Verifica sperimentale del funzionamento di un mixer a BJT

Esercitazione di
Elettronica per le Telecomunicazioni
Proff. C. Abbate, G. Busatto - A.A. 2013/2014
Verifica sperimentale del funzionamento di un Mixer per Ricevitori FM
In questa esercitazione si analizzerà il funzionamento del mixer per ricevitori FM
progettato nelle esercitazioni precedenti.
Lo schema elettrico e la foto del circuito sono riportati nelle Figg. 1 e 2.
Fig. 1: Schema Elettrico del Mixer
Fig. 2: Foto del Mixer e OL
Notare che il circuito di mixer è stato realizzato sulla stesso circuito stampato
dell’oscillatore locale che fu collaudato e regolato in una precedente esercitazione. Notare
inoltre che è presente il trasformatore regolabile di uscita T1 mediante il quale è possibile
centrare la risposta armonica del filtro alla frequenza intermedia desiderata.
1) Alimentazione e verifica della polarizzazione
Alimentare il circuito con una Vcc=12V, attraverso la boccola Rossa (+) e Nera (-).
Inserire la resistenza R3 di valore 3.3 k e la resistenza R2 di valore 10 k. Verificare
con l’ausilio di un multimetro che il transistore sia correttamente polarizzato.
2) Taratura dell’amplificatore selettivo.
Per effettuare tale operazione utilizzeremo il Mixer come se fosse un amplificatore
imponendo un segnale di ingresso mediante il generatore RF sull’ingresso RF e
misurando l’uscita con l’analizzatore di spettro (l’ingresso OL non è collegato):
- Disinserire il ponticello JP2_Vcc, che non è indicato nel circuito poiché esso è nella
sezione dell’Oscillatore Locale (OL), e che consente di non alimentare tale OL in
modo da renderlo disattivo in questa fase;
- Disinserire il ponticello JP1 che connette l’uscita dell’OL all’ingresso del mixer;
- Inserire il ponticello JP1_Vcc per alimentare il mixer;
- Impostare frequenza ed ampiezza del generatore RF a 10.7MHz e -30dBm, rispettiv.;
- Centrare l’analizzatore a 10.7MHz con span di 1MHz; Sensibilità verticale: 5dB/div;
- Regolare il trasformatore di media frequenza T1 (MF1) in modo da rendere massimo
il massimo guadagno dell’amplificatore.
3) Rilievo della risposta armonica dell’amplificatore selettivo.
Per effettuare tale operazione utilizzeremo il Network Analyzer:
- Dopo aver calibrato l’analizzatore di reti, collegare lo stesso ai bnc RF in e IF out e
rilevare la risposta armonica dell’amplificatore. Fissare la frequenza tra 5 a 15MHz.
4) Caratterizzazione del funzionamento del Mixer
In tale fase ci serviremo del generatore di segnali e dell’analizzatore di spettro.
a) Preparazione del circuito:
- Reinserire il ponticello JP2_Vcc in modo da alimentare l’OL;
- Reinserire il ponticello JP1 in modo da connette l’uscita dell’OL all’ingresso del mixer;
- Connettere il generatore di segnali al BNC RFin del mixer;
- Imporre sul morsetto “+Vcontr” dell’OL una tensione di sintonia variabile da 0 a 12V,
utilizzando la sezione 2 dell’alimentatore, in modo da poter variare la frequenza di
oscillazione di tale OL;
b) Sintonizzazione dell’OL alla frequenza di 108.7MHz in modo da predisporre il mixer a
ricevere un segnale RF di 98MHz:
- In assenza del segnale RF di ingresso regolare la tensione di sintonia Vcontr in
modo da misurare con l’analizzatore di spettro una frequenza di 108.7MHz per la
prima armonica della tensione di uscita del mixer;
- Fornire in ingresso RF un segnale sinusoidale di ampiezza a -6dBm e di frequenza
98MHz;
- Fissare per l’analizzatore di spettro una scala che consenta una buona risoluzione in
frequenza intorno ai 10.7MHz;
- Effettuare un’ulteriore regolazione della tensione di sintonia “+Vcontr” fino ad avere
sull’analizzatore il massimo valore di picco. Se la taratura del trasformatore T1 è
stata fatta correttamente tale massimo deve capitare proprio a 10.7MHz.
c) Caratterizzazione del mixer:
- Fissare una scala per l’analizzatore di spettro che consenta la visualizzazione dei
prodotti di intermodulazione con n ed m  3;
- Riportare su una tabella la frequenza e l’ampiezza sia dell’armonica a 10.7MHz sia
dei vari prodotti di intermodulazione identificati;
d) Analisi del mixer a varie frequenze:
- Ripetere i punti b) e c) di cui sopra per la frequenza di 88MHz;
- Ripetere i punti b) e c) di cui sopra per la frequenza di 108MHz.
5) Studio dell’effetto della variazione del punto di funzionamento del transistore sulle
caratteristiche del mixer
Sostituire una resistenza di 1 k a quella precedentemente inserita sull’emettitore del
transistore (R3=1k). Effettuare l’analisi di cui ai punti b) e c) precedenti per la sola
frequenza di 98MHz.