Статья от 06 февраля 2022г.

Приветствую всех сюда в ходящих.

Когда-то, уже может и давненько была статья нашего знаменитого популяризатора Техники Прямого Преобразования, Полякова В.Т.(RA3AAE) <Смотреть тут>  

В статье был описан, разработанный тогда мною, ключевой мостовой диодный смеситель. Слово "разработанный" наверное будет громко сказано. Просто я в то время "ковырялся" с диодными смесителями разных "мастей" и для их коммутации(ключевания) использовал КМОП или ТТЛ логику - элементы цифровых микросхем "И-НЕ", "ИЛИ-НЕ", "НЕ", триггеры и т.д. И вот тогда мне пришла в голову идея соединить 4-ре диода не по кольцу, а мостом. И подавать/снимать сигналы с диагоналей этого моста. В чём прелесть такого решения? Как минимум, при строгой идентичности четвёрки диодов, напряжение ГПД не просачивается ни обратно в антенну, ни на вход пред-УНЧ. А это по-любому хорошо. Это повышает помехоустойчивость всего ППП в целом. Что будет, если например сигнал ГПД будет попадать в антенну? Правильно, он будет тут же сам и приниматься собственным приемником со всякими негативными последствиями. Аналогично, если сигнал ГПД будет просачиваться на вход пред-УНЧ. Детектируясь на P-N-переходах транзисторов он будет выпрямлятьтся, смещая и раб.точку транзисторов, и вызывая дополнительный шум первых каскадов УНЧ. Конечно это плохо - это снижает как минимум чувствительность пред-УНЧ и самого ППП в целом из-за увеличивающегося шума,  из-за явлений описанных выше. Поэтому В.Т.Поляков сразу и отметил это его важное свойство. 

Я совершенно не интересовался - "пошел" ли этот смеситель "в массы"? Я не знаю и по сей день.  Было несколько схем использования его в технике SDR. Ниже парочка примеров, найденных в Инете "на вскидку", т.е. без особого упорства...😀

...ещё одна...

  

Т.е. сказать, что этот смеситель был совсем непопулярен, наверное было бы неправильным - кого-то он все-таки заинтересовал.

С того времени утекло много воды и меня как бывшего "автора" этой идеи опять заинтересовала

схема ключевого диодного мостового смесителя(далее КДМС).

Давайте посмотрим на Рис.1 ниже... и потом его обсудим.

           Рис.1

На картинке вверху, Рис.1, изображены три рисунка - Pic.1- Pic.3

Начнём с рисунка Pic.3....

На нем изображена сама идея КДМС. Т.е. цифровая ИМС выдающая инверсный (0/180) меандр на своих выходах. К ним подключен мост из диодов. В одну диагональ этого моста подается входной ВЧ сигнал(или сигнал ПЧ) и с другой диагонали(угла диагонали) снимается сигнал НЧ, который подается на простейший П-образный LC-ФНЧ и далее на УНЧ. Принцип работы простой - когда на верхнем выводе цифровой ИМС лог "0", а на нижнем лог. "1", диоды моста открываются и ВЧ сигнал проходит через мост. При частоте сигнала близкой к частоте гетеродина(выход ЦИМС) на первом конденсаторе(слева) ФНЧ у нас выделяется НЧ-огибающая радиосигнала - SSB, DSB, CW  и т.д., которая поступает для дальнейшего усиления в УНЧ. Если полярность импульсов на выходе ЦИМС меняется на обратную ВЧ сигнал через мост не проходит. Т.е. наш мост действует практически как ключ - пропускает/не пропускает ВЧ сигнал через себя. Т.е. работает как-бы на полу-волне или полу-периоде гетеродинного напряжения. Если использовать ещё такую же четвёрку диодов, но подключить их к выходу ЦИМС инверсно первой, то получим уже два противофазных НЧ-сигнала, которые можно подать на дифференциальные входы усилителя НЧ, которыми могут быть входы ОУ(операц. усилитель). Т.е. у нас увеличится коэффициент передачи всего приемника ПП, что и показано в статье Полякова В.Т.(см.выше по ссылке). 

Но посмотрим на картинки, что вверху - рисунок Pic.1.

Эта схема КДМС ещё реально не разрабатывалась. Это как-бы прототип реальной схемы, которую нужно будет попробовать в действии потом. Принцип её работы ясен из картинки. Два моста включены по отношению друг к другу инверсно. А обмотки ВЧ трансформатора, начала их указаны точками, синфазно. Т.е на каждом полу-периоде гетеродинного напряжения входной ВЧ сигнал будет проходить на выход или через левый диодный мост, или через правый. Т.е. у нас также повышается коэффициент передачи смесителя и чувствительность ППП в целом. Я подумал - как заменить диоды на КМОП-ключи, чтобы идея мостовой схемы как-бы осталась, со всеми вытекающими плюсами описанными выше. 

Рисунок Pic.2  - это реальная мостовая схема включения ключей КМОП в смесителе. Ключи на перепадах гетеродинного напряжения переключаются попарно - сначала ключи U1U2, затем ключи U3U4. 0/180 - это коммутационные сигналы гетеродина подаваемые на пары ключей U1U2, U3U4. Там же на рисунке розовым цветом указан путь прохождения ВЧ сигнала в нагрузку, когда одна пара ключей замкнута. При смене  гетеродинного напряжения на 180/0, другая пара ключей также пропускает ВЧ сигнал на выход - верхний конец конденсатора С41. Т.е принцип работы теперь как-бы предельно ясен. 

На Рис.2 ниже только что рассмотренная идея мостового ключевого(КМОП) смесителя, воплощена в реальном DSB ППП на 40-каметровый диапазон, схему которого я вам и представляю ниже.

     Рис.2  

Быстренько пробежимся по схеме...

Сигнал из антенны, через простейший аттенюатор поступает на первый входной LC-контур-L1C3C4. Далее идет УВЧ на полевом транзисторе Q1 - КП303Е, по схеме с общим затвором. Усиленный сигнал снимается со стоковой нагрузки УВЧ транзистора Q1  и далее через истоковый повторитель на Q2 - КП303Е, подается на ВЧ трансформатор Tr1 и далее на ключевой мостовой смеситель на КМОП-ключах, ИМС DA1(74HC4066). С выхода смесителя НЧ сигнал, через однозвенный LC-ФНЧ подается на пред-УНЧ, транзисторы Q3Q4 - 2Sc1815. С пред-УНЧ сигнал "обрезается" активным ФНЧ на ОУ - ИМС TL072, с частотой среза около 3 кГц и далее поступает на оконечный УНЧ - LM386.

Гетеродин, для простоты управления ключами, ИМС DA1.1-DA1.4(74HC4066), выполнен на цифровой ИМС TTL-логики, 74LS00(4-ре лог.элемента "И-НЕ"). Частота перестраивается в пределах 7-7,2МГц с некоторым запасом, по 20-30 кГц, на краях. Перестройка частоты варикапом - BB329. Вот как-бы и всё описание работы ППП, реально выполненного на идеях рассмотренных выше в этой статье.

ДЕМО-файл работы ППП выложу попозжее, когда будет более-менее представительным эфир. Сейчас там нечего слушать...😕

Демо-аудио работы приемника.

Время записи 09-02-2022г. около 08:00 GMT+2 Прохождение не очень, зато не было "китайских" помех от соседской бытовой техники. Регуляторы уровня ВЧ и НЧ примерно на 50% и 30% соответственно, от максимального положения.

Удачи вам в вашем хобби.💪

Всего доброго и мои 73!👍

С ув. ко всем - Сергей/US5QBR/