Для начинающих. Делаем супергетеродин. Часть 4. Смесители. Практика.

Начнем с выбора диодов. У меня есть советские:

Рис. 1.

Вот их сравнительные характеристики:

Рис 2.

Делал кольцевые смесители со всеми тремя типами диодов. На слух КД514 действительно шумят меньше, а вот большого отличия между КД503Б и Д311 не замечал, но это на слух :)).

Из импортных диодов есть такие:

Рис. 3.

Вот их сравнительная характеристика:

Рис. 4.

И эти типы диодов я тоже опробовал, действительно 1N6263 менее шумный.

В принципе, любой тип "быстрых" диодов можно использовать, смесители будут работать, только для кремниевых диодов напряжение сигнала гетеродина потребуется в 2 раза выше, чем для германиевых и Шоттки.

Если у вас есть пакетик диодов, время и терпение, то диоды можно подобрать. Для этого можно использовать схему и методику, описанные в статье Бориса Степанова (RU3AX), опубликованную в журнале Радио №1 за 2007 год.

Рис. 5. Из журнала Радио №1 за 2007 год.

Без подбора тоже можно обойтись, если диоды одного типа и из одного пакетика :).

Теперь перейдем к изготовлению трансформаторов ШПТЛ. Как я писал в предыдущей статье, подойдут ферриты, не проводящие ток, как наши НН. Проверить проводимость можно омметром мультиметра.

Рис. 6.

На фото 1 китайское колечко с внешним диаметром 4 мм, на фото 2 - китайский "бинокль", на фото 3 - отечественное кольцо из феррита 600НН. У всех сопротивление бесконечное. А вот результат измерения сопротивления материала 1000НМ:

Рис. 7..

Как говорится, почувствуйте разницу.

Я чаще всего использую зеленые колечки от дядюшки Ху:

Рис. 8.

Еще в фирменных смесителях используют "бинокли", вот такие.

Рис. 9.

Вот как выглядят фирменные ШПТЛ, работающий в диапазоне 0.4-500 МГц.

Рис. 10. С сайта https://aliexpress.ru/

Вы их легко найдете на Али по запросу "вч трансформатор".

Теперь о типоразмерах: так как мощности в смесителе очень малы, то размер не имеет значения. Мне кажется очень хорошим выбор колечек с внешним диаметром не более 5 мм, но если таких нет, то подойдут и диаметром 10 мм. Мы же делаем не карманный приемник.

Теперь об обмотках. Для них, в зависимости от диаметра колец, подойдет провод диаметром от 0,09 до 0,3 мм. Обратите внимание на фирменные трансформаторы: они намотаны проводом в изоляции разного цвета. Это очень удобно: одна обмотка красного цвета, другая - золотистого. Я тоже использую эту методу, добавляя к ней еще кое-что.

Скручивать три тонких провода гораздо труднее, чем два одинаковых отрезка, сложенных пополам. Во втором случае цепляешь за петельку крючком, крючок в шуруповерт - и готово. Я беру два проводника разного цвета, складываю пополам, скручиваю, наматываю 7-10 витков на кольцо. Затем два провода одного цвета соединяю параллельно, а два других - последовательно.

В качестве примера я изготовлю ШПТЛ на большом "бинокле".

Рис. 11.

Провод в темной изоляции диаметром 0,4 мм, а в светлой - 0,33 мм.

Рис. 12.

Провода сложил пополам и скрутил.

Рис. 13.

Теперь намотаю 5-7 витков - сколько поместится.

Рис. 14.

Поместилось 5 витков.

Рис. 15.

Вот какой ШПТЛ получился. Теперь зачищаю концы, а затем соединяю светлые провода параллельно, а темные - последовательно.

Рис. 16.

Теперь подключаю к первичной и половине вторичной обмотки щупы NanoVNA.

Рис. 17.

Рис. 18.

В диапазоне от 5 до 8 МГц потери около 1 дБ. Теперь намотаю ШПТЛ на маленьких зеленых колечках и установлю диоды 1N4148 на макетную плату.

Рис. 19.

Обмотка 5 витков скрутки из трех проводов 0,33 мм. В этом случае неравномерность и потери существенно ниже.

Рис. 20.

В диапазоне от 1 до 30 МГц потери не превышают 1,1 дБ. Теперь устанавливаю ШПТЛ на плату, делаю выводы проводом 0,8 мм.

Рис. 21.

Теперь с помощью NanoVNA измеряю развязку входов и выходов.

Рис. 22.

Подавление сигнала гетеродина на выходе ПЧ в диапазоне 1 - 25 МГц превышает 40 дБ, т.е. 100 раз.

Рис. 23.

Подавление ГПД на входе РЧ сигнала сигнала немного меньше.

Рис. 24.

Подавление входного РЧ- сигнала еще меньше, но входной РЧ сигнал по величине намного ниже уровня сигнала гетеродина.

И это все без настройки и дополнительной балансировки смесителя.

У меня есть фирменный смеситель типа SDL - 1.

Рис. 25.

Рис. 26. LO - IF

Подавление сигнала LO на выходе ПЧ даже чуть хуже чем у моего смесителя.

Рис. 27. LO - RF

А вот развязка между LO и RF лучше, чем у меня.

Конечно, у меня есть и другие самодельные смесители. Например, на диодных сборках сборках BAT54S. Это сборка из двух диодов Шоттки в одном корпусе (SOT‑23), соединённых последовательно с общим катодом.

Рис. 28. С сайта https://docs.yandex.ru/

Эти диоды работают до частот более 500 МГц, имеют малую емкость перехода (2 пФ при U=0 В)

Рис. 29.

Колечки здесь тоже зеленые, и обмотки содержат 7 витков жгута из трех проводов 0,33 мм. Из-за идентичности диодов и подавление отличное.

Рис. 30. LO - IF

Изоляция между портами LO и IF во всем КВ диапазоне превышает 40 дБ

Рис. 31. LO - RF

Изоляция между портами LO и RF во всем КВ диапазоне еще больше и превышает 45 дБ.

Еще один смеситель на германиевых 1N60.

Рис. 32.

У этих диодов большой разброс параметров. в том числе и емкости: от 2 до 10 пФ. Поэтому или их нужно тщательно подбирать, или вводить элементы балансировка. А без подбора получается не очень.

Рис. 33.

Вот такая сага о смесителях в лицах :)).

Не забудьте, нам понадобятся для приемника два одинаковых смесителя.

А теперь еще об одном: в комментариях к предыдущей статье один из читателей, написал, что некоторые марки ферритов НМ тоже подходят для смесителя.

У меня нашелся маленький пакетик с кольцами 1000НМ. На одном я намотал ШПТЛ.

Рис. 34.

Вот какие потери в этом трансформаторе.

Рис. 35.

Может и есть такие проводящие ферриты, на которых можно намотать ШПТЛ, но мне такие не попадались.

Всем здоровья и успехов!