Dużo uwagi zostało już poświęcone problemom intermodulacji, odporności na duże sygnały, czy dopasowania wrót wejścia/wyjścia mieszaczy, natomiast mało kto zwracał do tej pory uwagę na problem uzyskania właściwego napięcia w.cz. LO (VFO, DDS) potrzebnego dla mieszacza. W naszym przypadku (wykonywanego układu Plesseya w dwóch wersjach) mamy wykorzystane dwa rodzaje mieszaczy: mieszacz diodowy (w odmianach niskopoziomowych i wysokopoziomowych) oraz mieszacz na układzie SL6440.
Wymagania są różne:
a) mieszacze diodowe wymagają określonego napięcia na impedancji 50 Ω. Np. SBL-1 potrzebuje +7dBm (500 mV rms), ale wg. karty katalogowej powinien pracować już od +4dBm do +10dBm czyli od 354 mV rms do 700 mV rms. Można założyć że odchyłka napięć LO= x2 (354 mV x 2). W przypadku mieszaczy wysokopoziomowych napięcia LO są wyższe, ale tolerancja też ok. x 2.
b) mieszacz SL6440 wg. karty katalogowej wymaga 100mV - 500mV przy impedancji wejścia LO 1,5 kΩ. Tu sytuacja jest lepsza bo zakres napięć jest x5 (100mV x 5).
Dla naszych projektów wykorzystujemy obecnie generatory - syntezy DDS lub PLL (np. AD9850, Si5351), które niestety mają tę wadę, że nie zapewniają równego poziomu napięć dla różnych generowanych częstotliwości. Im wyższe częstotliwości, tym napięcia są niższe i to znacznie niższe. Problem ten ma szczególne znaczenie jeśli chcemy wykonać transceiver wielopasmowy.
Wykonane pomiary napięć na wyjściu syntez, przy pomiarach chodziło głównie o różnicę, a nie wielkość bezwzględną wartość, która jest też związana z wielkością impedancji obciążenia:
AD9850
F.GEN-----Pasmo Mhz -------U rms mV
5,0 -------- 14 ------------------bez pomiaru
9,068-------18------------------144
10,8 --------1,8-----------------120
12,5---------3,5-----------------100
12,0----------21-----------------108
19,0----------28------------------58
19,1----------10,1----------------60
23,0----------14------------------44
Dla AD9850 stosunek najwyższego napięcia do najniższego wynosi 3,3 (144:44), F.GEN dla 14 MHz było w AD9850 ustawione na 23 MHz
Si5351
F.GEN--Pasmo Mhz-----U rms mV
5,0-------14--------------384
9,068-----18-------------252
10,8------1,8-------------208
12,5------3,5-------------176
12,0------21--------------188
19,0------28--------------104
19,1------10,1------------108
23,0------14--------------bez pomiaru
Dla Si5351 stosunek najwyższego napięcia do najniższego wynosi 3,7 (384:104) - F.GEN dla 14 MHz, było w Si5351 ustawione na 5 MHz
Wnioski:
- dla mieszaczy diodowych powyższe syntezy są problematyczne do wykorzystania ze względu na bardzo duże rozpiętości napięć, należy zastosować dodatkowy wzmacniacz, ze względu na podniesienie napięcia do wymaganego poziomu dla mieszacza diodowego, dodatkowo z kształtowaną charakterystyką by wyrównać napięcia.
- dla mieszacza na SL6440 zakres napięcia z Si 5351 jest wystarczający do jego wysterowania, natomiast AD9850 po wykorzystaniu dodatkowego wzmacniacza też byłby odpowiedni.
Przykładowe pomiary AD9850
Przykłądowe pomiary Si5351
Kolejny krok to zaprojektowanie wzmacniacza z korektą wzmocnienia w funkcji częstotliwości.
Wymagania są różne:
a) mieszacze diodowe wymagają określonego napięcia na impedancji 50 Ω. Np. SBL-1 potrzebuje +7dBm (500 mV rms), ale wg. karty katalogowej powinien pracować już od +4dBm do +10dBm czyli od 354 mV rms do 700 mV rms. Można założyć że odchyłka napięć LO= x2 (354 mV x 2). W przypadku mieszaczy wysokopoziomowych napięcia LO są wyższe, ale tolerancja też ok. x 2.
b) mieszacz SL6440 wg. karty katalogowej wymaga 100mV - 500mV przy impedancji wejścia LO 1,5 kΩ. Tu sytuacja jest lepsza bo zakres napięć jest x5 (100mV x 5).
Dla naszych projektów wykorzystujemy obecnie generatory - syntezy DDS lub PLL (np. AD9850, Si5351), które niestety mają tę wadę, że nie zapewniają równego poziomu napięć dla różnych generowanych częstotliwości. Im wyższe częstotliwości, tym napięcia są niższe i to znacznie niższe. Problem ten ma szczególne znaczenie jeśli chcemy wykonać transceiver wielopasmowy.
Wykonane pomiary napięć na wyjściu syntez, przy pomiarach chodziło głównie o różnicę, a nie wielkość bezwzględną wartość, która jest też związana z wielkością impedancji obciążenia:
AD9850
F.GEN-----Pasmo Mhz -------U rms mV
5,0 -------- 14 ------------------bez pomiaru
9,068-------18------------------144
10,8 --------1,8-----------------120
12,5---------3,5-----------------100
12,0----------21-----------------108
19,0----------28------------------58
19,1----------10,1----------------60
23,0----------14------------------44
Dla AD9850 stosunek najwyższego napięcia do najniższego wynosi 3,3 (144:44), F.GEN dla 14 MHz było w AD9850 ustawione na 23 MHz
Si5351
F.GEN--Pasmo Mhz-----U rms mV
5,0-------14--------------384
9,068-----18-------------252
10,8------1,8-------------208
12,5------3,5-------------176
12,0------21--------------188
19,0------28--------------104
19,1------10,1------------108
23,0------14--------------bez pomiaru
Dla Si5351 stosunek najwyższego napięcia do najniższego wynosi 3,7 (384:104) - F.GEN dla 14 MHz, było w Si5351 ustawione na 5 MHz
Wnioski:
- dla mieszaczy diodowych powyższe syntezy są problematyczne do wykorzystania ze względu na bardzo duże rozpiętości napięć, należy zastosować dodatkowy wzmacniacz, ze względu na podniesienie napięcia do wymaganego poziomu dla mieszacza diodowego, dodatkowo z kształtowaną charakterystyką by wyrównać napięcia.
- dla mieszacza na SL6440 zakres napięcia z Si 5351 jest wystarczający do jego wysterowania, natomiast AD9850 po wykorzystaniu dodatkowego wzmacniacza też byłby odpowiedni.
Przykładowe pomiary AD9850
Przykłądowe pomiary Si5351
Kolejny krok to zaprojektowanie wzmacniacza z korektą wzmocnienia w funkcji częstotliwości.
Piotr, SP9LVZ