Konwerter do tunerów DVB-T

W sieci jest wiele opisów tego typu urządzeń. Postanowiłem wykonać układ jak najtaniej, z dostępnych elementów oraz jak najbardziej powtarzalny. Tak żeby powielenie nie wymagało dużego zaplecza pomiarowego.

Na pcb znajdują się dwa gniazda antenowe oraz dwa gniazda USB , jedno do połączenia z komputerem a drugie do tunera DVB-T. Z gniazda usb zasilany jest generator kwarcowy oraz wzmacniacz MMIC na wyjściu. Na zasilaniu zastosowałem bezpiecznik polimerowy 250mA (polyswitch).

Jedno gniazdo antenowe do podłączenia anteny HF a drugie łączy się z wejście tunera DVB-T.
Mieszacz diodowy wykonałem z elementów dyskretnych. Diody BAT42 lub podobne oraz 2 pierścionki ferrytowe Amidona FT50-43. Na każdym z nich nawinąłem po 7 zwojów trzema skręconymi przewodami z kynaru. Pojedyncze uzwojenia ma około 28uH. Celowo użyłem większych rdzeni i trójkolorowego kynaru, żeby lepiej pokazać sposób nawinięcia i połączenia przewodów.
Generator kwarcowy wybrałem 75MHz (miałem ich najwięcej), można zastosować inny generator przeliczając wartości filtrów HPF na wyjściu konwertera.
Do połączenia anteny HF służy gniazdo BNC, do połączenia konwertera z tunerem można zastosować drugie gniazdo BNC, choć lepiej byłoby zamontować gniazdo MCX. W prototypie podłączyłem do pcb przewód koncentryczny bezpośrednio do płytki z pominięciem gniazda.

A teraz troszkę dokładniej o połączeniach uzwojeń transformatorów szerokopasmowych w mieszaczu diodowym. Kropki oznaczają początki uzwojeń.

Fotka powyżej pokazuje dwa sposoby rysowania transformatorów oraz nawinięty transformator.
Trzy przewody patrząc od góry można przyjąć jako początki uzwojeń. A trzy na dole jako końce.
Uzwojenie czerwone wykorzystujemy jako sprzęgające a żółte i niebieskie łączymy zgodnie z fotką umieszczoną poniżej.

Początek uzwojenia żółtego (górna końcówka przewodu) z końcem uzwojenia niebieskiego (dolna końcówka przewodu niebieskiego). Musimy wykonać dwa identyczne trafka. Tym sposobem mamy za sobą najtrudniejsze podzespoły w tej konstrukcji.

Opis konstrukcji

Sygnał z gniazda antenowego poprzez filtr dolnoprzepustowy LPF o częstotliwości odcięcia około 30 MHz trafia na jedno z wejść podwójnie zrównoważonego mieszacza diodowego, na drugie wejście przez tłumik rezystorowy (3dB) podawany jest sygnał z generatora kwarcowego 75MHz.
Z wyjścia mieszacza odbieramy sumę częstotliwości wejściowej i generatora kwarcowego. Sygnał ten trafia na prosty jednoobwodowy filtr górnoprzepustowy, który przepuszcza sygnały od około 60MHz w górę. Jego zadaniem jest wstępne odfiltrowanie niepożądanych sygnałów oraz dopasowanie do wzmacniacza MMIC. Wzmocniony sygnał z wyjścia wzmacniacza trafia na drugi bardziej rozbudowany filtr górnoprzepustowy. Spełniający takie same zadania jak poprzednik. Z wyjścia filtru sygnał idzie do gniazda tunera DVB-T.

Montaż i uruchomienie

Po wykonaniu płytki i jej sprawdzeniu proponuje zamontować gniazda USB, bezpiecznik polimerowy (poly switch) oraz generator kwarcowy. Bezpiecznik chroni gniazdo USB przed uszkodzeniem w przypadku zwarcia lub pomyłki w montażu.
Jeśli wszystko jest poprawnie zmontowane możemy podłączyć układ do komputera przewodem drukarkowym (usb a – usb b) a do drugiego gniazda podłączyć tuner DVBT.

Urządzenie powinno pokazać się w systemie. Jeśli mamy częstościomierz lub oscyloskop to możemy sprawdzić czy pracuje generator kwarcowy. Teraz możemy zamontować gniazda antenowe anteny HF i tunera antenowego. W prototypie zrezygnowałem z gniazda tunera i połączyłem przewód antenowy z tunera DVBT prosto do pcb.
Czas na diody mieszacza. Zastosowałem BAT42(BAT43) sprawdzając miernikiem napięcie przewodzenia. Nie było problemu z dobieraniem. Wszystkie w kupionej taśmie trzymały doskonale ten parametr. Jako następne poszły wszystkie kondensatory. Później rezystory tłumika oraz rezystor ograniczający prąd MMIC-a i dławik. Rezystor ograniczający prąd dobieramy do typu zastosowanego wzmacniacza MMIC. Ja miałem w swoich zasobach układ SNA586 (oznaczenie na obudowie S5), zgodnie z jego danymi katalogowymi pracuje przy zasilaniu 5V i teoretycznie nie potrzeba stosować rezystora. Dla bezpieczeństwa dałem jednak 10ohm.
Przedostatni etap to wykonanie i zamontowanie cewek filtrów dolno i górnoprzepustowych.

Cewki filtru dolnoprzepustowego LPF nawinąłem na średnicy 5mm emaliowanym drutem miedzianym o średnicy 0.5mm ściśle zwój przy zwoju. Otrzymałem indukcyjność około 340nH.

Cewka filtru górnoprzepustowego HPF ma 7 zwojów na średnicy 4mm emaliowanym drutem miedzianym o średnicy 0.8mm (długość nawinięcia 6mm).

Cewki filtru górnoprzepustowego HPF1 mają 6 zwojów na średnicy 4mm emaliowanym drutem o średnicy 0.8mm (długość nawinięcia 6mm).

Możemy już wlutować wykonane wcześniej transformatorki szerokopasmowe do mieszacza diodowego. Uzwojenia czerwone to wejścia/wyjścia mieszacza. Wyprowadzenie trafka, które powstało z połączenia uzwojeń w przypadku TR1 łączymy do masy, a dla TR2 jest to wyjście mieszacza.

TR1

TR2

Ostatni etap to wlutowanie wzmacniacza MMIC.

Kropka na obudowie oznacza wejście wzmacniacza. Należy zachować ostrożność przy montażu, ponieważ układy te są wrażliwe na napięcia elektrostatyczne.

Teraz możemy podłączyć konwerter do komputera (bez tuner TV) i sprawdzić napięcia zasilające na generatorze kwarcowym i wzmacniaczu MMIC. Będą w okolicy 5V. Można również sprawdzić prąd pobierany przez mmic-a, przez pomiar spadku napięcia na rezystorze ograniczającym.
W moim egzemplarzu spadek wynosił 250mV na rezystorze 10ohm.
Zgodnie ze wzorem I=U/R. Wzmacniacz pobiera 25mA.
Jeśli zasilanie jest OK możemy podłączyć tuner TV i korzystać z konwertera.
Jeżeli program lub aplikacja współpracująca z tunerem pozwoli, możemy wpisać częstotliwość konwertera 75MHz. W przypadku programu SharpSDR wpisujemy za znakiem minus
Wówczas na monitorze będziemy mieli zawsze aktualną częstotliwość pracy.