GE! При настройке гетеродинов 10 ГГц столкнулся с некоторыми сложностями. А именно – если до 5ГГц все получается (условно) без проблем, то последняя ступень умножения 5ГГц* 2 (или 3,3ГГц*3) создает массу проблем. Внимательно перечитывал всю инфо по теме (а ее не так уж и много) увидел, что в свое время, на стадии освоения диапазона 5,7 ГГц (это прибл. 2009…2010…2011гг) очень многие сталкивались с подобной проблемой! А именно: имеем исходный сигнал 1,4 или 2,8 ГГц, подаем его на следующий каскад, на выходе….0,0… У меня как-то, к счастью, (а теперь можно сказать – к сожалению) этих проблем не было. Как-то я получал этот сигнал. Иногда, бывало, что очень слабого уровня, чем ожидалось, но как-то обходилось. Сейчас у меня возникла аналогичная проблема: имею сигнал 5ГГц (или 3,3 ГГц), причем достаточно мощный, подаю его на следующий каскад, вижу очень хорошую реакцию этого каскада на входной уровень, вижу очень мощный выходной сигнал, в котором (предположительно есть или должны быть гармоники), подаю на фильтр, результат…. На тех же форумах предположения и советы высказывались, в основном по замене типов р/э вроде MMIC-NPN-MOSFET…, но однозначного ответа я не видел…
В связи с этим решил последние ступени гетеродина строить на умножителях (удвоителях) по схеме двухполупериодного выпрямления. Они не очень широко у нас применяются, хотя их работа подробно описана (журналы «Радиофронт). Подобные каскады уже гарантированно дают нам пульсации напряжения с удвоенной входной частотой, поэтому, как я предполагал, с этим уже будет несколько легче. Для эксперимента сделал гетеродин с частотным раскладом: 827,5 МГц (ГУН на коаксиале, ФАПЧ 2,5 МГц/В) х3 = 2482,5 МГц (МПЛ фильтр, +УС) – фазовращатель (симм 2-х проводная линия) – удвоитель (2 диода с открывающим напряжением 0,15В, порог диода 0,18В) – МПЛ фильтр 4965 МГц - усилитель. Собирал и настраивал покаскадно, поэтому пока остановлюсь на этих каскадах. Первые каскады:ГУН, умножители, фильтры… никаких сложностей в настройке не вызывают. Затем 2,5 ГГц сигнал был у меня довольно мощный, поэтому выделить фильтром вторую гармонику труда не составило. Уровень сигнала по сравнению с классическими схемами умножения – просто огромный. Фильтр без проблем настроился, настраивал его еще без запаивания последующего каскада усилителя, причем его настройка довольно острая. Частотомер устойчиво показывал его частоту уже на 2-ом звене фильтра. На диоды подавал небольшое открывающее напряжение, но могу сказать, что особой прибавки это не дает (макс. 10…15%). Скорее всего из-за достаточно мощного входного уровня + ко всему это не только детектирование, здесь порог включения диода (мультипликативная помеха) играет положительную роль. Сейчас возникла мысль по этому принципу сделать довольно простой гетеродин для частоты 5616 МГц (последний каскад 1404*4 МГц).
Далее я усилил этот сигнал и подал на симметрирующее устройство в виде двухпроводной симметричной линии на ФР4 (на схеме этого нет, на фото видно – установлена вертикально). С выхода линии два диода, к ним прямо зонд в банку. Все это работало отлично! Постоянное выпрямленное напряжение я получал более 1В!!! (в удвоителе 5 ГГц 0,55…0,7В). На выходе банки – 0!!! Был запаян один каскад усилителя 10 ГГц. Затем начались «танцы с бубном»: на фото в галерее видно – отрезал плату, подставлял платки фильтров, усилителей с ТВ конвертеров… Здесь много не буду останавливаться, т.к. результат – нулевой. Потом уже, не видя никакого выхода, решил переделать симметрирующее устройство на базе кольцевого моста. Т.к. платка дополнительная, установил на входе MMIC SGA6389Z, затем мост, 2 диода (сборка BAT63-07), баночный фильтр, 2 каскада усилителей. Все прекрасно заработало (до банки). На выходе – 0!!! (После банки был запаян один каскад). Ситуация, можно сказать – патовая. Уже на входе банки (по догадкам) – 10 ГГц пульсации, причем их уровень – ранее в гетеродинах я просто такого не допускал. На выходе – «0»!!! Я уже даже не видел выхода. Помогло в этом две случайности. Банка неоптимальна для входной частоты 5 ГГц, но как-то ее увидеть, думаю – можно. Расчетный зазор винта от платы для этого случая около 0,5мм (для 10 ГГц – порядка 2мм). Для этого я решил убрать двухполупериодное выпрямление: убрать один диод не получается - диодная сборка, решил закоротить диод. Это делать не желательно, т.к. нарушается режим работы по постоянному току. Раньше я разбалансировал смесители, параллельно диоду подпаивая любой СМД конденсатор. Здесь же почему-то я взял и замкнул диод перемычкой (первая случайность). Далее, когда я начал выкручивать винт, я не учел, что на нем была контргайка и он у меня не приближался достаточно близко к плате. Я продолжал выкручивать (вторая случайность). И тогда вдруг увидел резкий резонанс с очень приличным уровнем. Когда я глянул на положение винта… сразу пришлось включать частотомер. Это были 10 ГГц.
Я посмотрел на свои эксперименты… Схема абсурдная! Один диод КЗ, один работает. Затем сел нарисовал две сдвинутые синусоиды… и все стало понятно, как это работает! Мало того только так и может работать! На вложении «AC_DC» я попытался все это нарисовать. Слева графики классического выпрямителя. Справа – то что получилось. При анализе лучше за основной канал прохождения сигнала считать канал прямой (без диода). На рисунке – это правый верхний график. Положительный полупериод без проблем проходит на выход. Затем, когда должен быть отрицательный полупериод, в этот момент на канале с диодом – положительный. Диод производит «гашение» этого импульса. Диод производит через себя КЗ обмотки, принимает на себя «удар» - в этот момент на нем удвоенное напряжение. В результате на выходе остается мощный однополярный импульс, т.е. то, что мы пытаемся получить в каскаде при отсечке коллекторного тока.
Чтобы окончательно все проверить - проделал "лабораторную работу". Включил через ЛАТР низковольтный трансформатор и снял осцилограммы (это во вложениях F11 и F12, только диоды включены для получения "-"). Я по этому принципу сделал другой «незавершенный» гетеродин (просто с ним было меньше работы: вырезал фрезой кусок платы, вставил дополнительную, и все ОК). Я смотрел после одного каскада усилителя. Уровень был такой, что если бы удалось прямо с него подать на смеситель трансвертера – было бы достаточно. Но учитывая, что еще кабель, разъемы… , запаял второй каскад. Сейчас похоже, с избытком.
P.S. Можно добавить, что схему это практически не усложняет. Необходим хороший уровень для открывания диода (для классики - транзистора он все равно нужен и не меньше!). Добавляется только симметрирующее устройство + диод (вместо транзистора). Узел пассивный и это создает некоторую "гальваническуюю" развязку между каскадами. 73!
