|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Máy trộn bóng bán dẫn hiệu ứng trường. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Liên lạc vô tuyến dân dụng Trong bài báo thu hút sự chú ý của độc giả, các tùy chọn cho mạch trộn được thực hiện trên các bóng bán dẫn hiệu ứng trường được sử dụng ở chế độ điện trở được kiểm soát (không có nguồn điện) được xem xét và thảo luận. Những bộ trộn như vậy có một số ưu điểm giúp mở rộng đáng kể dải động của máy thu, đặc biệt là máy thu dị vòng (chuyển đổi trực tiếp). Trong môi trường nhiễu sóng vô tuyến nghiêm trọng ngày nay, dải động lớn của bộ trộn rất quan trọng, cho phép bạn loại bỏ phần lớn nhiễu xuyên âm, xuyên điều chế và nhiễu tương tự từ các tín hiệu ngoài dải mạnh, thực tế không bị suy giảm bởi các tầng được cài đặt trước bộ lọc lựa chọn chính. Nếu một số biện pháp vẫn có thể được thực hiện trong URF để tăng tính tuyến tính của nó, thì bộ trộn thường được thực hiện trên các phần tử phi tuyến tính (điốt, bóng bán dẫn), theo nguyên tắc hoạt động của nhiều bộ trộn chuyển đổi tần số, phải được phi tuyến tính. Vì lý do này, dải động của bộ trộn thường kém hơn URCH. Từ lâu, các bộ trộn dựa trên bóng bán dẫn hiệu ứng trường ở chế độ điện trở hoạt động có kiểm soát đã được đề xuất và sử dụng, những ưu điểm của nó vẫn chưa được đánh giá đầy đủ. Sơ đồ của bộ trộn đơn giản nhất trên một bóng bán dẫn hiệu ứng trường duy nhất được hiển thị trong hình. 1.
Tín hiệu từ mạch đầu vào được đưa đến nguồn của bóng bán dẫn và tín hiệu IF hoặc LF (trong máy thu dị vòng) được lấy từ cống. Không cần nguồn điện. Điện áp của bộ tạo dao động cục bộ được đặt vào cổng của bóng bán dẫn và điều khiển điện trở của kênh. Được biết, ở điện áp thấp, khe hở nguồn-cống (kênh) của FET hoạt động giống như một điện trở tuyến tính, bất kể cực tính của điện áp đặt vào. Đồng thời, điện trở của kênh có thể thay đổi tùy thuộc vào điện áp nguồn cổng, từ hàng chục ôm đến nhiều megohm. Điều này cho phép sử dụng bóng bán dẫn hiệu ứng trường trong bộ trộn như một phần tử tuyến tính được điều khiển. Ưu điểm chính của bộ trộn bao gồm độ nhạy cao, vì cả dòng cung cấp và dòng dao động cục bộ đều không đi qua kênh bóng bán dẫn mà chỉ có dòng tín hiệu yếu, trong khi bóng bán dẫn tạo ra nhiều tiếng ồn hơn một chút so với điện trở thông thường có cùng điện trở. và độ tuyến tính cao, vì với điện áp đầu vào nhỏ, độ dẫn của kênh không phụ thuộc vào nó. Ngoài ra, bộ trộn có tính năng thâm nhập tín hiệu LO thấp vào mạch đầu vào (chỉ thông qua một điện dung nhỏ giữa cổng và kênh bóng bán dẫn) và yêu cầu công suất cực thấp từ LO, do điện trở đầu vào trong mạch cổng cao. Một bộ trộn đơn giản như vậy cung cấp độ nhạy khoảng 1 μV (không có URF) và dải động khoảng 65 dB. Bạn có thể tăng dải động theo các cách cổ điển sau: chuyển sang mạch cân bằng, đảm bảo hoạt động của bộ trộn ở chế độ chính và khớp bộ trộn với tải ở dải tần rộng. Các mạch trộn FET cân bằng được sinh ra từ các mạch đi-ốt tương tự, với kênh bóng bán dẫn được kết nối thay vì đi-ốt và cực của cái sau tương ứng với kết nối cùng pha hoặc ngược pha của cổng với bộ tạo dao động cục bộ. Trên hình. Hình 2 cho thấy sơ đồ của bộ trộn cân bằng với hai bóng bán dẫn hiệu ứng trường. Tín hiệu được cung cấp cho các nguồn của các bóng bán dẫn theo pha và điện áp dị vòng đến các cổng là phản pha, điều này đảm bảo rằng các bóng bán dẫn lần lượt mở ra bằng các nửa sóng dương.
Tại các cống của bóng bán dẫn, tín hiệu IF (LF) bị lệch pha, điều này yêu cầu sử dụng máy biến áp tần số thấp T2 (trong tất cả các sơ đồ, các mạch từ của máy biến áp IF (LF) được hiển thị dưới dạng một đường liền nét, trái ngược với HF, trong đó các mạch từ được hiển thị dưới dạng từ điện). Bộ trộn được cân bằng cho cả đầu vào heterodyne và tín hiệu. Điều đầu tiên có nghĩa là điện áp dị vòng không đến được đầu vào tín hiệu, do hai điện dung cổng-kênh ký sinh được kết nối với các cực đối pha của cuộn thứ cấp của máy biến áp T1. Thứ hai có nghĩa là các sản phẩm chuyển đổi ký sinh, chẳng hạn như dòng điện tần số thấp, phát sinh từ việc phát hiện trực tiếp tín hiệu đầu vào, được áp dụng cho đầu vào ngược pha của máy biến áp tần số thấp và triệt tiêu lẫn nhau. Một biến thể khác của mạch trộn cân bằng đơn giản được thể hiện trong Hình. 3.
Ở đây, tín hiệu được đưa đến các kênh của bóng bán dẫn ngược pha và điện áp của bộ dao động cục bộ đến các cổng cùng pha. Như trước đây, bộ trộn được cân bằng cho điện áp dị vòng. Ít rõ ràng hơn là bộ trộn được cân bằng về mặt phát hiện trực tiếp các tín hiệu đầu vào. Thực tế là các sản phẩm phát hiện trực tiếp cùng pha ở cống của bóng bán dẫn (thiết bị hoạt động như một bộ chỉnh lưu toàn sóng) và được bù trong máy biến áp tần số thấp T2. Nhược điểm của các bộ trộn cân bằng đơn giản được mô tả bao gồm việc triệt tiêu không hoàn toàn các sản phẩm phụ chuyển đổi, đặc biệt là sóng hài thứ hai của tín hiệu đầu vào và tín hiệu dị vòng. Độ tinh khiết lớn nhất của quang phổ được cung cấp bởi máy trộn hai cân bằng (tương tự máy trộn vòng). Sơ đồ của một bộ trộn như vậy trên bốn bóng bán dẫn được đưa ra trong hình. 4.
Bộ trộn yêu cầu ba máy biến áp cân bằng được lắp đặt trên tất cả các đầu vào/đầu ra. Tại đây, các kênh của các bóng bán dẫn VT1, VT2 và VT3, VT4 được luân phiên thực hiện, kết nối các đầu của cuộn dây đối xứng của máy biến áp T1 và TK trực tiếp (dẫn VT1 và VT2) hoặc giao nhau (dẫn VT3 và VT4). Bộ trộn này mang lại kết quả xuất sắc trong các máy thu siêu dị, cung cấp gần dải động tối đa hiện có thể đạt được. Tất nhiên, cần phải thực hiện mọi biện pháp để cải thiện tính đối xứng của máy biến áp và chọn các bóng bán dẫn có cùng đặc tính. Khi được sử dụng trong máy thu dị vòng, máy trộn theo sơ đồ của hình. 2-4 có một nhược điểm lớn liên quan đến sự hiện diện của máy biến áp tần số thấp, tốn nhiều công sức để sản xuất và chịu nhiều loại xe bán tải khác nhau, bao gồm cả các loại mạng có tần số 50 Hz. Không loại trừ các biến dạng liên quan đến tính phi tuyến của các đặc tính từ của mạch từ. Biến áp tần số thấp không có trong bộ trộn theo sơ đồ của hình. 5, trong đó tín hiệu đầu vào và tín hiệu dị vòng được cung cấp cho hai bóng bán dẫn ngược pha.
Trên thực tế, đây là một chất tương tự bóng bán dẫn của bộ trộn cân bằng hai đi-ốt. Tuy nhiên, máy trộn có những nhược điểm không thể nhìn thấy ngay lập tức. Nó không cân bằng trên đầu vào heterodyne. Tín hiệu bộ tạo dao động cục bộ ngược pha tại các cổng của bóng bán dẫn thấm qua các điện dung ký sinh đến các cực cực của cuộn dây đối xứng của máy biến áp T1 và không được bù. Ngoài tác hại rõ ràng do bức xạ của tín hiệu bộ tạo dao động cục bộ qua ăng-ten gây ra, cụ thể là tạo ra nhiễu với các máy thu khác gần đó, điều này còn gây khó khăn cho việc thu tín hiệu của chính nó, nhưng đã được điều chế bởi tiếng ồn AC và nhiễu khác . Có ít nhất hai cách để giải quyết vấn đề. Đầu tiên là thêm điện dung trung hòa - tụ điện C1 và C2, được kết nối theo chiều ngang đối với điện dung ký sinh của bóng bán dẫn VT1 và VT2. Bằng cách điều chỉnh điện dung của chúng, bạn có thể triệt tiêu đáng kể tín hiệu bộ tạo dao động cục bộ ở đầu vào. Điều này cũng hữu ích khi sử dụng bộ trộn trong đường truyền (xét cho cùng, tất cả các bộ trộn thụ động được mô tả đều có thể đảo ngược hoàn toàn), khi tín hiệu âm thanh được đưa vào đầu vào tần số thấp và tín hiệu DSB được điều chế cân bằng được loại bỏ khỏi tần số cao. đầu vào tần số. Một cách khác là sử dụng biến tần pha bóng bán dẫn thay vì biến áp cân bằng T1, xem hình. 6.
Tại nguồn và cống của bóng bán dẫn VT1, các điện áp tín hiệu bằng nhau và phản pha được phân bổ, được đưa qua các tụ điện ghép nối C2 và C3 đến các nguồn của bóng bán dẫn trộn VT2 và VT3. Trong máy thu dị vòng, các tụ điện phải có điện dung đáng kể, vì không chỉ dòng điện tần số cao mà cả dòng điện âm thanh cũng đi qua chúng. Thay cho VT1, bạn cũng có thể sử dụng bóng bán dẫn lưỡng cực, nhưng nó có độ tuyến tính kém hơn và điện trở đầu vào thấp hơn. Bộ trộn được đặc trưng bởi khả năng triệt tiêu cao tín hiệu dao động cục bộ ở đầu vào, điều này được hỗ trợ bởi kết nối ngược pha của các bóng bán dẫn của bộ trộn với máy biến áp T1 và giai đoạn đầu vào đảo pha. Nhưng thiết bị này cũng có một nhược điểm: điện trở đầu ra dọc theo mạch nguồn và mạch thoát của tầng trên bóng bán dẫn VT1 là khác nhau (cái đầu tiên ở bên dưới) và biến tần pha nói chung là không đối xứng. Trong bộ trộn cân bằng được hiển thị trong Hình. 7, sự thâm nhập của tín hiệu bộ tạo dao động cục bộ vào mạch đầu vào bị giảm do các bóng bán dẫn VT1, VT3 với kênh p được kết nối song song với các bóng bán dẫn VT2, VT4 với kênh n và điện áp của bộ tạo dao động cục bộ từ cuộn dây đối xứng của máy biến áp T2 được áp dụng cho các bóng bán dẫn có độ dẫn ngược lại trong phản pha. Đồng thời, các bóng bán dẫn VT1 và VT2 mở trên một nửa sóng của điện áp dị vòng và VT3 và VT4 mở trên nửa sóng kia. Kết nối song song của các kênh làm giảm điện trở của các nhánh máy trộn ở trạng thái mở, ngoài ra, cải thiện tính tuyến tính của máy trộn. Nhân tiện, điều này từ lâu đã được sử dụng trong các phím logic CMOS hai chiều.
Có thể sử dụng các công tắc đã đề cập trong bộ trộn, nhưng thật không may, trong các phần tử logic CMOS, tín hiệu điều khiển phản pha (heterodyne) cho bóng bán dẫn kênh p được hình thành từ tín hiệu đến cổng của bóng bán dẫn kênh p bằng cách sử dụng một biến tần. Loại thứ hai có thời gian trễ khá dài (khoảng 50 ns đối với dòng K561 MS), do đó xuất hiện thêm sự dịch pha, làm xấu đi hoạt động của bộ trộn ở tần số cao, đặc biệt là tín hiệu dị vòng. đến đầu vào máy trộn không được loại bỏ hoàn toàn. Để kết luận, hãy xem xét hoạt động của một bộ trộn đơn giản và rất thú vị, được đề xuất riêng cho máy thu dị vòng (Hình 8). Nó được chế tạo trên hai bóng bán dẫn hiệu ứng trường giống hệt nhau, các kênh được kết nối song song và điện áp dị pha từ cuộn dây đối xứng của máy biến áp T1 được đặt vào các cổng. Các bóng bán dẫn nên được đóng ở điện áp cổng bằng XNUMX và chỉ mở ở các đỉnh của điện áp dị vòng. Kết quả là, bộ trộn mở hai lần trong khoảng thời gian của điện áp dị vòng và tần số bộ dao động cục bộ được chọn bằng một nửa tần số tín hiệu.
Điều này rất có lợi, đặc biệt đối với máy thu VHF (cần ít bước nhân tần số hơn) và nói chung đối với tất cả các máy thu dị vòng, vì tín hiệu dao động cục bộ "rò rỉ" vào mạch ăng ten bị bộ lọc đầu vào triệt tiêu hiệu quả. Việc sử dụng bộ trộn này đầy hứa hẹn trong các máy thu VHF dị vòng đồng bộ, nơi mà tín hiệu dao động cục bộ thâm nhập thấp vào các mạch đầu vào là cực kỳ quan trọng. Tuy nhiên, bộ trộn này chỉ được cân bằng trên đầu vào LO, không phải trên đầu vào tín hiệu. Do đó, có thể phát hiện trực tiếp ký sinh các tín hiệu nhiễu mạnh trên các bóng bán dẫn nguồn-cống chuyển đổi phi tuyến tính. Tác giả: M. Syrkin (UA3ATB)
Sự đông đặc của các chất số lượng lớn
30.04.2024 Máy kích thích não được cấy ghép
30.04.2024 Nhận thức về thời gian phụ thuộc vào những gì người ta đang nhìn
29.04.2024
▪ Ổ cứng SSD SK Hynix Gold S31 ▪ Nhu cầu về tấm nền LCD đang tăng lên ▪ Tấm pin mặt trời từ sinh khối thực vật ▪ Máy quay video phát hiện tội phạm
▪ phần của trang web Đồng hồ đo điện. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết Làm thế nào là tiền lương tiếng Anh liên quan đến muối? đáp án chi tiết ▪ bài báo Máy móc thang máy cá. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động ▪ bài báo ZYGI BEAM ba yếu tố. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết Sự biến mất của một chiếc bình có nước. bí mật tập trung
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này