Электрические схемы бесплатно. Высокоэффективный преобразователь частоты на электронных

 






Высокоэффективный преобразователь частоты на электронных ключах

Категория: Электропитание

В наше пора трудно удивить читателей какими-либо новыми схемными решениями — кажется, что все давнехонько уже придумано. И все-таки удивительное — рядом. На тот самый раз сюрприз преподнесла простая и хорошо известная многим радиолюбителям микросхема 74НС4066, содержащая быстродействующие электронные ключи. На основе этой микросхемы автором был разработан оригинальный преобразователь частоты, описание которого предлагается вниманию читателей.
В настоящее пора в узлах смесителей приемо-передающей аппаратуры просторно используются быстродействующие ключевые элементы, выполненные, как правило, на полевых транзисторах. Применение таких ключей позволяет видно улучшить динамические параметры смесителей.
Однако, как оказалось, возможности быстродействующих электронных ключей совсем не исчерпываются коммутацией аналоговых и цифровых сигналов. На электронных ключах можно реализовать не только смеситель, но и гетеродин. Более того, 4 аналоговых быстродействующих ключа, входящих в состав микросхемы 74НС4066. при предельной простоте схемы позволяют создать высококачественный преобразователь частоты, т.е. узел, содержащий и смеситель, и гетеродин.


Схема Высокоэффективный преобразователь частоты на электронных ключах
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ

Структурная схема такого преобразователя частоты, который применен в приемнике прямого преобразования, приведена на рис.1. Основнэя особенность схемы содержится в том, что преобразование происходит на частоте, которая в 2 раза выше частоты гетеродина. Аналогичный принцип преобразования используется в смесителе на встречно-параллельных диодах, предложенном В.Т.Поляковым [1].
Рассмотрим работу преобразователя на электронных ключах. Гетеродин выполнен на элементах DD1.3 и DD1.4, входящих в состав микросхемы 74НС4066. При соотношении сопротивлений резисторов R1 и R2 к R3 приблизительно 18:1 постоянная составляющая напряжения на конденсаторах С1 и С2, входящих в состав гетеродинного контура, — приблизительно 1,7 В, а амплитудное роль переменной составляющей напряжения гетеродина при этом — приблизительно 1,3 В.
Из графиков на рис.2 видно, что напряжение на конденсаторах С1 и С2, к которым подключены управляющие входы ключей DD1.1 и DD1.2, достигает порога открывания 2.5 В при уровне переменного напряжения приблизительно 0,7 от амплитудного значения. При таком соотношении переменной и постоянной составляющих напряжения на контуре длительность открытого состояния ключа составляет ¼ " периода колебания гетеродине. Так как напряжение гетеродина на конденсаторах С1 и С2 пребывает в противофазе, TODD1.1 и DD1.2 открываются по очереди на процент(ов) периода колебания гетеродина с промежутком также в ½ периода колебания гетеродина. Таким образом, пора открытого и закрытого состояний ключа, образованного параллельным соединением DD1.1 и DD1.2, составляет ½ периода колебания с частотой в 2 раза выше частоты гетеродина и является оптимальным с точки зрения максимальной эффективности преобразования на частоте, которая в 2 раза больше частоты гетеродина.
Следует отметить, что схема смесителя полностью обратима, и при подаче на один из входов НЧ сигнала на другом формируется высокочастотный DSB сигнал. Гетеродин, выполненный на ключах микросхемы 74НС4066. устойчиво работает на частотах до 11 МГц (при напряжении питания 5 8) и 18 МГц (при напряжении питания 10 В), при этом частота преобразования составляет 22 и 36 МГц соответственно.
Очевидно, что применение в преобразователе частоты современных микросхем быстродействующих электронных ключей (например. FST3126) позволит улучшить параметры преобразователя — увеличить максимальную частоту преобразования и снизить убытки в смесителе.
Применение преобразователя частоты, гетеродин которого работает на частоте, в 2 раза ниже частоты приема, обеспечивает несколько преимуществ. Во-первых, на более низкой частоте легче получить необходимую стабильность частоты. Во-вторых, уменьшается уровень сигнала гетеродина, проникающего в антенну, что обеспечивает значительное снижение вероятности появления помехи в виде мультипликативного фона. В-третьих, учитывая, что входной и гетеродинный контуры настроены на разные частоты, эти контуры можно располагать в непосредственной близости товарищ от друга, не опасаясь увеличения проникновения сигнала гетеродина во входные цепи приемника и разбаланса смесителя. Следовательно, упрощается конструкция приемника, и уменьшаются его размеры.



Схема Высокоэффективный преобразователь частоты на электронных ключах
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ

Кроме того, преобразователь имеет низкое энергопотребление, что особенно актуально для приемников с автономным питанием. Например, ток, потребляемый преобразователем частоты при работе в диапазоне 80 м (3,6 МГц), составляет всего 3,2 мА при напряжении питания 5 В. При этом сохраняются высокие динамические параметры, присущие смесителям, собранным на ключах 74НС4066.
Данный преобразователь частоты можно успешно применить и в супергетеродинном приемнике или трансивере. Так как принимаемая частота отстоит от частоты гетеродина на величину ПЧ. в некоторых случаях преобразование удобно осуществлять на частоте гетеродина, а смеситель реализовать по балансной схеме. Такой вариант реализации смесителя приведен на рис.3. В этой схеме при соотношении сопротивлений резисторов R1 и R2 к RЗ приблизительно 2:1 постоянная составляющая напряжения на конденсаторах С1 и С2 будет близка к 2,5 В, и, как видно из рис.4, пора открытого состояния ключей DD1.1 и DD1.2 будет составлять приблизительно 0.5 периода напряжения гетеродинного сигнала.
На основе данного преобразователя частоты можно реализовать синхронный детектор AM сигналов. Схема детектора приведена на рис.5. Гетеродин работает на частоте, которая в 2 раза ниже частоты принимаемого сигнала. Синхронизация частоты гетеродина с несущей частотой принимаемого сигнала осуществляется методом прямого захвата.
Работа синхронного детектора была проверена при приеме радиостанций вещательного диапазона 41 м. Качество приема радиостанций, принимаемых со средней громкостью, быпо высоким. Надо отметить, что при таком включении полевого транзистора диапазон уровней входных сигналов, принимаемых без искажений, ограничен. Для его расширения в схему нужно привосокупить подстроенный резистор сопротивлением 680 Ом. Один из крайних выводов подключается вместо стока полевого транзистора к точке соединения ключей, сток, в свою очередь, соединяется с выводом подвижного контакта резистора. Другой крайний вывод подключается к общему проводу. Переменным резистором теперь можно регулировать полосу захвата частоты гетеродина в зависимости от уровня сигнала на входе детектора, добиваясь наилучшей избирательности.
При практическом изготовлении преобразователей частоты по приведенным схемам индуктивность катушки И и емкости конденсаторов С1-С2 контура гетеродина рассчитываются по формулам:
С1 = С2 = 3618/Fг.
где L — индуктивность в микрогенри;
- С — емкость в пикофарадах;
- Fг — частота гетеродина в мегагерцах.

Литература
1. В.Т.Поляков. Радиолюбителям о технике прямого преобразования. — М.: Патриот, 1990.

О.Шипилов, г.Кобрин.






Похожие схемы:

ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ
ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ
Узлы радиолюбительской техники ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В. ДРОЗДОВ (UA3AAOJ, С. ЖУКОВ [UA3ACV] Преобразователь частоты, схема которого приведена на рис. 1, обеспечивает рослый динамический диапазон трансивера. Он состоит из двух ключей на диодах V4-V11, включенных по мостовой схеме, и узла менеджмента. Связь между узлом менеджмента и ключами трансформаторная (Т1). Элементы D1.1 и D1.2 из синусоидального напряжения гетеродина формируют прямоугольные импульсы с крутизной фронта не


ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ
ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ
Цифровая техника ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ Описываемый узел (см. рисунок), реализующий функцию f1-f2, разрешает использовать в качестве цифровой шкалы частотомер, не позволяющий при измерении вычитать частоту одного сигнала из частоты другого. На транзисторах VT1, VT2 и инверторах микросхемы DD1 собраны формирователи сигналов гетеродина и ПЧ. Их частоту понижают в два раза триггерами DD2.1 и DD3.1. Сигналы половинной частоты поступают соответственно на информационные


Преобразователь ПЧ звука для телевизора
Преобразователь ПЧ звука для телевизора
Телевидение Преобразователь ПЧ звука для телевизора Предлагаемая простая схема позволяет преобразовать промежуточную частоту звука импортного телевизора из 5,5 МГц в 6,5 МГц. Изменив данные контура, можно менять эти частоты. Схема включается в разрез на входе УПЧЗ (разрезается тропинка печатного монтажа). Контур выполнен на каркасе диаметром 6 мм от радиоприемника "Селга" (или аналогичного) и содержит 140 витков провода ПЭЛ 0,1 с отводом от 40 витка снизу по схеме.


Преобразователь напряжения 5 -> 230V
Преобразователь напряжения 5 -> 230V
Электропитание Преобразователь напряжения 5 -> 230 V Микросхемы : DD1 - K155ЛA3 DD2 - K1554TM2 Транзисторы : VT1 - VT3 - КТ698Г, VT2 - VT4 - КТ827Б , VT5 - КТ863А Резисторы : R1 - 910,R2 - 1k,R3 - 1k,R4 - 120 0.25 Bт, R5 - 120 0.25 Bт, R6 - 500 0.25 Вт, R7 - R8 - 56 Ом 2Вт, R9 - 1.5 kOm 2ВтДиод VD5 - KC620А два последовательно Конденсаторы : С1 - 10H5 С2 - 22 мкФ х450В Трансформатор :Т1 - две обмотки по 10 вольт соединенных последовательно ток 16А;одна обмотка на 220 вольт ток 1А, частота 25кГц


ПРОСТОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕ-ЧАСТОТА
ПРОСТОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕ-ЧАСТОТА
Цифровая техника ПРОСТОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕ-ЧАСТОТА Имея в своем распоряжении операционный усилитель и интегральный таймер, можно сделать простой, но обладающий довольно высокими параметрами преобразователь напряжения в частоту (см. рисунок). Таймер DD1 включен по стандартной схеме мультивибратора с той лишь разницей, что времязадаюший резистор заменен генератором тока на операционном усилителе DA1. Такое решение позволило получить нелинейность преобразования, не превышающую 3 процент(ов).


ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПН-32
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПН-32
Электропитание ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПН-32 (С) РИНТЕЛ Сай Олег, (RA3XBJ). Преобразователь предназначен для питания аппаратуры с номинальным напряжением 12 В ( СВ радиостанции, магнитолы, телевизоры и т.п.) от бортовой сети автомобилей с напряжением 24 В. Максимальный ток нагрузки преобразователя до 3А кратковременно и 2-2.5 А длительно (определяется площадью радиатора выходного транзистора). КПД 75-90% в зависимости от тока нагрузки. Схема преобразователя не содержит дефицитных деталей. Дроссель намотан на





Оставить комментарий