Некоторые вопросы основного тракта US5MSQ

[sev_n_v]

Приветствую всех участников и гостей этой темы форума!

То All

Открывая эту тему, хочу оговориться заранее, что это тема не по устранению недостатков основного тракта современного ТПП, я их не вижу, а скорее по увеличению ее достоинств (нет предела совершенству). Еще одна цель – это поглубже разобраться в работе основных узлов или даже узнать что-то новое. Ведь согласитесь что:
«Многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы; но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий»
Итак, вопрос первый.

Прямое детектирование АМ в ОУ.

АМ помеха после преобразования имеет частоту всего 50кГц. По моим наблюдениям , для NE5532 при уровне такой помехи на его входе порядка 5-7мВэфф на уровне общих шумов уже начинает прослушиваться тональник - исходное модулирующее напряжение АМ.

В отличие от прямого детектирования в смесителе, где продукты не приобретают фазовые сдвиги гетеродина (т.е. являются синфазными), сигнал помехи АМ после преобразования получит фазовые сдвиги 0-90-180-270. Соответственно и продетектированные в ОУ сигналы будут иметь такой же фазовый сдвиг, т.е. эти сигналы не будут синфазными. Далее они поступают на полифазер и обрабатываются точно так же, как и полезный сигнал. В зависимости от того выше или ниже помехи частота гетеродина, в одном случае продукты прямого детектирования будут подавляться, как нерабочая БП, в другом выделяться. Увеличение симметрии каналов, точности суммирования или степени подавления синфазных помех избавиться от этой помехи нам не поможет.

Здесь хотелось бы оговорить один момент. Если уровень помехи в виде прямого детектирования не меняется от того выше или ниже помехи частота гетеродина, то проблемы прямого детектирования в ОУ вообще не существует, и мы имеем дело со стандартным вариантом прямого детектирования в смесителе.
Мне неизвестно, чтобы кто-то из авторов других конструкций ПП упоминал об этой проблеме.
Если уровень помехи меняется, то выходов из этой ситуации я вижу два.

1. Борьба с плохими ОУ , возможно, кто-то подскажет название хороших. Если таких нет, то может быть эту проблему можно решить заменой ОУ транзисторами.

2. Фильтровать.
Об этом постоянно говорит VP. Подавление предварительного ФНЧ второго порядка с Fсреза=3кГц на Fпомехи=50кГц составит приблизительно 48дБ. Подавление ФНЧ третьего порядка будет на 24дБ больше и составит около 72дБ.

Я не хочу сказать, что это снимет остроту проблемы прямого детектирования, т.к. такая проблема вообще не стоит в основном тракте с его ДД2=110дБ.

Но с учетом того, что

основной вклад вносит и ,фактически, тем самым определяет верхнюю планку ДД2 прямое детектирование ОУ

и

указанный мной ДД2 - суммарный, общий для всего приемного тракта ТПП, при отстройки помехи АМ на 50кГц. Конретно для смесителя этот параметр существенно выше - по грубой оценке порядка 120-130дБ.

возможно, эти меры позволят перейти к нормальному положению вещей, когда верхнюю границу ДД2 будет определять не ОУ, а преобразователь.

Мне не хотелось бы доставать своей назойливостью автора , создавшего замечательную конструкцию, поэтому мои рассуждения или вопросы обращены к людям, способным подсыпать перцу или подкинуть провокационную идею и вообще ко всем, кто хочет и может что-нибудь подсказать.
Ответы «сам дурак» не принимаются.

73! Николай.

[Oleg 9]

Всех приветствую!
Померил сегодня порог возникновения прямого детектирования у себя в ТПП. Схема другая, смеситель на FST3125. управление импульсами в половину периода. И самое интересное - те же 40 милливольт! Дальше - ещё интересней. Уровень начала ПД, примерно в 40 милливольт не меняется при отстройке с 15кГц до 500кГц (больше ГПД не позволяет). Между смесителем и ОУ установлен ФНЧ. Если бы ПД происходило на ОУ то при отстройке в 500 кГц порог ПД должен был бы увеличится в 30 раз. А так как этого не происходит, прямое детектирование возникает скорее всего на ключах смесителя. :?

[Oleg 9]

Провёл дополнительные исследования по прямому детектированию АМ в ТПП. Результаты:
1 Прямое детектирование АМ сигналов отстоящих по частоте от несущей более 20 кГц происходит в смесителе.
2 Уровень АМ сигнала, при котором начинается ПД, зависит от напряжения смещения ключей смесителя. Максимум подавления наблюдается при напряжении смещения FST3125 около 0,86 вольт. При таком смещении ПД начинается с напряжения АМ сигнала на входе смесителя более 200 милливольт! 8) (40 милливольт при смещении 2,5 вольта).
3 Дополнительная балансировка дифференциального сумматора после полифазера эффекта не даёт.

Измерения проводились на частоте 7,2 мегагерца.

[sev_n_v]

Приветствую всех участников и гостей этой темы форума!

Вопрос второй.

Суммирование противофазных и подавление синфазных сигналов

В основном тракте применено симметричное усиление противофазных сигналов на сдвоенных ОУ.
Если рассматривать каналы 270 и 90, то это DA3 и DA7.
Кроме усиления, такие схемы еще и ослабляют синфазный сигнал, но не очень сильно.

Об этом чуть подробнее.
В отличие от дифференциального усилителя, коэффициент усиления синфазного сигнала которого Кс стремится к нулю, Кс на сдвоенных ОУ равен единице.
Это вытекает из принципа его работы и проверено на практике, Кс не зависит ни от степени симметричности усилителя, ни от его коэффициента усиления дифференциальных сигналов Кд. Даже если сопротивления различаются в два раза Кс=1.
Таким образом, коэффициент ослабления (подавления) синфазного сигнала Косл, который вычисляется как отношение Кд / Кс будет численно равен Кд. Для схемы на DA3 Косл будет равен 1+2*R49/R45 или 25,7дБ, для схемы на DA7 будет равен 1+2*R132/R130 или 17,6дБ. Общий Косл составит 43,3дБ.

Схему на DA9.1 для каналов 270 и 90 можно интерпретировать как обычный дифференциальный усилитель (ДУ).
В этом случае для увеличения подавления синфазных сигналов нужно подобрать попарно равными сопротивления R147 и R149, а также R158 и R154, но можно и всю четверку, что немного труднее. Для каналов 180 и 0 нужно подобрать R148 и R150, сопротивления R158 и R154 считаем уже подобранными.
В схеме, вероятно, допущена ошибка в номинале R154, который должен быть 15кОм.

Противофазные сигналы в ДУ на DA9.1 усиливаются или с учетом фаз они просто суммируются.
Кроме этого схема на DA9.1 выполняет еще и роль сумматора сигналов сдвинутых на 90 градусов. По инвертирующему входу суммируются сигналы каналов 270 и 180, по неинвертирующему, сигналы каналов 90 и 0.

Несколько слов о подборе сопротивлений.
При этом я буду пользоваться понятием допуск, означающим отклонение от номинала в ту или другую сторону.
При использовании сопротивлений с допуском 1% ослабление синфазного сигнала в ДУ будет колебаться в зависимости от распределения сопротивлений (какое куда попадет) и в самой неблагоприятной ситуации (бутерброд всегда падает маслом вниз) составит 34дБ, при допуске 0,5% ослабление, если маслом вниз, составит 40дБ.

Когда мы говорим о синфазных сигналах, мы подразумеваем, что они имеют одинаковую фазу, но это не означает, что они имеют одинаковую амплитуду.
ДУ на сопротивлениях с допуском 0,5% подавит синфазный при разнице амплитуд 5% на 24,4дБ, при разнице амплитуд 2% - 30,4дБ, при разнице 1% - 34дБ, и только при равных амплитудах на 40дБ.

В связи с вышеизложенным, напрашиваются следующие выводы:

1. Подбор сопротивлений в усилителе на DA3 влияет только на симметричность усиления противофазных сигналов, но в любом случае этот усилитель будет вносить дополнительную погрешность, т.е. увеличивать разбаланс амплитуд, который существует на выходе преобразователя DD2 (он же не идеальный).
Здесь остается неисследованным вопрос влияния разбаланса амплитуд на входе полифазера.
Если он критично к этому относится, то амплитуды на выходе DA3 желательно выровнять регулировкой усиления в каналах.
Возможно, из-за разницы в амплитудах на входе полифазера, существует разница в расчетном и практическом подавлении нерабочей БП.
Что касается подбора сопротивлений в усилителе на DA7, то здесь несимметричность усиления вообще ни на что не влияет и подбор сопротивлений мне кажется здесь не нужен.

2. При использовании в ДУ на DA9.1 сопротивлений с допуском 0,5% общее подавление синфазного сигнала с учетом Косл DA3 и DA7 составит от 67,7 до 83,3дБ, при разбалансе амплитуд от 5% до нуля. Отсюда можно ориентировочно определить подавление прямого детектирования АМ преобразователем частоты на DD2. Если ДД2=110дБ а Косл тракта 60дБ то на ключи преобразователя остается 50дБ. Возможно это и не так (хотелось бы узнать как , если ДУ может работать без преобразователя, то преобразователь без ДУ нет – это единое целое).
Возможно, подавления от 67,7 до 83,3 дБ будет достаточно, если нет, то амплитуды синфазного сигнала на входе DA9.1 нужно выравнивать.
Все эти рассуждения не касаются аппарата в целом и по существу являются обсасыванием мелких нюансов. Сам аппарат, по значимости для радиолюбителей, повторюсь можно сравнить с UW3DI.

73! Николай.

[RZ3DOH]

В схеме, вероятно, допущена ошибка в номинале R154, который должен быть 15кОм.

Приветствую всех!

Ошибки там нет, по крайней мере на слух при номинале R154 в 8 кОм и 16 кОм(в моем аппарате), разницы на слух практически никакой нет, может по приборам что-то и есть, но я не мерял, для меня важнее то, что слышат мои уши и какой мой сигнал слышат колеги по эфиру.
"обсасывание" мелких нюансов имхо излишне, схема прекрасно работает, за что огромное спасибо АВТОРУ. Не нравится - не повторяйте, если есть обоснованные конкретные предложения, проверенные на практике, по улучшению параметров этой схемы - будет очень интересно посмотреть, или предложите свой вариант схемы, а так все это переливание с пустого в порожнее. Я эту схему делал для работы в эфире, и ТПП на основе этой основной платы ужЕ больше года успешно трудится. Сейчас занимаюсь небольшой модернизацией этой схемы, как будут результаты, выложу на соответствующем форуме.
НЛ.

[sev_n_v]

То RZ3DOH

Уважаемый НЛ.
Скажите, а зачем Вы занимаетесь модернизацией этой схемы?
Неужели хотите улучшить ее работу?
Если это так, то мы с Вами единомышленники

73! Николай.

[RZ3DOH]

То RZ3DOH

Уважаемый НЛ.
Скажите, а зачем Вы занимаетесь модернизацией этой схемы?
Неужели хотите улучшить ее работу?
Если это так, то мы с Вами единомышленники

73! Николай.

НЛ - ничего личного

По поводу модернизации - пока ничего, улучшаючего электрические параметры этой схемы, не планируется, на сегодняшний день в этом плане пока все меня утстраивает, направление несколько иное, но об этом только после получения конкретных результатов.
возможно мы и единомышленники, только с той разницей, что у меня этот трансивер работает, а у Вас, похоже, пока только на бумаге..

Игорь.

[sev_n_v]

Приветствую всех участников и гостей этой темы форума!

То RZ3DOH

Ок Игорь, конечно мы единомышленники, даже несмотря на то, что у Вас что-то есть, чего нет у меня и наоборот.

То All

К вопросу о номинале резистора R154

Если рассмотреть работу схемы на DA9.1 по выполняемым функциям, то ее можно разделить (см. вложение) на следующие составляющие:
1.ДУ сигналов 0 и 180
2.ДУ сигналов 90 и 270
3.Сумматор сигналов 0 и 90
4.Сумматор сигналов 180 и 270

Для упрощения анализа работы схемы в связи с тем, что выходные сопротивления источников сигналов (выходы DA7, DA8 с эмиттерными повторителями) намного меньше входных сопротивлений DA9.1 (15кОм) их учитывать не будем, т.е. примем равным нулю.

Для варианта ДУ сигналов 0 и 180 коэффициент усиления Ку по инвертирующему входу будет равен единице, R147 влияния на Ку не оказывает, т.к. оба его конца подключены к точкам нулевого потенциала.
По неинвертирующему входу Ку без учета входного делителя (R149,R150,R154) будет равен 1+R158/(R147+R148 параллельно) или 1+15/7,5=3.
Коэффициент передачи входного делителя будет равен (R149+R154 параллельно)/R150+(R149+R154 параллельно) или 7,5/(15+7,5)=1/3.
С учетом входного делителя Ку по неинвертирующему входу также будет равен единице.

Для варианта ДУ сигналов 90 и 270 ситуация аналогичная.

Сумматор сигналов 180 и 270 – инвертирующий сумматор, вопросов не возникает. Uвых=-(U1+U2)

Сумматор сигналов 0 и 90 – неинвертирующий сумматор. Здесь ситуация как для варианта ДУ сигналов 0 и 180. Для сигнала 0 или 90 Ку без учета входного делителя равен 3, коэффициент передачи входного делителя равен 1/3, общий Ку=1. Uвых=U1+U2

При выборе номинала R154 равным 7,5кОм разбалансируются все четыре составляющие схемы на DA9.1. Подавление АМ в этом случае составит от 10 до 12дБ при разбалансе амплитуд от 5% до нуля. Общее подавление синфазного сигнала с учетом Косл DA3 и DA7 составит от 42,7 до 44,7дБ вместо 67,7 до 83,3дБ (см. предыдущий пост) Невооруженными ушами это конечно можно не заметить, но по приборам, разница в подавлении АМ при 7,5 и 15кОм должна быть заметна.

73! Николай.

[victor hoffman]

Fьr Serg 007, Oleg 9 und viele Andere. Ребята, ну, неужели с вашими талантами так уж трудно сварганить что - либо для начинающих? Взять за основу хотя бы Киев 01. Доработать, улучшить где можно. Ну сколько смелых повторят ваши "шедевры"? Десять, двадцать, двадцать пять? А может вы и не заинтересованы в собственном електорате? Реалии сейчас таковы, что проще ( и дешевле!) попытаться сделать MiniYes, чем браться за прямое преобразование. Мы, чайники, как слепые котята, тычемся непонятно куда и для чего. Одним словом у чайников своё болото, у корифеев своё! А може так і краще? Дякую за увагу.

[ua3urs]

Улучшить можно например резисторы и конденсаторы с нормированным шумом . Ухудшить нельзя , если повторить 1 к 1 .73 . Толик .