Міксер ADL5801 Подвійний балансний змішувач Frequency Mixer RF Double Balanced Mixer 10Mhz - 6Ghz

ВНИМАНИЕ:

Будьте внимательны по подключению питания, производитель иногда ставит красный провод на минус питания, а черный – на плюс. Проверяйте полярность на плате, пожалуйста.

Инструкция по подключению модуля смесителя ADL5801

Модуль ADL5801 предназначен для переноса полезного радиосигнала с одной частоты на другую. Он может использоваться для переноса сигналов из диапазона до 6 ГГц на более низкую промежуточную частоту, доступную для приёма или наблюдения на анализаторе спектра.

Для работы необходимы:

• источник полезного сигнала или антенна;

• генератор сигнала гетеродина;

• приёмник, SDR или анализатор спектра;

• стабилизированный источник питания 5 В;

• коаксиальные кабели и оборудование с волновым сопротивлением 50 Ом.

Расположение разъёмов

Если расположить плату так, чтобы разъём IF_OUT находился сверху, а разъём питания — снизу:

Разъём	Расположение	Назначение
IF_OUT	Сверху	Выход преобразованного сигнала
LO_IP	Слева сверху	Альтернативный порт LO — не использовать
LO_IN	Слева снизу	Основной вход гетеродина
RF_IP	Справа сверху	Альтернативный порт RF — не использовать
RF_IN	Справа снизу	Основной вход полезного сигнала
5V	Снизу	Разъём питания модуля

Для обычной работы используются только три SMA-разъёма:

• RF_IN;

• LO_IN;

• IF_OUT.

Разъёмы RF_IP и LO_IP остаются свободными. Устанавливать на них нагрузки 50 Ом не требуется.

Подключение питания

Модулю необходимо стабилизированное питание:

• номинальное напряжение: 5,0 В;

• допустимый диапазон: 4,75–5,25 В;

• рекомендуемый ток источника питания: не менее 250–300 мА.

Напряжение выше 5,25 В нежелательно. Напряжение 5,5 В является предельным для микросхемы и может привести к её повреждению.

Внимание: цвета проводов питания перепутаны

Производитель обычно комплектует модуль кабелем, в котором цвета проводов подключены нестандартно:

• чёрный провод — плюс питания +5 В;

• красный провод — минус питания GND.

Нельзя автоматически подключать красный провод к плюсу, а чёрный — к минусу. Это приведёт к подаче обратной полярности и может повредить модуль.

Перед первым включением пользователь должен проверить расположение контактов непосредственно на своей плате.

На плате возле разъёма питания нанесён знак +. Если расположить плату разъёмом IF_OUT вверх, контакт +5 В находится с правой стороны белого разъёма питания.

Проверка мультиметром

Проверку необходимо выполнять только на полностью обесточенном модуле.

1. Установите мультиметр в режим проверки целостности цепи.

2. Одним щупом коснитесь наружной металлической части любого SMA-разъёма.

3. Вторым щупом проверьте оба контакта разъёма питания.

4. Контакт, электрически соединённый с корпусами SMA-разъёмов, является минусом питания — GND.

5. Второй контакт, рядом с которым на плате нанесён знак +, является входом +5 В.

Как правильно перепиновать комплектный кабель

Рекомендуется переставить контакты в корпусе комплектного разъёма так, чтобы цвета соответствовали общепринятому стандарту:

• красный провод — +5 В;

• чёрный провод — GND.

Порядок перепиновки:

1. Отключите кабель от модуля и источника питания.

2. Тонкой иглой или небольшой плоской отвёрткой осторожно приподнимите пластиковый фиксатор контакта в белом корпусе разъёма.

3. Вытяните оба обжатых контакта вместе с проводами.

4. Поменяйте контакты местами.

5. Вставьте их обратно до фиксации.

6. Подключите разъём к плате.

7. Проверьте мультиметром, что красный провод теперь соединён с контактом + на плате, а чёрный — с корпусами SMA-разъёмов.

8. Только после этого подключайте кабель к источнику питания: красный провод к +5 В, чёрный — к минусу.

До завершения проверки и перепиновки подавать питание на модуль запрещено.

Назначение высокочастотных разъёмов

RF_IN — вход полезного сигнала

К RF_IN подключается сигнал, частоту которого необходимо перенести:

• антенна;

• выход полосового фильтра;

• выход малошумящего усилителя;

• лабораторный генератор;

• другой источник радиосигнала.

Рабочий диапазон входа: приблизительно 10 МГц–6 ГГц.

Для первой проверки рекомендуется подавать сигнал уровнем от −30 до −10 dBm. При нормальной работе без необходимости желательно не превышать 0 dBm.

Абсолютно предельная мощность RF-входа микросхемы составляет +20 dBm, но это граница возможного повреждения, а не допустимый постоянный рабочий уровень.

Не подключайте передатчик непосредственно к RF_IN. Например:

• 100 мВт = +20 dBm;

• 1 Вт = +30 dBm;

• 10 Вт = +40 dBm.

Такой сигнал необходимо предварительно ослабить соответствующим мощным аттенюатором.

LO_IN — вход гетеродина

К LO_IN подключается генератор стабильного высокочастотного сигнала, например:

• лабораторный ВЧ-генератор;

• синтезатор на ADF4351;

• другой генератор с выходом 50 Ом.

Параметры сигнала гетеродина:

• диапазон частоты: приблизительно 10 МГц–6 ГГц;

• рекомендуемый уровень: 0 dBm, то есть 1 мВт;

• допустимый рабочий диапазон: от −10 до +10 dBm;

• для первого запуска: от −5 до 0 dBm.

На LO_IN подаётся именно высокочастотный сигнал от генератора, а не постоянное управляющее напряжение.

Разъём LO_IP при таком подключении остаётся свободным.

IF_OUT — выход преобразованного сигнала

К IF_OUT подключается:

• анализатор спектра;

• TinySA или TinySA Ultra;

• SDR-приёмник;

• приёмник промежуточной частоты;

• выходной фильтр или усилитель промежуточной частоты.

Для этой версии платы рекомендуется использовать промежуточную частоту:

• практический диапазон: приблизительно 10–500 МГц;

• оптимальный диапазон: приблизительно 50–400 МГц.

Микросхема ADL5801 может работать с более высокими выходными частотами при использовании специальной согласующей цепи. Однако стандартная широкополосная плата с типовым выходным трансформатором в первую очередь предназначена для понижения сигнала до частоты не выше приблизительно 500–600 МГц.

Расчёт частоты гетеродина

На выходе смесителя образуются разностная и суммарная частоты:

fΔ=∣fRF−fLO∣f_{\Delta}=|f_{RF}-f_{LO}| fΣ=fRF+fLOf_{\Sigma}=f_{RF}+f_{LO}

Для понижения частоты обычно используется разностный продукт:

fIF=∣fRF−fLO∣f_{IF}=|f_{RF}-f_{LO}|

Чтобы перенести входной сигнал на необходимую промежуточную частоту:

fLO=fRF−fIFf_{LO}=f_{RF}-f_{IF}

или

fLO=fRF+fIFf_{LO}=f_{RF}+f_{IF}

Выбранная частота гетеродина должна находиться в пределах рабочего диапазона модуля.

Примеры

Частота RF	Необходимая частота IF	Частота LO
915 МГц	100 МГц	815 или 1015 МГц
1200 МГц	200 МГц	1000 или 1400 МГц
2400 МГц	400 МГц	2000 или 2800 МГц
5800 МГц	300 МГц	5500 МГц

Например, для переноса сигнала 5800 МГц на 300 МГц:

5800−5500=300 МГц5800-5500=300\text{ МГц}

Необходимо:

• подать сигнал 5800 МГц на RF_IN;

• подать сигнал гетеродина 5500 МГц на LO_IN;

• подключить анализатор спектра, настроенный на 300 МГц, к IF_OUT.

Порядок первого запуска

1. Не подавайте питание на модуль.

2. Проверьте полярность разъёма питания мультиметром.

3. Перепинуйте комплектный кабель: красный провод на +5 В, чёрный — на GND.

4. Повторно проверьте полярность.

5. Подключите полезный сигнал к RF_IN.

6. Оставьте RF_IP свободным.

7. Подключите генератор гетеродина к LO_IN.

8. Оставьте LO_IP свободным.

9. Установите на генераторе рассчитанную частоту LO.

10. Установите уровень гетеродина приблизительно −5…0 dBm.

11. Подключите IF_OUT к анализатору спектра или SDR-приёмнику.

12. Установите на анализаторе центральную частоту, равную рассчитанной IF.

13. Подайте на модуль стабилизированное питание 5 В.

14. Проверьте наличие преобразованного сигнала на выходе.

Зеркальный канал

Два разных входных сигнала могут преобразовываться в одну частоту IF.

Например, если:

• LO = 5500 МГц;

• IF = 300 МГц,

то на выходе 300 МГц могут появиться сигналы с частот:

• 5800 МГц;

• 5200 МГц.

Поэтому перед RF_IN желательно устанавливать полосовой фильтр, который пропускает необходимый диапазон и подавляет зеркальный канал.

Рекомендуемый тракт:

Антенна → полосовой фильтр → LNA при необходимости → RF_IN → ADL5801 → IF_OUT → IF-фильтр → анализатор или SDR.

На выходе IF_OUT, кроме полезного сигнала, могут присутствовать утечка гетеродина, гармоники и другие побочные продукты преобразования. Для выделения нужного сигнала рекомендуется использовать выходной полосовой фильтр или фильтр нижних частот.