Входные цепи (контуры, фильтры) - схемы и анализ

Радиоизмерения

Входные цепи (контуры, фильтры) - схемы и анализ

Сообщениеот RA3PKJ » 14 авг 2021, 23:49

Тема вообще о входных контурах приёмников, т.е. конструкции, схемы, измерение АЧХ и т.д.
Но начну я с конкретной задачи. Так как встал вопрос, насколько сильно меняется настройка входного контура бытового приёмника при подключении к его антенному входу источников сигнала с различным сопротивлением и реактивностью, то намечена серия измерений с использованием приёмника Мир-154Р.
Данный вопрос актуален в частности в свете возможной расстройки входных контуров при подключении различных антенн.

Учитывая, что входные контуры верхних КВ диапазонов имеют очень широкую полосу, то актуальность их расстройки не так велика. Но измерения с ними тоже намерен провести.
Измерения буду производить при помощи калиброванного самодельного АЧХ-метра. Выход АЧХ-метра нагружен на резистор 50 Ом. Между выходом АЧХ-метра и входом приёмника будет последовательная цепь, параметры которой буду изменять с целью наблюдения изменения резонансной частоты и формы резонансной кривой.
Высокоомный вход АЧХ-метра подключён через конденсатор 5,1пФ к сетке УВЧ на 6К3.
Мир_АЧХ.jpg
Мир_АЧХ.jpg (67.88 КБ) Просмотров: 538


Мир-154Р _ ДВ

Начну с низкочастотного конца диапазона ДВ, где полоса очень узкая. В приёмнике Мир-154Р (аналогично в Мир-152) входной фильтр двухконтурный. Связь между контурами индуктивная. Первый контур имеет комбинированную связь с антенной, т.е. индуктивно-ёмкостная связь.
Мир_ДВ_фильтр_.jpg
Мир_ДВ_фильтр_.jpg (24.35 КБ) Просмотров: 550

Однако, для начала приведу некоторую историко-техническую информацию, которая позволит понять некоторые аспекты при проведении измерений. Продолжу в следующем посте.
Николай. Сайт - http://ra3pkj.ru/, Форум - http://ra3pkj.keyforum.ru/index.php
Аватара пользователя
RA3PKJ
 
Сообщения: 113
Зарегистрирован: 11 окт 2016, 19:11
Откуда: Тульская область, г.Кимовск
Приоритет: Советское радио.

Входные цепи (контуры, фильтры) - схемы и анализ

Сообщениеот RA3PKJ » 15 авг 2021, 00:22

В книге "Radio Engineer's Handbook", изданной в 1943 году в Лондоне, на странице 973 сказано, что измерительный эквивалент антенны был стандартизован Нью-Йоркским Институтом радиоинженеров и описан в документе "Standards on Radio Receivers," Institute of Radio Engineers, New York, 1938.
В этой же книге на странице 974 показана схема этого эквивалента:
эквив_антенны_1943.jpg

Там же говорится, что эквивалент антенны имитирует антенну в диапазоне 540...1600 кГц (средние волны), имеет резонанс 2500 кГц и собственную ёмкость 200пФ, что собственно можно видеть на входе схемы в виде конденсатора 200пФ. Однако длина антенны не указана.

Тем не менее, в одной из книг начала пятидесятых годов (где видел не помню, перекопал и не нашёл, потом дополню, если найду) утверждалось, что антенные катушки связи рассчитывались под антенну длиной 15...20м. Отсюда простой вывод - антенна длиной 15...20м имела ёмкость примерно 200пФ.
При измерениях допустимо применять не сам эквивалент, а его заменители, о чём писал Е.А.Левитин в 1961 году, в "Справочнике по радиовещательным приёмникам" (впрочем, на это указывали многие авторы в своих книгах):
Левитин_1961_200пФ_300Ом.jpg


В 1961 году после ввода нового Госта изменилась схема и номиналы деталей. Эта схема с незначительными уточнениями продержалась до нынешнего времени, в частности, в Госте 1988 года выглядит так:
эквив_антенны_1988.jpg

Как видим, номинал входного конденсатора стал 120пФ, а длина имитируемой антенны укоротилась до 10м (в верхних строках написано).

Какая же будет ёмкость комнатной антенны длиной 5м? Можно предположить, что будет 60пФ. Впрочем, точные значения нам не нужны.

Задача заключается в следующем - изменяя ёмкость связи (и не только ёмкость) между источником сигнала и антенным входом приёмника, наблюдать при помощи АЧХ-метра сдвиг резонансной частоты входного контура (входного фильтра) и форму его резонансной кривой.
Николай. Сайт - http://ra3pkj.ru/, Форум - http://ra3pkj.keyforum.ru/index.php
Аватара пользователя
RA3PKJ
 
Сообщения: 113
Зарегистрирован: 11 окт 2016, 19:11
Откуда: Тульская область, г.Кимовск
Приоритет: Советское радио.

Входные цепи (контуры, фильтры) - схемы и анализ

Сообщениеот RA3PKJ » 15 авг 2021, 01:35

Мир-154Р _ ДВ

Частота 150 кГц (нижняя граница ДВ).
Входной фильтр настроен собственными руками при ёмкости связи между моим прибором и антенным входом приёмника 200пФ. Полоса 15кГц. Отлично смотрится.
Кстати, слева выглядывает резонанс катушки связи, которая резонирует вкупе с ёмкостью 200пФ. Этому резонансу положено там быть, так как любые катушки связи бытовых приёмников имеют относительно равномерный коэффициент передачи только при условии, если они резонируют (вкупе с ёмкостью антенны) ниже нижней границы диапазона.
Мир_ПФ_ДВ_150кГц_200пФ.jpg

Затухание -28дб в полосе примем в качестве сравнительного эталона (емкость 5,1пФ делает своё дело).
В следующий раз покажу другие намерянные картинки, где видно как корёжит и сдвигает полосу.
Николай. Сайт - http://ra3pkj.ru/, Форум - http://ra3pkj.keyforum.ru/index.php
Аватара пользователя
RA3PKJ
 
Сообщения: 113
Зарегистрирован: 11 окт 2016, 19:11
Откуда: Тульская область, г.Кимовск
Приоритет: Советское радио.

Входные цепи (контуры, фильтры) - схемы и анализ

Сообщениеот Well » 15 авг 2021, 09:20

Хорошая тема. Прежде всего тем, что КОНКРЕТНАЯ. Возможно, в заголовек стоит отразить их разновидность, а потом - анализ. Но это не столь важно. Тема неоднократно затрагшивалась в обзорах форумных, везде ортмечались особенности входных контуров с обобщёнными их свойствами, но подробного приборно-лабораторного анализа не было. А потому сама поставновка вопроса потребует разбора входных цепей по схемам, так как не все аппараты у Николая в наличии.
Моя тема: viewtopic.php?f=184&t=3565 Правила и доступ: viewtopic.php?f=184&t=5254 Связь: sendmail.php
Аватара пользователя
Well
 
Сообщения: 13468
Зарегистрирован: 22 июл 2009, 15:22
Приоритет: История радио.

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

Сообщениеот RA3PKJ » 15 авг 2021, 16:48

Мир-154Р _ ДВ

Название темы подправил.
Итак, первый пошёл...
Исходная частота по-прежнему 150кГц. Емкость связи теперь 120пФ, что соответствует антенне длиной 10м. Именно с такой ёмкостью настраивались приёмники, выпущенные после 1961 года. Для приёмника Мир-154 такая ёмкость не родная, смотрим результат:
Мир_ПФ_ДВ_150кГц_120пФ.jpg

Резонанс катушки связи слева вылез, но это нормально.
Полоса фильтра расширилась до 28кГц за счёт сдвига правого ската (левый скат остался на месте).

Увеличилось затухание на 10дб (в три раза) за счёт разбегания резонансов обоих контуров, входящих в фильтр. Конечно тут есть вклад в затухание за счёт уменьшения ёмкости (120пФ против исходных 200пФ), но это всего лишь конденсатор связи, а в реальной антенне ёмкость антенны не играет роль связующего конденсатора, поэтому затухание реально будет меньше, чем в три раза.

Неравномерность полосы достигла 12дб. Левая боковая АМ-станции принимается условно нормально, а правая боковая АМ-станции провалилась. Чем это грозит, не особо понятно, но помнится мне, когда пробовал настраиваться SDR-приёмником с широким фильтром на одну боковую АМ-станции, то пропадает естественность звучания, хотя никаких искажений не было. Но это моё сверхсубъективное мнение.
Впрочем тут, какая-никакая, но правая боковая всё-таки остаётся в отличие от SDR-приёмника, в котором боковая отсекалась напрочь.
Николай. Сайт - http://ra3pkj.ru/, Форум - http://ra3pkj.keyforum.ru/index.php
Аватара пользователя
RA3PKJ
 
Сообщения: 113
Зарегистрирован: 11 окт 2016, 19:11
Откуда: Тульская область, г.Кимовск
Приоритет: Советское радио.

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

Сообщениеот RA3PKJ » 16 авг 2021, 01:51

Мир-154Р _ ДВ

Усугублю...
Ёмкость 62пФ, что должно "символизировать" комнатную антенну длиной 5м (вкупе с заземлением, хотя сетевые провода могут служить нечаянным заземлением, если конечно не отсечены индуктивным противопомеховым фильтром).
Мир_ПФ_ДВ_150кГц_62пФ.jpg

Про избирательность говорить не смысла. Затухание и неравномерность увеличились серьёзно.
Продолжу позже. Кстати, на цветовую окраску кривой смотреть не надо, это просто случайный стоп-кадр во время качания частоты прибором.
Николай. Сайт - http://ra3pkj.ru/, Форум - http://ra3pkj.keyforum.ru/index.php
Аватара пользователя
RA3PKJ
 
Сообщения: 113
Зарегистрирован: 11 окт 2016, 19:11
Откуда: Тульская область, г.Кимовск
Приоритет: Советское радио.

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

Сообщениеот RA3PKJ » 16 авг 2021, 13:25

Мир-154Р _ ДВ

Пойдём в другую сторону.
Ёмкость 300пФ, что должно соответствовать довольно длинной антенне, предположим 30м:
Мир_ПФ_ДВ_150кГц_300пФ.jpg

Елозит один и тот же первый контур. Теперь он сдвинулся влево, т.е. правый скат полосы уехал влево. Полоса сузилась, и стала несколько меньше, чем в принципе необходимо для приёма АМ-станций. Причём правая боковая станции провалена при условии, что станция существует на частоте 150кГц, и частота настройки приёмника не менялась.
Опять же, не могу достоверно сказать, насколько это отразится на качестве приёма. Каждый может додумать сам.

С конденсаторами завершил. Следующие картинки будут ориентированы на анализ последствий прямого подключения ГСС, и также через резистор.
Николай. Сайт - http://ra3pkj.ru/, Форум - http://ra3pkj.keyforum.ru/index.php
Аватара пользователя
RA3PKJ
 
Сообщения: 113
Зарегистрирован: 11 окт 2016, 19:11
Откуда: Тульская область, г.Кимовск
Приоритет: Советское радио.

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

Сообщениеот RA3PKJ » 16 авг 2021, 15:25

Мир-154Р _ ДВ

50-омный источник сигнала подключен к антенному входу через резистор 330 Ом:
Мир_ПФ_ДВ_150кГц_330Ом.jpg
Уехало влево от 150кГц :)

И наконец, подключен напрямую к приёмнику:
Мир_ПФ_ДВ_150кГц_0Ом.jpg
Вид практически такой же.

Ооо-хо-хо :D ! Эффект интересный. Похоже, что (смотрим схему фильтра, которую я приводил) конденсатор 22пФ между антенной катушкой связи и первым контуром вступил в полные права и понизил резонанс первого контура настолько, насколько в его силах.
Измерения выше с различными конденсаторами связи между источником сигнала и входом приёмника подтверждают эффект от этих 22пФ. Мда, козёл в огороде ?... А как иначе обозвать?

ОК, теперь можно сказать, что в Мир-154 входная цепь на диапазоне ДВ является антенно-ориентированной, т.е. на заданную длину антенны типа "верёвка". Вот такое длинное слово я изобрёл.
Буду дальше смотреть. Интересно же!
И да, попутный вывод - нет смысла делать полосу входных фильтров на ДВ в данном случае уже, чем 15кГц. Пользы всё-равно не будет.
Николай. Сайт - http://ra3pkj.ru/, Форум - http://ra3pkj.keyforum.ru/index.php
Аватара пользователя
RA3PKJ
 
Сообщения: 113
Зарегистрирован: 11 окт 2016, 19:11
Откуда: Тульская область, г.Кимовск
Приоритет: Советское радио.

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

Сообщениеот Well » 16 авг 2021, 17:00

Да, НИколай, интересно... Но длинные волны - так себе. Средние то на треть "длиннее". Что там покажут ДПФ - очень интересно. Кстати, как вы считаете, аббревиатару ДПФ в данном случае чему больше соответствует - Диапазонным полосовым фильтрам, или Двухконтурным полосовым фильтам? Чтобы не путать с двухконтурными ПФ в УПЧ, то получается проде как диапазонные, но если учесть их изменяемую полосищу на тех же СВ, то никикие они по природе в тройном коэффициенте не диапазонные, как например, в трансивере на узком любительтском участке. Но это так, чисто лингвистически...

После полных замеров ждём обобщающую информацию. И имейте в виду, что это всего лишь М154. Очень жаль, что у вас нет для сравнения других аппаратов. Ну,хоть Казах то имеется?
Аватара пользователя
Well
 
Сообщения: 13468
Зарегистрирован: 22 июл 2009, 15:22
Приоритет: История радио.

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

Сообщениеот RA3PKJ » 16 авг 2021, 17:12

Вообще-то, аббревиатуру ДПФ я не могу упомнить применительно к двухконтурным фильтрам ПЧ. Наверно, где-то проскакивало такое в литературе, но для меня это нонсенс. Я сторонник устоявшегося значения - неперестраиваемые диапазонные полосовые фильтры.

Конечно, это всего лишь Мир-154. И как будет в других приёмниках это вопрос. Казаха у меня нет.
Николай. Сайт - http://ra3pkj.ru/, Форум - http://ra3pkj.keyforum.ru/index.php
Аватара пользователя
RA3PKJ
 
Сообщения: 113
Зарегистрирован: 11 окт 2016, 19:11
Откуда: Тульская область, г.Кимовск
Приоритет: Советское радио.

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

Сообщениеот Радио Фронт » 19 авг 2021, 08:59

Николай, вы тщательно формулируете мысль и пишете весьма на редкость грамотно, толково. Конечно же, про ФПЧ речь отдельная, я просто привёл расхожую аббревиатуру. Иначе можно докатиться до ТПФ, ЧПФ - и так далее. Но ваша фраза относительно входа:
RA3PKJ писал(а):Я сторонник устоявшегося значения - неперестраиваемые диапазонные полосовые фильтры.

требует уточнения. Что вы имели в виду? Это оговорка? Ведь входные то как раз перестраиваются, причём в некоторых аппаратах - как стандартно по частоте в рамках диапазона, так и по полосе пропускания (воротам). О чём мы на примере некоторых ВЭФов недавно говорили, и что в военке сплошь и рядом применяется. К сожалению, я в своё время не догадался померять синхронизацию полосы пропускания по ПЧ с изменением связи в двухконтурном входе того же ВЭФа. Вот вы дали по ДВ интересные данные и графики, а мне интересно, чего добивались конструкторы сопряжением контуров ПЧ и входа, небось вытягивали на высоких участках, скажем, по 10 килогерц с той и другой стороны? А может и расширяли, теряя добротность на мощных станциях - х.з.
Валерий Миргородский, Радио Фронт. lib/2021/stolupin.mp3
Аватара пользователя
Радио Фронт
 
Сообщения: 1560
Зарегистрирован: 22 июл 2009, 16:58
Откуда: 1-я регистрация. Бывший Босяк, Механик, Кочегар.
Приоритет: Военное радио.

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

Сообщениеот RA3PKJ » 19 авг 2021, 14:14

Валерий, я не знаю ни одного примера в литературе, когда аббревиатуру ДПФ использовали применительно к двухконтурным перестраиваемым входным фильтрам, или к двухконтурным фильтрам ПЧ. Другими словами, я не видел, чтобы любые двухконтурные полосовые фильтры сокращали до вида "ДПФ".
У меня на форуме есть человек, который однако упорно называет любые двухконтурные фильтры через аббревиатуру ДПФ. Я с этим смирился, но на форуме CQHAM ему неоднократно высказывали недовольство по этому поводу. Надо спросить у него, откуда он это взял.

Я, как коротковолновик, встречал эту аббревиатуру только применительно к входным фильтрам с любым количеством контуров, причём фильтр имеет полосу шириной в весь диапазон (сотни килогерц и даже единицы мегагерц). Т.е. это входной фильтр, неперестраиваемый вообще никак (не имеет переменного конденсатора), и пропускает весь диапазон разом. Именно это я имел ввиду, когда говорил - "Я сторонник устоявшегося значения - неперестраиваемые диапазонные полосовые фильтры".
Конечно, такие фильтры пригодны только для аппаратуры с большим динамическим диапазоном. Достоинство таких фильтров - большое подавление (при количестве контуров более двух) за переделами диапазона, и не надо заморачиваться с сопряжением.
В ламповой аппаратуре такие диапазонные полосовые фильтры, называемые ДПФ, никогда не применяли.

Радио Фронт писал(а):чего добивались конструкторы сопряжением контуров ПЧ и входа, небось вытягивали на высоких участках, скажем, по 10 килогерц с той и другой стороны? А может и расширяли, теряя добротность на мощных станциях - х.з.
Для меня до сих пор этот вопрос открытый.
Если регулятором полосы приёмника сужать синхронно и полосу входного фильтра на верхних частотах диапазона, то та же регулировка на нижней частоте диапазона сделает полосу совсем узкой, т.е. непригодной.
В общем, пока у меня нет определённого мнения, зачем синхронизировали регулировку полосы фильтров ПЧ с полосой входных фильтров.
Николай. Сайт - http://ra3pkj.ru/, Форум - http://ra3pkj.keyforum.ru/index.php
Аватара пользователя
RA3PKJ
 
Сообщения: 113
Зарегистрирован: 11 окт 2016, 19:11
Откуда: Тульская область, г.Кимовск
Приоритет: Советское радио.

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

Сообщениеот Радио Фронт » 19 авг 2021, 18:18

Понимаю, сам ДПФ не употребляю чаще говорю "преселекторы", хотя в бытовиках это почти условное понятие. Вы правы, есть совершенно точные определения, однако неперестраиваемые ПФ на входе для узкого участка любительского КВ (на семёрке, к примеру), или на многодиапазонно-узкодиапазонном военном аппарате, где для повышения многочастотной избирательности по входу стоят неперестраиваемые фильтры, не идёт ни в какие сравнения с тем же СВ в бытовике, где троекратное перекрытие по частоте. О каком динамическом диапазоне там речь - понятное дело. Но как ни крути - преселекторы то даже для узких диапазонов в классической практике перестраиваемые, достаточно посмотреть на эту схему аппарата 1939 года.

Но это так, в общем, чтобы оживить тему в предвкушении замеров входных ворот СВ МИРа.

t9k39-radio.jpg
Аватара пользователя
Радио Фронт
 
Сообщения: 1560
Зарегистрирован: 22 июл 2009, 16:58
Откуда: 1-я регистрация. Бывший Босяк, Механик, Кочегар.
Приоритет: Военное радио.

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

Сообщениеот RA3PKJ » 19 авг 2021, 19:39

В настоящее время в высокодинамичных приёмниках с разбивкой на диапазоны "без зазора" применяют ДПФ с полосой 2МГц. Фрагмент:
ДПФ любителььской аппаратуры.jpg

Ну это к слову.
Надо ещё снять картинки на верхнем конце ДВ. Там можно сделать любопытные выводы по поводу добротности контуров. Сейчас пока занят другими делами.
Николай. Сайт - http://ra3pkj.ru/, Форум - http://ra3pkj.keyforum.ru/index.php
Аватара пользователя
RA3PKJ
 
Сообщения: 113
Зарегистрирован: 11 окт 2016, 19:11
Откуда: Тульская область, г.Кимовск
Приоритет: Советское радио.

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

Сообщениеот Радио Фронт » 20 авг 2021, 11:30

Насколько позволяет судить моё гуманитарно-техничекское невежество, схемы неперестраиваемых преселекторов интересны. Но скажите мне, зачем и для кого там ворота в два с половиной мегацикла? Пусть даже они будут с "отрицательными" скатами (шутка). Вместе с тем понимаю, и вы сами говорите, что это позволяет улучшить показатель динамического диапазона. Но что такое динамический диапазон? Пусть даже при многочастотном анализе, который никто не проводит, ограничиваясь максимум - трехчастотной характеристикой?

Один американец как-то намерял в каком-то Коллинзе, кажись, 390-м, аж за 130 децибел! Наверное, так ему хотелось представить этот аппарат конца сороковых годов. Наши же до недавнего времени спорили, где он лучше: в КИТе или КРОТе, но при этом дальше данных теххарактеристик не пошли. Зато современная техническая политика, вернее - маркетинговая, начиная с конца восьмидесятых, этот странный и неоднозначный параметр пихает везде и повсюду. Сбивая с ног потребителя цифрами, что один при динамике 80 дб уделывает второго, где динамика всего лишь... 79!

Может я слишком закоренелый ретроград и технический невежда, но таки не пойму: где, на каком любительском диапазоне оправдан и востребован неперестраиваемый преселектор с воротами в два с половиной мегацикла?

Всё, простите, больше глупых вопросов не задаю...

А вот двухконтурные ПФ в бытовиках интересны. Если они в сравнении с одноконрутными давят по краям хотя бы до 50 процентов - это сила. Особенно интерена тем, что лидерами в этом отношении были латыши, которые даже в самые примитиыные дрышпаки вставли трёхсекционный КПЁ. В остальной мировой школе радио на довоенной и ранней послевоенной бытовухе хватит пальцев одной руки, чтобы перечислить подобное. Вот что значит понятие о геофизике региона и реальной заботе о качестве приёма на СВ и ДВ. Ну а с сопряжением крутилок по ПЧ и входу, думаю, они просто поставили рекорд. Уместный и оправданный рекорд - посмотрим позже. Может кто сподобится вытащить 38-й Гео, 707/717 люкс а то и 1307, чтобы проследить да показать народу сиё чудо. Не сподобится - остаётся мне ждать, когда доберусь до коллекции и обзаведусь новым комплектом приборов.

Ещё раз простите за ОФФ, дальше только читаю
Валерий Миргородский, Радио Фронт. lib/2021/stolupin.mp3
Аватара пользователя
Радио Фронт
 
Сообщения: 1560
Зарегистрирован: 22 июл 2009, 16:58
Откуда: 1-я регистрация. Бывший Босяк, Механик, Кочегар.
Приоритет: Военное радио.

След.

Вернуться в RA3PKJ

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 12