Схемы. Подбор диодов для балансных смесителей
Подбор диодов для балансных смесителей
Для балансных смесителей на полупроводниковых диодах требуются два или четыре диода с максимально близкими характеристиками. Особенно это важно для смесителей в приёмных трактах аппаратуры. Различие характеристик приводит к ухудшению интермодуляционных параметров приёмника, а дополнительные балансирующие устройства вносят потери, что несколько снижает его чувствительность. Между тем в изготавливаемых промышленностью широкополосных баланс-ных кольцевых смесителях (SRA, SBL и т.п.) степень балансировки превышает 40дБ. Это обеспечивается, в частности, тем, что в них используются диоды с очень близкими характеристиками, изготовленные в одном технологическом цикле (интегральные диодные матрицы). Иными словами, при повторении конструкций с балансными диодными смесителями на дискретных компонентах целесообразно провести предварительный отбор диодов.
Для этого необходимо в первую очередь сравнить их вольт-амперные характеристики в прямом направлении. Поскольку полупроводниковый диод - это нелинейный элемент, непосредственное измерение омметром его прямого сопротивления не позволяет производить такое сопоставление. Делать это надо в нескольких (минимум двух) точках вольт-амперной характеристики диода, измеряя падение напряжения на диоде при фиксированных значениях прямого тока.
Схема простейшего устройства, позволяющего производить подбор диодов, приведена на рисунке.
На транзисторах VT1, VT2 собран стабилизатор постоянного тока. Значение тока I в цепи коллектора VT1 определяет сопротивление резистора, включённого между базовым выводом транзистора VT2 и общим проводом ( на рисунке - R2). Его примерное значение можно найти по формуле: , где I - ток, мА; R - сопротивление, кОм. Полученное значение тока приблизительное, поскольку напряжение на переходе база-эмиттер кремниевого транзистора варьируется в небольших пределах вблизи значения 0,6 В от экземпляра к экземпляру. Если есть необходимость получить точное значение стабилизированного тока, то следует подбирать токозадаю-щий резистор в каждом конкретном экземпляре стабилизатора. Для подбора диодов точные значения стабилизированного тока не существенны - все диоды будут сравниваться при одних и тех же значениях тока. необходимо лишь, чтобы эти значения различались примерно в десять раз. В данном устройстве в исходном состоянии (контакты SA1 разомкнуты) оно будет около 120 мкА. Второе значение тока получают подключением при замыкании контактов переключателя SA1 резистора R1 параллельно резистору R2. Стабилизированный ток при этом возрастает до 1 мА. Проверяемый диод VD1 подключают в указанной полярности к контактам Х1, Х2 устройства, а цифровой мультиметр - к контактам Х3, Х4. Следует иметь в виду, что падение напряжения на диоде заметно зависит от температуры. Вне зависимости от типа используемых контактов для подключения диода ("крокодилы", клеммы, панелька) он неизбежно в этот момент немного нагревается от рук радиолюбителя. Поэтому перед отсчётом падения напряжения на диоде необходимо подождать, пока не установятся показания мультиметра. Записав значения этого напряжения, включают SA1 и регистрируют второе значение напряжения. Транзисторы VT1 и VT2 - любые кремниевые малой мощности структуры n-p-n. Вот результаты измерения нескольких диодов КД503А из одной коробки (предположительно из одной партии). Здесь приведены номер диода, падение на-пряжения в вольтах при токе 120 мкА и 1мА:
1 0,581 0,646
2 0,567 0,633
3 0,580 0,643
4 0,577 0,644
Из результатов этих измерений следует, что наиболее близкие вольт-амперные характеристики имеют диоды номер 1 и номер 3, близок к ним и диод номер 4, а диод номер 2 заметно отличается от других. Введя дополнительно один переключатель и резистор, можно добавить ещё одно значение стабилизированного тока и повысить точность подбора диодов (подбор по трём точкам). Это устройство можно применять и для проверки низковольтных стабилитронов при фиксированных значениях рабочего тока (устанавливаются подбором токозадающих резисторов). Поскольку рабочее напряжение на коллекторе транзистора VT1 не должно быть ниже 3 В, то при напряжении питания 12 В можно проверять приборы с напряжением стабилизации не выше 9 В. Для проверки стабили-тронов с большим напряжением стабилизации необходимо соответственно увеличить напряжение питания. r4f.su
Подбор диодов для балансных смесителей - Разное - Статьи - Принципиальные схемы, статьи, журналы, книги, по электронике
 Для балансных смесителей на полупроводниковых диодах требуются ва или четыре диода с максимально близкими характеристиками. Особенно это важно для смесителей в приемных трактах аппаратуры. Различие характеристик приводит к ухудшению интермодуляционных параметров приемника, а дополнительные балансирующие устройства вносят потери, что несколько снижает его чувствительность. Между тем в изготавливаемых промышленностью широкополосных балансных кольцевых смесителях (SRA, SBL и т. п.) степень балансировки превышает 40 дБ. Это обеспечивается, в частности, тем, что в них используются диоды с очень близкими характеристиками, изготовленные в одном технологическом цикле (интегральные диодные матрицы). Иными словами, при повторении конструкций с балансными диодными смесителямина дискретных компонентах целесообразно провести предварительный отбор диодов.Для этого необходимо в первую очередь сравнить их вольт-амперные характеристики в прямом направлении. Поскольку полупроводниковый диод — это нелинейный элемент, непосредственное измерение омметром его прямого сопротивления не позволяет производить такое сопоставление. Делать это надо в нескольких (минимум двух) точках вольт-амперной характеристики диода, измеряя падение напряжения на диоде при фиксированных значениях прямого тока.Схема простейшего устройства, позволяющего производить подбор диодов, приведена на рисунке. На транзисторах VT1 и VT2 собран стабилизатор постоянного тока. Значение тока I в цепи коллектора транзистора VT1 определяется со-противлением резистора, включенного между базовым выводом транзистора VT2 и общим проводом (на рисунке — R2). Его примерное значение можно найти по формуле I = 0,6/R, где I — ток, мА; R — сопротивление, кОм.Полученное значение тока приблизительное, поскольку напряжение на переходе база—эмиттер кремниевого транзистора варьируется в небольших пределах вблизи значения 0,6 В от экземпляра к экземпляру. Если есть необходимость получить точное значение стабилизированного тока, то следует подбирать токозадающий резистор в каждом конкретном экземпляре стабилизатора.Для подбора диодов точные значения стабилизированного тока не существенны — все диоды будут сравниваться при одних и тех же значениях тока. Необходимо лишь, чтобы эти значения различались примерно в десять раз. В данном устройстве в исходном состоянии (контакты SA1 разомкнуты) оно будет около 120 мкА. Второе значение тока получают подключением при замыкании контактов переключателя SA1 резистора R1 параллельно резистору R2. Стабилизированный ток при этом возрастает до 1 мА.Проверяемый диод VD1 подключают в указанной полярности к устройству к контактам Х1 и Х2, а цифровой мульти-метр — к контактам Х3 и Х4. Следует иметь в виду, что падение напряжения на диоде заметно зависит от темпера-туры. Вне зависимости от типа используемых контактов для подключения диода ("крокодилы", клеммы, панелька) он неизбежно в этот момент немного нагревается от рук радиолюбителя. Поэтому перед отсчетом падения напряжения на диоде необходимо подождать, пока не установятся показания мульти-метра. Записав значение этого напряжения, включают SA1 и регистрируют второе значение напряжения.Транзисторы VT1 и VT2 — любые кремниевые малой мощности и структуры n-p-n.Вот результаты измерения нескольких диодов КД503А из одной коробки (предположительно из одной партии). Здесь приведены номер диода, падение напряжения в вольтах при токе 120 мкА и 1 мА:10,5810,64620,5670,63330,5800,64340,5770,644Из результатов этих измерений следует, что наиболее близкие вольт-амперные характеристики имеют диоды номер 1 и номер 3, близок к ним и диод номер 4, а диод номер 2 заметно отличается от других.Введя дополнительно один переключатель и резистор, можно добавить еще одно значение стабилизированного тока и повысить точность подбора диодов (подбор по трем точкам).Это устройство можно применять и для проверки низковольтных стабилитронов при фиксированных значениях рабочего тока (устанавливаются подбором токозадающих резисторов). Поскольку рабочее напряжение на коллекторе транзистора VT1 не должно быть ниже 3 В, то при напряжении питания 12 В можно проверять приборы с напряжением стабилизации не выше 9 В. Для проверки стабилитронов с большим напряжением стабилизации необходимо соответственно увеличить напряжение питания. | radiotexno.3dn.ru
3.3.Расчет диодных балансных смесителей.
Принципиальная электрическая схема БС
Схема балансного диодного смесителя.
Выбираем подложку из поликора (,) толщиной.
Для проводников применяем золото .
Выбираем смесительные диоды с барьером Шотки типаАА112Б. Находим дБ; ;Ом.
Расчет начинаем с проектирования СВЧ моста.
Определяем волновое сопротивление для основной линии:
для шлейфов:
Ширина полоски основной линии и шлейфа:
мм
мм
Эффективная диэлектрическая проницаемость :
Для основной линии ; для шлейфов.
Длину четвертьволновых отрезков основной линии и шлейфовнаходим по формуле:
,
где - длина волны в воздухе:
;
Рассчитаем потери моста, для чего вычислим потери проводимости и диэлектрические потери в основной линии и шлейфах моста.
Толщина скин-слоя в проводниках:
Поверхностное сопротивление проводника:
Погонные потери проводимости находим по формуле для основной линии и шлейфов соответственно:
Потери проводимости отрезка основной линии и шлейфа соответственно:
.
Погонные диэлектрические потери в подложке МПЛ
Диэлектрические потери в основной линии и шлейфе:
дБ
дБ
Полные потери основной линии и шлейфа
Потери моста , развязка изолированного плеча, КСВ входных плеч моста
.
.
Выходное сопротивление БС
Ом.
Потери преобразования БС равны
Lбс=Lд+Lм=6+0,27=6,27 дБ
Коэффициент шума БС рассчитываем по формуле :
где - шумовое число диода,- потери БС (разы).
Необходимая мощность гетеродина равна :
мВт.
Частота гетеродина: ГГц.
После расчетов можно приступить к разработке топологической схемы БС.
Топологическая схема балансного диодного
смесителя на квадратном мосте.
В схему БС необходимо добавить короткозамкнутый шлейф, длиной , для замыкания постоянной составляющей токов диодов и высокочастотные дроссели, шлейфы длинойдля блокировки токов СВЧ на входе УПЧ.
3.4. Усилитель промежуточной частоты.
Для снижения коэффициента шума приёмника рационально после диодного преобразователя включать малошумящие каскады УПЧ, благодаря использованию в них малошумящих транзисторов, подбору режима их работы и специфическому построению цепи, соединяющий вход УПЧ с выходом преобразователя частоты.
Выбираем для УПЧ транзистор КТ364Б,имеющий высокуюfY21и малый уровень шума. Транзистор КТ364Б имеет следующие параметры:
к = r Ск=15 пс,
Ск=1,7 пФ,
fгр=1200 МГц,
Uк = 5 В,
Iк = 3 мА,
fп = 30 МГц,
h31=50…300.
Где к = r’ Ск- постоянная времени цепи обратной связи ;
Ск - ёмкость коллектора,fгр- предельная частота усиления тока в схеме с ОЭ;
fп- промежуточная частота.
Рассчитываем дополнительные параметры транзистора.
h31э = о = 40- коэффициент усиления тока базы в схеме с ОЭ.
- сопротивление эмиттерного перехода,
rб = к/Ск = 15/1,7 = 8,8 Ом- сопротивление базы.
- входное сопротивление транзисторов с ОБ на низкой частоте.
-граничная частота крутизны характеристики в схеме с ОЭ. Т.к.fY21> 3fп , гдеfп = 30МГц то транзистор пригоден для использования в УПЧ.
Рассчитываем Y- параметры транзистора.
- прямая взаимная проводимость (крутизна) по модулю.
- обратная взаимная проводимость по модулю.
=9.6
Расчет фильтра сосредоточенной избирательности.
Исходными данными для расчета каскада с ФСИ являются:
; П=264кГц; ;;
ширина одного канала;
Выбор схемы фильтра.
Средняя частота настройки фильтра:
Полоса пропускания фильтра:
Относительная полоса пропускания фильтра
Расчёт параметров фильтра.
Выбираем фильтр без полюсов затухания иm=1
Находим нормированную расстройку
Определяем ослабление частоты в однозвенном фильтре
–не обеспечивает заданному требованию по ослабления частоты на 70дБ
- двухзвенный фильтр
–не обеспечивает заданному требованию по ослабления частоты на 70дБ
−трехзвенный фильтр
–не обеспечивает заданному требованию по ослабления частоты на 70дБ
− четырехзвенный фильтр
–не обеспечивает заданному требованию по ослабления частоты на 70дБ
пятизвенный фильтр
–обеспечивает заданному требованию по ослабления частоты на 70дБ
Потери на средней частоте полосы пропускания:
Таким образом для обеспечения данной избирательности необходимо 5ти звенный фильтр. Поскольку выбираем фильтр без полюсов затухания, то
Параметры кварцевого резонатора
Параметры кварцевой пластины АТ среза
- толщина
- площадь кварцевой пластины
- параллельная емкость резонатора
Коэффициент усиления каскада, нагруженного на ФСИ
Расчет отдельных каскадов УПЧ
Расчет одноконтурного каскада ()
Б)
В этом случае от каскада не удается получить максимального усиления, так как для этого требуется слишком малая эквивалентная емкость контура, не допустимая с точки зрения стабильности формы частотной характеристики. В подобной ситуации реализуют режим максимального усиления при ограничении минимального значения эквивалентной емкости контура. При этом коэффициент включения определяется по формуле
каскад не устойчив
Применяем пассивный способ повышения устойчивости, заключающийся в уменьшении резонансного коэффициента усиления до устойчивости. В этом случае каскад рассчитывают применительно к режиму фиксированного усиления задавшись величиной фиксированного коэффициента усиления
Коэффициент включения контура в цепь базы транзистора:
Для получения заданной полосы пропускания к контуру можно подключить шунтирующий резистор с проводимостью
studfiles.net
Подбор диодов для балансных смесителей
Для балансных смесителей на полупроводниковых диодах требуются два или четыре диода с максимально близкими характеристиками. Особенно это важно для смесителей в приёмных трактах аппаратуры. Различие характеристик приводит к ухудшению интермодуляционных параметров приёмника, а дополнительные балансирующие устройства вносят потери, что несколько снижает его чувствительность. Между тем в изготавливаемых промышленностью широкополосных баланс-ных кольцевых смесителях (SRA, SBL и т.п.) степень балансировки превышает 40дБ. Это обеспечивается, в частности, тем, что в них используются диоды с очень близкими характеристиками, изготовленные в одном технологическом цикле (интегральные диодные матрицы). Иными словами, при повторении конструкций с балансными диодными смесителями на дискретных компонентах целесообразно провести предварительный отбор диодов.
Для этого необходимо в первую очередь сравнить их вольт-амперные характеристики в прямом направлении. Поскольку полупроводниковый диод - это нелинейный элемент, непосредственное измерение омметром его прямого сопротивления не позволяет производить такое сопоставление. Делать это надо в нескольких (минимум двух) точках вольт-амперной характеристики диода, измеряя падение напряжения на диоде при фиксированных значениях прямого тока.
Схема простейшего устройства, позволяющего производить подбор диодов, приведена на рисунке.
На транзисторах VT1, VT2 собран стабилизатор постоянного тока. Значение тока I в цепи коллектора VT1 определяет сопротивление резистора, включённого между базовым выводом транзистора VT2 и общим проводом ( на рисунке - R2). Его примерное значение можно найти по формуле: , где I - ток, мА; R - сопротивление, кОм. Полученное значение тока приблизительное, поскольку напряжение на переходе база-эмиттер кремниевого транзистора варьируется в небольших пределах вблизи значения 0,6 В от экземпляра к экземпляру. Если есть необходимость получить точное значение стабилизированного тока, то следует подбирать токозадаю-щий резистор в каждом конкретном экземпляре стабилизатора. Для подбора диодов точные значения стабилизированного тока не существенны - все диоды будут сравниваться при одних и тех же значениях тока. необходимо лишь, чтобы эти значения различались примерно в десять раз. В данном устройстве в исходном состоянии (контакты SA1 разомкнуты) оно будет около 120 мкА. Второе значение тока получают подключением при замыкании контактов переключателя SA1 резистора R1 параллельно резистору R2. Стабилизированный ток при этом возрастает до 1 мА. Проверяемый диод VD1 подключают в указанной полярности к контактам Х1, Х2 устройства, а цифровой мультиметр - к контактам Х3, Х4. Следует иметь в виду, что падение напряжения на диоде заметно зависит от температуры. Вне зависимости от типа используемых контактов для подключения диода ("крокодилы", клеммы, панелька) он неизбежно в этот момент немного нагревается от рук радиолюбителя. Поэтому перед отсчётом падения напряжения на диоде необходимо подождать, пока не установятся показания мультиметра. Записав значения этого напряжения, включают SA1 и регистрируют второе значение напряжения. Транзисторы VT1 и VT2 - любые кремниевые малой мощности структуры n-p-n. Вот результаты измерения нескольких диодов КД503А из одной коробки (предположительно из одной партии). Здесь приведены номер диода, падение на-пряжения в вольтах при токе 120 мкА и 1мА:
1 0,581 0,646
2 0,567 0,633
3 0,580 0,643
4 0,577 0,644
Из результатов этих измерений следует, что наиболее близкие вольт-амперные характеристики имеют диоды номер 1 и номер 3, близок к ним и диод номер 4, а диод номер 2 заметно отличается от других. Введя дополнительно один переключатель и резистор, можно добавить ещё одно значение стабилизированного тока и повысить точность подбора диодов (подбор по трём точкам). Это устройство можно применять и для проверки низковольтных стабилитронов при фиксированных значениях рабочего тока (устанавливаются подбором токозадающих резисторов). Поскольку рабочее напряжение на коллекторе транзистора VT1 не должно быть ниже 3 В, то при напряжении питания 12 В можно проверять приборы с напряжением стабилизации не выше 9 В. Для проверки стабили-тронов с большим напряжением стабилизации необходимо соответственно увеличить напряжение питания. ra4foc.narod.ru
