Просмотр полной версии : Смеситель на ОУ
Oleg UR6EJ
11.02.2010, 13:41
Пару дней назад пришла в голову мысль сделать смеситель на... ОУ!
В одном из своих первых трансиверов был устновлен и до сих пор используется 2й смеситенль (8,86мГц/НЧ) на 2х транзисторах.
См. EJ mix 1994.gif (публикуется впервые :D )
А почему бы на относительно низких частотах 200_500кГц не попробовать тот же "фокус" на ОУ?
Собрал модель в EWB - работает!
Что это дает?
1. Простота, отсутствие моточных изделий.
2. К передачи больше 1 (с ном. на схеме примерно 10дБ)
3. Небольшой сигнал опорника 1_2В + высокое R входа.
4. Высокая перегрузочнвая способность и линейность.
5. Легко изменяемое R входа по входному сигналу. (2кОм на схеме)
6. Легко вводится АРУ. (доп. источник U в затворе ПТ именно для этого)
За счет того, что ОУ работает в инвертирующем включении при заземленном +входе,
у смесителя неплохое подавление сигнала опорника по основному входу, т.к. на инвертирующем входе
по переменному току виртуальная земля.
Небалансный выход особой роли не играет, обычный ФНЧ на 2х RC элементах решает проблему.
В полной схеме по выходу микса можно поставить ФНЧ 2го порядка с частотой среза 3_3,5кГц на еще одном элементе ОУ.
Что скажете?
Что скажете?
Нормально, одна из классических схем перемножителя.
Oleg UR6EJ
11.02.2010, 15:52
Классических, а где она описана?
Вот только почему-то раньше я ее никогда не встречал.
Неужели снова велосипЭд? :D
Классических, а где она описана?
Вот только почему-то раньше я ее никогда не встречал.
Неужели снова велосипЭд? :D
Конечно же, велосипЭд :crazy:
Смесители на основе управляемой гетеродином глубины ООС описаны, как минимум, 26 лет назад...
И все их недостатки так же хорошо изучены.
Классических, а где она описана?
Не помню уже, в каком-то из многочисленных кукбуков по ОУ была описана.
Но тут и без публикаций понятно.
Vout(t)=Vin(t)*R2/R1
R2=k*Vh(t)
Vout(t)=Vin(t)*Vh(t) *k/R1
Вот и перемножили сигналы :)
Правда такой перемножитель весьма не точен, за то очень простой :)
И все их недостатки так же хорошо изучены
Недостатки ТОГО способа, не предложенного Олегом. Сам принцип весьма не плох, и высокие параметры "YES"-ов тому пример.
Oleg UR6EJ
11.02.2010, 17:00
очень старый
И все их недостатки так же хорошо изучены.
Если не затруднит, какие? На примере моей схемки.
Смесители на основе управляемой гетеродином глубины ООС...
Я имел в виду не сам принцип, а непосредственно вариант реализации.
Пуля вылетает из ствола - это принцип, а реализация - в сотнях моделей огнестрельного оружия.
Oleg UR6EJ
11.02.2010, 17:19
Tadas
Правда такой перемножитель весьма не точен
Даже если сумма напряжений на выходе ОУ не будет превышать 0,5U питания?
Т.е. не будет выходить за пределы линейного режима.
Пожалуйста, поясните.
НапримеР, линейность у этой схемы намного ниже за счет входной нелинейности каскада, изменения R входа по полупериодам опорника, асимметрии выхода.
Это навскидку...
Тут я имел в виду тот факт, что коэффициент k строго говоря не константа, т.к. сопротивление канала не будет точно пропорционально мгновенному значению напряжения гетеродина.
Но это только исказит форму действующего напряжения гетеродина (через сопротивление обр. связи), но по видимому не отразится на линейности самого смесителя.
P.S. во блин, толко что заметил что меня произвели в аксакалы :)
Есть повод :D :пиво:
Oleg UR6EJ
11.02.2010, 17:47
Согласен.
Но мне кажется, что по входу опорника это не так важно, как по входному сигналу.
К тому же это будет зависеть от формы опорника, в случае меандра это сведется к минимуму.
Но мне кажется, что по входу опорника это не так важно
Я только что так же подумал, см. выше - исправленному - верить :)
Говоря о неточности имел в виду именно аналоговый перемножитель.
Если не затруднит, какие? На примере моей схемки.
..
Первый недостаток- проникание входного сигнала на выход. Смеситель отнюдь не балансный.
Второй- проникание сигнала гетеродина на вход смесителя через паразитную ёмкость полевика, и, соответственно, и на его выход.
К слову, и первая, и вторая проблемы, легко решаемы.
А сверхвысокие параметры аналогичного смесителя Брагина- миф, активно раздуваемый им самим и группой его поддержки. С момента выхода книги Богдановича (1984), я перепробовал массу смесителей на таком принципе, и знаю, о чём говорю. И, в отличие от того же Брагина, я- профессионал, и если обещаю параметры, которых нет, то, по меньшей мере, просто не получаю денег за работу.
Кстати, свою схему с транзистором поправьте- открытие- закрытие полевика не должно вызывать изменение режима по постоянному току усилителя...
НапримеР, линейность у этой схемы намного ниже за счет входной нелинейности каскада, изменения R входа по полупериодам опорника, асимметрии выхода.
Это навскидку...
Так это же только принцип :crazy: По жизни- то делают несколько сложнее. Например, вот так...
И, естественно, балансная схема.
!ЭТОТ СКРИН С МЕНЬШИМ ОБЪЁМОМ НА СЛЕДУЮЩЕЙ СТРАНИЦЕ!
Я имел в виду не сам принцип, а непосредственно вариант реализации.
Пуля вылетает из ствола - это принцип, а реализация - в сотнях моделей огнестрельного оружия.
Ну, если подходить с такой позиции, то я тоже могу претендовать на изобретение :super: Например, в начале 80-х, в небольшую серию пошла разработанная мною радиостанция вот с таким компрессором. Обратите внимание, каким образом осуществляется регулировка усиления. Если вместо схемы регулировки включить гетеродин, то он, в отличие от Вашей схемы, на выход не попадёт...
!ЭТОТ СКРИН С МЕНЬШИМ ОБЪЁМОМ НА СЛЕДУЮЩЕЙ СТРАНИЦЕ!
Микросхема 140 МА 1 . 130 и 500кгц работает. Как модулятор для ОБП и детектор. В схемах МИКРОН и ЯДРО. Схемы вроде есть. Используется окло 40ка лет.
Тут сообщили, что не у всех безлимит, выкладываю два последних скрина с меньшим объёмом...
Oleg UR6EJ
11.02.2010, 23:45
Выяснили, что схема смесителя на ОУ вполне рабочая и это главное.
Прокомментирую по поводу "высосанных из пальцев" недостатков.
Первый недостаток- проникание входного сигнала на выход
Даже простейший RC ФНЧ, как на схеме, подавляет входной сигнал с частотой 200кГц около 40дБ, а 500кГц на 50дБ.
ФНЧ на 1м транзисторе легко подавит более чем на 60дБ. Но даже если его не ставить, то ничего страшного не случится.
Мизерный остаток легко давится в последующем каскаде НЧ.
Само присутствие переменки на выходе ОУ не может считаться недостатком, это просто особенность.
В усилителях НЧ класса D на выходе, ВЧ переменки 100%, это тоже их особенность.
проникание сигнала гетеродина на вход смесителя через паразитную ёмкость полевика
Я уже объяснял за счет чего подавляется проникновение на вход.
Повторю, отрицательный вход ОУ заземлен по переменке, поэтому паразитная емкость затвор-исток не играет большой роли.
Ко всему прочему выходное сопротивление предыдущего каскада будет так же шунтировать вход.
При входном R=100Ом EWB показывает подавление по входу немного меньше 60дБ.
---------
Старому
И, в отличие от того же Брагина, я- профессионал
Хамло ты, а не профессионал, никому непозволительно так отзываться о ком либо, тем более о Геннадии.
Не говоря о том, что провозглашать себя профи. :-(
Именно поэтому прекращаю общение на форуме с таким профи-хамом.
------------
Sorry за офтоп.
Даже простейший RC ФНЧ, как на схеме, подавляет входной сигнал с частотой 200кГц около 40дБ, а 500кГц на 50дБ.
А, во как... Так смеситель на одном транзисторе (сигнал- в базу, гетеродин- в эмиттер) с ФНЧ на выходе тоже не будет иметь ни сигнала ни гетеродина на выходе :crazy: И за что боремся?
Я уже объяснял за счет чего подавляется проникновение на вход.
Повторю, отрицательный вход ОУ заземлен по переменке, поэтому паразитная емкость затвор-исток не играет большой роли.
Ко всему прочему выходное сопротивление предыдущего каскада будет так же шунтировать вход.
Ну- ну :D Заземлён говорите... Ну, а почему же тогда сигнал с предыдущего каскада, подведённый через резистор к инвертирующему входу операционника, усиливается к выходу, а сигнал гетеродина с крутыми фронтами, подведённый к той же точке через межэлектродную ёмкость не усиливается? Это как- то нелогично :D :crazy: :D
При входном R=100Ом EWB показывает подавление по входу 60дБ!
.
А Вы всегда так верите EWB и его моделям? Сколько Вам скринов откровеннейших глюков данной программы выложить, чтобы Вы начали думать головой, а не EWB?
Хамло ты, а не профессионал, никому непозволительно так отзываться о ком либо,
Мой друг, а позволительно ли хамить в форуме, и называть человека более взрослого и умного на ты? Подумайте :oops:
Не говоря о том, что провозглашать себя профи. :-(
Профессионал в какой- то области- это тот, кто работая в ней зарабатывает себе на жизнь. Я- профессионал. Брагин- нет. Вы- тем более. Можете продолжать молиться на свою икону.
Кстати, профессионала от любителя отличает, как я уже писал выше, то, что он обязан отвечать за свои цифры. Заказчик на веру ничего не примет- написал 0.1 мкВ чувствительности- покажи, написал 150 дБ односигналки- будь добр и это показать, а не запаривать мозги доверчивой и малограмотной публике...
А завышение параметров для разработчиков- любителей- нормальное явление, этим многие из них страдают, кто потому, что толком померять не может, а кто и специально превирает.
очень старый
А где они ваши разработки и как они могут быть нам простым смертным полезны? 8) А, наверное нужно денег за идеи отвалить. Жаль загадили очередную ветку интересную :-(
очень старый
А где они ваши разработки и как они могут быть нам простым смертным полезны? 8) А, наверное нужно денег за идеи отвалить. Жаль загадили очередную ветку интересную :-(
Да о чём разговор, я и сам вижу, что на мои скрины никто не смотрит :crazy: Всего- то навсего, компрессор 108 раз просмотрели. А скрин EWB топикстартера, выложенный заметно раньше 96 :rotate:
Тем не менее, Вы, несомненно, правы, и Ваш очередной пост, несомненно, является украшением данной ветки, а мой, конечно же, загаживанием её...
Олег, добрый вечер.
Поменьше внимания на таких, с позволения сказать НАМов. Тема действительно имеет интерес, т.к. довольно давно собирал БМ на 140МА1. К сожалению, м/сх все же устаревшая, сейчас - экзотика и довольно неудобная в применении (довольно много обвязки). Любой ОУ - балансная структура и сейчас масса копеечного ВЧ импорта.
Успехов, 73!
Тема действительно имеет интерес, т.к. довольно давно собирал БМ на 140МА1. К сожалению, м/сх все же устаревшая, сейчас - экзотика и довольно неудобная в применении
Конечно же тема имеет интерес. Особенно, если вспомнить, что 140МА1- это совсем не операционник с регулируемой извне ООС. :evil:
И то, что вместо неё, уже тридцать лет выпускается 174 серия (ПС1 и ПС4) :P
Любой ОУ - балансная структура...
Круто. :lol: А я и не знал...
Ну, и что же там балансного? Или, на край, киньте ссылку на источник такого откровения :wink:
Ставя на полку книгу Богдановича, сделал ещё один скрин реальных схем полностью балансных смесителей с регулируемой ООС. Понятно, что глядя с современной точки зрения, диодные мосты можно заменить МОП ключами. Неоднократно использовал подобные схемные решения в апаратах среднего класса. А высококлассные- только по классике. Потому, что параметры получаются заметно выше. Это подтверждает и опыт мировых производителей- мне неизвестен ни один высококлассный аппарат с регулируемой ООС в первом смесителе. Только у некоторых гуру почему- то параметры данного смесителя оказываются сильно хорошими :crazy: На бумаге...
А в последнем смесителе, где предлагает использовать подобный принцип Олег, тоже имеет смысл, гетеродин перевести на меандр, чтобы полевик работал ключём- работа его в качестве переменного резистора (синусоидальное возбуждение) вряд ли оправдана из- за повышающегося в этом случае уровня гармоник в выходном сигнале.
Valery Gusarov
12.02.2010, 08:52
А высококлассные- только по классике
Профессионалов сейчас во всех отраслях нехватка...
Дабы не возникало вопросов об оплате или авторских правах, дайте пожалуйста общие рекомендации-допустим-УВЧ примените ОЗ с ЛОС.
Двухтактный, и при 24в питания-для макс результата?
Смеситель-активный на.... На передачу-отдельный.
АРУ-насыщением х-ки полевых или токовым зеркалом по РЭДу? Аттенюаторами на чем?
Преобразования-вроде ясно-одно-меньше хлама, два-по соседнему и суж полосы...
Ошибки ЕВБ мне тоже спецы показывали... Смеялись-это для студентов...Программ а работает по заложенным в нее формулам, нового не изобретет, за пределами их-любые глюки, неведомые даже авторам ее-но это была версия 5,12.
Возможно ситуация в версии 10 улучшена-тоже неплохо комментарий спеца.
Не по теме, так отдельно или в личку, так как я 10 последних лет слесарю, самообразование не заменяет полностью, советы профессионала необходимы...
Можно и тему посмотреть похожую-типа-структурная с обсуждением узлов.
Извините за оффтоп.
Oleg UR6EJ
12.02.2010, 09:59
Для радиолюбителей желающих понять принцип подавления сигнала на входе за счет особенности работы инвертирующего усилителя,
этот эсперимент.
На входе усилителя 1В с частотой 1кГц, на выходе 10В.
При этом на инвертирующем входе всего 10 микроВольт !
Вот это и есть виртуальная земля, т.е низкое сопротивление по переменному току относительно общего провода.
На этом же принципе построена развязка сигнала управления АРУ в тракте ПЧ2 трансивера М2009.
"Профессионалам" этот эсперимент ничего не даст, т.к. они уверены в непокобелимости своих знаний. :D
Выяснили, что схема смесителя на ОУ вполне рабочая
Ну, так говорить по моему несколько преждевременно.
Лучше сказать - пришли к мнению, что схема в принципе рабочая.
А от работы в принципе до работы в корпусе - расстояние приличное :)
И прислушаться к тому, что говорит очень старый профессионал-разработчик все таки стоит.
Даже простейший RC ФНЧ, как на схеме, подавляет входной сигнал с частотой 200кГц около 40дБ, а 500кГц на 50дБ.
Такой фильтр подавит то, что окажется на выходе ОУ, а то, что останется внутри, будет делать свое грязное дело. Попробуйте представить, как поведет себя ОУ, когда подадим на вход смесителя два сигнала приличного уровня с разницей по частоте скажем на 2 кГц.
Повторю, отрицательный вход ОУ заземлен по переменке, поэтому паразитная емкость затвор-исток не играет большой роли.
Это верно для совсем низких частот, примерно на два порядка и более ниже частоты единичного усиления ОУ.
На входе усилителя 1В с частотой 1кГц, на выходе 10В.
При этом на инвертирующем входе всего 10 микроВольт !
Как поведет себя эта же модель при частоте сигнала 10 МГц ?
Oleg UR6EJ
12.02.2010, 10:16
Tadas
На носу выходные, смакетирую этот узел и проверю в составе уже работающего трансивера,
где уже есть готовые входной и опроные сигналы.
Измерю К гармоник на выходе и подавление по входу.
Обязательно приведу сравнение по этим параметрам с уже работающим 3м смесителем.
Олег, будет очень интересно узнать результаты.
Oleg UR6EJ
12.02.2010, 10:20
Так речь не идет о мегагерцах.
Я сразу еще в 1м посте привел реально возможный диапазон работы такого сместеля - 200_500кГц.
Т.е. в качестве 3го смесителя тракта приема с двумя ПЧ.
Я так понимаю, что ОУ нужно понимать как дифференциальный каскад на транзисторах. Тогда как пример - р/ст Ангара-1. В ней все смесители на дифф. каскадах...
Так речь не идет о мегагерцах.
Я не то имел в виду.
Подозреваю, что и при 10 МГц модель покажет те самые 10 мкВ в точке суммирования и 10 В на выходе.
Это будет наглядной иллюстрацией, что на модели полагаться надо с большой осторожностью.
К стати, те 10 мкВ никакого отношения к реальности не имеют, это просто расчетная погрешность.
Oleg UR6EJ
12.02.2010, 11:19
К стати, те 10 мкВ никакого отношения к реальности не имеют, это просто расчетная погрешность.
Я это прекрасно понимаю, привел пример только для наглядности, для илюстрации самого принципа.
Тем не менее, даже значение в 1мВ, т.е. в 100 раз больше расчетного в EWB дает разницу в уровнях на сигнальном входе и
инв. входе ОУ - 60дБ.
Это опять же для илюстрации. :D
Реально на частоте 200кГц будет, разумеется, меньше.
Oleg UR6EJ
12.02.2010, 11:34
андрей1958
Я так понимаю, что ОУ нужно понимать как дифференциальный каскад на транзисторах.
Нет, именно ОУ, в самом прямом смысле, только достаточно быстродействующих,
например NE5532, есть небольшой запас... :D
Достаточный запас усиления ОУ на рабочей частоте за счет ОС должен обеспечивать линейность работы смесителя.
Двухтактный выход - высокую нагрузочную способность, а значит опять же линейность.
Я это прекрасно понимаю, привел пример только для наглядности, для илюстрации самого принципа.
А, понятно. Но тот факт, что в идеальном ОУ, охваченном ООС разность напряжения между входами равна нулю - общеизвестен, доказывать его не надо :)
Вот один из старых вариантов.
Valery Gusarov
12.02.2010, 12:06
526ПС1 еще были.
Oleg UR6EJ
12.02.2010, 12:07
UY7QQ
Посмотрел, спасибо.
Как вариант имеет место быть...
Хотя МА140 не ОУ, принцип работы смесителя другой, к тому же такого экзотического элемента я ни разу не встречал. :D
526ПС1 впрочем, как и все ПСы, тоже имеют совершенно другой прицип работы в качестве смесителя.
Tadas
Вам, точно не надо. :D
Valery Gusarov
12.02.2010, 12:40
526ПС1
Разве? Думал там две 140МА с лучшим качеством... Гляну.
Вы правы, это 525ПС-четырехквадрантный.. .
А вот, аналогичная схема на одном транзисторе :crazy:
Тот же коэффициент преобразования :crazy:
Небалансная ни по гетеродину, ни по входу. И тоже почему- то работает :lol:
При этом на инвертирующем входе всего 10 микроВольт !
Вот это и есть виртуальная земля, т.е низкое сопротивление по переменному току относительно общего провода.
"Профессионалам" этот эсперимент ничего не даст, т.к. они уверены в непокобелимости своих знаний. :D
А вот ещё виртуальный эксперимент...
Входная ёмкость КП303, если не изменяет память, 6 пФ. Гетеродин, как и в оригинале, 2 вольта 200 кГц.
Хорошо наблюдается частота гетеродина на выходе 8O
Интересно, а если частота гетеродина повысится до 500 кГц?
Понятны и пути уменьшения проникания гетеродина на выход. Но, устранить его полностью не представляется возможным. Схема небалансна.
Понятно, что, скорее всего, некоторым непрофессионалам, почему- то уверенным, что они знают теорию операционных усилителей, этот эксперимент ничего не даст :P
Возможно ситуация в версии 10 улучшена-тоже неплохо комментарий спеца.
Да там глюков тоже вагон с тележкой :D
Даже в линейных цепях ахинею легко найти...
А ещё что мне нравится в Multisim 10, так это то, что, иногда, начав правильно считать, он говорит, что- то, типа, "извини, считаю неправильно", и начинает запускать программы настройки, после которых выдаёт откровеный бред :crazy: На чём я пока не ловил глюков в EWB- Multisim, так это в вычислении АЧХ.
Короче, доверяй, но проверяй, накалывался не раз. Но, как известно, безглючных программ не бывает, как пример, даже Маткад, официальный дистрбутив которого стоит 3 тыс. евро, всё равно, порой, бредит...
К стати, те 10 мкВ никакого отношения к реальности не имеют, это просто расчетная погрешность.
Мне кажется, что теорию работы операционных усилителей лучше изучать по программе RFSim99, бесплатный дистрибутив которой выложен у Гончаренко. В ней достаточно легко при моделировании задавать коэффициент усиления операционника, а затем, при наличие некоторого желания, установить связь между ним, и остаточным напряжением на инвертирующем входе...
Сергей из Киева
13.02.2010, 19:35
А бесплатным SIMetrix Intro с http://www.simetrix.co.uk/site/downloads/SIMetrixIntro.htm никто не пробовал?
Привет всем!
Схемку при желании можно легко превратить в балансную (используя дифференциальные ОУ). Если нужно быстродействие, то есть OPA842 и подобные - как говорится любой каприз за ваши деньги :D .
Однако у себя я пошел иным путем http://neon.skydan.in.ua/IF.php - у меня ключи подключены к виртуальной земле дифференциального ОУ, из-за этого напряжение на ключе остается практически постоянным (для ВЧ сигналов с большой частотой "земля" организована с помощью конденсаторов). Измеренные параметры можно посмотреть на страничке (IP3 смесителя ограничен АЦП, мерять отдельно было лень :roll:)...
Oleg UR6EJ
14.02.2010, 19:02
Tadas
Как и обещал провел сегодня эксперимент.
Вот результаты:
При всех измерениях на вход трансивера М2007 с кварцевого генератора подавался сигнал уровнем 9 баллов.
Уровень опорного гетеродина регулировался от 0_5В upp.
В смесителе на ОУ проникновение опорника на вхо, точно такое как и в случае с 74HC4053 примерно 20мВ upp (при опорнике 5В)
Во всех асимметричных смесителях вылазит 2я гармоника и далее...
Выводы:
1. Схема микса на ОУ - абсолютно рабочая.
2. Симметричные ключи работают лучше всего, что вобщем-то и следовало ожидать. :D
Oleg UR6EJ
Это при каком выходном напряжении? А ФНЧ на выходе своего смесителя не забыли поправить? Тот, что на модели, имеет частоту среза всего 1.9 кГц...
ФНЧ на выходе своего смесителя
На первой схеме автора темы изображены линейный ключевой усилитель входного сигнала и RC ФНЧ, или всё это смеситель и никаких ФНЧ? Можно по другому – ФНЧ только фильтрует или участвует в преобразовании частоты сигнала как неотъемлемая часть смесителя?
Качество выходного сигнала демодулятора однополосного сигнала тем лучше, чем на меньшее время открывается ключ.
Работа устройства выборки мгновенного значения входного сигнала и его хранения (УВХ) смесителем.
Powered by vBulletin® Version 4.1.12 Copyright © 2024 vBulletin Solutions, Inc. All rights reserved. Перевод: zCarot