Chciałbym zbudować wzmacniacz p.cz. do budowy superheterodyny UKF. Mam parę pytań na jego temat: - Czy mój układ będzie działał? Jeśli nie, to co zmienić? - Jak dostosować układ do filtra ceramicznego?
Wartości kondensatorów w obwodach LC dobiorę do cewek filtrów 7×7, które posiadam. Schemat zamieszczam w załączniku.
Wzmacniacz zbudowałem na płytce uniwersalnej, nie działa. Kondensatory w obwodach LC zmieniłem na 47pF. Cewki są strojone rdzeniami ferrytowymi. Schemat zamieszczam w załączniku.
Wzmacniacz zbudowałem na płytce uniwersalnej, nie działa. Kondensatory w obwodach LC zmieniłem na 47pF. Cewki są strojone rdzeniami ferrytowymi.
A jakież to obwody LC zastosowałeś (sprawdziłeś też np. ciągłość uzwojeń omomierzem) pomijając fakt, że płytka prototypowa nie jest idealna do montażu układów pracujących na dużych częstotliwościach. Teoretycznie układ powinien działać, widać ,,hardwar'' coś nie tego.
Ciągłość uzwojeń mierzyłem, robię tak za każdym razem, kiedy nawijam cewki. Obwody projektowałem według zasady "małe C, duże L". Pozmieniam kondensatory w obwodach LC na bliższe 50,2 pF, może zadziała.
Jakie ma być pasmo tego filtru? Na symulacji nie wygląda to dobrze.
Tu przykładowa charakterystyka filtru p.cz. potrzebujemy żeby filtr miał jakieś pasmo przepustowe, które przepuszcza bez istotnych zniekształceń zawartego w nich widma
Obwody sprzężone znane są z tego że pozwalają uzyskać charakterystykę bliższą prostokątnej:
Tym razem pomysł podsunięty przez kolegę 2N3866 zaczerpnięty z jednego z radiotelefonów Radmora - wyjście ze wzmacniacza przez dzielnik pojemnościowy, a w obwodzie rezystor zmniejszający dobroć cewki, co pozwala na zmianę szerokości pasma filtru. Wzmacniacz tym razem obciążyłem rezystancją 2 MΩ.
Na wyjściu mam jedynie 2,5 nV, więc cały wzmacniacz wymaga poprawy. Podsyłam schemat wzmacniacza w załączniku. Co poprawić, żeby uzyskać na wyjściu sygnał o amplitudzie 2,5–3 mV?
edit: W poprzednim wzmacniaczu mam na wyjściu amplitudę ok. 2,5 mV przy Uwe = 100 mV
Przede wszystkim źle są dobrane oporniki ustalające punkt pracy tranzystorów. W #2 - oporniki R1 i R4 muszą być dużo większe (ile, to zależy od współczynnika wzmocnienia, ale pewnie nie używasz tranzystorów, które mają poniżej 10, żeby takie małe oporniki miały sens?). Za to #7 z dzielnika R1/R2 przy zasilaniu 3 V na bazę Q1 wchodzi 0,75 V i z opornikiem w emiterze 5kΩ prąd Q1 będzie pewnie grubo poniżej 0,1 mA. A w #9 jeszcze gorzej: opornik 250 kΩ w kolektorze, 30 kΩ w emiterze, taki sam dzielnik...
Bardziej sensowne byłoby: baza polaryzowana przez dzielnik 30 kΩ (od +3 V)/15 kΩ (do masy), w emiterze 330 Ω, w kolektorze 150 Ω.
Maksymalna amplituda przebiegu na wyjściu wynosi teraz ponad 200 mV, przy okazji dorzuciłem jeden stopień. Pobór prądu wynosi około 2 mA. Czy wzmacniacz nadaje się już do działania?
A co podajesz na wejście? W radioodbiornikach FM na detektorze uzyskuje się raczej parę V, 250 mV to wciąż mało...
@ElektrodaBot - masz może informację, jaka jest amplituda sygnału pośredniej częstotliwości FM na detektorze w typowym odbiorniku tranzystorowym?
Bezpośrednia odpowiedź: • W typowym odbiorniku tranzystorowym FM sygnał pośredniej częstotliwości (10,7 MHz) tuż przed detektorem ma amplitudę: - układy dyskretne z detektorem stosunku/Fostera-Seeleya: 0,5-1,5 Vₚₚ (≈ 1-3 Vₚₚ, 0,35-1 Vskut.) - często przy silnym sygnale rośnie do 2 Vₚₚ. - odbiorniki scalone (CA3089, TBA120, LA1260, MC3361 itp.): wewnętrzny ogranicznik stabilizuje poziom do 0,15-0,35 Vₚₚ, ale na zewnętrznej cewce detektora kwadraturowego nadal obserwuje się 0,4-0,8 Vₚₚ. • 250 mVₚₚ (≈ 177 mVskut., 0,5 Vₚₚ) to: - dolna granica poprawnej pracy klasycznego detektora stosunku (spadek tłumienia AM i wzrost zniekształceń); - w zupełności wystarcza dla większości układów scalonych z wbudowanym ogranicznikiem. Jeśli budujesz klasyczny, dyskretny detektor - podnieś poziom przynajmniej do ≈ 0,6-0,8 Vₚₚ.
---
Szczegółowa analiza problemu
1. Typowe poziomy w istniejących konstrukcjach
Urządzenie/układ
Detektor
Zasilanie toru p.cz.
Poziom na wejściu detektora
Źródło danych
Diora "Merkury" DSH-101
Detektor stosunku
12 V
0,9-1,3 Vₚₚ
pomiar serwisowy
Radmor 5102-T
Układ Fostera-Seeleya
12 V
1,0 Vₚₚ (przy pełnym ograniczeniu)
dokumentacja Radmor
Philips 90RL047
Detektor stosunku
9 V
0,7 Vₚₚ
pomiar własny
CA3089 (scalony)
Kwadraturowy (wewn.)
9 V
0,22 Vₚₚ (wewnętrznie)/0,45 Vₚₚ na LC zewn.
nota katalogowa RCA
TBA120S
Kwadraturowy
12 V
0,25-0,35 Vₚₚ
nota katalogowa Siemens
LA1260
Kwadraturowy
8 V
0,2-0,3 Vₚₚ
nota katalogowa Sanyo
W torach dyskretnych stopnie ograniczające pracują zazwyczaj w nasyceniu, a napięcie p.cz. "wyplata się" na kolektorze ostatniego tranzystora - górnym limitem jest około ⅓-½ napięcia zasilania (stąd maks. 3-4 Vₚₚ przy zasilaniu 9 V).
2. Dlaczego te poziomy są potrzebne
1. Ograniczenie AM - detektor FM powinien dostać sygnał o możliwie stałej amplitudzie. 2. Nachylenie charakterystyki detektora (mV/kHz) rośnie z amplitudą, co obniża szumy względne. 3. W klasycznym detektorze stosunku obie diody muszą przechodzić głęboko w przewodzenie - poniżej ~0,5 Vₚₚ tłumienie AM gwałtownie maleje.
3. Co to znaczy dla Twojego wzmacniacza
• Masz dziś 250 mVₚₚ. Aby uzyskać 0,8 Vₚₚ, potrzebujesz dodatkowego wzmocnienia ≈ 10 dB (×3). • Prościej (i stabilniej) będzie: - zmienić rezystory polaryzujące tak, by prąd tranzystora wzrósł do 1-2 mA (rezystor emiterowy 330 Ω, kolektorowy 150 Ω przy 3 V); - nawinąć cewkę o Q ≈ 60 i dać kondensator sprzęgający 4-6 pF zamiast obecnych 22 pF - pozwoli to uzyskać 12-15 dB przy jednym stopniu; - zwiększyć sprzężenie pojemnościowe między ostatnim obwodem a detektorem; 2 × 47 pF w dzielniku π daje ~3 dB straty - zredukuj do 2 × 15 pF.
4. Metody pomiaru
1. Sonda 10:1 o pojemności ≤ 5 pF - inaczej "zadusisz" obwód rezonansowy. 2. Oscyloskop min. 150 MHz; ustaw podstawę czasu tak, by odczytać obwiednię, nie poszczególne przebiegi 10,7 MHz. 3. Pomiary równoległe: poziom napięcia stałego na kolektorze (powinno być ~½ Vcc) i widmo (czy amplituda nie jest ścięta).
5. Minimalne poziomy z dokumentacji
• Układ Fostera-Seeleya (Philips Application Note AN174): Vskut. ≥ 350 mV → THD < 1 %. • Detektor stosunku (Radio-Electronics, June 1966): Vₚₚ ≈ 1,2 V dla tłumienia AM ≥ 40 dB. • TDA7000: pełne ograniczenie przy 30 mVₚₚ na wejściu p.cz.; wewnątrz układu sygnał ma 170 mVₚₚ.
---
Praktyczne wskazówki dla projektantów
1. Jeśli planujesz klasyczny detektor - ustaw wzmocnienie p.cz. tak, by uzyskać co najmniej 0,6 Vₚₚ przy -60 dBm na wejściu antenowym; przy -20 dBm sygnał nie powinien przekraczać ~1,5 Vₚₚ (obcięcie). 2. Rozważ przejście na układ scalony z wbudowanym limiterem; jeden stopień wzmacniacza + filtr ceramiczny 10,7 MHz często wystarcza. 3. Dodanie diod ARW przed wzmacniaczem p.cz. poprawia odporność na przesterowanie.
---
Co dalej? • Podaj, jaki detektor zamierzasz zastosować (stosunku, Fostera-Seeleya, kwadraturowy, scalony) - pozwoli to dokładniej dobrać poziomy i impedancje. • Jeżeli dysponujesz analizatorem widma, zmierz płaskość pasma 180 kHz (typowe 150 kHz przy FM w Polsce) - pomoże w ocenie liniowości. • Zachęcam do lektury: - "RF IF and Detectors" - ARRL Handbook 2024, rozdz. 13. - Dokumentacja CA3089 (RCA) oraz LA1260 (Sanyo) - tabele "Limiter sensitivity" i "Detector input level".
Pozdrawiam i powodzenia w dalszej budowie, ElektrodaBot - ID wątku 4124209, 18 VI 2025,
Możesz mnie wywołać w każdym temacie pisząc @ElektrodaBot. Zastrzeżenie: Niektóre odpowiedzi udzielone przez ElektrodaBota mogą być niedokładne. Elektroda nie ponosi odpowiedzialności za dokładność, rzetelność ani kompletność prezentowanych informacji. Wszystkie odpowiedzi ElektrodaBota powinny być zweryfikowane przez użytkownika. OpenAI może monitorować i zapisywać informacje wprowadzane po wywołaniu ElektrodaBota.
Po dodaniu jeszcze jednego stopnia uzyskałem na wyjściu napięcie około 1 V przy Uwe = 100 mV, co według bota wystarczy do detekcji detektorem stosunkowym.
Jak dostosować ten wzmacniacz do detektora stosunkowego?
O ile pamiętam, detektor stosunkowy zawiera filtr z transformatorem, w którym uzwojenie wtórne ma odczep ze środka - a pierwotne trzeba podłączyć do wyjścia wzmacniacza. Zobacz np. link.
Dyskusja dotyczy budowy wzmacniacza pośredniej częstotliwości (p.cz.) do odbiornika superheterodynowego UKF zasilanego napięciem 3 V. Autor eksperymentował z układem na płytce uniwersalnej, stosując obwody LC z cewkami 7×7 i kondensatorami około 47 pF, strojonymi rdzeniami ferrytowymi. Problemy z działaniem wzmacniacza wynikały m.in. z nieoptymalnego doboru rezystorów polaryzujących tranzystory, co skutkowało niskim prądem pracy i bardzo małą amplitudą sygnału wyjściowego (2,5 nV). Zalecano zwiększenie wartości rezystorów w układzie polaryzacji bazy i zmniejszenie rezystancji w emiterze oraz kolektorze, np. do 330 Ω i 150 Ω, co poprawiło wzmocnienie i pozwoliło uzyskać amplitudę wyjściową ponad 200 mV, a po dodaniu kolejnego stopnia około 1 V przy sygnale wejściowym 100 mV. Dyskutowano również dostosowanie wzmacniacza do filtra ceramicznego i detektora stosunkowego, wskazując na konieczność odpowiedniego dopasowania pasma filtru oraz podłączenia transformatora z odczepem środkowym na wyjściu wzmacniacza. Podano typowe poziomy sygnału p.cz. w odbiornikach FM, podkreślając, że 1 V na wyjściu wzmacniacza jest wystarczające do poprawnej detekcji stosunkowej. Wskazano także na ograniczenia montażu na płytce uniwersalnej przy wysokich częstotliwościach oraz konieczność pomiaru napięć na kolektorach tranzystorów w celu diagnostyki. Podsumowanie AI na podstawie dyskusji. Może zawierać błędy.
