使用DBM設(shè)計(jì)的頻率變換電路及制作

DBM電路的設(shè)計(jì)

DBM電路的構(gòu)造簡(jiǎn)單，在設(shè)計(jì)時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：

▲各輸入出端子的阻抗要取得匹配 在此，使各輸入出端子的阻抗設(shè)計(jì)為50Ω。如果沒(méi)有取得匹配，發(fā)生反射波，會(huì)使DBM電路的平衡遭受破壞，且產(chǎn)生不必要的輻射干擾。 為了取得匹配，可以如圖8所示，插入阻抗匹配體(pad)，此雖然會(huì)使信號(hào)衰減約3dB，但是，如圖(b)所示，即使在最壤的場(chǎng)合，SWR也為3以下，反射可以減為一半以下。

圖8 使用阻抗匹配體的效果(使用此匹配用電阻，雖然會(huì)使信號(hào)衰減3dB，但是，可以減少不匹配的影響。

(使用此匹配用電阻，雖然會(huì)使信號(hào)衰減3dB，但是，可以減少不匹配的影響。)

▲要選用特性一致的高頻二極管 最理想的二極管為順?lè)较螂妷簽?V,實(shí)際上為不可能。因此，如果使用順?lè)较螂妷禾匦詾橐恢碌?個(gè)二極管，也可以使其工作原理接近理想。當(dāng)然，最好是順?lè)较螂妷河?，電極間電容量愈小。

ND487C1-3R管腳極性

圖9 Shottky Barrier Diode Quard ND487C1-3R的特性[取自日本電氣公司之規(guī)格表](將4個(gè)特性為一致的二極管在內(nèi)部連接)

在此使用稱(chēng)為Shottky Barrier Diode Quard的ND487C1-3R(NEC)。圖9所示的為其特性圖。將特性為一致的4個(gè)二極管在內(nèi)部連接，為DBM的專(zhuān)用品。 由特性圖可以知道輸入輸入端子2的振蕩器的輸入電功率為+3dBm(約2mW)~l2dBm(約16mW)。此時(shí)的變換損失為5.5dB，再加上阻抗匹配體的損失3dB，總共有8.5dB的損失。 ▲DBM用變壓器 變壓器可使用環(huán)形鐵芯(Toroidal Core)或使用電視UHF用的錳鎘鐵芯。在此使用圖10所示的Amidon公司的環(huán)形鐵芯FT37-#43，使用直徑0.26mm的漆包線做3重的4圈卷繞，以作出1：2的變壓器T1，T2。

圖10 DBM變壓器的作法(使用漆包線做3重扭曲卷繞)

通高頻濾波器的設(shè)計(jì)

由DBM所輸出的信號(hào)為(fin+fosc)與(fin-fosc)，利用通高頻濾波器可以只讓(fin+fosc)通過(guò)，而將(fin-fosc)衰減。 圖11所示的為通高頻濾波器的設(shè)計(jì)式子與數(shù)據(jù)。稱(chēng)之為定K型濾波器，可以得到輸入出阻抗為50Ω，截止頻率為50MHz。

(由定K型濾波器的公式，可以計(jì)算出L，C值。由于電流值很小，因此不存在電流容量的問(wèn)題。)

由圖中的公式，可以得到線圈值為L(zhǎng)=0.159μH 此可以在Toroidal coreT37-#10上，以直徑0.5mm的漆包線卷繞8圈。由計(jì)算式，可以得到C=63.7pF，在此使用C=68pF。 頻率變換器的制作與調(diào)整 頻率變換器的全體構(gòu)成如圖12所示。圖13為印刷電路基板。 在DBM部分為將接地圖樣擴(kuò)廣。將二極管ND487C1-3R與變壓器T1，T2以最短距離連接。調(diào)整方法如下。首先，如圖14所示，將計(jì)頻器連接在振蕩電路的晶體管Tr1射極，然后調(diào)整修整用電容20pF，使振蕩頻率成為10MHz。 如果將此一修整電容器調(diào)至最大，振蕩頻率也是10MHz以上時(shí)，則于基板的背面再并聯(lián)10pF的電容。

(如果fIF信號(hào)位準(zhǔn)太小時(shí)，DBM電路不會(huì)工作原理。在此根據(jù)二極管的特性，定為+3dBm。)

(調(diào)整得到3倍頻的頻率，輸出位準(zhǔn)為3~10dBm。DBM的局部振蕩位準(zhǔn)低的時(shí)候，變換損失會(huì)增大。)

圖13頻率變換電路的印刷電路基板(將DBM部分的印刷電路銅箔圖樣用接地銅箔包圍。在沒(méi)有裝設(shè)零件的部分，可以用來(lái)做為簡(jiǎn)易SSG的VXO電路用。)

接著，使用示波器連接在B點(diǎn)(使用10：1的測(cè)試棒)，交互調(diào)整T4與T5，使3倍頻的30MHz的波形為最大。為了使3倍頻電路的諧振電路所產(chǎn)生的假像成分減少，使用2級(jí)的調(diào)諧電路。 調(diào)整后，B點(diǎn)的電功率為+3dBm(2mW，50Ω負(fù)載時(shí)的電壓約0.32V)以上時(shí)，DBM的變換損失為5.5dB。B點(diǎn)的電功率為+3dBm以下時(shí)，代表變換損失有增加，但是，只要在-2dBm以上時(shí)，仍具有實(shí)用性。

所制作的頻率變換器的特性測(cè)試 頻率變換器的特性可以如圖15(a)所示，使用SSG與電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)測(cè)試其特性。圖(b)所示的為使用SSG與50MHz的接收機(jī)做為測(cè)試的情形。

(如果沒(méi)有電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)時(shí)，也可以如(b)所示，使用SSG與接收機(jī)，以及衰減器，便可以得到正確的變換損失值。)

▲變換損失與頻率特性 頻率變換器的變換損失為9dB。由于在輸出端子3加有衰減度為3dB的電阻匹配器，因此，DBM本身的變換損失為6dB。 根據(jù)廠商的特性圖，可以知道變換損失為5.5dB，仍然是在設(shè)計(jì)規(guī)格的變換損失10dB的范圍內(nèi)。頻率特性可測(cè)試至200MHz，且可以得到完全的平坦特性。

▲動(dòng)態(tài)范圍特性 圖16所示的為輸入位準(zhǔn)(level)對(duì)輸出位準(zhǔn)的特性。根據(jù)此一數(shù)據(jù)，可以判斷可以使用信號(hào)位準(zhǔn)的最大值。 在DBM電路中可以使用的信號(hào)位準(zhǔn)的最大值為如圖所示，可以用1dB抑壓點(diǎn)表示。此為輸出發(fā)生飽和，使本來(lái)四輸出的信號(hào)生位準(zhǔn)會(huì)下降1dB而成為實(shí)際的輸出。

圖16所制作的頻率變換器的輸入：輸出特性(由SSG所加在頻率變換器上的信號(hào)位準(zhǔn)為-5dBm以下時(shí)，不會(huì)發(fā)生失真。變換損失為9dB。) 由于發(fā)生1dB抑壓點(diǎn)的輸入信號(hào)位準(zhǔn)為-2dBm，因此，頻率變換器的最大輸出信號(hào)位準(zhǔn)為-11dBm。 最近，雖然由廠商所出售的二極管DBM單元的價(jià)格很低，但是，為了實(shí)際了解DBM電路的工作原理原理，自己制作也是有意義的。