Стартовая страница блога - < ТУТ > ...
Продолжение(содержание) Блога - << ТуТ >>
Все Статьи Блога - < ТУТ > ...
Статья №66.
SSB приёмник с демодулятором Д.Уивера.
Как известно, в технике Прямого Преобразования(далее ПП), для подавления "зеркального" канала по НЧ(проще говоря нерабочей боковой полосы) используется, и довольно часто, фазовый метод селекции, при котором входной ВЧ сигнал расщепляется на два канала I-inphase(0 грд.) и Q-quadrature(90грд.). Структурные схемы 2-х вариантов использования фазового метода приведены ниже, Рис.1, Рис.2. На схемах показаны SSB модуляторы, но изменив прохождение сигнала на "обратное", т.е. справа -налево, в точке "Вход НЧ" мы получим демодулированный НЧ сигнал, если в точку "Выход SSB" подадим SSB ВЧ сигнал. Схема по Рис.2 полностью обратима, если использовать втракте только пассивные компоненты. Например диодные смесители и фазовращатели на RC, LCR или LC компонентах.
Но существует, на мой взгляд, не "обоснованно-забытый" метод подавления боковой, который получил название фазо-фильтрового. Его структура изображена ниже. На Рис.3 приведена структура фазо-фильтрового модулятора, но эта структура "обратима", если сигналы подавать справа-налево. Т.е. как это делается при приёме.
На схеме Рис.3 обозначены:
1. А1 - микрофонный усилитель.
2. U1, U2 - первые смесители-модуляторы.
3. U3 - фазовращатель ВЧ сигнала генератора G1.
4. G1 - генератор несущей.
5. Z1, Z2 - ФНЧ с частотой среза 1200-1400 Гц.
6. U4, U5 - вторые смесители.
7. U6 - фазо-вращатель сигнала генератора G2.
8. - G2 - генератор "Пилот-тона" с частотой 1500-1800 Гц
9. - А2 - усилитель SSB ВЧ -сигнала.
10. W1 - излучающая антенна.
Согласно блок-схеме Рис.3, если SSB ВЧ-сигнал подать на точку выхода усилителя А2 и усилитель ВЧ А2 "развернуть". А также "развернуть" микроыфонный усилитель А1. А остальные узлы считать пассивными, а стало быть реверсивными, то подав SSB ВЧ сигнал со стороны антенны W1, мы получим на выходе усилителя A1 демодулированный сигнал НЧ. Более подробно о фазо-фильтровом методе можно почитать << ТуТ >>.
Как видно из Рис.3 схема получается "как-бы" в два раза сложнее, потому как появляется второй смеситель и дополнительные каскады усиления, а также дополнительный генератор Пилот-тона с формирователем квадратуры. Зато мы избавляемся от громоздких НЧ фазовращателей в виде 2-хфазных схем на ОУ или в виде полифайзеров. Многим радиолюбителям они оказались "не по душе" по разным причинам. Скорее всего из-за их "громоздкости".
Например, чтобы получить подавление боковой сравнимое с ЭМФом(60-70 дБ), нужно применить полифайзер 6-7-мизвенный. Т.е. в каждом канале полифайзера будет "трудиться" для 6-ти звеньев 6 резисторов и 6-ть конденсаторов. А на весь полифайзер нужно 12х4=48 деталей 24 шт.R и 24 шт.С, причём для стабильно-высокого(или расчётного) подавления, желательно и С, и R, брать из 1%-ного ряда, что не всегда получается возможным. Автор этого блога, в своё время переделал очень много полифайзеров начиная от 3-х и кончая 8-мизвенными.
Из практики следует, что из "неотобранных" R и С, полифайзер работает плоховато. Т.е. боковая подавляется, но не по "расчётным" значениям. Во-вторых появляется "неравномерность" подавления в полосе частот полифайзера. Т.е. это означает, что спектр SSB сигнала подавляется неравномерно, например, на частотах 800-1000Гц подавление лучше, чем, например, на частотах 2000-2500 Гц или наоборот. Это отчётливо слышно при переходе через"нулевые биения" в нерабочую боковую полосу - одни частоты, пусть слабо, НО слышны, другие практичеки не слышны(маскируются или шумом эфира или собственным шумом приёмника).
Метод Д.Уивера этого недостатка НЕ имеет. У него равномерное подавление во всем спектре "стандарного" SSB сигнала, т.е. от 300 до 3000Гц ! Но по структуре и схематически, как вы убедитесь ниже, этот метод не намного "сложнее". Я специально слово "сложнее" взял в кавычки - это означает, что метод "сложнее" НЕ в понимании и НЕ в настройке, а чисто по количеству радиодеталей реализующих его. НО(!!!), как вы убедитесь, разглядывая принципиальную схему SSB ППП на 14 МГц ниже, "страшного" в ней ничего нет - ни по сути, ни по деталям, ни по схемотехнике.
Чтобы "развеять" ваши сомнения, если они ещё есть, давайте вместе "пробежимся" по принципиальной схеме, пытаясь разглядеть её с "минималистической" точки зрения. Что это значит ? Это значит то, что из этой схемы просто взять и что-то выкинуть уже невозможно, т.к. как минимум это "ухудшит" праметры приёмного тракта или вообще окажется неработоспособным. Итак поехали...
Будем двигаться от самой антенны и до динамика. Сигнал из антенны поступает через простейший аттенюатор на RV1 на первый входной LC контур через небольшую ёмкость С1-27пФ. Поскольку и антенна, и сам аттенюатор имеют невысокое сопротивление(десятки ом), то если их включить напрямую к контуру L1C4C5, они "зашунтируют" его, снизив его конструктивную Добротность в разы, что приведёт практически к "потере" резонанса - его попросту не будет. А малой ёмкостью С1-27 пФ, мы "изолируем" LC контур от малых сопротивлений со стороны антенны и атеннюатора, поскольку, чем меньше емкость, тем выше её реактивное сопротивление !
Далее ВЧ сигнал с делителя С4С5 поступает на вход УРЧ, выполненный по каскодной схеме на PNP биполярных ВЧ транзисторах 2N3906 ( с Fгр не менее 300 Мгц). УРЧ в любом приёмнике, с точки зрения динамики, ТОЛЬКО ВРЕДЕН ! Но, учитывая, что у автора блога используется, ну совсем "суррогатная антенна", в виде куска провода длиной 6-7 метров выброшенных с балкона и такой же длины противовес, кинутый по периметру пола квартиры, то без УРЧ не обойтись от слова "никак" ! Нагрузка УРЧ - LC контур L2C6 настроенный как и первый контур на частоту 14,2 МГц, примерно середина диапазона 20 метров.
Каскодная схема УРЧ была выбрана из-за её хорошего Кус и вдобавок, каскодная схема НЕ ухудшает селективных свойств параллельного LC контура L2C6, включенного в нагрузке нижнего транзистора. Т.к. в каскодной схеме второй транзистор(нижний по схеме) включён как каскад с ОБ. Сигнал с УРЧ поступает на первый миксер приёмника, выполненный на ИМС 74НС4066 - это 4-ре аналоговых ключа в корпусе с отдельным управлением(вкл/выкл). По даташиту сквозное сопротивление открытого ключа равно примерно 45 Ом при питани ИМС от +6В. Примерно такое же сопротивление ключей будет и при питании от "стандартных" +5В.
Качество работы такого смесителя, в корне, зависит от идентичности сквозных сопротивлений открытых ключей. Чтобы выровнять технологический разброс сопротивлений ключей, последовательно всем 4-м входам ключей установлены резисторы R5-R8 по 330 Ом !! Т.е. суммарное сопротивление для входного ВЧ сигнала теперь составит не 45 Ом, а 45+330=375 Ом. Зато ключи окажутся почти (!!!) идентичными по Rоткр ключа и эта "неидентичность", если и будет, то будет очень мизерная.
"Второй смысл" применения резисторов R5-R8 - это максимально исключить эффект "взаимо-шунтирования" ключей при их переключении. Ведь схематично все ключи по входу "запараллелены". Т.е. когда один ключ( на фронте сигнала управления) начинает открываться, другой ещё не полностью закрыт тем же фронтом сигнала управления. Происходит "как-бы" взаимное шунтирование ключей друг друга при работе. Этот "эффект" автор блога обнаружил довольно давно, когда только начинал использовать миксеры на ИМСах типа 74НС4066 или им подобных. "Эффект" как раз и заключался в том, что если резисторы R5-R8 НЕ устанавливать, коэффициент передачи смесителя довольно сильно уменьшается !!
Автор, лично, был сильно удивлён, когда установка постоянных резисторов по входу ключей номиналом 200-300 Ом резко увеличивала(!!!) коэффициент передачи смесителя(в разы). После нескольких таких "эмпирических испытаний" или экспериментов было сделано Важное Заключение - без этих резисторов смеситель работает из ряда вон плохо !!!. Чтобы убедиться, в правдивости моих слов, можно поискать в Инете мои схемы "тех лет", где использовались ИМС 74НС4066 в качестве ключей в приёмниках ПП и там уже стояли резисторы по входамм номиналом 300-330 Ом. С тех пор я не изменяю этому правилу никогда !!
Далее синалы НЧ подаются на пред-УНЧ на ИМС DA1, DA4 выполненные на сдвоенных ОУ NE5532. Это довольно малошумящие и относительно дешёвые ОУ на мировых радиорынках. По шумам, "почти аналог" СССР'овских К157УД2, которые автор использовал ещё до появления у него ИМС NE5532. Пред-УНЧ выполнены по так называемой "измерительной" схеме усиления. Собственно структура такого усилителя может быть взята из даташита на ИМС INA121, 129 и им подобных. См. схему ниже. Или приобрести готовые ИМС INA121 или INA129, где всё собрано в одном корпусе. В этом случае схема приёмника ещё немного упростится и уменьшится количество деталей.
Важное ДОСТОИНСТВО такого включение - полная или абсолютная нечувствительность пред-УНЧ к синфазным помехам на его входе, т.е. синфазные сигналы(помехи) не усиливаются совсем. Это нам важно, т.к. часть таких неизбежных помех автоматически исчезнет.
После пред-УНЧ стоят ФНЧ, согласно структрурной схемы(выше) модулятора(демодулятора) Д.Уивера, с чатотой среза 1400 Гц. В силу наличия у автора довольно качественных ИМС МАХ7400, я их применил в качестве ФНЧ с частотой среза примерно 1400 Гц. ИМС МАХ7400 представляют собой эллиптичекие активные ФНЧ 8-го(!!!) порядка с возможностью установки частоты среза(далее Fcut), при помощи всего одного конденсатора, на схеме С4, С18. Их номинал рассчитаывается по формуле указанной в даташите. Смотрите ниже..
Согласно расчёта по даташиту, получились ёмкости номиналом около 270 пФ для Fcut = 1400 Гц.
Далее НЧ сигналы, с "обрезанным" спектром поступают на входы 2-го мискера на ИМС 74НС4066 на DD14. Схемы первого и второго смесителей практически идентичны, поэтому всё, что было сказано выше про первый смеситель, равно относится и ко второму смесителю. Только на управление первым смесителем подаются сигналы с ГПД или синтезатора, а на управление вторым смесителем подаются сигналы с, так назывемого, генератора "Пилот-тона". И в первом случае и во втором, квадратурные синалы с ГПД т.е. со сдвигом фаз 0-90-180-270 получаются путм синхронного деления на 4-ре D-триггерами, входящими в состав ИМС DD2 DD1 - 74F74.
Это быстродействующие тригггеры от фирмы "Fairchild Semiconductor". По параметрам переключения они нечто среднее между ИМС семейства 74АСхххх и 74НСхххх. Возможно, по некоторым параметрам даже лучше, чем 74АСхххх.
Формирователь квадратур "Пилот-тона" выполнен на DD7 и DD11. На DD7 выполнен генератор с частотой примерно 6400 Гц на цифровом элементе логическом "НЕ" на базе траггера Шмитта. Ниже приведена формула для ИМС 74НС14(6-ть инверторов "НЕ" на базе триггеров Шмитта):
На основании этой формулы я расчитал (примерное) значение резистора R, для заданной ёмкости - 22нФ ! В любом случае можно примерно рассчитать значения R или С и затем или смоделировать такую схему в моделировщике,чтобы узнать полученный результат - частоту генерации или "спаять на коленке" по-быстрому на макетке этот генератор с рассчитанными R и С. Подать питание +5В и посмотреть или промерить частоту выдаваемую генератором Пилот-тона. Сейчас многие китайские цифровые тестеры имеют возможность измерять частоту сигналов вплоть до частот 1 МГц, а бывает и выше - до 10-20 МГц, чего вполне будет вам достаточно для контроля частоты. Подстройкой резистора(так проще) можно выбрать(выставить) частоту в пределах 6400 - 6800 Гц, что после деления на 4-ре даст частоты 1600-1700 Гц.
Решение, как видно, очень простое, дешёвое и эффективное. Эта ИМС - это ИМС 74НС14(6-ть инверторов в корпусе). Или 74АС14, что одно и то же по сути. Есть ещё и ИМС 74НС132 - 4-ре элемента "И-НЕ" в корпусе. На её основе тоже можно собрать генератор Пилот-тона.
Как мы видим, оба смесителя и первый, и второй управляются квадратурными сигналами поступающими с соответствующих формирователей(выделено жёлтым и светло-коричневым на схеме) со сдвигом фаз 0-90-180-270 градусов.
В результате как-бы "свёрнутый" пополам спектр НЧ после первого смесителя и отфитрованного с помощью ФНЧ с Fcut=1400 Гц, опять "разворачивается" в "полноценный" по ширине спектра 300-3000 Гц НЧ сигнал, путём подмешивания сигнала Пилот-тона с фиксированной частотой около 1600 Гц. После суммирования на ОУ DA7 DA8, сигналы одной боковой(полезной) складываются, а "вредной боковой взаимо-компенсируются. Это происходит на подстроечнике RV3.
Далее стоит ещё один ФНЧ с Fcut = 3000 Гц и после него НЧ сигнал, соотвтетствующий демодулированному входному SSB ВЧ сигналу подаётся через регулятор уровня НЧ(громкости) на оконечный УНЧ, выполненный на 2-х ИМС LA4425 с выходной мощностью до 4-5-ти ватт каждая, по схеме "сложения" мощностей. Т.е. сначала из обычного сигнала НЧ мы получаем разно-полярный, 0/180 градусов, НЧ сигнал, на фазо-расщепителе - полевой транзистор Q1 - J310, а затем парафазный сигнал НЧ усиливается отдельно каждый "своим" УНЧ на ИМС U50 U51(LA4425).
Суммирование мощностей происходит в нарузке - дннамике LS1. Вот, собственно, мы и добрались, как и хотели, до конца принципиальной схемы приёмника, выполненного на демодуляторе SSB сигнала по методу Д.Уивера.
Ниже приведена полная принципиальная схема всего приёмника, о которой велась речь выше(по тексту).
Как мы видим, не так уж и сложен по сути, да и по изготовлению приемник с демодулятором Д.Уивера. Все узлы приёмника - это давно отработанные и неоднократно схемы с неплохими параметрами и гарантированной работоспособностью на 100%. Остаётся только засучить рукава и включить паяльник !
Ниже будут представлены несколько, на мой взгляд, усовершенствований приёмника. Но для начала хотелось бы вот на что обратить ваше внимание. Это касается той части схемы приёмника с демодулятором Д.Уивера, которая включает в себя всю входную ВЧ часть, первый смеситель, пред-УНЧ и ФНЧ после них. Фактически, это представляет собой обычный SSB приёмник прямого преобразования с двумя квадратурными НЧ каналами - I(0)/Q(90). Всю эту часть можно выполнить ЛЮБЫМ способом, каким посчитает нужным любой радиолюбитель! Конечно, тут могут быть любые решения - от простых до самых сложных. Ничто не мешает выпольнить такой SSB ППП на диодных смесителях, на LC-ФНЧ и с формирователями квадратуры для смесителей на базе пассивных RC, RLC, LC цепей. "Сложность" схемы при этом упадёт в разы, но, сорри, в плане настройки и в плане точности получения заданных параметров, например, точности сдвига фаз в RLC или LC фазо-вращателе схема однозначно, усложнится(её настройка). Это тоже стоит понимать - в чём-то мы выигрываем, а в чём-то проиграем, однозначно. Но, тем не менее, указанная выше часть схемы - это "обычный" SSB ППП с квадратурным НЧ выходом. Как пара вариантов можно предложить такие первые смесители. См. ниже...
Схема на Рис.2, практически, НЕ упрощает схему ППП, но параметры смесителя также улучшатся, т.к. сопротивления открытых ключей ИМС 74CBT3306 составляет около 5 Ом !! Можно также использовать в первом смесителе сдвоенного мультиплексора "4 к 1" ИМС FST3253. Тогда весь смеситель будет выполнен всего на одной ИМС. Схему не привожу, т.к. это можно посмотреть в соответствующих разделах этого Блога !
Что же касается "второй" части схемы ППП с демодулятором Д.Уивера, куда входят второй смеситель, сумматор НЧ сигналов, ФНЧ с Fcut = 3000Гц и оконечный УНЧ, генератор Пилот-тона и формирователь квадратур 0-90-180-270, то тут также можно "упростить" схему миксера, по аналогии с первым смесителем(см.выше). Можно также упростить и схему формирователя квадратур от генератора Пилот-тона, что называется, "идя в ногу со временем" ! Для этого смотрим ниже схему генератора квадратур Пилот-тона...
Как мы видим, довольно простое и элегантное решение для генератора Пилот-тона и формирователя квадратур. Даже имеется переключение боковых полос. Сигналы VFO-0 и VFO-90 - это квадратурные сигналы с фазами 0-90 и частотой примерно 1600-1700 Гц. Всё это делает микропроцессор PIC 12F629. В Инете есть такая информация и прошивка для контроллера PIC 12F629. Можно и приобрести готовый прошитый микроконтроллер - впаял и радуйся, и не нужно мучиться со всякими генераторами Пилот-тона. Хотя, для "общего развития", не грех, а даже полезно, повозиться именно с генераторами на "рассыпухе". Но у схемы на PIC контроллере есть один БОЛЬШОЙ недостаток - частоту его выходного сигнала подстроить "на лету" невозможно, т.к. для этого нужно "перезалить" PIC контроллер с изменённой программой для генерации другой частоты.
!!! ИНТЕРЕСНЫЙ факт !!!
Если в работающем приёмнике с демоулятором Д.Уивера, схема которого показана выше, подкручивать подстроечный резистор RV2, отвечающий за частоту генератора Пилот-тона, то мы получаем , в аккурат, эффект подстройки генератора BFO или телеграфного гетеродина, как его ещё называют в супергетеродинном приёмнике. Т.е. можно в каких-то пределах выставить "тембр" принимаемой SSB станции, с более низким звучанием или наоборот, с высокими тембрами...
Подводя резюме, можно с уверенностью сказать одно - выполненный точно по схеме и с заведомо исправными деталями, SSB приёмник с демодулятором Д.Уивера заработал сразу с таким подавлением НБП, что "нерабочую" боковую автор этого блога не смог вообще никак услышать, от слова совсем, какие усилия бы не прилагал.
Чтобы "убедить" себя, что приёмник работатет и работает хорошо, автор с отдельного генератора ВЧ подал на вход этого приёмника немодулирванный сигнал, примерно, с уровнем соответствующим RS 59+40 dB !!! И как я ни старался, при переходе через "нулевые биения" я не смог никак зафиксировать хоть какой-то остаток "недодавленной" боковой полосы НБП !! Её не было слышно совсем. Даже балансировать уровень подавления при помощи RV3 не пришлось - его просто установил по середине !
Т.е. приёмник получился очень качественным. Подавление боковой как с хорошим ЭМФом или КФом - не хуже 70-80 дБ ! И без всяких подстроек. Какого-то, хоть малейшего "присуствия" Пилот-тона с частотой 1600 Гц в тракте НЧ нет! Искажения сигнала НЧ связанные с "разворотом" спектра НЧ также не выявлено.
О них писал сам автор метода(не дословно) Д.Уивер, что "...присутствовало "лёгкое" искажение на сигнале, напоминавшее переговоры первых "лунных" американских космонавтов..." - т.е. такой себе, специфический тембр окраски НЧ сигнала. У меня такого замечено не было - вполне себе, обычный, стандартный, демодулированный синал НЧ без призвуков и всяких "НЧ насадок".
Цель данной статьи - привлечь внимание "паяющей радио-публики" к незаслуженно-забытому методу демодуляции SSB сигнала ! В мировой литературе его ещё называют "третьим методом" или "third method". Способ несложный в плане понимания и изготовления. Настройки при правильном монтаже и исправных деталях как оказалось почти не требует - максимальное подавланеи боковой НБП установилось практически автоматом !
Такой приёмник можно выполнить и "по-модульно", т.е. разбив всю схему на логически-самостоятельные блоки(платы - так по-моему мнению будет проще всё изготовить. Совершенно, не советую всю схему делать на одной большой плате, т.к. в случае любого "форс-мажора" вся работа по изготовлению и распайке платы пойдёт "на смарку" ! Другое дело, если будете использовать любую макетную плату, тогда смело можно расположить всю схему на ней. Ведь перепаивать макетку - это "безболезненное" и простое дело. Не понравился какой-то узел - распаял и спаял другой на его месте.
И "на закуску" - для рьяных сторонников именно прямого преобразования демодулятор Д.Уивера НЕ является прямым преобразованием !! В приёмнике прямого преобразования ПРИНЦИПИАЛЬНО только ОДИН смеситель. А здесь их два - т.е. это уже не прямое преобразование. Но если вдуматься в суть метода Д.Уивера, то фактически при втором "преобразовании" нет как-бы переноса спектра на другую частоту ПЧ. Спектр, вернее его ширина остаются прежними стандартными - 300-3000Гц. Но зато метод Уивера убирает довольно существенные недостатки фазового метода селекции боковой в SSB ППП. Не нужны громоздкие полифайзеры или НЧФВ на базе многокаскадных цепей с фазо-вращающимися звеньями на ОУ. Для хорошего подавления боковой, не менее 80 дБ, в SSB ППП с фазовым методом нужно 8-мь малошумящих и прецизионных ОУ с "обвязкой" R и С с номинальной точностью не более 1%. Такая же точность и с бОльшим количеством деталей будет и для 8-мизвенного полифайзера. А если исходить из чисто практических умозаключений, основываясь на личном опыте создания таких SSB ППП и на опыте других радиолюбителей, то честно говоря, SSB ППП с НЧФВ 8-го порядка или 8-мизвенным полифайзером, реально "потеряет" децибел 20-30 при подавлении боковой полосы из-за разных схемных "неточностей". Т.е. если реально закладывать подавление боковой не менее 80 дБ, нужно проектировать SSB ППП со схемами НЧФВ с подавлением не менее 100 дБ.
Также мной лично( и другими радиолюбителями (например US5QX) было отмечено, что после прироста звеньев для 8-мизвенного полифайзера, реального прироста подавления боковой полосы НЕ замечается совсем. Т.е. по-видимому, реально, 8-мизвенные полифайзеры - это типа и реальный предел по количеству звеньев. Аналогично и для 2-хфазных схем НЧФВ на ОУ.
Но, учитыая и об этом писал сам мэтр ППП, В.Т.Поляков(RA3AAE), что поскольку многих любителей вполне устраивает подавление боковой на уровне 40 дБ(!!!), то тогда многое для SSB ППП упрощается - для этого вполне подойдут 4-хзвенные полифайзеры или НЧФВ всего на 4-х ОУ. Есть ИМСы ОУ, имеющие в корпусе 4-ре ОУ - TL084, LM324 и им подобные. Т.е. НЧФВ 4-го порядка можно выполнить всего на одном корпусе ИМС. Ну, а если радиолюбителя НЕ устраивает подавление боковой в 40 дБ, а хочется реальных 70-80 дБ, как у хороших ЭМФов или КФов, я считаю путь к этому - Демодулятор SBB Д.Уивера !
По-моему простое и довольно эффективное решение. Также "в пользу" Уивера ещё добавлю, что второе преобразование с Пилот-генератором происходит на довольно низкой частоте - 1600-1800 Гц, где получается очень большая точность сдвига фаз 0/90/180/270, а также стабильная (без возбудов) работа схем на этих частотах, а также "стойкость" таких каскадов к разным ВЧ полям и наводкам. например, на моей макетке длина неэкранированных проводков от генератора Пилот-тона ко 2-му смесителю получилась не менее 7-8 см и никаких "наводок" или помех при этом не случилось - всё работает чисто и приятно !
Вообще, для техники прямого преобразования стОит понимать одно - исключая лишь самые первые каскады УРЧ и первый смеситель, все остальные узлы ППП/ТПП работают ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО на низкой , звуковой частоте, в подавляющем большинстве до 10 кГц !!! Поэтому, априори, каких-то "завязок, "наводок", как это бывает сплошь и рядом в любых спергетеродинах, а особенно при 2-х 3-х преобразованиях, а особенно при относительно высоких значениях частот ПЧ 5-20 МГц, в ППП/ТПП такого нет ! Едиственное, что может "докучать" конструкторам ППП/ТПП - это чрезмерное усиление в тракте НЧ.
Поэтому ОЧЕНЬ желательно применять в пред-УНЧ схемы усилителей на основе "измерительного усилителя на ОУ" - это как минимум, будет способствовать устойчивости таких пред-УНЧ и во-вторых, с такими усилителями реальный Кус получается высоким, при относительно низком расчётном Кус - т.е. звучит как бред, но просмотрев схемы с такими пред-УНЧ на Блоге, вы можете по номиналам рассчитаь их Кус. И Вы будете удивлены, когда окажется что в 99% таких схем Кус не превышает 20-30ть раз по напряжению ! Не 1000-3000 раз как рекомендуют делать для простых ППП, а 20-30ть раз !! Дело в том что в таком "измерительном усилителе" не "обычный" Кус, как в обычных НЧ входных усилителях, а "дифференциальный" Кус - а это, как говорят в Одессе, две большие разницы ! И во-вторых, такой "измерительный усилитель" имеет просто Громадное Входное Сопротивление, исчисляемое десятками Мегом !!! Т.е. по входу такого пред-УНЧ можно ставить резисторы, последовательно вх. сигналу величиной, хоть 100-200 кОм или даже более и это никак не скажется на потерях НЧ сигнала - входное сопротивление ведь, порядка десятков Мегаом !
Если будет у меня возможность записать "хороший эфир" на этом приёмнике, попозжее сделаю это и выложу здесь аудио-файл. В моём "гео-положении" уровень помех порой, ну просто огромный, поэтому записать "хороший эфир" не так-то просто... Сорри.
Желаю всем успеха в Вашем хобби !!
.png)
.png)


.png)



Здравствуйте, Сергей. В приведенной схеме смесителя на 74lvc3157 не указаны номиналы резисторов R1 и R2. Из значения тоже выбрать как 200 - 300 ом как указано выше ?
ОтветитьУдалитьДоброго времени суток. Нет, не совсем так. Я специально не указал номиналы резисторов, потому что вместо LVC3157 можно использовать подобные мультиплексоры 2:1, например ADG719 или им подобные. Номинал этих резисторов выбирается примерно(!!!) раз в 8-10 больше сопротивления открытого ключа. Если ключ, например, имеет Rоткр=25 Ом, то R1R2 можно(и нужно) ставить номиналом 200-250 Ом. Если Rоткр=10 Ом, то номиналом 90-100 Ом. Без резисторов, лично в моеё практике коэффициент передачи именно таких смесителей, падает и довольно существенно. Я об этом упоминал в статье - по-видимому это из-за "взаимо-шунтирования" ключей. Т.е. когда один ключ на фронте сигнала(меандра) ГПД начинает открываться, а другой(на фронте) ещё не закрыт полностью, то второй ключ будет шунтировать первый. Поэтому резисторы в любом случае необходимы. И плюс второй фактор, "в пользу" резисторов - они выравнивают средние значения открытых ключей. Например один ключ имеет сопротивление 10 Ом, а другой 13 Ом, типа технологический разброс при производстве. Посчитайте относительную в (%) разницу этого различия. А теперь последовательно каждому ключу впаяйте резисторы по 100 Ом. Теперь их сопротивления буду 110 и 113 Ом соответственно. Посчитайте теперь в (%) их различие в сопротивлениях ! Это будет ну очень сущесвенно различаться. А стало быть различаться будет и работа ключей в реальной схеме - без резисторов и с ними. В любом случае, даже в небалансных схемах ключевых смесителей, которой является и схема на LVC3157, важно(!!!) иметь идентичные ключи. В данном случае важен такой параметр их, как прямое сквозное сопротивление ключа. Желательно сделать их максимально равными или с помощью резисторов или, если есть возможность, отобрать из кучи ключей. Собственно и всё объяснение. Когда-то, уже очень давно, я пробовал "играться" с ключами на базе ИМС 74НС4053. Вот тогда я и обнаружил, чисто эмпирически этот "эффект" - ключ с резисторами (для 74НС4053) 300-330 Ом работал в разы(!!!) лучше, т.е. громче, т.е. коэффициент передачи ключа НЕ уменьшался, что как-бы по логике должно было быть, а НАОБОРОТ - увеличивался. С тех пор я делаю только так и не иначе. Ну и второй фактор, взаимо-шунтирование ключей я описал выше. Удачи в хобби !
УдалитьСорри, самое главное забыл написать, для ключей LVC3157, при их Rоткр = 6 Ом, можно смело ставить резисторы 50-60 Ом. У меня сейчас в этом Уивере, ИМС 74НС4066 заменена на пару 74LVC3157 с резисторами по их входам по 68 Ом. Работает просто "на ура". Говорить о каких-то потерях сигнала в смесителе из-за резисторов 68 Ом, вообще не приходится - работает всё чики-пуки. Усиление с ключами LVC 3157, выросло настолько, что пришлось уменьшать Кус пред-УНЧ, потому как оба регулятора по ВЧ и по НЧ стояли на 10% от максимального и приёмник работает очень громко(на колонку). Соседи меня не поймут. Поэтому Кус пред-УНЧ пришлось понизить.
УдалитьСпасибо Сергей за ответ. Предельно ясно.
УдалитьВладимир.
Добрый вечер Сергей.
ОтветитьУдалитьУ Вас в схеме пропущены два резистора. Инструментальный усилитель на оу DA1. Резисторы 3.3 к по аналогии как у DA4 резисторы R15, R16.
И ещё хотелось попутно спросить. Видел у Вас смеситель на коммутаторе 4053. Там у Вас питание у него 10 вольт. Подумал, что это ошибка. Но смешение на вход заведено 5в. Вроде как много 10в. Но в тоже время квадратурные сигналы гпд подаються с 74hc74 у которой не указано питание. Подразумевается (наверное), что оно 5в. Вот тут противоречие по согласованию уровней. Возможно это тоже ошибка в схеме. Могу ли я я просто запитать 4053 от 5в и смещение сделать 2.5в. все встанет на свои места. К сожалению не знаю как указать Вам на схему. Видел на каком то форуме. Заранее спасибо.
Владимир
Доброго вечера, Владимир. Спасибо большое за указанные "очепятки". С резисторами - да, там те же 3.3 кОм как и в нижнем ОУ. Я сейчас исправлю, после ответа Вам.
УдалитьТеперь касательно запитки НС4053 от +10В. Да, были такие схемы у меня "на заре" , когда я впервые заимел ИМСы 4053, 4066, 4051. Да, я пробовал их питать от +10В. Я рассуждал при этом так - это КМОП структуры? Да - КМОП. Серия К561 или К176 работатют от +9-10В? Да, работают. Правда это не эксивалентные серии, но это было давно и я тогда "так подумал". Т.е. при их запитке от +10В с ними ничего не происходило из ряда вон выходящего. Они не грелись не "трещали", т.е. работали в принципе как обычно. Но(!!!) при таких питающих U=+10V, бытродействие этих ИМС увеличивалось. Я не могу сказать "во сколько" или "на сколько" - но это было 100%. Особенно это касалось D-триггеров 74НС74. Ведь они начинали работать быстрее и шустрее и до бОльших предельных частот. Меня тогда интересовали предельные частоты 28-56 МГц. ИМС 74НС74 при её питании от +10В и входной частоте 56 МГц довольно ощутимо грелась ! Пэтому в дальнейшем я перестал "насиловать" эту серию ИМС 74НСхххх таким питанием +10 и перешёл на даташитовский стандарт -+5В не больше и не меньше. Ну от силы можно их питать +6В. За последнее время Вы не найдёте ни одной моей схемы с использованием серии 74НСхххх, где бы я их питал более, чм от +5В. А если и найдёте, то эти схемы, скорее всего прошлого столетия, годов 80-х, 90-х. Если ВАм мало быстродействия ИМС 74НСхххх, при таких питающих U - надо переходить к другим сериям ИМС, типа FSTxxxx, или ADG, с питанием не более(!!!) +5.5В.
Теперь касательно "противоречия" по согласованию уровней. Это надо мне видеть эту схему. Возможно, я там мог зарапортоваться с согласованием уровней. И если это так, то значит там будем считать моя ошибка. Если ИМС питаются от разных Uпит, например +10В и +5В, то я ВСЕГДА(!!!) разделяю их вх/вых обычными ёмкостями, чтобы не было связи по постоянному U. Если нужны уровни смещения равные Uпит/2, то для каждой ИМС я выставляю эти смещения как положено - при питании +10В - смещение(серединка) - +5В, при питании ИМС +5В, смещение для неё - +2.5В. И тогда такие "разношерстные" каскады я непременно( а так и надо) разделяю ёмкостями по постоянному току(или U). Это вы можете спокойненько увидеть там же на моём Блоге, рассмотрев другие радио-схемы. Я за этим слежу чётко и всегда. Конечно нельзя по постоянке соединять ИМСы с питанием +10В и +5В. Ну как минимум, если это цифровые ИМС у них могут не совпадать лог.уровни "1" и "0". Т.е. Для разного питание эти уровни лог "1" и лог "0" будут разными и таки узлы могут(на 90%) вообще оказаться нерабочими. Так, конечно, делать НЕЛЬЗЯ ! Если это в моей схеме, то значит схема либо старая (по времени), либо рисовав её я "зарапортовался" и нарисовал неправильно. По любому если бы я это заметил, когда рисовал схему, то вряд-ли допустил бы такую оплошность !
Схему "SSB RX 14MHz с демодулятором Д.Уивера" подправил и перезалил в Блог. Теперь же совсем другое дело ! :-)
УдалитьСпасибо
Удалить