Балансні змішувачі являють собою пристрої, призначені для виконання операції додавання або віднімання частот двох або більше сигналів.

Балансні змішувачі використовують в радіоприймальної / заради- опередающей техніці для синтезу необхідної робочої частоти або перенесення сигналу з однієї області частот в іншу (вище або нижче за частотою). Якщо подати на входи такого пристрою сигнали двох частот, то на виході змішувача будуть присутні, щонайменше, сигнали чотирьох частот: вихідних, їх суми та їх різниці. Непотрібні для подальшої роботи сигнали видаляють за рахунок використання фільтрів.

Рис. 39.7. Еквівалентна схема мікросхеми балансного модулятора МС1496

Мікросхема балансного модуляції тора / демодулятора МС1496 / МС1596 фірми Philips Semiconductor, Motorola (рис. 39.1) призначена для використання в якості широкосмугового змішувача, помножувача частоти, фазового або амплітудного детектора і т. д.

Примітка.

Близьким її вітчизняним аналогом, які мають, однак, іншу цоколевку і характеристики, є мікросхема балансного модулятора 140МА1, К140МА1, КР140МА 7.

Мікросхема МС1496 здатна працювати при напрузі живлення

Рис. 39.2. Схема перетворювача частоти для супергетеродинного приймача

на мікросхемі МС1496

до 30 В, споживаючи струм до 10 мА. Рекомендоване напруга живлення – 12 В. Гранична робоча частота – 10 МГц, хоча мікросхема зберігає працездатність і при роботі на частотах до 300 МГц і вище.

Приклад використання мікросхеми МС1496 в якості перетворювача частоти супергетеродина наведено на рис. 39.2.

Схема удвоителя частоти на мікросхемі МС1496 представлена ​​на рис. 39.3. При подачі на обидва входи мікросхеми перемножувача (балансного модулятора) сигналу синусоїдальної форми вона забезпечує на

Рис. 39.3. Схема удвоителя частоти на мікросхемі MCI 496

виході сигнал синусоїдальної форми подвоєної частоти. Індуктивність Ll = 600 нГн, L2 = 10 нГн.

ниє. 39.4. Електрична схема мікросхеми К174ПС1

Мікросхеми К174ПС1 (UL1042N, S042, ТСА240, U5010A), рис. 39.4 і рис. 39.5, і їх аналоги 174ПС1У КФ174ПС1

(Інша цоколевка і корпусу) можна віднести до універсальних, придатним для використання в радіоелектронних конструкціях різноманітного призначення. Основне призначення цих мікросхем – використання в якості подвійних балансних змішувачах (перетворювачах частоти) для радіоприймальних пристроїв КВ і УКВ діапазонів (до частот порядку 200 Мгц і вище) [39.1].

Крутизна перетворення мікросхеми К174ПС1 -щонайменше

Рис. 39.5. Типова схема включення КТ74ПС1

4,5 мА / Ву коефіцієнт шуму – не більше 8 дБ. Споживаний струм – 2,5 мА при напрузі живлення 9 В. Вхідна напруга – не більше 1 В.

Більш сучасна модифікація мікросхеми – К174ПС4у що має аналогічну електричну схему, цоколевку та області використання, здатна працювати до частот 1000 МГц. При номінальній напрузі живлення 6 (± 10 %) У мікросхема споживає струм до 10 мАу має крутизну перетворення 6 мА / В на частоті 2,8 МГц і 5 мА / В на частоті 1000 МГц. Коефіцієнт шуму на частотах 100 і 1000 МГц – не більше 12 дБ і 14 дБу відповідно. Вхідні напруги – не більше 0,5 В.

Диференційний підсилювач на мікросхемі К174ПС1 (рис. 39.6)

може бути використаний в тракті підсилювача високої або проміжної частоти радіоприймача [39.1,

Рис. 39.6. Диференційний підсилювач на мікросхемі К7 74ПС7

39.2].

Резонансний підсилювач на мікросхемі К174ПС1 (рис. 39.7)

має коефіцієнт передачі близько 20 дБ, частота настройки в межах 160 кГц – 230 МГц при перемиканні LI С1-контурів змінюється перебудовою конденсатора змінної ємності С1 [39.1]. Коефіцієнт передачі підсилювача залежить від режиму роботи каскаду на транзисторі VT1, що дозволяє ввести в підсилювач АРУ з глибиною регулювання до 40 дБ.

На рис. 39.8 показано застосування мікросхеми К174ПС1 в перетворювачі частоти радіомовного приймача [39.1]. Контур L1C1 налаштований на проміжну частоту, настройка гетеродина визначається контуром L2, C5-C10, VD1. При відсутності варикапа елементи С9, CIO, Rl, R2 можна виключити і налаштовувати контур гетеродина конденсатором змінної ємності, включеним паралельно котушці індуктивності L2.

Рис. 39.7. Схема резонансного підсилювача на мікросхемі К7 74ПС 7

Рис. 39.8. Схема перетворювача частоти радіомовного приймача

Рис. 39.9. Вхідна частина зв’язкового супергетеродина з подвійним перетворенням частоти на мікросхемах К174ПС1

Радіоприймач (рис. 39.9) може приймати сигнали радіолюбительських радіостанцій в діапазоні 14 МГц (або 21 МГц при заміні контурів) [39.3]. Приймач складається з вхідного предусилителя на транзисторі VT1 і двох змішувачів з перебудовуваним (DA1) і кварцованних (DA2) гетеродинами. Вихідний сигнал частотою 465 кГц через фільтр проміжної частоти подають потім на AM / SSB-детектор і УНЧ (на схемі не показано).

Котушки індуктивності радіоприймача виконані на каркасах діаметром 6-7 мм з підлаштування сердечниками з фериту і містять: L2, L4-L9 – по 18 витків дроту діаметром 0,3-0,4 мм виток до витка; LI, L3, L10 – по 6 витків такого ж дроту, намотаних поверх відповідних котушок; L11 – 80 витків дроту діаметром 0,15 мм внавал. Котушки виконані без екранів. При використанні екранів число витків слід збільшити на 30-40%.

Рис. 39.10. Схема синхронного детектора декодерів кольору / подвоювач частоти

Мікросхему К174ПС1 можна використовувати і для детектування балансномодулірованних сигналів в синхронних детекторах декодерів кольору телевізійних систем PAL і НТСЦ, рис. 39.10 [39.1]. На вхід 1 подають сигнал колірної піднесе, а на вхід 2 – сигнал з кварцового генератора декодера.

Протифазні продетектірован- ниє сигнали знімають з резисторів R1 і R2. На виході такого детектора виходить один з цветоразностних сигналів. Для іншого сигналу потрібен другий детектор.

Цей пристрій може бути і подвоювачем частоти, для чого необхідно об’єднати входи 1 і 2. Тоді з виходів можна знімати сигнали з

подвоєною частотою.

Рис. 39.11. Схема змішувача для УКВ-приймача

Змішувач УКХ- радіоприймача на мікросхемі К174ПС1 (UL1042) з перебудовою контурів за допомогою варіометрів показаний на рис. 39.11 [39.4].

Радіоприймач на фіксовану частоту прийому, виділену для пристроїв дистанційній охорони об’єктів (27,12 МГц), може бути виготовлений з використанням перетворювача частоти, рис. 39.12 [39.1,39.2]. Сигнал з виходу конвертора подається на ППЧ радіомовного приймача.

Рис. 39.12. Схема конвертора-приймача радіоохранної сигналізації

Рис. 39.13. Схема вхідних ланцюгів радіоприймача СВ-діапазону (27,12 МГц)

Простий приймач, вхідні кола якого наведені на рис. 39.13, виконаний з використанням мікросхеми К174ПС1 або К174ПС4 [39.5]. Контур L1C3 налаштований на частоту 27,12 МГц, відповідну СВ-діапазону. З виходу пристрою знімається сигнал проміжної частоти 465 кГц, який може бути посилений, продемон- тектірован і поданий на УНЧ. Котушки індуктивності L1 і L2 (в екрані) намотані на каркасі від контурів модулів кольоровості або декодерів PAL телевізорів 2-3-4-УСЦТ і мають 6 і 2 витка проводу ПЕВ 0,31 мм (або 0,2-0,5 мм). В якості фільтра Z1 можна використовувати п’єзокерамічних фільтр ФП1П1-61-01.

Радіоприймальний пристрій на 2-х метровий діапазон, точніше, його вхідну частину до ППЧ можна зібрати за схемою, рис. 39.14 [39.4]. В якості вхідного двозатворного польового транзистора VT1 можна використовувати транзистори BF960, KF907, КП350. Чутливість конвертора (приймача) регулюють потенціометром R4.

Конвертер з кварцовою стабілізацією частоти гетеродина (рис. 39.15) має підвищену чутливість і вибірковість за рахунок використання двухкаскадного предусилителя на польових транзисторах і проміжного ВЧ-фільтра, налаштованого на центральну частоту прийнятого діапазону довжин хвиль [39.4].

Рис. 39.16. Схема і цоколевка подвійного балансного змішувача SA612A

Рис. 39.14. Схема вхідних ланцюгів FM-приймача на 144 МГц

Рис. 39.15. Схема ВЧ-каскаду перетворення частоти радіоприймача

Обмотки трансформатора L2, L3 містить 18 і 10 витків дроту ПЕВ 0,25. Транзистори VT1, VT2 – BF256, КПЗОЗ.

Подвійний балансний частотний змішувач SA612A (Philips Semiconductors), аналоги NE602N, NE612 (рис. 39.16) призначений для використання в приемопередающей апаратурі, що працює в смузі частот до 500 МГц [39.6, 39.7]. Напруга живлення – 4,5-8 В при максимальному струмі споживання 3 мА.

Гранична частота вбудованого гетеродина –

200 МГц, вхідний і вихідний опір –

1,5 кОм.

Рис. 39 * 17. Типова схема включення мікросхеми SA612А

Рис. 39.18. Варіанти виконання вхідних ланцюгів балансного змішувача на мікросхемі SA612A

Рис. 39.19. Варіанти виконання вихідних ланцюгів балансного змішувача на мікросхемі SA612А,

Рис. 39.20. Варіанти виконання ланцюгів гетеродина балансного змішувача на мікросхемі SA612А

Типова схема включення мікросхеми показана на рис. 39.17. Варіанти підключення вхідних, вихідних ланцюгів і ланцюгів гетеродина – на рис. 39.18-39.20. Параметри котушок індуктивності, рис. 39.17: L1 – 0,2-0,283 мкГн;

Рис. 39.21. Подвоювач частоти на мікросхемі ΝΕ612

L2 – 0,5-1,3 мкГн; L3 – 5,5 мкГн ·,

L4 – 1,5-44 мкГн.

З використанням мікросхеми ΝΕ612 може бути виготовлений нескладний подвоювач частоти, рис. 39.21 [39.8]. Взаємопов’язані коливальні контури L1C5, L2C6 повинні бути налаштовані на частоту другої гармоніки вхідного сигналу.

Для СВ-радіостанцій, що працюють по сітці частот, зазвичай використовують цифрові синтезатори. Враховуючи, що при прийомі сигналів використовується автоподстройка на частоту каналу, можна зібрати простий аналоговий синтезатор частот, плавно перебудовуються по діапазону.

Рис. 39.22. Схема синтезатора частот на основі мікросхеми SA612А

Частотно-модульований «аналоговий» синтезатор, представлений на рис. 39.22 [39.9], вигідно відрізняється підвищеною стабільністю частоти виробляється сигналу, що обумовлено застосуванням високочастотного кварцового резонатора на частоту 24 МГц. Плавне перебудова здійснюється в діапазоні частот 27,0-27,3 МГц. Гетеродин з електронною перебудовою працює в діапазоні частот 3,0-3,3 МГц.

Котушка індуктивності L1 містить 20 витків; L2 – 9; L3 – 2; L4 – 8; L5 – 3 (підбір); L6 35 витків дроту ПЕВ-1 0,23 мм, намотування виток до витка. Котушки L2 і L3, як і L4 і L5 розташовані на загальних каркасах.

Рис. 39.23. Фрагмент схеми приймального тракту на мікросхемі SA612A

Радіоприймальний тракт (до ланцюгів ППЧ) на мікросхемі SA612A виконаний з кварцовою

стабілізацією частоти, рис. 39.23 [39.10]. Сигнал проміжної частоти виділяється п’єзокерамічним фільтром на 10,7 МГц. Вхідний контур L1C2 налаштований на частоту 27,14 МГц.

Шустов М. А., Схемотехніка. 500 пристроїв на аналогових мікросхемах. – СПб .: Наука і Техніка, 2013. -352 с.