Измерение входного сопротивления связных приёмников

[RA3PKJ]

Так как методика не годится для бытовых приёмников, то вынес сюда в отдельную тему касательно связных приёмников. Да и чтобы наработки не пропали даром на этом форуме.

Что касается бытовых приёмников, то там измерение входного сопротивления проблематично, так как вход таких приёмников антенно-ориентированный. Катушки связи в бытовых приёмниках составляют единое целое с ёмкостью проволочной антенны. Углубляться не буду, так как всё уже было изучено в другой теме - viewtopic.php?f=610&t=5440
Надо сказать, что в связных приёмниках наряду с низкоомным входом могут быть антенно-ориентированные входы под конкретные виды антенн (лучи/верёвки).

Обсчитал вариант схемы переходника для измерения Rвх связного приёмника, имеющий высокую точность. Формула расчёта Rвх приёмника проста.

Опишу методику.
1. Подаём от ГСС напряжение 15мВ, которое обозначаем как U1. Регулятор громкости ставим в такое положение, чтобы тестер, подключённый к выходу приёмника, уверенно показывал какое-то любое напряжение (конкретное значение не играет роли).
2. Замечаем показание тестера, подключённого к выходу приёмника.
3. Переключаем тумблер. Показание тестера на выходе приёмника становится меньше.
4. Увеличиваем напряжение ГСС до восстановления прежнего показания тестера. При этом записываем новый уровень напряжения ГСС, обозначаем его как U2.
5. Вычисляем Rвх приёмника по формуле Rвх=R4/(U2/U1-1). С учётом того, что R4 = 200 Ом, получаем окончательно Rвх=200/(U2/U1-1).

Такая методика, при которой производится восстановление прежнего показания тестера на выходе приёмника, позволяет избавиться от влияния АРУ, даже если она незадержанная, а также от влияния нелинейности диодного детектора, если говорить о АМ-режиме.

Начальный уровень ГСС выбран так, что после резистивного делителя на 100 на приёмник поступает напряжение 150мкВ, которое заведомо превышает шум приёмника в десятки раз, чтобы шум, наложенный на сигнал, не вносил погрешность.

Естественно, перед измерением входного сопротивления должна быть проведена процедура сопряжения входных контуров, чтобы входные контуры по возможности имели минимум реактивности на рабочей частоте ГСС, короче настроены в резонанс. Хотя, измеряем полное сопротивление, т.е. сумму активного и реактивного сопротивлений. Просто нет смысла измерять, когда что-то не настроено.

Для уменьшения погрешности измерения лучше использовать в схеме резисторы с точностью лучше, чем 5%. На крайняк и 5% сойдёт, если не пугает возможная суммарная погрешность до 10%.

[RA3PKJ]

Не терпелось скорее проверить этот замечательный электронный супер-пупер-агрегат. Нашёл резисторы по-быстрому, из которых почти все с точностью 10% . Думаю ладно, для проверки концепции сойдёт, погрешность измерения конечно будет заметная.

Временно в качестве регистрирующего прибора на период отладки схемы применил ВЧ-милливольтметр (вместо тестера, который будет подключаться в измерениях с реальным приёмником).Позже выяснилось, что при измерении больших сопротивлений необходимо подключать милливольтметр напрямую, а не с помощью кабеля. По сути это замечание касается будущих измерений с реальным приёмником, кабель к приёмнику тоже должен быть максимально коротким.

макет_2.jpg (54.68 КБ) Просмотров: 1619

Первым делом на выход переходника подцепил 330 Ом для имитации входного сопротивления приёмника. Измерение показало 300 Ом. ОК, годится.
Потом подцепил 50 Ом. Показало 49,6 Ом. Тоже нормально.
Ну что же, концепция работает! Желательно теперь найти точные резисторы (или скомбинировать из нескольких).

[RA3PKJ]

Установил точные резисторы.

Ещё раз повторюсь фактически. При измерении выше 300 Ом начинает нарастать погрешность из-за длинного кабеля между переходником и измеряемым сопротивлением. Влияние ёмкости кабеля. Поэтому мерить выше 300 Ом надо напрямую без кабеля (или возможно с помощью двухпроводной лапши). Впрочем, связные приёмники не имеют большое входное сопротивление.

Диапазон измерения устройства до 400 Ом. Очень хорошая точность получается при измерении небольших сопротивлений. Погрешность постепенно растёт, и при 400 Ом достигает 10%.

Качество измерения серьёзно зависит от точности установки выходного напряжения ГСС. Если лимб ГСС имеет люфт или точность считывания с лимба хромает (глазомер подводит), то измерить большие сопротивления точно не получится. Небольшие сопротивления измеряются без проблем, так как разница между контрольными напряжениями U1 и U2 получается большой.

Продолжаю изучать поведение устройства.

[RA3PKJ]

Схема скорректирована и уточнена методика с целью уменьшения погрешности измерений.

Методика измерения:
1. Подаём от ГСС напряжение 15мВ...30мВ, которое обозначаем как U1. Регулятор громкости ставим в такое положение, чтобы тестер, подключённый к выходу приёмника, уверенно показывал какое-то любое напряжение (конкретное значение не играет роли).
2. Замечаем показание тестера, подключённого к выходу приёмника.
3. Переключаем необходимый тумблер. Показание тестера на выходе приёмника становится меньше.
4. Увеличиваем напряжение ГСС до восстановления прежнего показания тестера. При этом записываем новый уровень напряжения ГСС, обозначаем его как U2.
5. Вычисляем Rвх приёмника по формуле:
Rвх=100/(U2/U1-1) для предела 40-100 Ом.
Rвх=200/(U2/U1-1) для предела 100-200 Ом.
Rвх=400/(U2/U1-1) для предела 200-400 Ом.

Рекомендации при измерении:
1. Так как ступенчатый аттенюатор ГСС может иметь погрешность при переключении ступеней (у меня такое обнаружилось), то в процессе измерения необходимо пользоваться только плавным аттенюатором, а ступенчатый аттенюатор должен находиться в одном заранее выбранном положении.

2. Первоначально от ГСС подводится напряжение U1, значение которого может быть выбрано в диапазоне 15...30мВ. Конкретное значение не критично, однако надо учитывать, что точность измерения увеличивается, если используется максимально возможный участок периметра оцифровки лимба плавного аттенюатора при переходе от U1 к U2. На практике это означает, что значение U1 надо выбирать большим, но если напряжение U2 окажется за пределами лимба (не хватит регулировки), то надо вернуться к установке значения напряжения U1 и уменьшить его значение.
Выполнение данной рекомендации даёт погрешность измерения не более 2%. Например, при измерении точного резистора 361 Ом, устройство показало 368 Ом, а не выполнение данной рекомендации дало 343 Ом.

[Радио Фронт]

Эх, Николай, есмли бы всё это проверить практикой. Ну, скажем, у Швабии чувство в CW 0,20 микровольт, а у Крота - 0,25. Я понимаю, что эта тема про входное сопротивление, но ведь под него, родимое, затачиваются эквиваленты, так ведь... А потому остаётся гадать, как определить эти пять соток, задекларированные в инструкциях? Чем их померять? Немцы об этом не говорят, довольно подробное описание КРОТа - тоже умалчивает. В общем, серьёзная военка, в которой не относятся всякие там УСы-шмусы, ещё та проблема. И не только по чувству. Взять ту же динамику КРОТа и КИТа - в чём разницы? Почему у однопреобразующего Кельна она получается как бы лучше? Хотя... это так, вопросы навскидку.

[Радио Фронт]

Николаю респект и уважуха за смелость и кввалификацию при поднятии столь важных тем, а чтобы понять, насколько это всё сейчас непостижимо большинству из нас, предлагаю прочитать (нет, пролистать) страницы 40-57 книги Сифорова "Радиоприёмные устройства", из-во "Советское радио", 1974: С двумя поправками:
- что в этой книге речь идёт о частотах УКВ;
- и что книгу Сифорова от 1954 года, выпущенную изд-вом Министерства обороны СССР, мы давно скурили.

[Telets_NMD]

...
1. Так как ступенчатый аттенюатор ГСС может иметь погрешность при переключении ступеней (у меня такое обнаружилось), то в процессе измерения необходимо пользоваться только плавным аттенюатором, а ступенчатый аттенюатор должен находиться в одном заранее выбранном положении.
...

А там откуда погрешность при переключении ступеней (изменение ослабления сигнала) аттенюатором? Ведь практически все элементы (резисторы) делителя аттенюатора применяются с точностью 2% , а то и высшего класса точности?

Другое дело, если аттенюатор неисправен, тогда да - плавная установка выхода с контролем сигнала.
Кстати для неисправности аттенюатора достаточно окисления серебра (вернее его отсутствия на контактах), или изменения силы прижима кулачков переключателя. Когда чинил свой генератор, все эти "прелести" аттенюатор имел, не говоря уже о электролитах и контактных явлениях на подстроечных резисторах. Может, Николай, посмотрите контакты своего аттенюатора в генераторе.

[RA3PKJ]

Может, Николай, посмотрите контакты своего аттенюатора в генераторе.

Да..видно придётся лезть внутрь. Не ожидал от микриков такого подвоха. Прижим кулачков я ранее проверял.

у Швабии чувство в CW 0,20 микровольт, а у Крота - 0,25... А потому остаётся гадать, как определить эти пять соток, задекларированные в инструкциях? Чем их померять

С генератором шума на вакуумном стандартном шумовом диоде думаю будет не проблема. Давно руки чешутся сделать генератор себе такой, диод 2Д2С в заначке лежит.

- и что книгу Сифорова от 1954 года, выпущенную изд-вом Министерства обороны СССР, мы давно скурили.

С полгода назад приобрёл такую книгу, но 1951 года выпуска. Так что, курю по-новой

[RA3PKJ]

Окончательно собрал конструкцию. Напаял китайские точные резисторы:

Вид спереди (инструкция на морде):

Вид сзади:

Как я говорил ранее, точность измерения зависит от точности считывания с лимба ГСС. Если считывать с него абы как, то можно получить большую ошибку.
И да, всё-таки Г4-102 это ширпотреб как не крути. Лимб очень маленький и риски редкие. Хрень короче. Уже давно посещают мысли, что надо что-то другое. Ну это так...

Сегодня занимался обмером своего SDR-трансивера. Входное сопротивление по диапазонам очень разное (разница до двух раз!), несмотря на то, что АЧХ полосовиков мной были ранее настроены тщательно. Ясно, что АЧХ и входное сопротивление это хотя и пересекающиеся вещи, но всё-таки разные.
Кстати, провёл лабораторные исследования измерителя на предмет широкополосности. До 28МГц не увидел ничего криминального, как не старался.

Пора заниматься другими делами.

Вспомнил... Файлы в формате sPlan 6.0 (схема и надписи на морде):

Измеритель Rвх.zip

(4.37 КБ) Скачиваний: 109