制作低成本上变频器

前言

    混频器是一类基本的射频器件，其能够改变一个信号的频率。假如咱们有一个300MHz的信号，将其送入一个100MHz的混频器，那么将出来两个信号：200MHz和400MHz。若是咱们滤除200MHz的信号(使用滤波器)，那么这个混频器就叫上变频器；若是咱们滤除400MHz的信号，那么这个混频器就叫下变频器。

 

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：

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

 

你须要的基本技能

    1.辨别晶振引脚

    2.辨别齐纳二极管极性

    3.辨别IC(SA612)引脚定义

    4.识别电容、电感、电阻参数

    5.基本烙铁焊接能力

    6.基本组装能力

    7.SDR#的使用技巧(测试你的上变频器)

 

原理及器件简介

    原理：  将SDR(RTL2832U+FC0013)接收范围外(调谐器FC0013的接收范围为22MHz----1100MHz)的无线电信号经过天线输入，并通过40MHz低通滤波器送入混频器信号输入端，本地震荡源采用有源晶体振荡器，其发生的信号一样送入混频器。这样，混频器输出信号的频率为二者的和、差，原先从天线输入的低频信号就能够被SDR获取，从而向下拓宽了SDR的频率范围。

               可是你一样须要注意，混频器一样会引入噪声！

               为何要制做上变频器？若是你想要接收HF波段的信号(3MHz----30MHz，短波)，可是你的SDR没法有效地调谐到此波段，而且你的钱包告诉你不能去买AD831模块(65元)+VOC信号源(88元)并组装为一个混频器。若是你恰巧有一些DIY的能力，那么就开始吧！

               注意，此教程对原做者的原理图进行了4处修改(下面的原理图中未画出)，分别是：1.RF_OUT 和 C11之间插入了一个T电阻衰减网络。

                                                                                                                       2.经过R1输入的+5V，改为了经过R1输入+3.3V电压，其中+3.3V为ASM1117 3.3提供。

                                                                                                                       3.为SA612供电的+5V改成+8V。

                                                                                                                       4.使用锂电池和锂电池充放模块供电。

原理图(注意，还须要在此基础上添加T电阻网络和3.3V稳压器，后面介绍)

    SDR：RTL2832U+FC0013的SDR的接收范围在22----1100MHz之内，这很好，由于涵盖了ADS-B的频率范围(1090MHz)，可是若是你想要调谐到这个范围外，你有如下三个选择：一、直接采样模式(须要修改SDR内部电路的链接)。二、上/下变频器。三、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，其能够滤除FM广播及其它咱们不感兴趣的强信号干扰，因此此上变频器的有效接收范围为0----40MHz。

    本地振荡器：    使用125MHz的有源石英晶体振荡器。经过计算，本来在0----40MHz的信号会被移到125----165MHz。

                         为何不用100MHz的LO(本地振荡器)？若是使用100MHz的钟振，那么输出的信号将出如今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，通常的晶振不知足这个条件，这就须要在晶振输出信号后加一个T电阻衰减网络，并作好阻抗匹配(下图是按照50R----1.5K，衰减24.61dB计算)。若是不使用衰减器，直接将本振信号送入SA612，那么输出信号可能会失真。

125MHz有源晶振

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。

SA612实物图

SA612内部框图

SA612引脚定义

    射频接口：    SMA母头，用于链接天线和接收机的射频接口。

                      注意，射频接口不可避免会带来插入损耗。

SMA母头

    其余元件：    D1是一个3.3V的稳压二极管，工做在反向击穿状态，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的方案，其中充放模块为SA612和ASM1117 3.3提供+8V的电源电压，为何是+8V，后面会讲到。ASM1117 3.3将+8V电压转换为提供给晶振的+3.3V电压，其输出的+3.3V电压对应于原理图的+5V输入。

                       注意，实际测得晶振供电电压1.3V(不是3.3V，若是不懂请仔细察看原理图)，晶振输出信号有效值159mV，经过T电阻网络衰减后有效值为103mV(与设计的24.61dB不符，可是达到了SA612对本地振荡器的要求)。

 

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

 

完成后

 

变频器正面(图中没有链接锂电池及充放模块，直接使用直流稳压电源供电，下同)

变频器反面 

正面(添加了锂电池和充放模块，而且增长了开关和指示灯) 

反面

没有打开变频器

打开变频器能够看见在7.8MHz有一个广播信号

 

测试结果

 给系统提供+8V的电压，测试获得电流在20mA左右，计算出功耗为160mW。

 

改进措施

  1.使有源晶振信号输出脚尽量靠近IC，而且信号通路应该尽量短、与滤波器保持距离。

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

  3.有源晶振和IC电源滤波电容应尽量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，这样上变频器就能够随声携带。

  5.给系统使用8V供电，SA612能够有更低的噪声，可是在20°下，8.5V和6V没有明显差异。

SA612的噪声系数

 

声明

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