Входные цепи (контуры, фильтры) - схемы и анализ

Радиоизмерения

Re: Входные цепи (контуры, фильтры) - схемы и анализ

Сообщениеот Well » 30 авг 2021, 18:40

Ещё небольшой реверанс в сторону 38 Гео, и не мешаю.
Обратите внимание на конденсаторы в регулируемых ФПЧ. Они там, пишу по памяти - около 500 пик. Что свидетельствует о низкой, так сказать, начальной добротности и уже само по себе широкой полосе. Плюс - расстройка связи по идее не далает полосу уже, а наоборот - расширяет. Допускаю, что могло быть и наоборот, но тогда бы постоянный конденсаторы стояли максимум - по 200 пик и добротность была бы, навскидку, около 170-190. Тогда тягалками можно было варьировать ПП в довольно широком диапазоне, заужая ПП чуть ли не до 6 килогерц, но тут это дело ещё к преселекторам подвязано. Если судить по вашим картинкам, то на входе при самом лучшем раскладе ворота шириной менее 10 килоциклов не получаются, тогда как архитектура ФПЧ этого ВЭФа подразумевает (навскидку) 12-15 килогерц, если не больше. В таком случае вообще трудно понять, зачем обрезать ворота ДВ и СВ, да ещё тагая их с ПЧ. Хотя....

Очень жалею, что нет под рукой этого аппарата. Но по памяти, оба Люкса с сопряжением регулировок ПФ по входу и ПЧ работают изумительно, особенно вечером на нормальную антенну, когда станции СВ льются словно бульбы портвейна в горло молодого шарманщика. Незабываемое ощущение. В МИРе такого нет, а вот в Латвии М137 - присутствует. Там хоть и нет этого, но скаты по ПЧ просто изумительны. Там их хорошо растянули, результирующая диаграмма как в Арике, хотя если не ошибаюсь, с оглядкой на 330 пик, добротность каждого контура в отдельности тоже невысока. Однако два каскада и шесть контуров творят чудеса... Надеюсь, вы в этом отношении дойдёте до МИРа, хотя там это дело уже попроще, побанальнее. Ну а потом и до сакраментального - трёхкаскадного УПЧ в вашем Б-53.
Аватара пользователя
Well
 
Сообщения: 13460
Зарегистрирован: 22 июл 2009, 15:22
Приоритет: История радио.

Re: Входные цепи (контуры, фильтры) - схемы и анализ

Сообщениеот RA3PKJ » 12 сен 2021, 22:12

Мир-154Р КВ 4...6МГц

Перехожу к контурам КВ-диапазонов приёмника Мир-154:
фильтры КВ Мир-154.jpg

Краткое описание.

В отличие от диапазонов ДВ и СВ, где применены двухконтурные входные фильтры, и к тому же применён УВЧ с резистивной нагрузкой, здесь мы имеем классический резонансный УВЧ.
Одиночные контуры на входе УВЧ незамысловаты. Будем именовать их сеточными контурами. Здесь всего лишь индуктивная связь с антенной. Нет дополнительной ёмкостной связи с антенной, такой как на диапазонах ДВ и СВ, поэтому параметры антенны должны влиять гораздо слабее на резонанс сеточных контуров.
Контуры на выходе УВЧ подключены к аноду лампы УВЧ 6К3 через отводы, которые ближе к цепи питания, т.е. контуры слабо нагружены. Будем именовать эти контуры анодными.

Критерии оценки.
Критерии, по которым можно на КВ оценивать влияние разных антенн на резонанс сеточных контуров, довольно размыты. Эквивалент антенны вообще на коротких волнах представляет из себя последовательное сопротивление 300...400 Ом, и всё! Короче, это ни о чём.
Напомню, что при отсутствии эквивалента допустимо и достаточно подключить ГСС через 400 Ом при измерениях на КВ.

Роль катушек связи.
Индуктивность антенных катушек связи бытовых приёмников выбирают из расчёта, чтобы резонанс типовой антенны вместе с катушкой связи был ниже нижней частоты диапазона (в связных приёмника другой подход, там главным является согласование). Т.е. катушка связи удлиняет антенну, понижая её резонанс. Для растянутых диапазонов с небольшим перекрытием это вполне работающее решение. Для широких диапазонов может быть чехарда. А если учесть, что длина антенны может быть различной, то учесть всё многообразие поведения уже затруднительно.
Однако, ширина полосы сеточного контура на КВ настолько велика, что изменение свойств антенны не оказывает фатальное влияние на частоту резонанса сеточного контура (я уже кое-что успел измерить :) ).

Тем не менее, хочется привести некоторую, ни к чему не обязывающую, информацию для тех, кому будет интересно. Что же из себя представляют бытовые антенны на КВ?...
Вообще, применяемые бытовые антенны длиной 5...30м (вкупе с заземлением) довольно энергично меняют своё активное сопротивление и реактивность по диапазонам КВ.
Я нашёл интересный график в журнале Радиофронт 1932г., №21, стр.78, демонстрирующий зависимость сопротивления излучения (т.е. за вычетом сопротивления потерь) антенн от некоего отношения А, вычисляемого по приводимой в тексте формуле:
сопротивл_излучения.jpg

Все мы привыкли думать, что волновой диполь (или полуволновый луч) имеет очень большое сопротивление, но как видим, это не так. Максимально достигаемое типичное сопротивление излучения (без учёта сопротивления потерь) низковисящих антенн невелико из-за близости земли, всего-то около 200...220 Ом.

В формуле параметр l это длина одного плеча классического диполя, или, что то же самое, длина лучевой антенны, используемой совместно с заземлением.
В формуле присутствует коэффициент 6,28, который туда был вбит, скорее всего для того, чтобы отношение А в большинстве случаев было больше единицы. Короче для удобства. Никакого физического смысла в нём нет.

Если взять к примеру, луч длиной 15м (естественно, с заземлением), то можно проследить по графику как будет меняться его сопротивление излучения от длины волны (или частоты). Например, на частоте 4МГц луч будет иметь 25 Ом и ёмкостную реактивность, так как антенна является короткой. На частоте 4,7МГц появится резонанс антенны, и сопротивление будет около 60 Ом. Выше этой частоты сопротивление продолжит рост, но реактивность уже будет индуктивной, так как антенна станет длинной для этих частот.
Следует отметить, что при повышении частоты возникнет новый резонанс, когда сопротивление провалится при А=4,3. Это когда длина диполя равна 1,5 длины волны (0,75 для луча). Для луча 15м это произойдёт на частоте 13,6МГц.
К сожалению, данный график не учитывает индуктивность катушки связи, которая заметно понижает частоту резонанса антенны, поэтому примите вышеприведённую информацию в качестве упражнения для мозгов.

Выше была прелюдия перед измерениями, если кто не понял.
Но пора приступать к делу. Сначала я посмотрю как влияет способ подключения ГСС на резонанс сеточного контура и определю его полосу, затем подключу АЧХ-метр к выходу УВЧ и посмотрю результирующую полосу двух контуров.
Николай. Сайт - http://ra3pkj.ru/, Форум - http://ra3pkj.keyforum.ru/index.php
Аватара пользователя
RA3PKJ
 
Сообщения: 112
Зарегистрирован: 11 окт 2016, 19:11
Откуда: Тульская область, г.Кимовск
Приоритет: Советское радио.

Re: Входные цепи (контуры, фильтры) - схемы и анализ

Сообщениеот Telets_NMD » 12 сен 2021, 23:30

RA3PKJ писал(а):
...
В формуле присутствует коэффициент 6,28, который туда был вбит, скорее всего для того, чтобы отношение А в большинстве случаев было больше единицы. Короче для удобства. Никакого физического смысла в нём нет.
...


Небольшая ремарка. Коэффициент 6,28 соответствует двум значениям числа ПИ (3,14). Вряд ли его брали в формулу просто так...
Однако, пока, объяснений этому числу и как выводили формулу не нахожу.

В остальном, Николай, тема занимательна, познавательна, интересна. Успехов.
Telets_NMD
 
Сообщения: 309
Зарегистрирован: 22 сен 2013, 04:55
Откуда: Украина
Приоритет: Реставрация.

Re: Входные цепи (контуры, фильтры) - схемы и анализ

Сообщениеот RA3PKJ » 13 сен 2021, 00:09

Привет! Да, это два пи. Но ничего не мешает разделить левую и правую части выражения на 6,28, и это число пропадёт. Останется только заново переписать цифры на оси Х на графике, так как значение А станет в 6,28 раз меньше.
Наверно эти 6,28 перешли из предыдущих каких-то вычислений, которые для нас остались неизвестны (в статье не написано). Впрочем не важно :) .
Николай. Сайт - http://ra3pkj.ru/, Форум - http://ra3pkj.keyforum.ru/index.php
Аватара пользователя
RA3PKJ
 
Сообщения: 112
Зарегистрирован: 11 окт 2016, 19:11
Откуда: Тульская область, г.Кимовск
Приоритет: Советское радио.

Re: Входные цепи (контуры, фильтры) - схемы и анализ

Сообщениеот Telets_NMD » 13 сен 2021, 00:25

Сложно предположить, что на "золотом" начальном этапе развития радио формулы писались просто так, особенно вводились численные константы. И это прошло без внимания, без реакции.

А вот то, что перешла константа 6,28 с других формул и вычислений - это скорее всего так. Тем более, что длина волны может определятся как расстояние, измеренное в направлении распространения волны, между двумя точками в пространстве, в которых фаза колебательного процесса отличается на 2 π .
Telets_NMD
 
Сообщения: 309
Зарегистрирован: 22 сен 2013, 04:55
Откуда: Украина
Приоритет: Реставрация.

Re: Входные цепи (контуры, фильтры) - схемы и анализ

Сообщениеот RA3PKJ » 13 сен 2021, 01:02

Да, что-то в этом есть. Согласен.
Перелистываю журналы Радиофронт, иногда делаю для себя открытия. Причём, в казалось бы известных вещах. Эти журналы просто кладезь знаний.
Николай. Сайт - http://ra3pkj.ru/, Форум - http://ra3pkj.keyforum.ru/index.php
Аватара пользователя
RA3PKJ
 
Сообщения: 112
Зарегистрирован: 11 окт 2016, 19:11
Откуда: Тульская область, г.Кимовск
Приоритет: Советское радио.

Re: Входные цепи (контуры, фильтры) - схемы и анализ

Сообщениеот Telets_NMD » 13 сен 2021, 01:19

RA3PKJ писал(а):Да, что-то в этом есть. Согласен.
Перелистываю журналы Радиофронт, иногда делаю для себя открытия. Причём, в казалось бы известных вещах. Эти журналы просто кладезь знаний.


И самое страшное , что этот "кладезь знаний", и не только с журналов, а и всего предыдущего технического развития сейчас под идеями унификации в технолоиях, совершенствования, использования других подходов да и в получении прибыли просто теряется. А зачастую и не уделяется ему, "кладезю", внимание...
Может и неправильно написал...
Может так и должно быть. Вот технологию постройки пирамид не знаем, и ничего, живем. Даже в космос летаем.
Telets_NMD
 
Сообщения: 309
Зарегистрирован: 22 сен 2013, 04:55
Откуда: Украина
Приоритет: Реставрация.

Re: Входные цепи (контуры, фильтры) - схемы и анализ

Сообщениеот RA3PKJ » 13 сен 2021, 20:28

Мир-154Р КВ 4...6МГц

Поехали...
Пока изучаем только сеточный контур. Вход АЧХ-метра подключён к сетке лампы УВЧ через ёмкость 1,5пФ.
Частота 4МГц. Выход генератора АЧХ-метра подключен к антенному входу приёмника через резистор 390 Ом, как и рекомендовано на коротких волнах вместо эквивалента антенны:
Мир_ПФ_КВ4_6_4000кГц_390Ом_1контур.jpg
Полоса 180кГц по уровню 0,7 (-3дБ).

Частота 4МГц. Генератор подключен напрямую:
Мир_ПФ_КВ4_6_4000кГц_0Ом_1контур.jpg
Возросла амплитуда на 4дБ. Внимание! Полоса ужалась до 100кГц по уровню 0,7 (-3дБ). С чего бы это? Проверил ещё раз, вернувшись к предыдущему измерению с резистором 390 Ом, но результат тот же.

Есть догадка. Контуры вообще не любят, когда к ним присоединяют внешние цепи, которые не желают колебаться в такт с контуром, это приводит к падению добротности контура. Например, контур достигает максимума напряжения, а в подсоединённой внешней цепи в это время опережающими темпами растёт ток. Обычно этим грешат RC-цепи, имеющие сопротивление среднего номинала (фаза колебаний в них сильно несогласная с фазой колебаний в контуре), но в нашем случае это RL-цепь из резистора 390 Ом и катушки связи. Если в нашем случае уменьшить сопротивление резистора до десятков Ом, то эффект уменьшения добротности пропадёт (хотя казалось бы должно наоборот, но в этом и парадокс), так как колебания в катушке связи будут уже более согласными по фазе с колебаниями контура. Описание такого эффекта было в каком-то журнале Радиофронт, сейчас не найду, правда там описали только в отношении RC-цепи, как наиболее распространённого случая.
Впрочем, это отдельная тема, так как она сложна для понимания, поэтому умолкаю.


Имитация антенн.
Постепенно родилась методика имитации антенн на коротких волнах.
На ДВ и СВ имела значение величина ёмкости антенн разной длины (ёмкость удалось идентифицировать по Гостам и другой литературе), а индуктивность антенн слишком мала по сравнению с индуктивностью катушек связи, и поэтому не было смысла принимать во внимание индуктивность антенн.
Однако, на коротких волнах ситуация другая. Необходимо знать индуктивность антенн. Зная длину антенны, находим резонансную частоту антенны. Зная частоту резонанса и ёмкость, вычисляем индуктивность при помощи формулы колебательного контура.
Таким образом, генератор будем подключать к приёмнику через последовательную цепь в виде конденсатора и индуктивности, которые полностью имитируют свойства антенны заданной длины. Высокая точность не требуется, так как это оценочные измерения.

Частота 4МГц. Имитируем стандартную для этого приёмника лучевую антенну длиной 15...20м, 200пФ, собственный резонанс 4,4МГц, 6,5мкГн. Реально установлена индуктивность 6мкГн (что нашёл у себя):
Мир_ПФ_КВ4_6_4000кГц_200пФ_1контур.jpg
Полоса 100кГц по уровню 0,7 (-3дБ). Всё нормально!

Частота 4МГц. Имитируем лучевую антенну длиной 10м, 120пФ, собственный резонанс 7,5МГц, 3,7мкГн. Реально установлена индуктивность 3мкГн (что нашёл у себя):
Мир_ПФ_КВ4_6_4000кГц_120пФ_1контур.jpg
Резонанс сдвинулся вправо, однако слева ещё остаётся запас аж 30кГц (по уровню -3дБ).

Частота 4МГц. Имитируем лучевую антенну длиной 5м, 62пФ, собственный резонанс 15МГц, 1,8мкГн. Реально установлена индуктивность 1,9мкГн:
Мир_ПФ_КВ4_6_4000кГц_62пФ_1контур.jpg
Резонанс сдвинулся ещё больше вправо. Однако, сопряжение не нарушено, так как слева остаётся запас 15...20кГц по уровню -3дБ.

Частота 4МГц. Пойдём в другую сторону. Имитируем лучевую антенну длиной 30м, 300пФ, собственный резонанс 2,5МГц, 13,5мкГн. Реально установлена индуктивность 14мкГн:
Мир_ПФ_КВ4_6_4000кГц_300пФ_1контур.jpg
Резонанс сдвинулся влево. Сопряжение не нарушено, так как справа остаётся запас аж 30кГц по уровню -3дБ.

Далее переподключу АЧХ-метр к выходу УВЧ. Увидим результирующую полосу двух контуров на частоте 4МГц.
Николай. Сайт - http://ra3pkj.ru/, Форум - http://ra3pkj.keyforum.ru/index.php
Аватара пользователя
RA3PKJ
 
Сообщения: 112
Зарегистрирован: 11 окт 2016, 19:11
Откуда: Тульская область, г.Кимовск
Приоритет: Советское радио.

Re: Входные цепи (контуры, фильтры) - схемы и анализ

Сообщениеот RA3PKJ » Вчера, 03:02

Мир-154Р КВ 4...6МГц

Пришла пора посмотреть результирующую полосу сеточного и анодного контуров УВЧ 6К3 на частоте 4Мгц.
Подключил вход АЧХ-метра к сетке 6А7 через ёмкость 1,5пФ. Сначала сдуру подключил к аноду 6К3(УВЧ), но увидев на экране нечто невразумительное, сообразил, что анод 6К3 подключён к малой части витков анодного контура ближе к питанию. Конечно там ни амплитуды нет нормальной, ни АЧХ приличной. 6К3 просто вкачивает энергию в анодный контур через отвод, а всё самое интересное в контуре находится на его горячем конце, который собственно и подключён к сетке 6А7.

Выход генератора АЧХ-метра подключён к антенному входу приёмника через цепочку 200пФ и 6мкГн, что символизирует типовую для этого приёмника антенну длиной 15...20м.
АРУ отключил, так как поступал большой сигнал в приёмник, и АРУ срабатывала. Однако, подумав, что УВЧ может вообще в принципе перегружаться, решил подавать на вход приёмника сигнал с движка переменного непроволочного резистора 56 Ом, который стал выполнять роль нагрузки генератора вместо постоянного резистора 50 Ом.

В описанных выше условиях измерения снял два графика, чтобы было удобно их сравнивать между собой. Один график это чисто сеточный контур, а второй график это результирующий для сеточного и анодного контуров.
Сеточный:
Мир_ПФ_КВ4_6_4000кГц_200пФ_1контур_новый.jpg
Полоса по уровню 0,7 (-3дБ) как обычно 100кГц.
Подавление на краях графика -18дБ относительно уровня на частоте резонанса.

Результирующая полоса двух контуров:
Мир_ПФ_КВ4_6_4000кГц_200пФ_2контур.jpg
Полоса уменьшилась до 50кГц, подавление за полосой пропускания значительно возросло и стало примерно -40дБ на краях графика (относительно уровня на частоте резонанса). Очень хорошо!

Кстати, можно увидеть усиление УВЧ, сравнив уровни на обоих графиках на частоте резонанса. Оно около 9...10дБ, т.е. примерно в три раза. Не густо конечно, но на КВ это обычное дело.

Пока беру тайм-аут в этой теме, так как уже утонул в незавершённых других делах. В следующий раз посмотрю что происходит на верхней частоте 6МГц этого диапазона. Особых сюрпризов не ожидаю, впрочем там ёмкость КПЁ минимальна, и что там ждёт, неизвестно.
Николай. Сайт - http://ra3pkj.ru/, Форум - http://ra3pkj.keyforum.ru/index.php
Аватара пользователя
RA3PKJ
 
Сообщения: 112
Зарегистрирован: 11 окт 2016, 19:11
Откуда: Тульская область, г.Кимовск
Приоритет: Советское радио.

Пред.

Вернуться в RA3PKJ

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 19