Fig 16
Er zal voor de mixer meestal een RF-gedeelte zijn geplaatst, zoals in de voorgaande aflevering bij figuur 16 werd aangegeven. Wat is nu de invloed van de verliezen in de tweede pre-selector tussen punt C en punt D?
De verliezen in de preselector zullen het ruisgetal op punt C doen toenemen. Immers, zou een signaal tussen C en D 10 dB worden verzwakt, dan moet een signaal op punt C 10 dB sterker zijn om op punt D nog boven de ruis uit te komen.
Het derde orde int. punt ligt op punt C echter in dat geval ook 10 dB hoger. Dit impliceert dat het dynamisch bereik op punt C en D identiek zijn.
Geeft dit een vrijbrief voor het ongelimiteerd laten toenemen van de verliezen tussen beide punten? Het derde orde int. punt op punt C stijgt mee met toenemende verzwakking tussen C en D. De RF-versterker dient aan zijn uitgang minstens ook het derde orde int. punt ter plekke van C te halen.
In het geschetste voorbeeld (C-D = -10 dB) wordt dit +30 dBm. Neemt nu de verzwakking tussen C en D verder toe, dan moet dit getal (+30 dBm) ook verder stijgen.
Versterkers met een derde orde int. punt aan de uitgang van +30 dBm zijn zonder veel moeite realiseerbaar. Veel hoger moet het int. punt echter niet stijgen. De versterking tussen B en C dient zodanig te zijn, dat de gevoeligheid van de ontvanger voldoende is. Te grote versterking geeft problemen met grote signalen.
Met 10 dB verzwakking tussen C en D is het ruisgetal op punt C toegenomen tot 22 dB. Plaatsen we nu een versterker tussen B en C van 22 dB, dan is het ruisgetal precies 0 dB geworden. Dit is echter een theoretische waarde, immers de versterker zelf heeft ook nog een ruisgetal.
Het streven is nu, om de ruis van de versterker net boven de ruis op punt C uit te tillen. Hebben we een versterker met een ruisgetal van b.v. 2 dB en versterkt de versterker 10 dB dan vinden we aan de uitgang van de versterker een ruisgetal van 10 + 2 = 12 dB. Om boven het ruisgetal van 22 uit te komen nemen we voor het ruisgetal aan de uitgang b.v. 25 dB.
Het ruisgetal aan de ingang van de RF-versterker bepaalt de uiteindelijke ruilvloer van de ontvanger, dus dit ruisgetal moet laag zijn. Transistoren met een goed dynamiek met een ruisgetal van 2 à 4 dB zijn goed verkrijgbaar (2N5109, E310, 2N3553, P8000 e.d.). Nemen we voor het ruisgetal een waarde van 4 dB aan. De versterking van de RF-versterker moet dus 25 - 4 = 21 dB zijn. De verzwakking tussen punt A en punt B dient klein te zijn om dat deze immers direct de gevoeligheid van de ontvanger verslechtert.
Om toch preselectie te kunnen plegen dient enige verzwakking hier getolereerd te worden. Een smalle preselector (hoge Q) gaat samen met grote verliezen. Een aardig compromis is het reserveren van 2 dB verzwakking voor de preselectie tussen A en B.
De situatie kan zich voordoen dat er een beter luisterresultaat wordt geboekt zonder RF-versterker b.v. wanneer het ruisgetal van de antenne zelf al veel hoger ligt dan dat van de ontvanger. In dat geval kunnen de antennesignalen verzwakt worden, waardoor de ontvanger minder snel overbelast wordt. Met halve golf dipolen als antenne onder de 10 Mhz zal deze situatie zich regelmatig voordoen.
Anderzijds kan men een beter ruisgetal wensen, b.v. wanneer men in de 10m band het onderste uit de kan wil halen. Het ruisgetal van de antenne is in die band klein (ong. 6 dB). Men zal dan liever een RF-versterker kiezen met een lager ruisgetal, een hogere versterking kiezen en het groot signaal gedrag verder vergeten!
Dit betekent dat tussen B en C (zie fig. 16) soms een verzwakker, soins een versterker met hoge dynamiek en soms een versterker met een klein ruisgetal gewenst is. Een goede ontvanger bezit deze drie mogelijkheden, waarbij m.b.v. een schakelaar voor de optimale overdracht tussen B en C wordt gekozen (noot alg. redaktie: de auteur doelt hier op een ontvanger vervaardigd door zelfbouw, fabrieksmatige ontvangers gaan meestal niet verder dan de mogelijkheid tot inschakeling van een verzwakker).
Over de oscillator is al het een en ander gezegd in het theoretische gedeelte. In deze specifieke situatie kan daaraan worden toegevoegd dat er geen ruis van punt I naar punt E mag lekken, in die mate, dat het reisgetal op punt E, gemeten bij de middenfrequentie, verslechtert. De mixer, wanneer dit een gebalanceerd type is, onderdrukt de overdracht van I naar E met zo'n 40 dB. Dat wil zeggen dat de versterking, gemeten tussen oscillatorkring en punt 1 minder dan zo'n 30 dB moet zijn.
Bij een vermogen van +15 dBm op punt I moet het van de oscillatorkring afgenomen vermogen niet kleiner zijn dan -15 dBm. Willen we de optimale Q van de oscillatorkring handhaven dan moet het in de kring opgeslagen vermogen zeker groter zijn dan zo'n -5 dBm. De versterking tussen E en F is nodig om de filterverliezen tussen F en G op te lossen en de signalen op punt E boven de reisvloer op G uit te tillen.
Zoals ook is gedemonstreerd voor de RF-versterker moet de versterking gelijk zijn aan de verliezen tussen F en G. Deze versterker heeft verder nog twee speciale functies, nl. het afsluiten van de mixer met 50 ohm en het aanpassen aan de impedantie van het filter, welke vaak geen 50 ohm is.
Het afsluiten van de mixer met 50 ohm is belangrijk voor een goed groot signaal gedrag. Wanneer deze afsluiting slechts 10% verandert, kan dit al 10 dB schelen in het derde orde int. punt!
Ter afsluiting van het praktisch gedeelte en tevens als besluit van dit artikel nog een aantal schema's met de daarbij behorende gegevens.
Fig 17. Prototype van een aktieve balansmixer
Fig 18. Vergelijking van mixer IM-karakteristieken
Fig 19. Dubbele brug high-level mixer
Fig 20. Multi-diode high-level ringmixer
Mixers
We beginnen met een aantal mixers te beschrijven. Op de vorige pagina een balansmixer waarbij nog wat spoelgegevens horen. T1: bifilair, draad 0,5 mm; getwist met een slag per cm, 10 windingen, kern mat. FT37-61. T2 en T3: bifilair, draad 0,5 mm met plastic isolatie. Overigens gelijk aan T1. Hiernaast zijn een dual bridge en een multidiode mixer getekend. Ze behoeven een oscillator-signaal van +17 dBm en geven een verlies van 6.5 dB. Het output int. punt ligt op +22 dBm, balancering tot 60 dB.
Diplexers
Fig 21.
Om de uitgang van de mixer met 50 ohm af te sluiten kan een diplexer worden gebruikt als getekend in figuur 21. Ls en Cs evenals Lp en Cp resoneren op de middenfrequentie. Buiten de resonantie sluit R1 de mixer af. De belastingsweerstand (meestal de ingangsimpedantie van een versterker) dient nu alleen nog maar over een betrekkelijk klein gebied een goede afsluiting te vormen. Kies voor Q = 5 (hogere Q geeft problemen, omdat het impedantie-niveau dan te laag voor Lp en Cp wordt om nog praktisch te zijn). Dan wordt Wi = 2 π fi; fi = middenfrequentie. 
En tenslotte wordt 
Post mixer amplifiers
We gaan u toch dwingen de CQ-PA van vorige week er naast te leggen! Tussen de punten E en F van figuur 16 is een versterker opgenomen, die dus de al dan niet aanwezige diplexer opvolgt. We geven daarvan twee goede voorbeelden; een met en een zonder feedback.
Fig. 22
Fig. 23
RF-versterker
De RF-versterker bevindt zich in de al eerder genoemde figuur 16 tussen de punten B en C. We geven hiervan twee voorbeelden in de figuren 24 en 25. De eigenschappen van deze beide versterkers zijn in de schema's opgenomen.
Fig 24. JFET versterker in geaarde gate-schakeling
Fig 25. Ruisarme dual gate Moslet versterker
Preselectie
Fig 26 Afstembaar Cohn-filter (-5 dB)
En zo komen we tenslotte bij de preselectie. De hier getekende schakeling is een z.g. afstem-baar Cohn filter, met de gegeven waarden geschikt voor de 160 meter band. Voor andere frequenties is deze preselectie eveneens zeer goed bruikbaar. De nieuwe frequentie is N maal de oorspronkelijke dan zijn de zelfinducties N maal zo klein en de condensatoren eveneens.
Literatuurlijst
- Solid State Design, een publicatie van de ARRL.
- Application Note july 1972 van Siliconix.
- Afstudeerverslag M. Kuijlman, HTS Hilversum 1981.
- QST januari 1957, pag. 11 e.v.
PA0WOW, M. Kuijlman