Высокоэффективный преобразователь частоты

Преобразователь частоты, схема которого приведена на рис. 1, обеспечивает высокий динамический диапазон трансивера. Он состоит из двух ключей на диодах V4—V11, включенных по мостовой схеме, и узла управления. Связь между узлом управления и ключами трансформаторная (Т1).

Элементы D1.1 и D1.2 из синусоидального напряжения гетеродина формируют прямоугольные импульсы с крутизной фронта не более 2 нс.

Эти импульсы затем усиливаются дифференциальным усилителем на транзисторах V2, V3. Преобразователь балансируют резистором R1, который определяет равенство длительностей отрицательных к положительных управляющих импульсов. Трансформатор Т1, конструктивно выполненный с короткозамкнутым витком, обеспечивает связь усилителя с диодными ключами при минимальных искажениях управляющих импульсов. Резисторы R12— R15 ограничивают максимальный ток через открытый ключ, а падающее на них напряжение, являющееся обратным для диодов закрытого ключа, определяет максимальную амплитуду входного преобразуемого сигнала. Очевидно, что вход и выход преобразователя взаимообратимы. Заземлять вход преобразователя по постоянному току не обязательно.

Данный преобразователь испытывался в качестве смесителя приемника с малошумяшим трактом усиления по ПЧ и электромеханическим фильтром на входе. Согласование выхода смесителя с ЭМФ обеспечивал трансформатор.

В качестве гетеродина использовался кварцевый генератор на частоту 5,2 МГц. При этом были получены следующие результаты. Чувствительность при отношении сигнал/шум 10 дБ составила 1,8 мкВ. Уровень преобразуемого полезного сигнала падал на 1 дБ, когда уровень мешающего сигнала, расположенного вне полосы пропускания тракта ПЧ. достигал 1,6 В (эфф).

Уровень интермодуляционных составляющих 3-го порядка (по методу, описанному в журнале "Радио", 1981. № 3) был не более —100 дБ. Последний параметр можно улучшить на 6...10 дБ, использовав фильтр ПЧ с малыми потерями, например кварцевый и усилитель ПЧ с более высокой чувствительностью,

В дифференциальном усилителе желательно использовать транзисторы с одинаковым коэффициентом h21э. Транзисторы КТ355А можно заменить на КТ368 с любым буквенным индексом.

Вместо D1.1 и D1.2 можно применить логические элементы "ИЛИ-НЕ" серии К500 или К100 с любым числом входов. Если в формирователе управляющих импульсов будет использован быстродействующий триггер, то частота гетеродина должна быть вдвое больше требуемой. Балансировка осуществляется автоматически.

Корпус трансформаторов Т1 и Т2 с короткозамкнутым витком (см, рис. 2) латунный, желательно с посеребренной поверхностью. Вдоль него сделаны продольные пропилы для выводов. Все обмотки выполнены на отдельных кольцевых магнптопроводах из феррита М2000НМ1 (типоразмер К 12х5х5.5). Обмотки изолированы от сердечника лакотканью или фторопластовой лентой.

Обмотка I у T1 и Т2 содержит 10 витков (отвод от 5-го витка), обмотка II — 5 витков провода ПЭЛШО 0,12, равномерно распределенных на кольце.

Данные приведены для диапазона частот гетеродина 2...30 МГц (для более низких частот число витков необходимо увеличить), при этом выходное сопротивление источника сигнала и сопротивление нагрузки для преобразователя должны быть в пределах 50...75 Ом. Все резисторы в преобразователе — МЛТ-0,125, конденсаторы — КМ-6.

Монтаж преобразователя необходимо выполнить по возможности с наилучшей симметрией и тщательной экранировкой. Цепь питания должна иметь высокочастотную развязку. Эти меры нужны, чтобы уменьшить излучение на частотах гармоник гетеродина.