Технический форум UT2FW

Позвольте поделиться некоторыми итогами построения блока ДПФ с УВЧ, собранного посхемотехнике "портативного Дуная". Задумав построить себе новый TRX с одним преобразованием частоты на основе синтеза конструкции уважаемого Александра (об особенностях его настройки писал в соотвествующей теме), я сделал приемный тракт с входной частью, полностью повторяющей схемотехнику трансивера UT2FW, а также блок полосовых фильтров с УВЧ, аттенюатором и первым каскадом передатчика. Скажу сразу - все работает и в целом неплохо, однако при дальнейшей кропотливой настройке и вникания в тонкости дела стали появляться некоторые вопросы и "открытия".

Для начала не совсем понятен выбор номиналов резисторов в авторских каскадах, сильно отличный о того, что рекомендован в книжке Рэда. Из-за этого входы-выходы УВЧ и предусилителя TX получаются довольно высокоомными и как следствие - АЧХ ДПФов довольно сильно отличается в режимах передачи и приема, а также при включении УВЧ. Как показала практика, должную неравномерность АЧХ можно получить и в этом случае, однако, как правило, лишь в одном из режимов за счет другого, что явно не есть гут. Подправив номиналы на те, что рекомендует товарищ Рэд и уменьшив количество витков связи на ряде фильтров (при этом сделав их полностью симметричными), удалось добиться того, что АЧХ почти не зависит от режима работы, увеличить подавление за полосой, а также сделать коэффициент передачи тракта почти независимым от частоты. Необходимый небольшой подъем в районе 21-28 Мгц легко обеспечивается введением конденсатора в несколько сотен пФ с эмиттера транзистора первого каскада передатчика на землю.

Поскольку это не первый подобный блок в моей практике, то аналогичные замены были произведены в предыдущем 6-диапазонном трансивере, собранном лет 5 назад (схемотехника фильтров там та же), и были получены отличные результаты. Отдача на передачу (вместе с ШПУ) получилась одинаковой по бендам почти автоматически, и удалось, наконец-то, легко и просто настроить "широкие" диапазоны 160, 80, и 10 м с неравномерностью не более 1 дБ.

Результирующая схема блока с корректированными номиналами прилагается.


Очень понравился ключевой смеситель на КН8 - минимум потерь (как следствие - прекрасная чувствительность даже без УВЧ), простота конструкции и всего лишь один трансформатор. Все заработало с полпинка и не потребовало регулировок и подбора элементов. Однако при окончательной настройке приемника (по структуре ОЗ КП903 - 8 крист. кв. фильтр - УПЧ на 2 КП350 - 4 крист. кв. фильтр - еще один КП350 - диодный детектор итд) выяснилось, что даже при приличной экранировке блоков имеет место быть прием местных УКВ вещалок, выражающихся в своеобразном "хрюке" в такт передаваемой музыке при настройке на определенные частоты. По видимому, происходит это из-за преобразования на гармониках гетеродина, а побороть эту неприятность удалось лишь установкой простого ФНЧ пятого порядка с частотой среза около 35 Мгц в НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ близости от смесителя в виде отдельной платки. (см. приложенное фото).


С уважением, Валентин

Было бы интересно получить итоговые полные данные ДПФов.
Совершенству нет предела - посему, полученные в DN-2005 параметры не есть "истина в последней инстанции". По теме номиналов - выбирались режимы оптимальные как с точки зрения максимально возможного динамического диапазона RX с подъёмом чувствительности на ВЧ диапазонах, так и для выравнивания отдачи ТХ по диапазонам. Не забывай, что применялись отечественные ферриты и транзисторы, а с ними построить ШПУ с равномерной отдачей во всём 1,5-30МГц диапазоне не такая простая задачка...
Кстати в УВЧ наиболее оптимален КТ399А в металле. Испытаны все советские транзисторы для таких применений - 399-му альтернативы не найдено.
Посмотрел внимательнее на фото - какой тип кварцев для фильтров? Это т.н. "лодочка" - низкий корпус с малюсенькой пластинкой кварца?

_________________
Aleksandr

Добрый день, Александр!

Прежде всего спасибо за столь скорый ответ. Полные данные фильтров будут несколько позже, вместе с экспрериментально снятыми АЧХ в различных режимах - пока на эту лабработу нет времени (тем более, чтобы точно пересчитать витки связи, нужно снимать экраны). Пока могу сказать, что для намотки использовались каркасы от старых телевизоров диаметром 8 мм с подстроечниками, количество витков контурных катушек примерно соотвествует вашим данным. Разумеется, при этом емкость конденсаторов вышла несколько меньше, чем в вашей конструкции. Подозреваю, что такое соотношение L/С не есть оптимальное, но экспериментировать в этом направлении совершенно не хочется. Уж больно это нудная и неблагодарная работа - мотать 27 контуров, да еще и с катушками связи (количество витков в которых также нужно подбирать!).

По поводу кварцев - да, это т.н. "лодочки". При макетировании фильтров из них и последующей подгонки параметров по программе А. Белых вышло, что их динамическая индуктивность (Ld) равна примерно 34-36 мГн. В приложении - полная схема приемника, где проставлены реально получившиеся номиналы конденсаторов в основном и подчисточном фильтрах (вероятно, это будет вам любопытно).


Кстати, насчет смесителя. В предыдущем сообщении забыл написать, что обнаружил еще одну довольно неприятную вещь. При "развороте" его на передачу выяснилось, что максимальный уровень сигнала ПЧ, который он может обработать без искажений, сильно зависит от выходной частоты. Если на НЧ диапазонах перегрузить мне его так и не удалось, то на "десятке" начиная где-то от полувольта на выходе предусилителя передатчика (в моем случае) начинаются довольно сильные IMD (замерено при подаче на микрофононый вход двухтонального сигнала и приеме получившегося сигнала другим трансивером). Причем виноват в этом явно смеситель (либо особенности его связки с полосовиками), т.к. отключение предусилителя на результаты не влияет совершенно. Объяснение этому явлению я так и не нашел - интересно, не наблюдали ли Вы нечто похожее?


P.S. За информацию о КТ399А в УВЧ - большое спасибо. Будем искать эти транзисторы (сейчас повсеместно использую KT368A в пластмассе).
С уважением, Валентин

Как на мой опыт кварцы в таком исполнении неприемлемы для изготовления кварцевых фильтров. Пробовал от нескольких производителей - без толку - мала площадь пластинки, чтобы изготовить из них фильтры приемлемого качества. Оговорюсь - это было давно - ещё в "прошлом веке" - в конце 90-х. Возможно, что те кварцы были отечественного производства, а на сегодня китайцы научились готовить уже и тааких "мелких кошек"...
По ДПФам - в своё время ухлопал почти месяц на ту работу - крайне нудная работка - подбор витков катушек связи, когда каркас из обычного полиэтилена - чуть паялом пригрел - всё поплыло. Впоследствии на повтор таких подвигов больше желания не проявлялось.
По смесителю - неравномерность в параметрах связана с качеством "меандра" от 74АС74. По этой теме много информации докладывал. Следует применять максимально высокочастотную микруху для формирователя меандра. На сегодня возможности в этом плане огромны - можно провести лабработу с разными типами микросхем. Название микрухи абсолютно ничего не гарантирует - всё нужно проверять. Если есть компакт диск от UT2FW - на нём приводил подробности с фото в эту тему. Интеграловские микрухи начинают "валить" форму уже выше 12МГц - поэтому с повышением частоты и "ломаются" параметры смесителя. Кстати, "валят" не только форму, но и амплитуду.

_________________
Aleksandr

Итак, докладываю очередные результаты доводки-настройки ДПФов. В приложенных файлах - реальные АЧХ фильтров, полученные с помощью прибора NWT-7. Не следует удивляться тому, что "вершинка" большинства АЧХ находится выше нуля - характеристики сняты в режиме передачи с подключенным первым широкополосным каскадом на КТ368. Чтобы не перегружать вход детектора, по выходу свип-генератора включен дополнительный аттенюатор -10 dB, стало быть общий коэффициент передачи системы составляет где-то +10 - +13 dB (он равен усилению каскада за вычетом затухания в фильтрах). Что можно сказать по этим картинкам? На мой взгляд, неплохо, однако крутизна скатов все-таки оставляет желать лучшего (скажем, на десятке в районе частоты 25 МГц хотелось бы иметь минимум -40 dB, и опыты с другими фильтрами показывают, что это вполне достижимо) . Скорее всего, виновата слишком сильная связь с источником и нагрузкой - чтобы убедиться в этом не трогая катушки, придется померить реальное входное сопротивление фильтров в полосе пропускания. Если оно окажется существенно выше 50 Ом - значит, нужно отматывать витки связи. Общее затухание вдали от полосы в районе -60 dB (а это - селективность по зеркальному каналу) также не слишком здорово, но сдается мне, что для сильного улучшение этого параметра необходим куда более серьезный подход к конструктиву, нежели обычная двусторонняя печатная плата в текстолитовом корпусе-экране.

Не далее как несколько дней назад проделал лабработы по оптимизации режима работы смесителя (напомню, что в исходном варианте наблюдалась довольно сильная потеря линейности при повышении выходной частоты). Не исключено, что это было связано с качеством меандра на затворах полевиков (достоверно оценить это самое качество я не могу по причине отсутствия соответствующих приборов), или же КНка попалась неудачная, однако факт остается фактом - при отсоединении подложки (вывод 2) от земли линейность на десятке сильно повышается!. Еще больший эффект дает подача на подложку отрицательного потенциала -10 - -12V (при той же можности подаваемых сигналов уровень IMD3 падает более чем на 10 dB!). На более низкочастотных бендах эффект есть, но он гораздо менее выражен, а на 80-ке практически не обнаруживается вовсе.. В итоге после такой модернизации при одинаковом уровне сигнала ПЧ на входе смесителя мы имеем практически равные уровни интермодуляционных искажений на всех бендах, что не может не радовать. В реальности, уровень IMD порядка -40dB below PEP достигается при выходном напряжении первого каскада передатчика (Кус= 14-15 dB) около 500 mV (при нагрузке в 50 Ом) - думаю, такого уровня хватит, чтобы нормально раскачать ШПУ.

В приложенном файле - спектры сигнала на выходе передатчика при подаче на вход двухтонального сигнала (Fвых = 28500 KHz). Самый грязный спектр - подложка заземлена, средний- она "висит в воздухе", лучший - на вывод 2 КНки подано -12V.

Небольшой коммент.
По ДПФам - есть отличия в параметрах в зависимости от того, какого диаметра каркасы + из какого феррита сердечники применены. Применялись сердечники от телевизоров Львовского производства. Для диапазонов ниже 21МГц длинные сердечники из феррита бОльшей проницаемости, на диапазоны 21МГц и выше короткие сердечники из феррита меньшей проницаемости. В таком исполнении получалась максимальная добротность контуров, соответственно и их лучшие параметры. С каркасами диаметром 5мм и сердечниками диаметром 4мм из карбонильного железа добротность катушек явно ниже.
По смесителю на 590КН8 достаточно много было "сломано копий" ещё в прошлом веке. Параметры зависят как от качества 74АС74 - читай - получаемого с неё меандра. Так и от качества самой 590КН8. Как-то народ, покупавший КН8 на Донецком Маяке, жаловался на то, что вообще не работал этот смеситель. Припоминаю, что кому-то из особенно настырных самодельщиков даже высылал свои КН8 для сравнения. Тема "подложки" в КН8 связана с тем, какие параметры защитных стабилитронов применил производитель в этих микрухах. К сожалению советские заводы лепили кто во что горазд. Если эту тему ещё повспоминать - "выплывут" и КП327 у которых защитный стабилитрон открывался от напряжения АРУ, тем самым полностью блокировал работу АРУ трансивера. На сегодня тема закрыта лёгкой доступностью различных микрух серии FST и ADG, как и полевиков серии BF.

_________________
Aleksandr

Из переписки -
Подскажите: Где можно прикупить каркасы на катушки индуктивности для ДПФ?

Подробности по каркасам - см. сайт. Покупались во Львове - насколько понял - это были остатки от телевизионного производства. В UB5F есть в остатках подобные сердечники (расположение выводов совпадает со Львовскими) но под сердечник СЦР-1 и диаметр каркаса на 1мм меньше.

_________________
Aleksandr

Из переписки -
Я себе строю КВ радиостанцию и поиском попал на вашу страничку :http://www.ut2fw.com/node/26 ,хочу повторить плату полосовиков, у меня полосовики сделаны так же но без катушек связи,т.е. на ёмкостях. Диаграмы ваших полосовых фильтров мне понравились.Вы не могли бы мне пару слов написать про эту плату кроме того что уже написано, и если можно прислать печатку платы полосовиков а так же пояснить что такое "линейка ШПУ".Я понимаю это" широкополосный усилитель" но почему линейка,или там их несколько каскадов.Если можно то этот момент по подробнее.Заранее спасибо.
Владимир, на сегодня не так уж и много осталось в радистской среде реально-изобретателе-производителей, чтобы "поиском попадать"... Да ещё к тому же Комрат-Рени не более 100км, да и RU6L-RU4A - не разные "континенты"...
Что ещё почитать? Скачать компакт-диск, см. по ссылке => viewtopic.php?f=5&t=261 - там читать хватит не на одну неделю...
Печатка есть на том же компакте.
Линейка ШПУ - это несколько широкополосных усилительных каскадов на транзисторах, соединенных последовательно.

_________________
Aleksandr