Sa612: Смеситель частот на интегральной схеме SA612

Смеситель частот на интегральной схеме SA612

9 сентября 2020

Ранее мы познакомились со схемой диодного кольцевого смесителя. Само собой разумеется, это далеко не единственная схема смесителя частот. В наши дни среди радиолюбителей также популярна ячейка Гилберта. Это относительно простая схема на шести NPN-транзисторах, и при желании ее можно спаять на 2N3904. Но обычно используют интегральные схемы, такие, как SA612.

Fun fact! SA612 используется во многих открытых проектах, в том числе в NanoVNA и антенном анализаторе EU1KY.

В даташите на SA612 [PDF] можно найти несколько способов подключения к входам и выходам. Поначалу я хотел воспользоваться минималистической схемой:

SA612 имеет встроенный регулятор напряжения. Для питания требуется от 4.5 до 8 В. Стоит сказать, что SA612 может совмещать в себе функцию гетеродина. Предусмотренно несколько схем подключения: генератор Колпитца на кварце в режиме обертона, LC-генератор Колпитца и LC-генератор Хартли. Заинтересованные читатели могут найти подробности в даташите. В рамках этой заметки мы будем использовать SA612 только как смеситель.

Согласно Experimental Methods in RF Design, уровень LO для ячейки Гилберта должен составлять 0.3-0.6 Vpp, а RF может достигать 0.3 Vpp. Однако даташит на SA612 рекомендует держать LO в интервале 0.2-0.3 Vpp. Это объясняется тем, что в чипе предусмотрен небольшой усилитель LO.

Схема работает, но уровень IF оставляет желать лучшего. Проблема в том, что ячейка Гилберта обладает высоким входным и выходным импедансом. Для оптимальной работы требуется согласование с источником и нагрузкой 50 Ом.

Поэтому схема была переделана на следующую:

Схема адаптирована из EMRFD. Качественно это та же самая схема, только с парой трансформаторов, повышающим T1 и понижающим T2. Также здесь используются дифференциальные сигналы на входе и выходе. R1 и C1 образуют фильтр нижних частот. Такой прием часто используется, чтобы наведенный ВЧ сигнал не поступал в цепь по шине питания.

Почему отношение числа витков в T1 и T2 составляет 35 к 4? При таком отношении 50 Ом преобразуются в 50*pow(35/4,2), или 3828 Ом. Импеданс RF и IF плохо определены в даташите. Для первого приводится минимальное значение, а для второго — типичное значение, 1500 Ом в обоих случаях. Таким образом, для RF мы получим КСВ 2.5 или 18% отраженной мощности в худшем случае, а для IF — в типичном случае, иногда лучше, иногда хуже. Характерно, что импеданс LO не определен.

Схема в моем исполнении:

Выглядит так, как если бы все работало:

Здесь на LO подается сигнал с частотой 15 МГц и уровнем 0 dBm, а на RF — с частотой 1..3 МГц и уровнем -16 dBm. Вспомним, что уровню S9 соответствует 50 микровольт или -73 dBm. Тогда -16 dBm это S9+57. Можно использовать RF и меньшего уровня, но тогда IF становится трудно разглядывать в анализаторе спектра. С сигналами порядка S9+60 иногда можно столкнуться (если неподалеку живет другой радиолюбитель или на слете коротковолновиков), и поведение смесителя с ними тоже интересно.

Для сравнения, если взять диодный кольцевой смеситель из прошлой заметки, подать на LO -18 dBm и те же -16 dBm на RF, то на IF мы получим -45 dBm. И это минимум, ведь LO можно спокойно увеличить до 7 dBm, а при желании и до 10-13 dBm. При этом диодному кольцевому смесителю не требуется питание, и по деньгам он будет дешевле SA612. Возникает закономерный вопрос, в чем вообще преимущество ячейки Гилберта и SA612 в частности?

Оказывается, что ячейка Гилберта выполняет почти идеальное перемножение сигналов. Поэтому ее выход имеет мало побочных продуктов:

Перед нами интервал частот от 5 до 55 МГц. Уровни LO и RF все те же. При большем уровне LO уровень побочных продуктов заметно увеличивается. Это объясняет, почему EMRFD рекомендует для данной схемы LO именно 0 dBm.

Для сравнения, работа диодного кольцевого смесителя:

Уровень LO составляет 7 dBm, RF — по-прежнему -16 dBm. Разница очевидна. Особенно выделяются продукты перемножения RF на третью гармонику LO.

Fun fact! Ячейка Гилберта реализована больше, чем в одной интегральной схеме. Другим популярным вариантом является MC1496. Характерно, что даташит MC1496 [PDF] нигде не упоминает ячейку Гилберта. Однако ее легко узнать на схеме внутреннего устройства чипа.

EMRFD рекомендует SA612 для проектов, где важно низкое энергопотребление и малый размер устройства — питаемый от батареек AM-приемник для походов, миниатюрный CW-трансивер для казуальной работы в эфире, и так далее. В задачах, где важен динамический диапазон, рекомендуется диодный кольцевой смеситель.

Дополнение: В продолжение темы вас могут заинтересовать посты Упрощенная схема диодного смесителя, Тройной балансный смеситель на диодах 1N5711 и Квадратурный демодулятор на основе 74HC4053.

Метки: Беспроводная связь, Любительское радио, Электроника.

Схема основного блока коротковолнового трансивера (на микросхемах SA612)

Приводится схема и описание основного блока коротковолнового трансивера, рассчитанного на работу SSB-модуляцией в диапазоне 80 М. Изменив настройки гетеродинного и выходного контуров можно перейти на любой КВ-диапазон (используемые микросхемы SA612A хорошо работают на частотах вплоть до 500 Мгц).

Блок выполнен по супергетеродинной схеме с однократным преобразованием частоты (не считая процесса демодуляции). Промежуточная частота выбрана 8867кГц. Такой выбор обусловлен относительной доступностью кварцевых резонаторов на данную частоту (применяются в видеотехнике).

Схема блока содержит преобразователь частоты, модулятор — демодулятор, генератор плавного диапазона, генератор опорной частоты, микрофонный усилитель, предварительный усилитель мощности и четырехзвенный кварцевый фильтр.

В основе схемы два преобразователя частоты на микросхемах SA612A. На микросхеме А1 выполнен преобразователь высокой частоты, который при приеме преобразует частоту входного сигнала в ПЧ, а при передаче SSB сигнал ПЧ в сигнал частотой диапазона 80М.

Принципиальная схема

Микросхема SA612A имеет два входа и два выхода. При приеме (RX) входной сигнал от входного контура или УРЧ поступает через контактную группу К1.1 на первый вход А1 (вывод 1). При этом второй вход через К1.1 соединен конденсатором C3 с общим проводом.

В качестве ГПД используется собственный гетеродин микросхемы А1, который включен по схеме с заданием частоты LC-контуром. Частота ГПД зависит от настройки контура L1-C13-C14-VD1. Органом настройки служит переменный резистор R2, а ширина диапазона перестройки устанавливается подбором сопротивления R3. Пределы перестройки частоты примерно 5,06…5,37 МГц.

Для получения промежуточной частоты (8,867 МГц) используется суммарный сигнал ПЧ, который выделяется кварцевым фильтром Q1-Q4. При приеме, на данный фильтр сигнал ПЧ поступает через контактную группу К2.1 (на схеме контактные группу показаны в положении приема).

С выхода кварцевого фильтра сигнал поступает на усилитель ПЧ и демодулятор, выполненный на микросхеме А2, через группу К2.2 на вывод 2. Генератор опорной частоты выполнен на схеме внутреннего гетеродина микросхемы SA612A, а его частота зависит от резонатора Q5 и конденсатора С25, с помощью которого осуществляется некоторое отклонение частоты от ПЧ, необходимое для процесса демодуляции.

Демодулированный сигнал выделяется на выводе 5 А2 и через подавляющий ВЧ составляющие П-контур C26-L5-C27, поступает на внешний УНЧ, схема которого здесь не приводится. Чувствительность приемного тракта в основном определяется усилением УРЧ и УНЧ.

Рис. 1. Принципиальная схема основного блока коротковолнового трансивера, на микросхемах SA612.

При передаче кнопка S1 нажата и на обмотки реле К1 и К2 поступает напряжение, поэтому контактные группы находятся в противоположном положении. Теперь схема работает в обратном направлении. Сигнал от микрофона поступает на вход преобразователя микросхемы А2, который работает как балансный модулятор.

На другой вход модулятора поступает опорный сигнал от кварцевого генератора на Q5. DSB-сигнал с вывода 4 А2 через контактную группу К2.1 поступает на кварцевый фильтр Q1-Q4, который формирует SSB-сигнал, подавляя несущую и одну боковую полосу (зависит от настройки частоты опорного генератора конденсатором С25).

Сформированный SSB-сигнал частотой 8,867 МГц через контактную группу К1. 2 поступает на вход смесителя микросхемы А1 (через вывод 2, при этом другой вход — вывод 1, соединен конденсатором С1 с общим проводом).

Сигнал радиочастоты выделяется на выводе 5 А1 и поступает на контур — повышающий трансформатор L2-L3-C16, настроенный на середину рабочего диапазона. Полевой транзистор VТ1 является буферным каскадом, исключающим влияние входных цепей усилителя мощности на данный контур.

Детали

Катушки L1-L3 намотаны на каркасах диаметром 8 мм с подстроечным сердечником СЦР. Каркасы сделаны из каркаса контура УПЧИ старого лампового телевизора. Такой каркас представляет собой трубку с двумя резьбовыми сердечниками.

Сердечники нужно из неё вывернуть, затем трубку распилить на два равных отрезка, и ввернуть в каждый по одному сердечнику (из одного контура телевизора получается два каркаса). Для работы в диапазоне 80 М катушка L1 содержит 17 витков, катушка L3 — 40 витков, катушка L2 — 10 витков. Катушки L2 и L3 намотаны на одном каркасе (L2 на поверхность L3).

Для намотки используется провод ПЭВ 0,31. Реле К1 и К2 — реле РЭС-47, с обмотками на напряжение 6V. Можно использовать реле с обмотками на 10 или 12V, включив их обмотки параллельно.

Микросхемы SA612A можно заменить на SA602A. Микрофон М1 — обычный электретный от электронного телефонного аппарата или магнитофона.

Кашин О. РК-04-08.

Двухбалансный микшер и осциллятор | NXP Semiconductors

Фильтр по

1-5 из 7 документы

Сортировать поРелевантностиНовости/ДатаОт А до ЯОт Я до А

• ^{Техническая спецификация}

  PDFRev 3. 04 июня 2014 г.1.5 MBSA612AАнглийский

• ^{Брошюра}

  PDF Ред. 1 1 октября 2018 г. 1.3 MBRFIF_BUILDING_BLOCKSАнглийский

• ^{Брошюра}

  PDF Ред. 1.0 2 сентября 2014 г. 3.6 MB75017548Английский

• 27 mm pitch; 4.9 mm x 3.9 mm x 1.75 mm body»>
  ^{Информация о пакете}

  PDFRev 1.19 января 2017 г.175.4 KBSOT96-1Английский

• ^{Информация об упаковке}

  PDF Ред. 2.0 19 апреля 2013 г. 237.4 KBSOT96-1_118Английский

• ^{Вспомогательная информация}

  PDFRev 1. 08 октября 20098.3 KBSO-SOJ-WAVEАнглийский

• ^{Вспомогательная информация}

  PDFRev 1.08 октября 20098.8 KBSO-SOJ-REFLOWАнглийский

Показать все

Подождите, пока загружаются защищенные файлы.

SA612 — SA612 Сталь | Сталь SA612

SA612 — Сталь SA612 | Стальная пластина SA612 | Клекнер Металс Корпорейшн

Типовые стандарты

Толщина	Ширина	Длина

Общая информация о SA612

SA612 представляет собой лист из раскисленной углеродисто-марганцево-кремниевой стали, предназначенный для сварки сосудов под давлением. Мелкое зерно делает его пригодным для использования при умеренных и низких температурах, где важна ударопрочность.

Более подробная информация о SA612

---

Преимущества/Недостатки

SA612 представляет собой стальной лист высокого качества для сосудов высокого давления. Стальные листы PVQ специально сертифицированы для содержания жидкостей и газов в условиях окружающей среды. Этот сорт обеспечивает хорошую ударную вязкость и может выдерживать умеренные и более низкие температуры.

Industries

Этот сорт полностью раскислен или раскислен для соответствия механическим стандартам, предъявляемым нефтяной, газовой и нефтехимической промышленностью для использования в сварных плавлением промышленных котлах и сосудах под давлением.

Применение

Этот сорт лучше всего подходит для использования в сосудах высокого давления и промышленных котлах. Он также идеально подходит для других применений, связанных с умеренными и низкими температурами, а также там, где требуется высокая прочность.

Механическая обработка

Обладает хорошей обрабатываемостью.

Сварка

Обладает отличной свариваемостью.

Термообработка

Поддается термообработке.

• SA612 представляет собой стальной лист высокого качества для сосудов высокого давления. Стальные листы PVQ специально сертифицированы для содержания жидкостей и газов в условиях окружающей среды. Этот сорт обеспечивает хорошую ударную вязкость и может выдерживать умеренные и более низкие температуры.

• Этот сорт полностью раскислен или раскислен для соответствия механическим стандартам, предъявляемым нефтяной, газовой и нефтехимической промышленностью для использования в сварных плавлением промышленных котлах и сосудах под давлением.

• Этот сорт лучше всего подходит для использования в сосудах высокого давления и промышленных котлах. Он также идеально подходит для других применений, связанных с умеренными и низкими температурами, а также там, где требуется высокая прочность.

• Обладает хорошей обрабатываемостью.

• Обладает отличной свариваемостью.

• Поддается термообработке.

Химические свойства

C	Cr	Cu	Fe	Mn	Mo	Ni	P	Si	S	V

Mechanical Properties

Mechanical Properties
Прочность на растяжение, максимальная	560–695 МПа	81 200–101 000 фунтов/кв.0201
Elongation at Break	16% — 22%	16% — 22%
Modulus of Elasticity	200 GPa	29,000 ksi
Bulk Modulus	160 GPa	23,200 ksi
Poissons Ratio	0.29	0. 29
Shear Modulus	80.0 GPa	11,600 ksi

Frequently Asked Questions About SA612

---

Какова прочность на растяжение SA612?

Предел прочности на растяжение для этой высокоуглеродистой стали находится в пределах 560–695 МПа или 81 200–101 000 фунтов на квадратный дюйм.

Что такое сталь PVQ?

PVQ, или Качественная сталь для сосудов под давлением, устанавливает общие требования к стальным листам для сосудов под давлением. Поскольку сосуды под давлением часто содержат опасные газы или жидкости, сталь должна обладать высокой прочностью и выдерживать давление без образования трещин. Раскисление стального листа соответствует спецификациям PVQ для мелкого зерна, что, наряду с его специфическим химическим составом, делает сталь ударопрочной.

Что ограничивает максимальную толщину SA612?

Эта стальная пластина и другие углеродные пластины PVQ имеют максимальную толщину, которая ограничена способностью стали соответствовать требованиям механических свойств, установленным ASTM.

• Предел прочности на растяжение для этой высокоуглеродистой стали составляет 560–695 МПа или 81 200–101 000 фунтов на кв. дюйм.

• PVQ, или Качественная сталь для сосудов под давлением, устанавливает общие требования к стальным листам для сосудов под давлением. Поскольку сосуды под давлением часто содержат опасные газы или жидкости, сталь должна обладать высокой прочностью и выдерживать давление без образования трещин. Раскисление стального листа соответствует спецификациям PVQ для мелкого зерна, что, наряду с его специфическим химическим составом, делает сталь ударопрочной.

• Максимальная толщина этого стального листа и других углеродных листов PVQ ограничена способностью стали соответствовать требованиям механических свойств, установленным ASTM.

Связанные записи в блоге

---

Дополнительные марки стального листа

---

ABS A | ABS B

Типы ABS A и ABS B..

.

Подробнее

ABS A131 Ah46 | 46 дирхамов | Эх46 | Fh46

Высокопрочная судостроительная АБС-сталь выпускается в шести…

Детали

API 2H Grade 50

API 2H Grade 50 является конструкционным…

Детали

AR450 | AR450F

Сталь AR450 или AR450F представляет собой высокоуглеродистую…

Подробнее

AR400 | AR400F

Сталь AR400 или AR400F представляет собой высокоуглеродистую…

Подробнее

AR500 | AR500F

Сталь AR500, или AR500F — высокоуглеродистая…

Подробнее

A633

A633 — высокопрочная низколегированная конструкционная сталь…

Подробная информация

A285

A285-это углеродистая сталь, предназначенная для …

Детали

AR600

AR600 Сталь-долговечный сплав с высоким уровнем углерода …

Детали

9000 9000

AR200 | АР225 | АР235 | AR Medium

AR200, AR225 и AR235, все под. ..

Детали

MIL A 12560

MIL-A-12560 — армейская броневая сталь…

5

Детали ^{Пластина 9, прошедшая баллистические испытания0005}

Kloeckner Metals Supplies ul nij Баллистические испытания …

Подробная информация

MIL-A-46100

MIL-A-46100-это военная спецификация Armor Steel …

. низкоуглеродистая, высокопрочная легированная сталь…

Подробнее

A283

А283 — низкоуглеродистая конструкционная сталь…

Подробнее

SA537

SA537 — листовая сталь термообработанная.

Подробнее

SA516

SA516 является наиболее популярным сосудом давления …

Подробная информация

1045

1045 — это средняя растяжения, которая …

.

Детали

A656

Kloeckner Metals обычно хранит A656 в четырех…0004 Details

A588

A588 steel plate is a structural steel.