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

Інструкція з підключення модуля змішувача ADL5801

Модуль ADL5801 призначений для перенесення корисного радіосигналу з однієї частоти на іншу. Він може використовуватися для перенесення сигналів із діапазону до 6 ГГц на нижчу проміжну частоту, доступну для приймання або спостереження на аналізаторі спектра.

Для роботи потрібні:

• джерело корисного сигналу або антена;

• генератор сигналу гетеродина;

• приймач, SDR або аналізатор спектра;

• стабілізоване джерело живлення 5 В;

• коаксіальні кабелі та обладнання з хвильовим опором 50 Ом.

Розташування роз’ємів

Якщо розташувати плату так, щоб роз’єм IF_OUT був зверху, а роз’єм живлення — знизу:

Роз’єм	Розташування	Призначення
IF_OUT	Зверху	Вихід перетвореного сигналу
LO_IP	Ліворуч зверху	Альтернативний порт LO — не використовувати
LO_IN	Ліворуч знизу	Основний вхід гетеродина
RF_IP	Праворуч зверху	Альтернативний порт RF — не використовувати
RF_IN	Праворуч знизу	Основний вхід корисного сигналу
5V	Знизу	Роз’єм живлення модуля

Для звичайної роботи використовуються лише три SMA-роз’єми:

• RF_IN;

• LO_IN;

• IF_OUT.

Роз’єми RF_IP і LO_IP залишаються вільними. Встановлювати на них навантаження 50 Ом не потрібно.

Підключення живлення

Модулю потрібне стабілізоване живлення:

• номінальна напруга: 5,0 В;

• допустимий діапазон: 4,75–5,25 В;

• рекомендований струм джерела живлення: не менше 250–300 мА.

Напруга понад 5,25 В небажана. Напруга 5,5 В є граничною для мікросхеми та може призвести до її пошкодження.

Увага: кольори дротів живлення переплутані

Виробник зазвичай комплектує модуль кабелем, у якому кольори дротів підключені нестандартно:

• чорний дріт — плюс живлення +5 В;

• червоний дріт — мінус живлення GND.

Не можна автоматично підключати червоний дріт до плюса, а чорний — до мінуса. Це призведе до подання зворотної полярності та може пошкодити модуль.

Перед першим увімкненням користувач повинен перевірити розташування контактів безпосередньо на своїй платі.

На платі біля роз’єму живлення нанесено позначення +. Якщо розташувати плату роз’ємом IF_OUT догори, контакт +5 В розташований з правого боку білого роз’єму живлення.

Перевірка мультиметром

Перевірку виконувати лише на повністю знеструмленому модулі.

1. Встановіть мультиметр у режим перевірки цілісності кола.

2. Одним щупом торкніться зовнішньої металевої частини будь-якого SMA-роз’єму.

3. Другим щупом перевірте обидва контакти роз’єму живлення.

4. Контакт, з’єднаний із корпусами SMA-роз’ємів, є мінусом живлення — GND.

5. Другий контакт, біля якого на платі нанесено знак +, є входом +5 В.

Як правильно перепінувати комплектний кабель

Рекомендується переставити контакти в корпусі комплектного роз’єму так, щоб кольори відповідали загальноприйнятому стандарту:

• червоний дріт — +5 В;

• чорний дріт — GND.

Порядок перепінування:

1. Від’єднайте кабель від модуля та джерела живлення.

2. Тонкою голкою або малою плоскою викруткою обережно підніміть пластиковий фіксатор контакту в білому корпусі роз’єму.

3. Витягніть обидва обтиснуті контакти разом із дротами.

4. Поміняйте контакти місцями.

5. Вставте їх назад до фіксації.

6. Підключіть роз’єм до плати.

7. Перевірте мультиметром, що червоний дріт тепер з’єднаний із контактом + на платі, а чорний — із корпусами SMA-роз’ємів.

8. Тільки після цього підключайте кабель до джерела живлення: червоний до +5 В, чорний до мінуса.

До завершення перевірки та перепінування подавати живлення на модуль заборонено.

Призначення високочастотних роз’ємів

RF_IN — вхід корисного сигналу

До RF_IN підключається сигнал, частоту якого потрібно перенести:

• антена;

• вихід смугового фільтра;

• вихід малошумного підсилювача;

• лабораторний генератор;

• інше джерело радіосигналу.

Робочий діапазон входу: приблизно 10 МГц–6 ГГц.

Для першої перевірки рекомендується подавати сигнал рівнем від −30 до −10 dBm. У нормальній роботі бажано не перевищувати 0 dBm без необхідності.

Абсолютно гранична потужність RF-входу мікросхеми становить +20 dBm, але це межа пошкодження, а не допустимий постійний робочий рівень.

Не підключайте до RF_IN передавач безпосередньо. Наприклад:

• 100 мВт = +20 dBm;

• 1 Вт = +30 dBm;

• 10 Вт = +40 dBm.

Такий сигнал необхідно попередньо послабити відповідним потужним атенюатором.

LO_IN — вхід гетеродина

До LO_IN підключається генератор стабільного високочастотного сигналу, наприклад:

• лабораторний ВЧ-генератор;

• синтезатор на ADF4351;

• інший генератор із виходом 50 Ом.

Параметри сигналу гетеродина:

• діапазон частоти: приблизно 10 МГц–6 ГГц;

• рекомендований рівень: 0 dBm;

• допустимий робочий діапазон: від −10 до +10 dBm;

• для першого запуску: від −5 до 0 dBm.

На LO_IN подається саме високочастотний сигнал від генератора, а не постійна керувальна напруга.

Роз’єм LO_IP при такому підключенні залишається вільним.

IF_OUT — вихід перетвореного сигналу

До IF_OUT підключається:

• аналізатор спектра;

• TinySA або TinySA Ultra;

• SDR-приймач;

• приймач проміжної частоти;

• вихідний фільтр або підсилювач проміжної частоти.

Для цієї версії плати рекомендована проміжна частота:

• практичний діапазон: приблизно 10–500 МГц;

• оптимальний діапазон: приблизно 50–400 МГц.

Мікросхема ADL5801 може працювати з вищими вихідними частотами за умови застосування спеціального узгоджувального кола. Однак стандартна широкосмугова плата з типовим вихідним трансформатором насамперед призначена для пониження сигналу до частоти не вище приблизно 500–600 МГц.

Розрахунок частоти гетеродина

На виході змішувача утворюються різницева та сумарна частоти:

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

Для пониження частоти використовується різницевий продукт:

fIF=∣fRF−fLO∣f_{IF}=|f_{RF}-f_{LO}|

Щоб перенести вхідний сигнал на потрібну проміжну частоту:

fLO=fRF−fIFf_{LO}=f_{RF}-f_{IF}

або

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

Вибрана частота гетеродина повинна залишатися в межах робочого діапазону модуля.

Приклади

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

Наприклад, для перенесення сигналу 5800 МГц на 300 МГц:

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

Потрібно подати:

• сигнал 5800 МГц на RF_IN;

• сигнал гетеродина 5500 МГц на LO_IN;

• аналізатор спектра, налаштований на 300 МГц, підключити до IF_OUT.

Порядок першого запуску

1. Не подавайте живлення на модуль.

2. Перевірте полярність роз’єму живлення мультиметром.

3. Перепінуйте комплектний кабель: червоний дріт на +5 В, чорний — на GND.

4. Повторно перевірте полярність.

5. Підключіть корисний сигнал до RF_IN.

6. Залиште RF_IP вільним.

7. Підключіть генератор гетеродина до LO_IN.

8. Залиште LO_IP вільним.

9. Встановіть на генераторі розраховану частоту LO.

10. Встановіть рівень гетеродина приблизно −5…0 dBm.

11. Підключіть IF_OUT до аналізатора спектра або SDR.

12. Встановіть на аналізаторі центральну частоту, що дорівнює розрахованій IF.

13. Подайте на модуль стабілізоване живлення 5 В.

14. Перевірте наявність перетвореного сигналу на виході.

Дзеркальний канал

Два різні вхідні сигнали можуть перетворюватися на одну частоту IF.

Наприклад, якщо:

• LO = 5500 МГц;

• IF = 300 МГц,

то на виході 300 МГц можуть з’явитися сигнали з частот:

• 5800 МГц;

• 5200 МГц.

Тому перед RF_IN бажано встановлювати смуговий фільтр, який пропускає потрібний діапазон і пригнічує дзеркальний канал.

Рекомендований тракт:

Антена → смуговий фільтр → LNA за необхідності → RF_IN → ADL5801 → IF_OUT → IF-фільтр → аналізатор або SDR.

На виході IF_OUT, крім корисного сигналу, можуть бути присутні витік гетеродина, гармоніки та інші побічні продукти змішування. Для виділення потрібного сигналу рекомендується використовувати вихідний смуговий фільтр або фільтр нижніх частот.