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自制低成本上变频器

时间:2020-03-20 15:15:05      阅读:285      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

参考资料及工具下载

    参考网址:https://retrovoltage.com/2013/02/19/kn0ck-hf-upconverter-fits-inside-the-usb-tuners-enclosure/

    本项目所用到的SA612数据手册、原理图下载地址

    链接:https://pan.baidu.com/s/1aOHoNuOl7SZRSGmAgr2Jrg
    提取码:2ed1

 

原理及器件简介

    原理:将SDR(RTL2832U+FC0013)接收范围外(FC0013的接收范围为22MHz----1100MHz)的无线电信号通过天线输入、经过低通滤波器送入混频器,本地震荡源采用有源晶体振荡器,其发生的信号同样送入混频器。这样,混频器输出信号的频率为两者的和、差,原先从天线输入的信号就可以被SDR获取,从而向下拓宽了SDR的频率范围。

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原理图

    SDR:RTL2832U+FC0013的SDR的接收范围在22----1100MHz以内,这很好,因为涵盖了ADS-B的频率范围,但是如果你想要调谐到这个范围外,你有以下三个选择:1、直接采样模式。2、上/下变频器。3、不成熟的驱动。在这里我仅讨论第二个方案。

    低通滤波器:使用一个截止频率为40MHz的低通滤波器可以滤除FM广播及其它我们不感兴趣的强信号干扰。

    本地振荡器:使用125MHz的有源石英振荡器。通过计算原本在0----40MHz的信号会被移到125----165MHz,为什么不用100MHz的LO,如果使用100MHz的钟振,那么输出的信号将出现在FM波段,这听起来没问题,但可能会出现干扰。注意,本地振荡器输出信号的Vpp要在200mV----300mV之间,一般的晶振不满足这个条件,这就需要在晶振输出信号后加一个T电阻衰减网络,并做好阻抗匹配(我是按照50R----1.5K,衰减24.61dB计算)。如果不使用衰减器,直接将本振信号送入SA612,那么输出信号可能会失真。

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125MHz有源晶振

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T电阻网络衰减器

 

 

    混频器:SA612A(NE612A)为飞利浦半导体在1990年推出的双频衡振荡器和混频器,输入信号最大为500MHz,本振输入最大200MHz,其核心为一个吉尔伯特倍乘单元,供电电压4.5V----8V,电流2.4mA。

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SA612实物图

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SA612内部框图

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SA612引脚定义

    射频接口:SMA母头。

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SMA母头

    其他元件其中D1是一个3.3V的稳压二极管,工作在反向击穿状态,为有源晶振供电。C11是一个直流阻断的电容。供电系统使用锂电池+充放模块+ASM1117 3.3,其中充放模块为系统提供8V的电源电压,为什么是8V,后面会讲到。ASM1117 3.3为晶振提供3.3V电压。实际测得晶振供电电压1.3V(不是3.3V,如果不懂请看原理图),晶振输出信号有效值159mV,通过T电阻网络衰减后有效值为103mV(与设计的24.61dB不符,但是达到了SA612对晶振的要求)。

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ASM1117 3.3稳压电路

 

 

元件清单

    SMA母头  x2

       27pf         x2

       120pf       x2

       160pf       x1

       0.047uf     x2

       0.01uf       x2

       100pf        x1

       200nH      x4

       180nH      x2

        SA612     x1

        125MHz有源石英晶体振荡器   x1

         3.3V稳压二极管                    x1

         470R      x1

         22R        x1

         33R        x1

         ASM1117 3.3        x1

         100uF铝电解电容     x2

         锂电池     x1 

         锂电池充放模块        x1

 

你需要的基本技能

    辨别晶振引脚

    辨别齐纳二极管极性

    辨别IC引脚定义

    辨别电容、电感、电阻参数

    基本烙铁焊接能力

    基本组装能力

    SDR#的使用技巧

 

完成后

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变频器正面(图中没有连接锂电池及模块,直接使用稳压电源,下同)

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变频器反面

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没有打开变频器

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打开变频器可以看见在7.8MHz有一个广播信号

 

测试结果

 给系统提供8V的电压,测试得到电流在20mA,计算出功耗为160mW。

 

改进措施

  1.使有源晶振信号输出脚尽可能靠近IC,并且信号通路应该尽可能短、与滤波器保持距离。

  2.有源晶振输入信号通过一个衰减器,使其Vpp在200mV----300mV之间,再输入混频器。

  3.有源晶振和IC电源滤波电容应尽可能靠近以上器件电源输入脚。

  4.给系统采用锂电池和充放模块供电,这样上变频器就可以随声携带。

  5.给系统使用8V供电,SA612可以有更低的噪声,但是在20°下,8.5V和6V没有明显差别。

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SA612的噪声系数

 

声明

    原理图版权归原作者所有。此教程未经DLHC允许,禁止转载。DLHC保留所有权利。

自制低成本上变频器

原文:https://www.cnblogs.com/DLHC-TECH/p/12497804.html

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