二极管双平衡混频器的制作和实验

yngz

平衡混频最大的优点是可以抑制本振输出，而本振是接收机巨大的噪声源，抑制本振输出即可以降低噪声，提高电路的稳定性，实现比较理想的混频效果。双平衡混频器由于对元件要求比较高，过去一般只使用在专业设备中，在普及型收音机中应用较少，介绍其设计制作的文章也不多。我对这种电路向往已久，经过长时间酝酿，终于一举制作试验成功。

实验电路：

实验装置：


制作这种电路关键是两个宽带高频变压器，一般需要特制的磁环和特制的传输线来绕制。我只想试验一下这种电路的效果，并不追求其性能，由于手头只有中周的磁芯，决定用中周磁芯来绕制变压器。其实绕制这种变压器比绕制一般的中周还容易一些，这种变压器重要的只是平衡性和带宽，对具体圈数并没有严格要求，三线并绕就行了。我使用0.05的漆包线，三线并绕了100圈，然后把6根线头组合成具有一个初级，一个次级带中心抽头的变压器，共绕制了两个这样的变压器。二极管使用新购得的新产的2AP9，玻璃透明封装。没有仔细挑选，以现在的工艺控制水平，估计参数不会相差太大。本振使用标准的收音机本振电路，经测试发现，把变压器串在射极电阻中，可以从变压器获得比较好的波形输出。

电路搭成后，先关闭本振，直接从高放变压器中心抽头处接一个二极管检波输出到功放，这时电路以直放机的方式工作。调节输入回路可变电容，调到本地一个强台上。然后把电路恢复成中频滤波检波，接通本振，调节本振频率，很快就可以在中频下收到原先调谐的那个台，音量略小于先前直放状态时接收到的声音，毕竟经过无源混频和中频选频作用，信号有所衰减。

下一步测试本振信号被抑制的情况。将输入回路调谐到无台之处，用示波器测中周次级线圈的信号，是平直的水平线，测不到本振的波形。而同样的中周，在单管变频的标准电路中，不管有无电台信号，次级都可以测到相当大的本振信号泄漏。（我这个中周是自己绕制的，电感比较大，配谐电容比较小，高频滤波特性不是很好）

总的测试效果令人满意，这个电路的增益比单管扼流圈高放和单管变频的超外差电路要小一些，以后的改进中，还要提高高放的增益，使之能达到普通单管变频的增益。

求知无足

这是个很有意义的偿试。如果有条件，再试试将本振信号从两个绕驵的中心抽头处输入时的效果。

yngz

求知无足 发表于 2012-3-27 10:06
这是个很有意义的偿试。如果有条件，再试试将本振信号从两个绕驵的中心抽头处输入时的效果。

本振信号从中心抽头之间注入的方式适合本振频率很小或者很大，而差频频率适中的情况，这时变压器不能有效传递频率很低或很高的本振信号。
当输入和本振信号频率适中，而差频频率较小时，从中心抽头之间输出最好。

yngz

实验电路的第二个版本:



混频变压器的输入阻抗比较低，估计1K左右，直接作为高放负载所能得到的高频增益有限。这个电路使用电容分压的谐振回路进行阻抗变换，与混频变压器并联的电容是1000P，另一只分压电容使用可变电容进行调谐。当调节到谐振时，增益大大提高。对某个电台，可变电容的值为180P左右，相当于混频器的输入阻抗提升了约(1000/180)^2=31倍。

另外把本振的发射极电阻从1K降到300欧，加强本振信号强度，增益也有所增加，电阻降到100欧时出现间隙振荡，500欧左右比较合适。

下一步是要改善混频器输出端的中频谐振回路的匹配状况。

求知无足

看来朋友的电路，还是处在电路构思阶段呢。这个电路，虽然用了两只1000P的电容，使得高放级的增益提高了不少，但只适用于定频接收，而不能用于变频接收。如果把这个电路用于在一个波段进行接收，如果调节这两个1000P的电容？而又是如何能与输入电容的那只可变电容同步？

yngz

求知无足 发表于 2012-3-27 15:02
看来朋友的电路，还是处在电路构思阶段呢。这个电路，虽然用了两只1000P的电容，使得高放级的增益提高了不少 ...

只使用了一只1000P的电容，与变压器的输入端相匹配。另一只小很多且可调，与1000P组成谐振回路。这样做只是为了验证阻抗匹配的效果。
我制作的这种变压器带宽有限，磁芯也是中波的，电路相当复杂，增益还比不上单管所能达到的效果。并不想直接用于收音机的前级，而是想用二极管双平衡混频器作为鉴相器，实现中频跟踪环接收。

barracuda

用有线电视分配器里的磁环绕变压器，二极管换成肖特基管，应该性能有所提高

millwood

mini-circuits have a lot of those mixers in dip packaging and at different drive levels / insertion losses.

they are good in terms of their ability to work under a wider range of input signals levels. but being passive, their insertion losses are higher than active mixers (ne602/612, etc.).

2020482

电视发射机用这种混频方式，

园丁

好图，学习了，谢谢分享。

yngz

概念版，还未经过试验。


基本思路是这样的，输入信号经过双栅管变频为频率很低的中频，然后经过中频放大与同频的第二本振信号在双平衡混频器中鉴相，鉴相的输出经过环路滤波器和放大用来控制变频级本振的变容管，使得信号中频始终与基准中频同频同相，对于调频来说，环路滤波器的输出就是所调制的低频成分。对调幅来说，可能只能锁定载波，这时从中放直接输出信号检波就行了。

如果这一方案是可行的，倒是可以统一调幅和调频的接收方法。没有必要为调频调幅使用不同频率的中放，只需要设置好输入回路和本振频率，让接收机能够跟踪指定频率的信号就可以了。

求知无足

这个就是锁相接收机！如果基准振荡器用晶体的，就可以得到十分稳定的本振频率，使之与输入信号的差频，始终正确地保持在规定的中频频率上。

yngz

初步测试了一下鉴相器部分，原先双端输入、单端输出的差动放大器对鉴相器输出放大的失真较大，改用差动放大器平衡输出的方法驱动变容管线路又略显笨拙，现在改用双栅管做直流放大，如果这一步不出问题，就可以搭变频和中频电路统调测试了。

meinhard

理论上是使用5819,5822肖特基二极管会取得适当效果，求其次的话使用1N60,2AP9是早期国产管子参数不一致性没试验过，我用IN60做过实际试验，必须有12分贝的高放插入到混频级前面对接收到得调谐信号进行放大。做个实际的电路组装测试下。

看样子你这是做二次变频使用？？？

双栅管做高放有优势，用于混频和中频放大有些略显不务实，画电路图倒是可以，做起来实际上还有很多其它的弊端，我也说不清，以前论坛内部有高手貌似探讨过。

yngz

meinhard 发表于 2012-3-29 17:33
理论上是使用5819,5822肖特基二极管会取得适当效果，求其次的话使用1N60,2AP9是早期国产管子参数不一致性没 ...

我这个电路是想把455khz的中频锁相在基准频率上，希望这种方法对调频波段也有作用。