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变换器频率电路使用DBM设计的频率变换电路及制作

DBM电路的设计

DBM电路的构造简单,在设计时要注意以下几点:

▲各输入出端子的阻抗要取得匹配 在此,使各输入出端子的阻抗设计为50Ω。如果没有取得匹配,发生反射波,会使DBM电路的平衡遭受破坏,且产生不必要的辐射干扰。 为了取得匹配,可以如图8所示,插入阻抗匹配体(pad),此虽然会使信号衰减约3dB,但是,如图(b)所示,即使在最壤的场合,SWR也为3以下,反射可以减为一半以下。

图8 使用阻抗匹配体的效果(使用此匹配用电阻,虽然会使信号衰减3dB,但是,可以减少不匹配的影响。

(使用此匹配用电阻,虽然会使信号衰减3dB,但是,可以减少不匹配的影响。)

▲要选用特性一致的高频二极管 最理想的二极管为顺方向电压为0V,实际上为不可能。因此,如果使用顺方向电压特性为一致的4个二极管,也可以使其工作原理接近理想。当然,最好是顺方向电压愈低,电极间电容量愈小。

ND487C1-3R管脚极性

图9 Shottky Barrier Diode Quard ND487C1-3R的特性[取自日本电气公司之规格表](将4个特性为一致的二极管在内部连接)

在此使用称为Shottky Barrier Diode Quard的ND487C1-3R(NEC)。图9所示的为其特性图。将特性为一致的4个二极管在内部连接,为DBM的专用品。 由特性图可以知道输入输入端子2的振荡器的输入电功率为+3dBm(约2mW)~l2dBm(约16mW)。此时的变换损失为5.5dB,再加上阻抗匹配体的损失3dB,总共有8.5dB的损失。 ▲DBM用变压器 变压器可使用环形铁芯(Toroidal Core)或使用电视UHF用的锰镉铁芯。在此使用图10所示的Amidon公司的环形铁芯FT37-#43,使用直径0.26mm的漆包线做3重的4圈卷绕,以作出1:2的变压器T1,T2。

图10 DBM变压器的作法(使用漆包线做3重扭曲卷绕)

通高频滤波器的设计

由DBM所输出的信号为(fin+fosc)与(fin-fosc),利用通高频滤波器可以只让(fin+fosc)通过,而将(fin-fosc)衰减。 图11所示的为通高频滤波器的设计式子与数据。称之为定K型滤波器,可以得到输入出阻抗为50Ω,截止频率为50MHz。

(由定K型滤波器的公式,可以计算出L,C值。由于电流值很小,因此不存在电流容量的问题。)

由图中的公式,可以得到线圈值为L=0.159μH 此可以在Toroidal coreT37-#10上,以直径0.5mm的漆包线卷绕8圈。由计算式,可以得到C=63.7pF,在此使用C=68pF。 频率变换器的制作与调整 频率变换器的全体构成如图12所示。图13为印刷电路基板。 在DBM部分为将接地图样扩广。将二极管ND487C1-3R与变压器T1,T2以最短距离连接。调整方法如下。首先,如图14所示,将计频器连接在振荡电路的晶体管Tr1射极,然后调整修整用电容20pF,使振荡频率成为10MHz。 如果将此一修整电容器调至最大,振荡频率也是10MHz以上时,则于基板的背面再并联10pF的电容。

(如果fIF信号位准太小时,DBM电路不会工作原理。在此根据二极管的特性,定为+3dBm。)

(调整得到3倍频的频率,输出位准为3~10dBm。DBM的局部振荡位准低的时候,变换损失会增大。)

图13频率变换电路的印刷电路基板(将DBM部分的印刷电路铜箔图样用接地铜箔包围。在没有装设零件的部分,可以用来做为简易SSG的VXO电路用。)

接着,使用示波器连接在B点(使用10:1的测试棒),交互调整T4与T5,使3倍频的30MHz的波形为最大。为了使3倍频电路的谐振电路所产生的假像成分减少,使用2级的调谐电路。 调整后,B点的电功率为+3dBm(2mW,50Ω负载时的电压约0.32V)以上时,DBM的变换损失为5.5dB。B点的电功率为+3dBm以下时,代表变换损失有增加,但是,只要在-2dBm以上时,仍具有实用性。

所制作的频率变换器的特性测试 频率变换器的特性可以如图15(a)所示,使用SSG与电场强度计测试其特性。图(b)所示的为使用SSG与50MHz的接收机做为测试的情形。

(如果没有电场强度计时,也可以如(b)所示,使用SSG与接收机,以及衰减器,便可以得到正确的变换损失值。)

▲变换损失与频率特性 频率变换器的变换损失为9dB。由于在输出端子3加有衰减度为3dB的电阻匹配器,因此,DBM本身的变换损失为6dB。 根据厂商的特性图,可以知道变换损失为5.5dB,仍然是在设计规格的变换损失10dB的范围内。频率特性可测试至200MHz,且可以得到完全的平坦特性。

▲动态范围特性 图16所示的为输入位准(level)对输出位准的特性。根据此一数据,可以判断可以使用信号位准的最大值。 在DBM电路中可以使用的信号位准的最大值为如图所示,可以用1dB抑压点表示。此为输出发生饱和,使本来四输出的信号生位准会下降1dB而成为实际的输出。

图16所制作的频率变换器的输入:输出特性(由SSG所加在频率变换器上的信号位准为-5dBm以下时,不会发生失真。变换损失为9dB。) 由于发生1dB抑压点的输入信号位准为-2dBm,因此,频率变换器的最大输出信号位准为-11dBm。 最近,虽然由厂商所出售的二极管DBM单元的价格很低,但是,为了实际了解DBM电路的工作原理原理,自己制作也是有意义的。

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