Стартовая страница Блога - < тут >

Продолжение(содержание)  Блога - <<  ТуТ  >>  

9. Приёмники прямого преобразования. Схемы для поворота фаз ...

        Как известно в ППП для подавления одной из боковых полос при приёме используется фазовый метод. Для его реализации нужны ВЧ фазовращатели и НЧ фазовращатели, которые сдвигают фазу в некоторой полосе частот ВЧ или НЧ, на которую они рассчитаны. Существует много различных схем поворачивающих фазу:

Рис.9.1

        На Рис.9.1 показаны несколько схем RC, RLC ВЧ-фазовращателей, сдвигающих фазу на 90˚.Такие ВЧФВ могут использоваться как во входных цепях, так и в цепях ГПД.                  

        Такие простейшие ВЧФВ вносят потери, они существенны для RC-ВЧФВ и менее значительны для цепей RLC - не менее 6-8 дБ. Также для ВЧФВ стоящих в цепи ГПД, можно использовать цифровые ИМС - триггеры или сдвиговые регистры, для получения стабильного сдвига фаз - 90˚

Рис.9.2

На рис.9.2. изображен ВЧФВ на регистре сдвига ИМС 74НС175. Эпюры поясняющие принцип сдвига фаз изображён в нижней части рисунка. Частота на входе такого ВЧФВ должна быть в 4-ре раза выше входной частоты приёма. 

Рис.9.3

        На Рис.9.3. изображен ВЧФВ на регистре сдвига 74АС164. Но данная схема "неудобна" тем, что используется "лишний" элемент инвертор DD1.4. Схема на Рис.9.2 в этом плане  "выигрывает" у схемы на Рис.9.3 - там не нужен инвертор. Это мы рассмотрели ВЧФВ. 

 

        Для НЧФВ такие "цифровые" схемы непригодны, потому что по НЧ нам приходится сдвигать не сигнал конкретной частоты( как ГПД например), а целый спектр(полосу) частот 300-3000Гц. Для таких целей служат два типа НЧФВ, чаще всего используемые в таких случаях  - это 2-хфазные схемы НЧФВ и полифазные цепи(полифайзеры).

 

Рис.9.4

        На Рис.9.4 изображен 2-хфазный НЧФВ на 4-х ОУ. В таких НЧФВ есть два канала 0 и 90˚., которые часто называют "квадратурными", т.к. сигналы в них находятся в квадратуре друг к другу(90˚сдвиг). Это НЧФВ 4-го порядка(по числу ОУ). Каждое звено(ОУ) настраивается на свою частоту сдвига фазы, с помощью цепи RC. А суммарная ФЧХ получается такой, что в заданной НЧ полосе, сдвиг фаз 90˚  между каналами выдерживает с заданной точностью. 

        Чем выше порядок НЧФВ, тем лучше точность сдвига фаз. Для данного НЧФВ точность сдвига фаз в полосе частот 300-3000Гц составляет не хуже 1˚ Для НЧФВ 6-го порядка не хуже 0.2-0.4˚ И т.д. При чётном порядке НЧФВ число ОУ равно порядку НЧФВ и делится пополам между каналами. Т.е. для 6-го порядка мы имеем 6-ть ОУ по три в каждом канале. 

        Настройка НЧФВ заключается в настройке каждого каскада(ОУ) на свою частоту поворота фазы, при помощи R или С. В Инете есть программы, которые позволяют по заданным исходным параметрам НЧФВ рассчитать R и С для каждого каскада ОУ(частоты фазовращателя). Но не так давно появились цепи фазовращения в широких полосах НЧ частот именуемые полифазными цепями. Фрагмент одной из таких цепей изображен ниже. 

Рис.9.5

        Такая полифазная цепь представляет собой "закольцованную" RC-решетку, в которой число R или С равно порядку полифайзера. На Рис.9.5 изображен 6-тизвенный полифайзер. Резисторы и ёмкости можно поменять местами, работа полифайзера не изменится. Для полифайзеров желательно отбирать R и С из 1%-ного ряда. Свойства полифайзера таковы, что можно считать - одно звено даёт подавление боковой полосы примерно на 10дБ. Т.е. полифайзер с 6-тью звеньями даст подавления боковой полосы не хуже 60 дБ, что почти соизмеримо с подавлением ЭМФа на 500 кГц. 

        Полифахные цепи полностью обратимы, т.е. у них нет разницы между входом и выходом. Преимущества и недостатки есть у обеих НЧФВ - 2-хфазных систем и полифайзеров. По мнению автора Блога схемы НЧФВ на базе 2-хфазных схем проще в настройке и подборе точных деталей R и С. Для НЧФВ 4-го порядка нужно всего 4-ре пары точных деталей R и C. С полифайзерами сложнее в этом плане. Для 4-хзвенного полифайзера нужны 48-мь точных деталей( не менее 1-2% разброса значений) 24 резистора и 24 ёмкости. Зато полифайзер не нуждается ни в какой настройке априори. 

        Если выдержать точности номиналов R и С, то получается автоматически гарантированное подавление боковой(см.выше) при прочих равных условиях. "Прочих условиях" означает, что кроме баланса фаз в SSB ППП должен ещё соблюдаться баланс амплитуд на выходах каналов 0 и 90˚. Для этого стараются каналы 0/90 выполнить как можно одинаковыми, используя ОУ содержащие в одном корпусе по 4-ре ОУ сразу. Параметры таких ОУ практически одинаковы, что обеспечит при соответственной схемотехнике точный баланс усиления(амплитуд) в каналах 0/90. Ниже будут приведены различный фазо-сдвигающие цепи используемы е в SSB ППП.

Рис.9.6

На рис.9.6 изображены различные варианты ВЧФВ и показаны "погрешности" сдвига фаз, вносимые разными типами ВЧФВ.

 

Рис.9.7

        Схема выше - это 4-хзвенный полифайзер с цепями сумматора выходных сигналов на ОУ. Это "правильное" снятие сигналов с полифайзера. В Инете существуют и другие схемы включений полифайзеров, но схема на Рис.9.7 считается (и практически показала) лучшее снятие сигнала с полифазной цепи.

Рис.9.8

Схема выше - 2-хфазный НЧФВ 6-го порядка, который при правильной настройке сможет обеспечить в полосе частот 300-3000Гц подавление боковой не менее 60дБ !!!

Рис.9.9

Рис.9.10

\

Рис.9.11

Рис.9.12

Рис.9.13

Рис.9.14

Рис.9.15

Для ВЧФВ вполне можно использовать и такую схему. Собственно на выходе "цифровых" элементов-инверторов стоит мост из 2-х RC-цепей, одна из которых интегрирующая а другая дифференцирующая. В средних точках моста сдвиг фаз составляет на заданной квази-резонансной частоте - ровно 90˚. НЧФВ работает на частоте, равной частоте вх. сигнала. 

Рис.9.16

рис.9.17

Рис.9.18

Рис.9.20

Рис.9.21

Рис.9.22

Рис.9.23

Схема выше - это ещё одна довольно оригинальная схема получения сдвига фаз ВЧ сигнала... ВЧФВ работает на частоте равной частоте вх.сигнала.

 

Рис.9.24

        На схеме выше показано как можно "подстраивать" сдвиг фаз при "цифровом" ВЧФВ. Для этого на входы синхронизации обеих D-триггеров, подаётся постоянное смещение, которое будет определять порог срабатывания триггеров при помощи RP4, Для раздельного управления каждым триггером, лучше такую же цепь смещения установить и для триггера выше по схеме. В этом случае сдвиг фаз 90˚ можно сделать точнее. Два D-триггера образуют "счётчик Джонсона", только не кольцевой.

Рис.9.25

        На диаграммах выше показано как можно "подстраивать" сдвиг фаз на "цифровых" ВЧФВ, затягиванием фронта сигнала ГПД типа "меандр" и затем подбирая опорное +U на выводе "С" триггеров. Тем самым мы будем выбирать во времени точки начала переключений D-триггеров - это и будет определять сдвиг фаз = 90˚.

Рис.9.26

Рис.9.27

Рис.9.28

Рис.9.29

Рис.9.30

Схема выше - это ещё одно пояснение - как подстраивать сдвиг фаз 90˚, подстройкой "опорного" +U на входах синхронизации "С" D-тригеров, входящих в состав цифровой ИМС 74НС74.

 

Рис.9.31

Рис.9.32

Рис.9.33

На схеме выше также показан принцип "подстройки" фаз 0/90 на D-триггерах ИМС 74НС74.

Успехов  в вашем хобби ...