Сообщение: # 733939   Apr 12 2017, 12:29 AM

По себе знаю, что наличие трансформаторов в схемах, часто ставит в ступор даже бывалых разработчиков, что говорить о начинающих.

В нашем смесителе имеется два одинаковых трансформатора. Каждый трансформатор имеет по три одинаковые обмотки. К трансформаторам для балансных смесителей предъявляются довольно жесткие требования, так как в случае если обмотки трансформаторов будут иметь существенный разброс параметров, то смеситель не будет балансным)))

Но не так страшен черт, как его малюют. Чтобы обмотки были максимально одинаковые их нужно наматывать в один прием. А чтобы намотать 3 обмотки в один прием, мы берем 3 провода в эмалированной изоляции диаметров 0.1..0.2мм и скручиваем их вместе дрелью, так чтобы на 10мм длины было 3..5 витков. Получается что то вроде витой пары, только из 3х проводников.

А дальше берем ферритовое колечко, фиксируем начало обмотки супер клеем, и не спеша, аккуратно, наматываем 10..15 витков фиксируя их тем же супер клеем. Точно также, делаем и второй трансформатор, и в результате получаем вот такие вот трансформаторчики)

Это сообщение отредактировал Philin05 - Apr 12 2017, 12:30 AM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Сообщение: # 733941   Apr 12 2017, 12:37 AM

Для того чтобы не перепутать проводки, зачищаем лаковую изоляцию и позваниваем их тестером. Надеваем на них цветные трубочки. Так как проводки легко порвать, то приклеиваем трансформатор к плате и припаиваем проводки к контактным площадкам. Тут очень важно не перепутать соединения второй и третье обмотки. Начало третьей обмотки подключается к концу второй. Если это перепутать, трансформатор работать не будет. Если все делать не спеша, то получится с первой попытки. Например, вот так:

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Сообщение: # 733942   Apr 12 2017, 12:47 AM

Не спешите, запаивать диоды и другой трансформатор. К бабке не ходи ничего не заработает)
Давайте проверим наш трансформатор на исправность и правильность подключения. Для этого на первую обмотку подадим испытательный сигнал, например 13.5 МГц, и посмотрим, что будет на его выходных обмотках.
А что должно быть? У такого трансформатора есть одно замечательное свойство, если центральную точку (соединение 2-й и 3-й обмотки) заземлить, то на оставшихся выводах должен быть сигнал в противофазе (сдвинут на 180 град, один относительно другого).
И так мы должны увидеть такую картину: красный сигнал на осциллограмме это входной сигнал. Желтый сигнал - это выходной сигнал со второй обмотки, сиреневый с третьей обмотки. Как видим красный и желтый синфазны, а сиреневый противофазен им. Также мы видим, что все сигналы одинаковой амплитуды, ну и с небольшим натягом можно сказать, что они идентичны. Ну совсем с небольшим)


Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Сообщение: # 733945   Apr 12 2017, 01:04 AM

Дальше запаиваем второй трансформатор, и точно также проверяем его, как и первый.

Следующий тест, это соединяем выходы трансформаторов напрямую (без диодов). Грубо выход второй обмотки первого трансформатора, к выходу второй обмотки второго трансформатора, средние точки, и выход третьей обмотки первого трансформатора, к выходу третьей обмотки второго трансформатора. Подаем испытательный (красный) сигнал на первичную обмотку первого трансформатора, и убеждаемся, что (красный) сигнал дошел до первичной обмотки второго трансформатора.

Если все, ок, то значит, трансформаторы исправны и подключены правильно. Если на каком по этапе тестов нет правильных сигналов, или они не симметричны, то скорее всего перепутаны обмотки, или их начало и конец. Или где-то повреждения обмоток.

Размыкаем тестовую цепь, и запаиваем согласно схеме оставшиеся диоды. В результате мы получаем готовый кольцевой балансный смеситель на диодах, например как на картинке ниже.

Теперь его нужно проверить на исправность, для этого нам нужно составить тест.
На вход смесителя подадим 13.559 Мгц, на вход гетеродина подадим сигнал 13.2243. Согласно теории, на выходе смесителя мы должны получить (13.559 + 13.2243) + (13.559 - 13.2243), что соответствует частотам 26.783Мгц и 0,3347 Мгц. Для наглядности, к выходу смесителя подключим НЧ фильтр, чтобы выделить частоту 0,3347 Мгц.

Это сообщение отредактировал Philin05 - Apr 12 2017, 01:05 AM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Сообщение: # 733946   Apr 12 2017, 01:12 AM

На самом деле, неподготовленный разработчик смесителя, может оказаться морально не готов, к тому, что он может увидеть на выходе смесителя)) И я совсем не шучу.

Поэтому прежде чем проводить реальный тест, давайте хотя бы промоделируем, что нам там нужно увидеть. Так как мы живем в 21 веке, и у нас есть цифровые осциллографы, то смешивание вышеописанных сигналов мы можем произвести при помощи вычислительных возможностей осциллографа.
И так сначала мы берем входной сигнал (13.559 МГц), и убеждаемся, что он соответствует нашим ожиданиям.


Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Сообщение: # 733947   Apr 12 2017, 01:15 AM

Далее мы проверяем сигнал гетеродина, и убеждаемся, что его параметры в норме (похож на синусоиду, частота 13.2243 МГц).
(я сделаю небольшое замечание, амплитуды сигналов на самом деле несколько завышены для работы смесителя на диодах, но он сожрет и это как мы чуть позже убедимся)


Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Сообщение: # 733948   Apr 12 2017, 01:20 AM

Дальше, мы просто умножаем входной сигнал, на сигнал гетеродина, и прямо в осциллографе смотрим, что у нас получилось.
На первый взгляд кажется, какая то муть в голубом канале. Но если присмотреться внимательно, то видно, что в сигнале присутствует синусоида с частотой около 27 МГц. Что в принципе и ожидается. Возникает вопрос, где обещанные 334.7 кГц…



Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Сообщение: # 733949   Apr 12 2017, 01:24 AM

Да собственно, тут она, где и 26.783 Мгц, есть и 0,3347 Мгц, просто нужно увеличить время развертки, и сразу видно, что в сигнале присутствует и вторая синусоида, с частотой близкой к 335 кГц.
И так, то что нам нужно увидеть на выходе реального смесителя мы уже знаем, поэтому смело подключаемся к нему и смотрим.

Это сообщение отредактировал Philin05 - Apr 12 2017, 01:24 AM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Сообщение: # 733950   Apr 12 2017, 01:29 AM

Голубой канал показывает спектр сигнала, а красный канал показывает сигнал на выходе смесителя.
Как видим сигнал не столь идеальный, как при моделировании (на самом деле это из за слишком большой амплитуды входных сигналов, диодные смесители не работают, на таких напряжения в нормальном режиме) но все же похож.
Самое главное это спектр, как видно, пик в области НЧ, лежит чуть левее 335 кГц, что однозначно подтверждает, что на выходе смесителя имеется сигнал с частотой 334,7 кГц.

Это сообщение отредактировал Philin05 - Apr 12 2017, 02:21 AM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Сообщение: # 733951   Apr 12 2017, 01:32 AM

Теперь посмотрим, что творится около 27 МГц.
Спектр показывает пик на частоте 26.78 МГц, значит, на выходе смесителя имеется сигнал с частотой 26.783 МГц. Смеситель работает.



Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Сообщение: # 733952   Apr 12 2017, 01:41 AM

Как известно кольцевой балансный смеситель должен также ослаблять сигналы гетеродина, и входной сигнал. Давайте посмотрим спектр для участка 13,5 МГц.
Как видим, сигнал гетеродина и входной сигнал всеж попадают в выходной спектр, но я не претендую на звание лучший смеситель года. Наш проект учебный) .

Тут важно помнить, что идеальных смесителей не бывает, и все равно входной сигнал, и сигнал гетеродина пролезет в выход, вопрос лишь на сколько дБ он будет слабее чем результат перемножения. В хороших смесителях ослабление будет достигать 40..60 дБ.

Но так как наш смеситель работает на очень больших входных сигналах, то в данном случае ослабление не большое, зато наглядное)


Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Сообщение: # 733953   Apr 12 2017, 01:49 AM

И в заключение посмотрим, как будет выглядеть сигнал, после смесителя, если его пропустить через ФНЧ (tRc = 1,5 мкс, 666 кГц (я не специально)))) )
Видно, что составляющая в 26.783 Мгц сильно подавлена (но все равно осталась), а 334,7 кГц хорошо просматривается.

Тут важно понимать, что в реальных схемах, на выходе смесителя ставят фильтры с очень крутой АЧХ, которая ослабляет ненужные сигналы на десятки дБ, и естественно ФНЧ фильтр первого порядка обладает скромными характеристиками.

На этом свое повествование заканчиваю, уверен , что общее представление как работать со смесителем и что от него ждать я донес наглядно.

Как говорится собаки лают, а караван идет. Смело применяйте смесители в своих схемах. Мотайте и используйте широкополосные трансформаторы, так как они открывают довольно широкий кругозор) Просто все нужно делать поэтапно, на каждом этапе убеждаться, что вы не сбились с верного пути)

Можно коментить)

Это сообщение отредактировал Philin05 - Apr 12 2017, 01:53 AM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Сообщение: # 733970   Apr 12 2017, 08:27 AM

1. В какую сторону скручиваются провода имеет ли значение?
2. Марка феррита колец?
3. В реале какой гетеродин нужен, одного транзистора с буфером хватит?
4. Можно ли использовать Шоттки, ну типа бат62, они конечно не смесительные, но всё же?

Всё уже есть

Сообщение: # 733972   Apr 12 2017, 08:48 AM

1. Без разницы если мотать все обмотки сразу

2. Ее нужно выбирать, зависит от частоты. Можно брать любой из найденых и проводить тест как я писал выше, если трансформатор работает, то подходит. Для этого опыта я взял то что нашел.

3.В данных тестах я использовал однотранзисторные генераторы по схеме Колпитца, как видим даже перебор.

4. Можно. Нужно ставить опыты. Главное чтобы они переключались на нужной частоте, а не превращались в конденсаторы.

Это сообщение отредактировал Philin05 - Apr 12 2017, 08:49 AM

Сообщение: # 733978   Apr 12 2017, 10:11 AM

Спасибо! Просто и понятно, с трансами проблем не возникало, но использую в основном готовую продукцию ее у меня есть в достатке, хороши смесуны тем что двунаправленные в отличии от чипов, вносят минимальные искажения и шумы.

Не задавайте вопросы технического характера в личку, все-равно отправлю на форум.

Хотя бы раз в год уезжай туда, где ты еще не был!

Билль о рабах Вирджиния, 1779 г.:
"Ни один раб не должен хранить или переносить оружие, если только у него нет письменного приказа хозяина или если он не находится в присутствии хозяина".