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制做低成本上变频器

文档标识符：Mixer_T-D-P1

作者：DLHC

最后修改日期：2022.6.28

最后修改内容：调整格式

本文链接：https://www.cnblogs.com/DLHC-TECH/p/Mixer_T-D-P1.html

前言

混频器是一类基本的射频器件，其可以改变一个信号的频率。假如我们有一个300MHz的信号，将其送入一个100MHz的混频器，那么将出来两个信号：200MHz和400MHz。如果我们滤除200MHz的信号(使用滤波器)，那么这个混频器就叫上变频器；如果我们滤除400MHz的信号，那么这个混频器就叫下变频器。

参考资料及工具下载

参考网址：https://retrovoltage.com/2013/02/19/kn0ck-hf-upconverter-fits-inside-the-usb-tuners-enclosure/

本项目所用到的SA612数据手册、原理图下载地址：

链接：https://pan.baidu.com/s/1aOHoNuOl7SZRSGmAgr2Jrg
提取码：2ed1

你需要的基本技能

1.辨别晶振引脚

2.辨别齐纳二极管极性

3.辨别IC(SA612)引脚定义

4.识别电容、电感、电阻参数

5.基本烙铁焊接能力

6.基本组装能力

7.SDR#的使用技巧(测试你的上变频器)

原理及器件简介

原理：将SDR(RTL2832U+FC0013)接收范围外(调谐器FC0013的接收范围为22MHz----1100MHz)的无线电信号通过天线输入，并经过40MHz低通滤波器送入混频器信号输入端，本地震荡源采用有源晶体振荡器，其发生的信号同样送入混频器。这样，混频器输出信号的频率为两者的和、差，原先从天线输入的低频信号就可以被SDR获取，从而向下拓宽了SDR的频率范围。

但是你同样需要注意，混频器同样会引入噪声！

为什么要制作上变频器？如果你想要接收HF波段的信号(3MHz----30MHz，短波)，但是你的SDR无法有效地调谐到此波段，并且你的钱包告诉你不能去买AD831模块(65元)+VOC信号源(88元)并组装为一个混频器。如果你恰巧有一些DIY的能力，那么就开始吧！

注意，此教程对原作者的原理图进行了4处修改(下面的原理图中未画出)，分别是：1.RF_OUT 和 C11之间插入了一个T电阻衰减网络。

2.通过R1输入的+5V，改成了通过R1输入+3.3V电压，其中+3.3V为ASM1117 3.3提供。

3.为SA612供电的+5V改为+8V。

4.使用锂电池和锂电池充放模块供电。

原理图(注意，还需要在此基础上添加T电阻网络和3.3V稳压器，后面介绍)

SDR：RTL2832U+FC0013的SDR的接收范围在22----1100MHz以内，这很好，因为涵盖了ADS-B的频率范围(1090MHz)，但是如果你想要调谐到这个范围外，你有以下三个选择：1、直接采样模式(需要修改SDR内部电路的连接)。2、上/下变频器。3、不成熟的驱动。在这里我仅讨论第二个方案。

低通滤波器：使用一个截止频率为40MHz的低通滤波器，其可以滤除FM广播及其它我们不感兴趣的强信号干扰，所以此上变频器的有效接收范围为0----40MHz。

本地振荡器：使用125MHz的有源石英晶体振荡器。通过计算，原本在0----40MHz的信号会被移到125----165MHz。

为什么不用100MHz的LO(本地振荡器)？如果使用100MHz的钟振，那么输出的信号将出现在FM波段，这听起来没问题，但可能会出现干扰。

注意，本地振荡器输出信号的Vpp要在200mV----300mV之间，一般的晶振不满足这个条件，这就需要在晶振输出信号后加一个T电阻衰减网络，并做好阻抗匹配(下图是按照50R----1.5K，衰减24.61dB计算)。如果不使用衰减器，直接将本振信号送入SA612，那么输出信号可能会失真。

125MHz有源晶振

T电阻网络衰减器

混频器：SA612A(NE612A)为飞利浦半导体在1990年推出的双频衡振荡器和混频器，输入信号最大为500MHz，本振输入最大200MHz，其核心为一个吉尔伯特倍乘单元，供电电压4.5V----8V，电流2.4mA。

SA612实物图

SA612内部框图

SA612引脚定义

射频接口： SMA母头，用于连接天线和接收机的射频接口。

注意，射频接口不可避免会带来插入损耗。

SMA母头

其他元件： D1是一个3.3V的稳压二极管，工作在反向击穿状态，为有源晶振供电。

C11是一个直流阻断的电容。

供电系统使用锂电池+充放模块+ASM1117 3.3的方案，其中充放模块为SA612和ASM1117 3.3提供+8V的电源电压，为什么是+8V，后面会讲到。ASM1117 3.3将+8V电压转换为提供给晶振的+3.3V电压，其输出的+3.3V电压对应于原理图的+5V输入。

注意，实际测得晶振供电电压1.3V(不是3.3V，如果不懂请仔细察看原理图)，晶振输出信号有效值159mV，通过T电阻网络衰减后有效值为103mV(与设计的24.61dB不符，但是达到了SA612对本地振荡器的要求)。