Ионкин, М. В. Диодный смеситель СВЧ / М. В. Ионкин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2021. — № 23 (365). — С. 37-40. — URL: https://moluch.ru/archive/365/81958/ (дата обращения: 14.09.2023).
В статье описаны конструкция и принцип действия смесителя частоты. Приведена методика расчета и моделирование балансного диодного смесителя с мостом Ланге. Получены основные характеристики.
Ключевые слова: радиотехнические устройства, преобразователи частоты, смеситель, СВЧ, сигнал.
The article describes the design and operating principle of the frequency mixer. The method of calculation and modeling of a balanced diode mixer with a Lange bridge is presented. The main characteristics are obtained..
Keywords: radio equipment, frequency converters, mixer, microwave, signal.
Введение
Смеситель используется для преобразования СВЧ сигнала в сигнал промежуточной частоты ПЧ [1, c. 70].
Одним из наиболее важных узлов любой пассивной системы радиовидения является смеситель. Он обеспечивает преобразование сигнала на нелинейном активном сопротивлении диода и является неотъемлемой частью любого радиотехнического устройства.
Смесители OLIVE’S — обучение от компании СтройСистема
Преобразователи частоты имеют различную полупроводниковую структуру, к которой предъявляются жесткие технические требования по обеспечению требуемых параметров, к которым относятся большой динамический диапазон, широкая полоса рабочих частот, хорошее подавление ложного сигнала по зеркальному каналу, а также комбинационных составляющих частотного спектра.
Наибольшее распространение получили смесители на диодах с барьером Шотки (ДБШ), так как они обладают высокой чувствительностью, что положительно влияет на динамический диапазон приемных устройств, а также способны работать в широком диапазоне частот. Недостатком же является потребность в относительно большой, порядка милливатта, мощности гетеродина.
В данной статье рассматривается диодный балансный смеситель с мостом Ланге, который может использоваться в приемных узлах измерительных приборов СВЧ, контрольно-испытательных радиотехнических системах, а также в генераторах в нижнем участке СВЧ-диапазона.
Объекты и методы исследования
На рисунке 1 представлена функциональная схема исследования:
Рис. 1. Функциональная схема преобразования частоты
Преобразователь частоты в своем составе имеет три основных устройства: смеситель (СМ), содержащий нелинейный элемент и обеспечивающий преобразование входного СВЧ сигнала в сигнал промежуточной частоты (ПЧ); гетеродин (Г) — маломощный автономный генератор, вырабатывающий гармоническое колебание; полосовой фильтр (ПФ), обеспечивающий выделение требуемой гармоники.
По типу схемотехнической реализации смесители можно разделить на несколько основных групп (рис. 2):
— несимметричные (небалансные) смесители (Single Ended Mixer) (а, б);
Термостатический смеситель — ЧТО ЭТО ТАКОЕ?
— одиночные балансные смесители (Single Balanced Mixer) (в);
— двойные балансные смесители (Double Balanced Mixer);
— тройные балансные смесители (Triple Balanced Mixer);
— смесители с подавлением зеркального сигнала (Image Reject Mixer).
Рис. 2. Основные группы смесителей
Небалансные смесители (Single Ended Mixer, SEM), в виду плохой развязки между портами, и как следствие больших потерь преобразования, в настоящее время применяются крайне редко. В то время как балансные смесители являются наиболее распространенными и в данной статье рассмотрена одна из возможных схематических вариаций такого смесителя.
На рисунке 3 представлена схема моделирования балансного смесителя на двух диодах с мостом Ланге:
Рис. 3. Схема моделирования
— Первый порт формирует радиосигнал с частотой 4.25 ГГц и мощностью — 10 дБм;
— Второй порт формирует напряжение гетеродина с частотой 3.75 ГГц и мощностью от 0 до 18 дБм;
— L1, C1, L2, C2 представляют собой ФВЧ и обеспечивают развязку полезного сигнала и входных сигнала и напряжения гетеродина;
— Диоды обеспечивают преобразование частоты и представляют собой сложные модели (рис. 4), учитывающие паразитные емкости и индуктивности;
Рис. 4. Модель диода
— ФНЧ на выходе схемы выделяет сигнал ПЧ с разностной частотой 0.5 ГГц, а Порт 3 является выходом схемы.
Результаты исследования
На рисунке 5 представлены результаты моделирования моста Ланге:
Рис. 5. S-параметры моста Ланге
Как видно из графиков, построенных на основе матрицы S-параметров, которая подробно описана в [2, с. 29], смоделированный ответвитель обеспечивает развязку между сигналом и гетеродином в районе 25 дБ, что является неплохим результатом.
На рисунке 6 приведены зависимости коэффициента шума и коэффициента преобразования смесителя от мощности сигнала гетеродина.
Рис. 6. Коэффициент шума и коэффициент преобразования смесителя
Как видно из графиков, для данного смесителя оптимальной мощностью гетеродина является 9 дБм, так как при данном значении наблюдаются минимальный коэффициент шума и максимальный коэффициент преобразования. Также наблюдается достаточно низкий коэффициент шума — от 4.2 до 5 дБ, в то время как типовым значением для балансных смесителей является — от 5 до 8.5 дБ.
- Микроэлектронные устройства СВЧ/ Н. Т. Бова, Ю. Г. Ефремов и др.: Технiка, 1984–184 с.
- Черкашин М. В., Бабак Л. И. Основы проектирования СВЧ полупроводниковых устройств: Учебное пособие / Томский Государственный университет систем управления и радиоэлектроники. — Томск: 2010. 57 с.
Основные термины (генерируются автоматически): смеситель, преобразователь частоты, SEM, выход схемы, коэффициент преобразования смесителя, коэффициент шума, напряжение гетеродина, промежуточная частота, сигнал, схема моделирования.
Ключевые слова
СВЧ, смеситель, сигнал, радиотехнические устройства, преобразователи частоты
радиотехнические устройства, преобразователи частоты, смеситель, СВЧ, сигнал
Похожие статьи
Обработка сигналов с фазовой манипуляцией способом прямого.
где: fг1 – частота первого гетеродина, fв – частота входа (70 МГц), fп1 – первая промежуточная частота (32 МГц).
В результате на выходе смесителя формируется сигнал с несущей частотой 6,5 МГц. Этот сигнал так же точно копирует входной.
Сравнительный анализ аппаратурных погрешностей.
Нестабильность ξ генератора смесителя приёмника импульсного радиовысотомера вводилась на этапе преобразования частоты (рисунок 2) путём введения флуктуаций частоты гетеродина, распределённых по равномерному закону, т. е. . При моделировании частота.
Исследование системы векторного управления.
При помощи преобразователя координат осуществляется преобразование сигналов
Структурная схема такой динамической модели системы векторного управления
Значение амплитуды выходного напряжения преобразователя частоты определяется следующим.
Проектирование прецизионных помехоустойчивых импульсных.
Коэффициент преобразования равен: , где: – коэффициент усиления ОУ; Rэкв
Конечная емкость источника сигнала Cи может привести к неустойчивости схемы, особенно при
Математическое моделирование импульсных преобразователей напряжения с нелинейной.
К пониманию векторной системы широтно-импульсной модуляции.
Схема питания нагрузки. Вектор напряжений.
Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты.
где x –вектор состояния объекта, y — вектор выхода объекта системы, A — матрица состояния.
Несимметричные полумостовые преобразователи
Несимметричные полумостовые преобразователи относятся к преобразователям с мягким переключением.
Также коэффициент заполнения импульсов обозначается как Схема замещения НПП показана на рис. 2. Параллельно включенные элементы а также дроссель (рис.
Исследование нелинейной системы «Преобразователь частоты. »
Структурная схема нелинейной системы ПЧ-АД создана на основе линеаризованной системы ПЧ-АД с обратной связью по скорости [2]. Как видно из рисунка 1 в структурной схеме замкнутой нелинейной системы ПЧ-АД в регулятор скорости введено идеальное релейное звено, которое.
Моделирование и анализ производительности.
Поддержание частоты и напряжения на выходе, необходимых для изменения скорости двигателя, достигается с помощью приводов с
ШИМ-привод имеет практически постоянный коэффициент мощности на всех скоростях. Блоки ШИМ также могут управлять несколькими.
Основные методы измерения мощности высокочастотного сигнала
Входной сигнал в смесителе преобразуется с понижением до промежуточной частоты. На выходе смесителя представлены результаты суммы и разности частоты гетеродина с входящим высокочастотным сигналом. Далее промежуточная частота подается на каскад.
В щитке ставится смеситель ТВ сигнала (смешивает сигнал с разъема тюнера RF OUT и эфирный), после него разветвитель оного на 4 точки. Только схема кривая, смотреть сможете только тот канал, который включен на тюнере и в низком качестве, логичнее было бы дополнительно пробросить кабель от разъема тюнера loop out шлейфом на тюнеры в других точках и смотреть спутник независимо, в случае с НТВ+ это будет работать (вообще в этой схеме есть ограничения по типу поляризации и частотному диапазону).
2 Rjavii
что это значит?
Rjavii написал :
(вообще в этой схеме есть ограничения по типу поляризации и частотному диапазону).
Не могли бы Вы посоветовать ТВ розетки, смеситель и разветвитель?
С уважением
- это относилось к моей фразе начиная со слов «логичнее было бы. » Сколько у вас спутниковых ресиверов? если один, то эту фразу читать не нужно, не пригодится.
- Какие больше понравятся ну или у которых название покрасивее, те и берите, в наше время все бренды пахнут рисом.
Да уж, не такой я помощи ожидал. А что нибудь конкретнее посоветовать можно?
С уважением
Картинку не плохо бы выложить в JPG.
Если ресивер один и с модулятором, то, вероятно, схема следующая. Смеситель не нужен. Эфирка подаётся на вход RF, с тарелки на LNB, суммарный сигнал снимается с выхода RF, подаётся на делитель на 4 (приличных много, напр., WISI, Luxmann. ), далее на оконечные ТВ розетки (без фильтров).
Качество картинки нормальное, но цифровые преимущества теряются.
Если 4 ресивера, то схема иная.
_Бесспорных мнений не бывает. Бывают мнения с которыми бесполезно спорить._
2 sergey_sav
Ресивер планируется один. Как я понял нужно брать с модулятором? Может посоветуете какой лучше для НТВ+? В схеме, которую я выложил, НТВешники написали розетки которые нужны (6шт, по одной на каждый вывод ТВ кабеля).
схему разводки в джипеге покажите
serp100 написал :
при начале ремонта НТВешники установили спутниковую антеннуserp100 написал :
Может посоветуете какой лучше (ресивер) для НТВ+?
Т.е. ресивера нет, разводки нет, но тарелку Вы уже поставили?
serp100 написал :
предложили/нарисовали схему как развести телевизионный кабель, что бы можно было смотреть телевизоры в четырех комнатах (как спутник так и эфир).serp100 написал :
Ресивер планируется один.
Если рессивер один, то о каких «спутниках» в четырёх комнатах речь. Вы очень далеки от темы. Вызовите специалиста.
А Вы, Саврас, близки к теме? Никогда не строили ТВ квартирных схем с одним ресивером?
_Бесспорных мнений не бывает. Бывают мнения с которыми бесполезно спорить._
Нет желания смотреть спутниковое через высокочастотный кабель. У меня низкочастотные разведены. Об этом я писал и фотки розеток выкладывал здесь
Схема разводки в JPG. Разводка сделана, тарелка стоит. Рекомендованные НТВешниками розетки указаны на схеме. Хотелось бы услышать мнение специалистов (совет, рекомендацию) и как сделать что бы это работало и что для этого нужно.
2serp100
Если не планировали ставить розетки в одну рамку, то можете применить розетки описанные в и для SAT и для ТВ. Для спутника можете использовать и SAT розетку, но можно обойтись и предложенными выше. В щитке делитель
_Бесспорных мнений не бывает. Бывают мнения с которыми бесполезно спорить._
sergey_sav , Сергей , осторожней с люксменами , половина , из встречавшихся , затухание в двое , больше из заявленного , а то и хуже . особенно попаламки . рулит RTM, ну а WIZI это , уже предмет роскоши 🙂 и по поводу ——Если ресивер один и с модулятором, то, вероятно, схема следующая. Смеситель не нужен. Эфирка подаётся на вход RF, с тарелки на LNB, суммарный сигнал снимается с выхода RF, подаётся на делитель на 4 (приличных много, напр., WISI, Luxmann. ), далее на оконечные ТВ розетки (без фильтров).
Качество картинки нормальное,——-выход RF(непосредственно спутника ) ,на ресах как правило слабый 55-60 дб ,завязнет на делителях .
Источник: mastergrad.com
2 в 1 2-полосный сплиттер для спутникового сигнала кабель ТВ смеситель SAT/ANT
2 в 1 2-полосный сплиттер для спутникового сигнала кабель ТВ смеситель
Особенности:
1 В/2 для разделения спутниковых и радиочастотных сигналов
Цинк литой корпус, Оловянное покрытие
Легкий и компактный размер
F-female КОННЕКТОР 75 Ом
Мощность постоянного тока: 24VDC 500mA (макс.)
Описание:
Подходит для сигнала 22 кГц/DiSEqC
Спецификация:
IN-ANT:5-860
950-2150
IN-SAT: 950-2400 МГц
950-2150
Потеря вставки (дБ):
≤ 20,0
≥ 20,0
≥ 20,0
≤ 3,0
Обратные потери (дБ): ≥ 10,0
Размер: 53x47x15,3 мм
Посылка:
1 x спутниковый сигнальный микшер
Источник: horali.ru