Расчеты узлов техники прямого преобразования для начинающих

[DX888]

Всё давно придумано. Самая простая схема с АРУ выглядит примерно так:

Нет, и еще раз нет)). На 80м диапазоне работают "киловаттники", которые своими сигналами могут перегрузить УРЧ. Поэтому АРУ буду делать по УРЧ.

1. Смотрите, схема АРУ под УРЧ. Принцип работы её мне понятен, но непонятны номиналы резисторов R89 и R92. В сумме получается 22к100 ом. То есть когда АРУ неактивна, затвор полевика сидит на массе через эти два резистора. Так? В таком случае, полагаю необходимо подобрать эти два резистора. Сейчас у меня АРУ пока нет, и затвор полевика сидит на массе через 220 кОм, подбирал по максимальному Ку. Какие в таком случае должны быть R89 и R92 при работе УРЧ с АРУ? Ну, чтобы сохранился требуемый Ку.

2. Посидел тут ночь, послушал на приём и всё же пришел к выводу, что маловато всё же усиления по НЧ. Я хочу так, чтобы шумы эфира были очень громкими, то есть чтобы на их фоне можно было отчетливо слышать слабые станции. Сейчас же усиление такое, что мощные станции просто разрывают динамик, а чтобы слабые разобрать - нужно ухо к динамику прислонять. То есть шумы эфира почти не слышны, динамический диапазон то есть какой-то дико большой получился...

То бишь, соберу всё же дополнительный предусилитель на одной половинке NE5532P. Схема тоже мне понятна, резистор выбора Ку выбрал 5 кОм, то есть усиление получится около 25, верно? Полагаю, больше и не нужно. Но! Самый непонятный для меня пока момент - два резистора по 100 кОм, которые задают половину напряжения на вход. Почему именно по 100 кОм? У меня вот, в НФВ и ФНЧ стоят по 47 кОм. На что влияет сопротивления этих резисторов? То есть - как изменится работа операционника, если эти резисторы будут, к примеру или 100 кОм или 5 кОм? Потребление поменяется, шумы увеличатся и т.д.? Прошу подсказать.

Добавлено через 20 минут(ы):

И еще один вопрос.

В программе рассчитал фазовращатель 6 порядка. То есть выходит, мне в схему нужно добавить всего 1 дополнительную NE5532P!
Судя по расчетам, подавление ВБП в полосе 300 Гц - 3 кГц будет почти 65Дб!! Да это же сказочно просто

Но, возник самый сложный вопрос - какого номинала резисторы, отмеченные стрелочками? Как узнать?


И последний (пока) вопрос... Вот я думаю, хорошо - технически можно сделать по НЧ фазовращатель с подавлением верхней боковой на 60Дб. А по ВЧ фазовращателю? Там же самая простейшая схема, резистор и конденсатор.... Не получится так, что хорошее подавление ВБП по НЧ будет бесполезно из-за простейшей схемы подавления по ВЧ? То есть соберу я фазовращатель 6 порядка с 60дб подавлением, а из-за простого фазовращателя по ВЧ - конечное подавление всё равно ниже 30Дб не опустится?...

[IG_58]

Предусилитель - на ОУ, или классический двухкаскадный.
На схеме перечислены транзисторы, с которыми пробовал.

Не возбуждается такой усилитель? Правильно ли я понимаю, что конденсатор 6800пф в коллекторе второго транзистора стоит для ограничения полосы пропускания, а не от возбуждения?

[Oleg 9]

Нет, и еще раз нет)). На 80м диапазоне работают "киловаттники", которые своими сигналами могут перегрузить УРЧ. Поэтому АРУ буду делать по УРЧ.

Вам виднее .

Смотрите, схема АРУ под УРЧ. Принцип работы её мне понятен, но непонятны номиналы резисторов R89 и R92.

Мне они тоже не понятны.

Какие в таком случае должны быть R89 и R92 при работе УРЧ с АРУ? Ну, чтобы сохранился требуемый Ку.

Спрашивайте у автор этой схемы. Мне разбираться в чужих "косяках" уже не интересно .

Самый непонятный для меня пока момент - два резистора по 100 кОм, которые задают половину напряжения на вход. Почему именно по 100 кОм?

Если бы было нарисовано 47 кОм, вы спросили бы, почему именно 47 . Чем больше их сопротивление, тем лучше фильтрация питания, но при этом нужно учитывать входной ток применённого ОУ, иначе при слишком большом номинале напряжение сместится от половины питания из-за входного тока ОУ.

В программе рассчитал фазовращатель 6 порядка. То есть выходит, мне в схему нужно добавить всего 1 дополнительную NE5532P!
Судя по расчетам, подавление ВБП в полосе 300 Гц - 3 кГц будет почти 65Дб!! Да это же сказочно просто

Теоретически будет 65дБ, практически дай Бог вам хотя бы 40 дБ получить во всей полосе зеркальной боковой.

Но, возник самый сложный вопрос - какого номинала резисторы, отмеченные стрелочками? Как узнать?

Эти резисторы должны быть одинаковые. Если поставите 10 кОм - не сильно ошибётесь.

И последний (пока) вопрос... Вот я думаю, хорошо - технически можно сделать по НЧ фазовращатель с подавлением верхней боковой на 60Дб. А по ВЧ фазовращателю? Там же самая простейшая схема, резистор и конденсатор.... Не получится так, что хорошее подавление ВБП по НЧ будет бесполезно из-за простейшей схемы подавления по ВЧ? То есть соберу я фазовращатель 6 порядка с 60дб подавлением, а из-за простого фазовращателя по ВЧ - конечное подавление всё равно ниже 30Дб не опустится?...

Мне нравится ход Вашей мысли, добавлю, что помимо ВЧ фазовращателя есть и другие источники снижения подавления НБП. Так что на начальном этапе бессмысленно замахиваться выше 40 дБ в подобных схемах. Другое дело цифровые ВЧ фазовращатели и полифазные НЧ, с ними можно и 60 дБ подавления НБП получить. Но это совсем другая тема...

[Юрий Морозов]

В программе рассчитал фазовращатель 6 порядка. То есть выходит, мне в схему нужно добавить всего 1 дополнительную NE5532P!
Судя по расчетам, подавление ВБП в полосе 300 Гц - 3 кГц будет почти 65Дб!! Да это же сказочно просто.

Все не так просто, можно рассчитать низкочастотный фазовращатель(НЧФВ) и более высокого порядка – но как его настроить? Там не просто номиналы типового ряда, а с третьим знаком после запятой!, и без точных их номиналов расчетных данных по подавлению нерабочей боковой не получить. В общем решать Вам.
Второй вопрос, нельзя сужать полосу НЧФВ, она должна быть обязательно шире низкочастотного спектра образованного низкочастотными фильтрами. К примеру, если принять полосу НЧФВ четвертого порядка 300-3000гц, и частоту среза ФНЧ седьмого порядка 3000гц, то в зоне подавления нерабочей боковой полосы, часть частот НЧ спектра не будет подавлена и будет прослушиваться. Либо надо делать низкочастотный фильтр высоких порядков, чтобы получить более прямоугольную форму низкочастотного спектра входящую в зону подавления НЧФВ, что не всегда оправдано.
Лучшее пояснение на рисунках (вариант формирования верхней боковой полосы).
На рисунке 1 – полное согласование. На первом графике, синяя прерывистая линия, показывает полосу НЧФВ 300-4500гц. На втором графике коричневая линия (с заштрихованными участками) показаны сформированные низкочастотные спектры в нижней и верхней боковых полосах с частотой среза 3000гц,. На третьем графике, первый и второй наложены на друг друга, где видно подавление НБП и пропуск ВБП.
На рисунке 2 - когда они не согласованы, Для увеличения подавления НБП сузим полосу НЧФВ 300-3000гц, а частоту среза ФНЧ оставим без изменений - 3000гц. После сложения графиков видим, что пролазит «хвост» низкочастотного спектра в области нижней боковой полосы.
В качестве примера, в ТПП на 160м (В.Полякова), полоса НЧФВ второго порядка составляет 239-3470гц, при частоте среза ФНЧ третьего порядка 2700гц. Не зря, в описании, В.Т. Поляков пишет о полезности снятии амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) низкочастотного спектра, и о внимании к частоте среза ФНЧ.
И в качестве отрицательного примера (это из своей личной практики, НЧФВ 5 порядка и низкочастотные фильтры выполнены на LCэлементах) картинка 3, подавления не нужной боковой с не согласованными НЧФВ и ФНЧ-ФВЧ, как результат пролазит неподавленная боковая.

Но, возник самый сложный вопрос - какого номинала резисторы, отмеченные стрелочками? Как узнать?

Я когда-то собирал НЧФВ 4порядка на ОУ LM324, и столкнулся проблемой. Поставил резисторы по 10ком, при этом точно подобрал номиналы фазоздвигающих RC цепочек.
И …., он у меня не пошел. Долго измывался, пока не нашел причину, которая оказалась до банальности проста. Эти резисторы можно брать в пределах 10-47ком , главное условие их по парное равенство. Если этого не сделать – НЧФВ трудно будет настраивать!
В качестве аргументированного примера во вложении картинки моделировщика Multisim:
Картинка 4.1 и 4.2 - где резисторы делителя по 10к, имеют отклонения от номинала +/-0%, соответственно АЧХ и ФЧХ расчетные .
Картинка 5.1 и 5.2 - где резисторы делителя в пределах 10к-47к, имеют отклонения от номинала +/-0%, соответственно АЧХ и ФЧХ расчетные .
Картинка 6.1 и 6.2 - где резисторы делителя по 10к, имеют отклонения от номинала +/-до 5%, видно как расползлись АЧХ и ФЧХ, причем фазосдвигающие цепочки расчетные .
Картинка 7.1 и 7.2 - где резисторы делителя в пределах 10к-47к, имеют отклонения от номинала +/-до 5%, так же АЧХ и ФЧХ расползлись ,фазосдвигающие цепочки расчетные .
В картинках 6.1,6.2,7.1 и 7.2 наглядно видно как увеличиваются отклонения АЧХ и ФЧХ.
Вывод, стремиться ставить попарно резисторы с минимальными разбросами!!!

И последний (пока) вопрос... Вот я думаю, хорошо - технически можно сделать по НЧ фазовращатель с подавлением верхней боковой на 60Дб. А по ВЧ фазовращателю? Там же самая простейшая схема, резистор и конденсатор.... Не получится так, что хорошее подавление ВБП по НЧ будет бесполезно из-за простейшей схемы подавления по ВЧ? То есть соберу я фазовращатель 6 порядка с 60дб подавлением, а из-за простого фазовращателя по ВЧ - конечное подавление всё равно ниже 30Дб не опустится?...

Особо страшного ничего, ваш модулятор-демодулятор будет выдавать в районе центральной частоты ВЧФВ нормальное подавление боковой, а примерно +/- 25кгц с уменьшением подавления, и чем дальше от центральной частоты, тем меньше подавление. Как исправить положение – поставить ВЧФВ второго порядка, которого хватит за глаза.
В качестве помощи во вложении excelевская считалка.

Юрий Морозов (UR4IJE)

[Oleg 9]

Картинка 4.1 и 4.2 - где резисторы делителя по 10к, имеют отклонения от номинала +/-0%, соответственно АЧХ и ФЧХ расчетные .

Здравствуйте, Юрий. Для наглядности можно включить в модели фазовращатели "наоборот" - на вход подавать напряжения с генераторов, установив в их свойствах фазу 0 и 90 градусов, и с выхода наблюдать не отклонение фазы от 90 градусов, а непосредственно подавление. Пример с номиналами из Вашей картинки 4.1 в приложении.


Добавлено через 54 минут(ы):

В дополнение, свипирование по разбросу +/- 1% резисторов 10к, выделенных красным цветом. Как видно из графика, подавление может упасть до 31дБ

И +/- 2,5%. Подавление падает до 22 дБ.

[DX888]

Да ладно, мы не ищем легких путей))

Кстати, что думаете об этом варианте исполнения ВЧ фазовращателей?Вложение 234925

Посмотрите пожалуйста документ, что думаете о таком виде ВЧ ФВ?

И попутный вопрос. Не кажется, что на схеме ошибка? Что точки переключения фазовращателя с приема на передачу должны быть смещены после резисторов 1 ком? А то, получается в режиме приёма входное сопротивление фазовращателя 1 кОм, а когда он переворачивается на передачу - другое?

[Suh]

IG_58
Ага. Бывает, что возбуждается. В старину, у транзисторов h21 был 30…50 ( и усиление у такого усилка – 60 дБ).
А нынче, у КТ3102 h21 – 400…1000. Можно получить усиление 100… дБ. Другой коленкор.
Сам был удивлён, что на дешевеньких транзисторах получил хороший результат.
Борьба с возбуждением. Обычные приёмы.
- топология
- упомянутый конденсатор
- резистор (100 Ом +/-) в эмиттере первого транзистора
- некоторое уменьшение ёмкости переходных конденсаторов
- высокое качество блокировочных конденсаторов
- общая ООС

Вот совсем классика.

[DX888]

Рассчитал ВЧ ФВ по документу, что выше дал Юрий Морозов. Вопросы:
1. индуктивность 86 мГн - это на всю катушку или на каждую половинку обмотки?
2. можно-ли намотать индуктивность на ферритовом кольце 600НН двумя скрученными проводками? Расчет витков производил тут: http://coil32.ru/calc/ferrite-core.html
3. если у меня нет точно такого конденсатора на 86.5Пф, то можно-ли поставить, к примеру 56пф, а подавление ВБП добиться подстройкой резистора?
4. и самый важный вопрос - выходное сопротивление ВЧ ФВ какое по моей схеме - 1 кОм или 500 Ом? а то запутался..

[Юрий Морозов]

Странный осадок остается после ваших вопросов. Зачем сами себе создаете проблемы.
1.Судя по вашему второму аудиофайлу, учтя рекомендации Олега Шипилова (Олега 9) вполне нормальный результат для данной схемы. Может следует остановиться?, и присмотреться к антенному хозяйству?.
2. Я наверное поспешил дать не обдуманный совет по установке ВЧФВ 2 порядка, если автором все спланировано, не корректно давать советы по переделке его схемы, лучше обратиться непосредственно к нему, насколько я знаю, он всегда давал дельные ответы.
Для справки - просто так взять и поставить ВЧФВ другого порядка нельзя, не все они сочетаются в линейке ВЧФВ-СМ-НЧФВ, к тому же, не все они реверсивны.
3.Я не знаю, зачем Вам охватывать весь диапазон 80м, судя по Вашим вопросам, режимом CW не владеете, уже можно вычеркнуть 100кгц (диапазон CW), остается обработать 200кгц (3600-3800). Поэтому можно обойтись малой кровью не нарушая основной схемы. В ВЧФВ вместо одного R9, поставьте два, один на частоты 3600-3700кгц (Fср – частота настройки = 3650кгц), другой на частоты 3700-3800кгц (Fср – частота настройки 3750кгц). Недостаток – введение переключателя, ну или реле.

Теперь ответ по Вашим вопросам:

Рассчитал ВЧ ФВ по документу, что выше дал Юрий Морозов. Вопросы:
1. индуктивность 86 мГн - это на всю катушку или на каждую половинку обмотки?

Индуктивность полной катушки.

2. можно-ли намотать индуктивность на ферритовом кольце 600НН двумя скрученными проводками? Расчет витков производил тут: http://coil32.ru/calc/ferrite-core.html

На ферритовом кольце – нет, только на каркасах от низких КВ диапазонов с подстроечниками.

3. если у меня нет точно такого конденсатора на 86.5Пф, то можно-ли поставить, к примеру 56пф, а подавление ВБП добиться подстройкой резистора?

Поставьте подстроечную емкость, в небольших пределах можно подстроить резистор.

4. и самый важный вопрос - выходное сопротивление ВЧФВ какое по моей схеме - 1 кОм или 500 Ом? а то запутался..

По Вашей не знаю, а по схеме автора Сергея Дылды, сопротивление ВЧФВ со стороны смесителя = 1ком!

Олег9. Здравствуйте, Юрий. Для наглядности можно включить в модели фазовращатели "наоборот"

Олег здравствуйте!!! Очень хотел весь материал собранный по расчету фазовращетелей обобщить
и выставить для общего пользования. Завел в расчеты предложенную Вами концепцию НЧФВ Вилларда – все работает, на ОУ(Ваш вариант) и добавил на LC+ОУ(мой вариант). Но на практике на ОУ в «нулевой» фазе были искажения, для борьбы не хватило времени, а потом в связи с известными событиями тем более завис. Если будет время могу выслать данные, может отыщете мою ошибку (но это уже не в этой теме).
Юрий Морозов (UR4IJE)

[DX888]

Странный осадок остается после ваших вопросов. Зачем сами себе создаете проблемы.

Автор заявляет подавление верхней боковой не менее 40-45Дб. У меня же пока только 20дб, смотрите на сдр-приёмнике:
- красная вертикальная полоса - точная настройка на несущую.
- разница от пика до пика между нижней и верхней боковой всего 20Дб, Вот я и пытаюсь добиться заявленных параметров...