ЭЛЕКТРОННОЕ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ С ПОМОЩЬЮ ДИОДОВ
В.БАШКАТОВ (US0IZ), 338046, Донецкая обл., г.Горловка-46, ул.Кирова, 14 "А" - 42.
Поводом для написания этой статьи послужило мое первое знакомство с КВ-техникой"дальнего зарубежья".
Когда была открыта крышка трансивера ICOM-735 и рассмотрена его схемотехника, оказалось, что в нем отсутствуют реле, коммутирующие электрические цепи. Все переключения в трансивере осуществляются с помощью специальных pin-диодов. Это сделано с целью удешевления трансивера и уменьшения его габаритов.
Конечно, никто не собирается оспаривать преимущество реле перед диодами, используемыми в качестве ключей, особенно в высокочастотных цепях.
Тем не менее, в радиолюбительской практике иногда возникает необходимость коммутации электрических цепей с помощью диодов. Анализируя перечень диодов, выпускаемых в странах СНГ, для использования были выбраны диоды КД409 как наиболее близкие по параметрам к pin-диодам. Но лучшие результаты, несомненно, будут получены с использованием импортных pin-диодов, например BAR 12-3 ф.Siemens. Pin-диод ведет себя не как переключатель, а как сопротивление, значение которого линейно зависит от тока через диод. Сопротивление импортных pin-диодов при токе 25 мА составляет 0,1 Ом, а при отсутствии смещения - около 1,5 МОм, при этом динамическая емкость диода - 0,1 пФ. Такие характеристики диодов позволяют им соперничать с обыкновенными механическими переключателями.
Ниже приводятся схемы, в которых переключение электрических цепей осуществляется с помощью диодов, хотя использование диодов для коммутации электрических цепей этими схемами, конечно же, не ограничивается.
Puc.1
1. Электронный переключатель диапазонных полосовых фильтров (рис.1).
Основными недостатками диодной коммутации в цепях преселекторов являются уменьшение их избирательности из-за наводок на цепи питания диодов, сужение динамического диапазона и повышенный коэффициент шума, обусловленный затуханием сигнала из-за конечной величины сопротивления диодов в прямом направлении.
Зарубежные производители трансиверов используют в качестве диодов специальные pin-диоды, которые сводят вышеперечисленные недостатки к минимуму, и это полностью себя оправдывает при изготовлении трансиверов низкого и среднего класса.
Если подать напряжение +12 В на вывод 1,8 МГц, то через диоды VD1 и VD10 потечет ток около 10 мА (определяется сопротивлением 680 Ом в делителях). Сигнал с антенны через диод VD1 поступает на катушку связи, проходит полосовой фильтр 1,8 МГц и поступает на смеситель. Остальные диоды электронного переключателя VD2...VD9 и VD11...VD18 закрыты обратным напряжением (около +6 В), возникающим на резисторах-делителей напряжение. Эта схема позволяет обойтись только положительным напряжением.
Подобный переключатель обеспечивает развязку между отдельными полосовыми фильтрами более 50 дБ. Потери сигнала при использовании катушек диаметром 5...8 мм составляют 8...10 дБ. Потери можно несколько снизить, если увеличить прямой ток через диоды, использовать катушки большего диаметра или ввести усилитель высокой частоты для компенсации потерь.
Антенный переключатель выполнен на диоде VD19. При приеме напряжение на диоде равно 0 В.
Oн закрыт, и сигнал со входа проходит через один из полосовых фильтров. При передаче напряжением +12 В диод VD19 открывается и тем самым шунтирует вход. В этом случае сигнал в приемный тракт не проходит.
2. Переключатель кварцевого генератора (рис.2).
Рис.2
Использование указанного электронного переключателя позволяет изменять частоту опорного кварцевого генератора. При подаче +12 В на вход LSB, открывается диод VD1 (диод VD2 закрыт), и последовательно с кварцем включается катушка индуктивности, в результатеI чего частота опорного генератора понижается. При подаче +12 В на вход USB, открывается диод VD2 (диод VD1 закрыт), и последовательно с кварцем включается конденсатор С5. Частота опорного генератора повышается.
3. Переключатель полосы кварцевого фильтра
Puc.3
Для переключения полосы пропускания кварцевого фильтра трансивера в режим работы SSB или CW, можно коммутировать емкости, включенные в кварцевый фильтр, с помощью диодов. Так, при подаче +12 В на кварцевый фильтр, открываются диоды VD1, VD2, VD3 и шунтируют последовательные емкости С4, С5, С6, в результате чего полоса кварцевого фильтра сужается с 2,5 кГц до 0,8 кГц.
4. Реверсивный каскад (рис.4).
Puc.4
Эта схема реверсивного каскада диплексера (являющегося активной нагрузкой для смесителя в широкой полосе частот) на транзисторе КП903 многим знакома. При приеме он работает как усилитель с общим затвором. При этом диод VD1 открыт, а диод VD2 закрыт. При передаче транзистор работает как истоковый повторитель.
Литература
1. Башкатов В. Доработки одноплатного универсального тракта. - Радиолюбитель. KB и УКВ, 1997, N6.
2. Бунин С.Г., Яйленко Л.П. Справочник радиолюбителя коротковолновика. - К.: Технikа, 1978.
3. Горшков Б.И. Элементы радиоэлектронных устройств. Справочник. - М.:
Радио и связь, 1988.
4. QST, N5, 1991.
РЛ КВ-УКВ 5/2000, с.30-31.