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一个长中短波电路组合(设计稿)

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发表于 2015-8-12 18:38:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 llzqq 于 2015-8-12 18:57 编辑

电路的出发点和宗旨:元件易购,调试简单,有效抗干扰,高灵敏度,低噪音。

1. 调谐高放由大环天线和平衡输入放大器构成,大环天线线圈中点接地(这是抗干扰的关键)有效抑制电器杂波干扰,用空气可变电容实现频率调谐。整个调谐高放放置与室外,用50欧同轴电缆连接至室内接收机的第一混频器RF输入端。在AGC的作用下调谐高放增益-10-40DB之间,可变电容的调节由远程控制系统来从室内操作(后面详解)。

2. 第一混频用成品二极管平衡混频器(ADE-1/SBL-1),通常这类混频器受制于内部高频耦合变压器特性,输入端频率下限在1MHZ左右,为了使频率较低的长波和中波也能正常混频,电路中将混频器上的RF和IF端口互换使用,这样就解决了这个问题(看下平衡二极管混频器的内部电路就会明白)。

3. 第一本振由IC振荡器与频率漂移纠正电路构成,因为要驱动二极管混频器,所以振荡器输出功率要放大到+7DB。振荡器使用IC是为了简化设计和调试过程。本电路中用一片TDA1572或TDA1072来做振荡器。当使用变容二极管做振荡电容时,这片IC很容易起振,波形失真小,振幅平坦。当然用NE602这类IC也可以,波形指标差些,振幅也略小些。
频率稳定器是“Fast Huff&Puff VFO Stabilizer”电路,它的基本原理是当振荡器频率发生漂移时输出相应的调谐电压来驱动变容二极管来逆向纠正频率漂移。关于频率稳定器的规划设计可以借助有关计算软件(网上有下载,也可以向我索取)。本电路中的频率稳定器用来稳定21MHZ - 42MHZ的本振频率,频率漂移能控制在几十赫兹内(完全满足SSB接收需要)。

4. 第一中频用了21.4MHZ的三端滤波器,带宽15KHZ,阻抗1.5K。因为混频器输出阻抗为50欧,为了阻抗匹配我在第一中频电路中插入了一级放大器,这级放大器在AGC的作用下增益在6-26DB之间。图中T2变压器用体积为10X10的调频中周磁芯绕制。

5. 第二混频、本振和中频放大由一片TDA1572担当,这片IC是AM集成电路中指标比较优秀的,S/N=6DB时,输入灵敏度为1.5UV,关键是他可承受500MV的强信号输入而不过载,所以用它不仅大大简化电路设计,最终的性能指标也非常优秀。电路中用了两组455K三端滤波器,这样可提供两组带宽可选(我用的是LTM455IW/LTM455GW),当接受远程弱台或SSB时可选择窄带模式,以便提高信噪比。

6. 整机AGC电压来自TDA1572的AGC电压,经过2SK246和OP07处理后分别控制室外的调谐高放和第一中频的增益。

7. SSB可选模块由NE612和一组低通滤波器来实现,电路中标注为“SSB”,NE612组成乘法器检波解调同时提供BFO信号。NE612输出音频后经LC滤波和二级低通滤波器来过滤频率超过1.5KHZ的音频噪音,这么处理后可提高SSB接收时的信噪比。

8. 低通音频降噪可选模块,电路中标注为“LP”,由两级低频滤波器构成,用来过滤频率超过3KHZ的音频信号,目的也是降低接收机的整体噪音,提高弱台可听性。

9. 室外天线远程控制,所谓远程控制就是说控制调节部分在室内与接收机在一起,天线(整个调谐高放)在室外。我是参考了一个国外朋友的实做经过改良。首先室内控制调节部分是一个小直流电机M1(如玩具上的小直流电机),转动M1会产生感应电压,这个感应电压的大小和方向取决于转动的速度和方向,转动速度快感应电压高从而M2高转速,相反则低转速。逆向旋转M1时M2也会同步逆向旋转,这样我们就可以通过控制室内的M1来实现同步控制室外的M2。
M2是一个带减速齿轮的直流电机,M2输出轴配置小直径皮带轮通过软皮带驱动空气可变电容。M2这个减速电机可选购7转/分钟的市售规格。M2与空气可变之间用皮带连接有个好处:当可变电容旋转到底(容量最大或最小时)时,M2轴与皮带会自动打滑,从而避免刚性连接带来的对电机或可变电容的损伤。



补充内容 (2015-8-13 07:09):
主电路中RF输入端应该加个10N电容串50欧电阻到地,这样可以粗略阻抗匹配,电路图中漏掉了

补充内容 (2015-8-19 12:55):
主电路可以适当简化,见34#

主电路

主电路

本振和频率稳定器

本振和频率稳定器

SSB模块

SSB模块

调谐远程控制

调谐远程控制

LP 低通滤波器

LP 低通滤波器

M1电机

M1电机

M2电机

M2电机

空气可变电容

空气可变电容

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发表于 2015-8-12 19:27:42 来自手机 | 显示全部楼层
一混频可以用sd8901.也就是场馆环混,好处是对本振要求低,性能和二极管一样优秀!
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发表于 2015-8-12 19:34:16 来自手机 | 显示全部楼层
喜欢前辈的图不知啥软件画的?前辈的思路很灵活,希望早日做出来报告效果!期待!
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 楼主| 发表于 2015-8-12 20:12:40 | 显示全部楼层
aihao 发表于 2015-8-12 19:27
一混频可以用sd8901.也就是场馆环混,好处是对本振要求低,性能和二极管一样优秀!

sd8901对本振的要求不低,要达到标称的IP3指标本振功率要达到+17DBM,插入损耗+8DB,他的优势是IP3可以达到+35DBM,国内市场上不好买。相比二极管环混,本振+7DBM,插入损耗+6DB,IP3为+15DBM,我觉得我们DIYER来说要用起来简单,价格便宜,性能能满足要求就好。
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 楼主| 发表于 2015-8-12 20:14:47 | 显示全部楼层
aihao 发表于 2015-8-12 19:34
喜欢前辈的图不知啥软件画的?前辈的思路很灵活,希望早日做出来报告效果!期待!

系统自带的“画图”,是最笨的一个制图软件,呵呵
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发表于 2015-8-12 21:38:34 | 显示全部楼层
楼主动作好快啊。觉的电路有两个问题。一是环形线圈和空气可变组成的输入选频回路,一组回路好像不可能实现长中短波全覆盖,不可能达那么大的覆盖系数吧?就是短波段都不太可能全覆盖到。其次是DBM二极管环形混频器输出端楼主好像没有合理的端接,端接不好的话,不要的频率组合会在器件里面反复的反射,使器件效果大打折扣。
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发表于 2015-8-12 22:01:45 | 显示全部楼层
这个设计值得期待!
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发表于 2015-8-12 22:02:10 | 显示全部楼层
aihao 发表于 2015-8-12 19:27
一混频可以用sd8901.也就是场馆环混,好处是对本振要求低,性能和二极管一样优秀!

sd8901对本振的要求比较高,特别是,要求输入的本振信号是精确的50%占空比的方波信号。
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发表于 2015-8-12 22:53:13 | 显示全部楼层
本帖最后由 deepimpact 于 2015-8-12 23:03 编辑

问:有一种应用,其射频响应从几百hz到10Mhz,找不到射频端有这样低频率的二极管双平衡混频器,应怎么办?

答:绝大多数混频器的一个特性是中频可以从最高频率一直延伸到直流,因为双平衡混频器各端口都是隔离的,相互均可以互换。简单的办法是可以将射频输入端接到中频端,而从射频端输出中频。当然混频器射频端响应要满足中频的需要。这样接的一个不利之处是信号瞬变有可能损坏内部的二极管。
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发表于 2015-8-12 23:25:23 | 显示全部楼层
deepimpact 发表于 2015-8-12 22:02
sd8901对本振的要求比较高,特别是,要求输入的本振信号是精确的50%占空比的方波信号。

楼主和你都说要本振功率增加难道我记错了!不过好多商品机选场馆环混和平衡混频的比较多,而用二极管环混的比较少,这是为嘛?
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 楼主| 发表于 2015-8-13 07:07:33 | 显示全部楼层
deepimpact 发表于 2015-8-12 21:38
楼主动作好快啊。觉的电路有两个问题。一是环形线圈和空气可变组成的输入选频回路,一组回路好像不可能实现 ...

恩,电路图中RF输入端应该有个电容串50电阻到地,这样可以粗略阻抗匹配,电路图中漏掉了。

长波,中波,短波频率跨度太大,要用三个天线才行。现在长波已经意义不大了,中波短波两个天线用一个继电器切换。
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 楼主| 发表于 2015-8-13 07:23:51 | 显示全部楼层
aihao 发表于 2015-8-12 23:25
楼主和你都说要本振功率增加难道我记错了!不过好多商品机选场馆环混和平衡混频的比较多,而用二极管环混 ...

DIYER和厂商的出发点不同所致吧,平衡场管混频器成本较高DIY的话要考虑场管的配对问题,另外两侧的射频磁环(一般为FT-43材质)价高货源少,所以一般DIY考虑成本和调试难度采用的不多。二极管混频有成品,价格相对便宜,在DIYER中用的比较普遍。

唉,作为DIYER,不得不各种妥协,折中是没办法的事。
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发表于 2015-8-13 07:39:47 | 显示全部楼层
llzqq 发表于 2015-8-13 07:23
DIYER和厂商的出发点不同所致吧,平衡场管混频器成本较高DIY的话要考虑场管的配对问题,另外两侧的射频磁 ...

思路可以开阔些,场管混频可以采用SD5400等模拟开关来替代,对称性和开关特性都可以保证,记得已有文献记录使用于微波低段,不过那篇文献没找到。淘宝上有这个器件卖,我买过一批,不贵,您可以搜索下看看。

文档: SD5000_5400.PDF (227.19 KB, 下载次数: 361)

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发表于 2015-8-13 07:55:58 | 显示全部楼层
longshort 发表于 2015-8-13 07:39
思路可以开阔些,场管混频可以采用SD5400等模拟开关来替代,对称性和开关特性都可以保证,记得已有文献记 ...

嗯嗯,这的确是个好思路
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发表于 2015-8-13 08:00:21 | 显示全部楼层
本帖最后由 radiocom 于 2015-8-13 08:21 编辑

楼主的新方案,本振频率稳定器是个亮点。
另外楼主的第一混频器RF与IF端倒置接法有些欠妥,仔细研究了下主电路,如果高放部分在主机内,这么接还可以,若高放安排在室外,那么第一混频器的IF端将作为接收机的第一窗口,内部的环形二极管未经高频变压器隔离直接面临雷电的威胁,很容易击穿。
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