。 142L5 マイクロ回路スタビライザーの代わりに、KR1157EN501A、KR1157EN502、KR1EN10 が適しています。 ZQXNUMX発振子を交換する場合はTSBN-XNUMXをご使用ください。

浸漬プローブ (プローブ 1 およびプローブ 2) をトランジスタ VT1、VT2 のゲートに接続するために、基板に直径 2 mm の穴を開け、基板の下側の箔を穴の周囲から取り除きます。設置中心から半径2mm以内。プローブは、直径 4、長さ 4 mm のフッ素樹脂ブッシングを使用してハウジングの穴 (図 3,5、A-A ビュー) に固定されます。 ZQ1 共振器は、ジクロロエタンに溶かしたプレキシガラスから作られた接着剤の薄い層で基板に接着されています。

基板への要素の取り付けは、POSK 50-18 または POI ブランドの接地されたはんだチップを備えた低電圧はんだごてを使用して実行されます。

要素が取り付けられた完全に製造された基板は、鋳造またはフライス加工されたケースに配置されます (図 4 を参照)。著者は、Microelectronics Inc. の同様の製品の既製のものを使用しました。筐体はアルミニウム合金（シルミン、ジュラルミンなど）でできており、上部はM5ネジで筐体にねじ込まれた蓋で閉じられています（図2）。フライス加工または鋳造されたカバーにより、ボードがコンパートメントに確実に分離され、寄生フィードバックの形成やマイクロ波増幅器の入力への局部発振器信号の漏れが防止されます。

CTBコンバーター

アマチュア条件でコンバータを作成する場合は、簡易バージョンのハウジングを使用できます。これを行うには、図に従って旋盤を使用します。 4 真鍮から導波管を備えたフランジを機械加工し、その上に基板を取り付けるためのボックスを真鍮シートから曲げて半田付けします。蓋も真鍮板で製作し、必要な箇所に仕切り板を半田付けして箱を区切ります。

図に示されている領域のコンバータコンパートメントからカバーの内側への寄生発振の励起を防止するには、次のようにします。 5 か所 (影の部分) では、厚さ 3 mm のゴム片が、BF 接着剤と混合されたカーボニル鉄粉の混合物から適用された吸収層で接着されています。共振器表面の端の反対側のカバーに穴が開けられ（図には示されていません。この位置は共振器を設置した後に指定されます）、真鍮の調整ネジ用に M5 ネジが切られました。ネジ (ハウジング) と ZQ1 共振器の間の距離を変更することで、局部発振器の周波数を調整します。ネジが共振器から離れると、局部発振器の周波数は減少し、近づくと増加します。したがって、コンバータを調整する前に、調整ねじをねじ山の最初の数山までのみねじ込む必要があります。

CTBコンバーター

コンバータを密閉するために、コンバータ本体の特別な溝に配置された 4 番目のカバーとゴム製ガスケットがあります (図 4 を参照)。コンバータの導波管フランジはフィードのフランジに接続され、10 本の M20 ネジを使用してアンテナ焦点に取り付けられます。導波管は、変換器フランジの溝にゴム製ガスケットを取り付け、フランジ間に厚さ 6 ～ 7 ミクロンのフッ素樹脂フィルムを取り付けることによって密閉されます。直接焦点アンテナとオフセットアンテナの給電の図を図に示します。 XNUMXと図。それぞれXNUMX。

コンバータは次の順序で構成されます。出力電流が少なくとも 1 mA の安定化電源 +10 ～ 20 V がコネクタ XW100 に接続されています。電源電圧を +13 V に設定し、電圧計を使用してトランジスタや超小型回路の端子の電圧を測定します。それらの値は、図に示されている値と10％以内の差がなければなりません。そうでない場合は、障害のある要素を交換してください。次に、電源電圧を +18 V に上げ、コンパレータが切り替わり、トランジスタ VT2 のドレインに +1,5 V の電圧が現れ、トランジスタ VT1 のドレインの電圧がゼロになることを確認します。

局部発振器の出力におけるマイクロ波電圧の存在をチェックするには、マイクロ波ミリボルト計を抵抗器 R12 の上側 (図によると) 端子に接続します (ミリボルト計は雑誌「Radio」、1995 年、No. 9、p に記載されています) . 40) マイクロ波発振があることを確認してください。局部発振器からの入射波の振幅を正確に測定することはできませんが、ミリボルトメーターの読み取り値が 10 ～ 70 mV 以内であれば、局部発振器は機能しています。

図に従って、DC ミリボルト計をコンデンサ C23 の左側のプレートに接続して、デバイスのこの点に小さな直流電圧 (2...10 mV) が存在することを確認します。これは、バランスミキサーの機能を示しています (理想的にダイオードのペアを選択し、ブリッジのバランスをとることはほとんど不可能です)。

この後、コンバータは最初の蓋で閉じられ、一方の側はアンテナ給電に接続され、もう一方の側はチューナーに接続されます。チューナーをチューニングすると、受信したチャンネルの 10 つが見つかります。調整ネジを使用して、局部発振器の周波数の正確な値を 1 GHz + XNUMX MHz に設定し、結果の周波数をこのチャネルの既知の周波数と比較します。次に、コンバーターを第 XNUMX の蓋で閉じて密封します。

著者: V. Zhuk、ミンスク

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