文檔標識符：Mixer_T-D-P1
作者：DLHC
最后修改日期：2021.10.2
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前言
混頻器是一類基本的射頻器件，其可以改變一個信號的頻率。假如我們有一個300MHz的信號，將其送入一個100MHz的混頻器，那么將出來兩個信號：200MHz和400MHz。如果我們濾除200MHz的信號(使用濾波器)，那么這個混頻器就叫上變頻器；如果我們濾除400MHz的信號，那么這個混頻器就叫下變頻器。
參考資料及工具下載
參考網址：https://retrovoltage.com/2013/02/19/kn0ck-hf-upconverter-fits-inside-the-usb-tuners-enclosure/
本項目所用到的SA612數據手冊、原理圖下載地址：
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1aOHoNuOl7SZRSGmAgr2Jrg
提取碼：2ed1
你需要的基本技能
1.辨別晶振引腳
2.辨別齊納二極管極性
3.辨別IC(SA612)引腳定義
4.識別電容、電感、電阻參數
5.基本烙鐵焊接能力
6.基本組裝能力
7.SDR#的使用技巧(測試你的上變頻器)
原理及器件簡介
原理： 將SDR(RTL2832U+FC0013)接收范圍外(調諧器FC0013的接收范圍為22MHz----1100MHz)的無線電信號通過天線輸入，並經過40MHz低通濾波器送入混頻器信號輸入端，本地震盪源采用有源晶體振盪器，其發生的信號同樣送入混頻器。這樣，混頻器輸出信號的頻率為兩者的和、差，原先從天線輸入的低頻信號就可以被SDR獲取，從而向下拓寬了SDR的頻率范圍。
但是你同樣需要注意，混頻器同樣會引入噪聲！
為什么要制作上變頻器？如果你想要接收HF波段的信號(3MHz----30MHz，短波)，但是你的SDR無法有效地調諧到此波段，並且你的錢包告訴你不能去買AD831模塊(65元)+VOC信號源(88元)並組裝為一個混頻器。如果你恰巧有一些DIY的能力，那么就開始吧！
注意，此教程對原作者的原理圖進行了4處修改(下面的原理圖中未畫出)，分別是：1.RF_OUT 和 C11之間插入了一個T電阻衰減網絡。
2.通過R1輸入的+5V，改成了通過R1輸入+3.3V電壓，其中+3.3V為ASM1117 3.3提供。
3.為SA612供電的+5V改為+8V。
4.使用鋰電池和鋰電池充放模塊供電。
原理圖(注意，還需要在此基礎上添加T電阻網絡和3.3V穩壓器，后面介紹)
SDR：RTL2832U+FC0013的SDR的接收范圍在22----1100MHz以內，這很好，因為涵蓋了ADS-B的頻率范圍(1090MHz)，但是如果你想要調諧到這個范圍外，你有以下三個選擇：1、直接采樣模式(需要修改SDR內部電路的連接)。2、上/下變頻器。3、不成熟的驅動。在這里我僅討論第二個方案。
低通濾波器： 使用一個截止頻率為40MHz的低通濾波器，其可以濾除FM廣播及其它我們不感興趣的強信號干擾，所以此上變頻器的有效接收范圍為0----40MHz。
本地振盪器： 使用125MHz的有源石英晶體振盪器。通過計算，原本在0----40MHz的信號會被移到125----165MHz。
為什么不用100MHz的LO(本地振盪器)？如果使用100MHz的鍾振，那么輸出的信號將出現在FM波段，這聽起來沒問題，但可能會出現干擾。
注意，本地振盪器輸出信號的Vpp要在200mV----300mV之間，一般的晶振不滿足這個條件，這就需要在晶振輸出信號后加一個T電阻衰減網絡，並做好阻抗匹配(下圖是按照50R----1.5K，衰減24.61dB計算)。如果不使用衰減器，直接將本振信號送入SA612，那么輸出信號可能會失真。
125MHz有源晶振
T電阻網絡衰減器
混頻器：SA612A(NE612A)為飛利浦半導體在1990年推出的雙頻衡振盪器和混頻器，輸入信號最大為500MHz，本振輸入最大200MHz，其核心為一個吉爾伯特倍乘單元，供電電壓4.5V----8V，電流2.4mA。
SA612實物圖
SA612內部框圖
SA612引腳定義
射頻接口： SMA母頭，用於連接天線和接收機的射頻接口。
注意，射頻接口不可避免會帶來插入損耗。
SMA母頭
其他元件： D1是一個3.3V的穩壓二極管，工作在反向擊穿狀態，為有源晶振供電。
C11是一個直流阻斷的電容。
供電系統使用鋰電池+充放模塊+ASM1117 3.3的方案，其中充放模塊為SA612和ASM1117 3.3提供+8V的電源電壓，為什么是+8V，后面會講到。ASM1117 3.3將+8V電壓轉換為提供給晶振的+3.3V電壓，其輸出的+3.3V電壓對應於原理圖的+5V輸入。
注意，實際測得晶振供電電壓1.3V(不是3.3V，如果不懂請仔細察看原理圖)，晶振輸出信號有效值159mV，通過T電阻網絡衰減后有效值為103mV(與設計的24.61dB不符，但是達到了SA612對本地振盪器的要求)。
ASM1117 3.3穩壓電路
元件清單
SMA母頭 x2
27pf x2
120pf x2
160pf x1
0.047uf x2
0.01uf x2
100pf x1
200nH x4
180nH x2
SA612 x1
125MHz有源石英晶體振盪器 x1
3.3V穩壓二極管 x1
470R x1
22R x1
33R x1
ASM1117 3.3 x1
100uF鋁電解電容 x2
鋰電池 x1
鋰電池充放模塊 x1
完成后
變頻器正面(圖中沒有連接鋰電池及充放模塊，直接使用直流穩壓電源供電，下同)
變頻器反面
正面(添加了鋰電池和充放模塊，並且增加了開關和指示燈)
反面
沒有打開變頻器
打開變頻器可以看見在7.8MHz有一個廣播信號
測試結果
給系統提供+8V的電壓，測試得到電流在20mA左右，計算出功耗為160mW。
改進措施
1.使有源晶振信號輸出腳盡可能靠近IC，並且信號通路應該盡可能短、與濾波器保持距離。
2.有源晶振輸入信號通過一個衰減器，使其Vpp在200mV----300mV之間，再輸入混頻器。
3.有源晶振和IC電源濾波電容應盡可能靠近以上器件電源輸入腳。
4.給系統采用鋰電池和充放模塊供電，這樣上變頻器就可以隨聲攜帶。
5.給系統使用8V供電，SA612可以有更低的噪聲，但是在20°下，8.5V和6V沒有明顯差別。
SA612的噪聲系數
聲明
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