橙的核电站

我的铍振荡器去哪了

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经典双平衡混频器NE602

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0.前言

在电子DIY领域,总有那么几款芯片被人津津乐道,拥有浩瀚的应用电路,甚至是许多人接触电子后第一个认识的芯片。比如有着“万能芯片”之称的555定时器,数模混合的特性使它拥有了无线可能,我制作的第一个电路就是一个基于555的方波、三角波和正弦波发生器;再之后,我又借着555,走上了开关电源之路,制作了高压电容充电器、等离子扬声器和无线充电器等视听与可玩性俱佳的小玩意

据说,自七十年代初到之后的很长一段时间,运放741是最为常运的放大器,现在在一些电子DIY网站上找到的很多老电路图中的运放都是这款。而对于零零后的我们,这一最常用运放的地位也许该让位给了358,它得益于宽供电范围,比较低的输入输出下轨,可适用于大多数供电场合。它稳定的性能也使得我现在遇到电路中疑似运放故障的问题时,依然会换上一片358进行交叉排除。

而今天所要说的,是射频领域的“万能芯片”:NE602双平衡混频器,也包括它的姊妹型号NE612SA602SA612。我第一次见到这颗芯片是在“蛙鸣”短波电台中,之后在矿石收音机论坛和各种业余无线电的DIY书籍中也频频见到它的身影,当然,这都是高中时(2018年左右)的记忆了。而最近当我拆开初版NanoVNA的屏蔽壳时,它依然在那里(不过是现在生产更多的型号SA612),在这台可以工作至900MHz的完备的掌上矢量网络分析仪中。

随着我对射频与无线电的兴趣一步步加深,脑海中也逐渐浮现了一些射频仪表、收发信机之类的设计灵感。在选型时,我想找一个1GHz以下,功耗尽可能低的混频器,发现竟鲜有相关的产品(ADI挺有名的AD831混频器功耗几乎有1W,正常工作时就已经能达到烫手的程度),在道路尽头等待我的,依旧是NE602系列,以及另一款在ICOM的手台中很常用的uPC2757

也许这就是经典吧。真好最近我想尝试制作一个低成本的射频I-V法阻抗分析仪,并以SA612为主要混频器,于是一边写下此文,一边先行学习这颗经典芯片的使用方法。

1.资料收集

2.NE602介绍

NE602中集成了一个基于吉尔伯特单元的双平衡混频器、一部分震荡电路和一个电源单元。混频器的输入输出均为差分配置。NE602的结构框图和引脚分配如下图所示。

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这样的组合,使得NE602可以在一些选频网络的配合下,为自己提供一个本振,起到频率变换器的作用,直接围绕NE602做个直接变频收信/发信机很是容易。在NE602的手册中,介绍了几种振荡器的接法:

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实际上就是围绕NE602中的一个三极管组成考毕兹或者哈特莱这些三点式振荡器。此前我一直有个疑问,NE602是只能用这个振荡器作为本振吗,能不能使用外部提供的本振信号呢?其实看看更详细的内部等效电路就明了了:

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直接从6脚输入本振信号,就相当于旁路了振荡器的三极管,可以直接通过缓冲级驱动混频器了。

参数方面,从数据手册中摘取一些值得注意的如下:

参数 评论
供电电压 4.5-8.0V 尚可,能适配5V系统
供电电流 2.4-3.0mA 真的相当小
输入频率 典型值500MHz 覆盖了业余无线电常用的短波及UV段
振荡器频率 典型值200MHz 我暂且用不上这个振荡器
噪声系数(45MHz下) 5.0dB
输入三阶交调点(条件略) -13dBm 动态范围相当小,需要重视
射频输入阻抗 最小1.5kΩ\Omega 似乎是单端输入阻抗,需要注意
射频输入电容 3pF
混频器输出电阻 1.5kΩ\Omega 单端输出阻抗

其中,输入三阶交调点需要特别注意。

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未完待续···

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