КВ-трансивер RU3AEP-2015

[Oleg UR6EJ]

Вы подрезаете до килогерца и более, при сужении до полосы телеграфа, подрезается пара килогерц.

Да нет же.
В SSB достаточно от 3кГц до 2,2кГц , меньше не разберешь. 3 - 2,2= ?
В CW от 500Гц можно хоть до 100Гц. Откуда берется пара кГц?
---
Мной уже давно сделан SDR
http://www.cqham.ru/forum/attachment...6&d=1220731664
http://www.cqham.ru/forum/attachment...3&d=1220731847
сразу было в кайф, но почему-то душа больше лежит к аналоговой технике.
---

Я в очередной раз обратил внимание на давно известную структуру трансивера с руфингом на входе, может быть кого-то это заставит задуматься и применить, ну а если нет:

В общем то, каждый решает сам, что ему надо.

С этим трудно не согласится.

[RK4CI]

Я прекрасно понял ,что вы хотели сказать.Но так уже никто не делает в аппаратах с претензией на хороший ДД.

Вы это серьёзно? Я знаю как надо делать. И видел не одну и не две схемы, в которых сделано именно как я описываю. Хотя, на дворе именно 2017. Но ведь хочется как проще. Не мне, но очень многим.

В CW от 500Гц можно хоть до 100Гц. Откуда берется пара кГц?

Это, при наличии добавочного узкополосного фильтра на входе. В простых конструкциях это роскошь.

[

[саш]

RK4CI,

Но ведь хочется как проще.

В простых конструкциях это роскошь.

Вам шашечки или ехать ?

[RA6AGY]

Вопрос по теме разговора - как правило в детекторах SSB применяют смеситель на 4-х диодах или на одном полевом транзисторе. Какой SSB детектор имеет более высокий динамический диапазон? Я применяю пассивный балансный на двух полевых транзисторах.

[RK4CI]

как правило в детекторах SSB применяют смеситель на 4-х диодах или на одном полевом транзисторе. Какой SSB детектор имеет более высокий динамический диапазон?

Посмотрите схему именно этого трансивера. Здесь применён один из самых высокодинамичных и линейных детекторов. После него микросхемка не самая лучшая для подобных целей. И её включение не самое правильное для подобных каскадов. Но ни динамику, ни линейность всего приёмника, они испортить ну точно не должны.

Вам шашечки или ехать ?

Вообще то вопрос не слишком понятен. Ехать, то бишь работать в эфире, можно и на "Клопике". Сама тема о трансивере явно посложнее. И если пользоваться вашей терминологией, то мне ехать, с возможно большими удобствами. Что считать удобствами, и как их достичь, это уже отступление от темы, но именно это так же здесь обсуждается.

[Евгений240]

Какой SSB детектор имеет более высокий динамический диапазон?

А зачем большой динамический диапазон детектору?
На него приходит отфильтрованный сигнал с нормированным уровнем.
Вот минимальный уровень внутриполосных искажений, - это его параметр.

[саш]

Я извеняюсь. Фото ФНЧ на передачу от ТС была или я что-то попутал ?

[RU3AEP]

Прошу прощения за очередную долгую задержку с появлением очередных материалов и надеюсь, что все это еще кому-то интересно.

Итак, ПРИЕМНИК, схема которого была выложена в посте за номером 42 (http://www.cqham.ru/forum/showthread...=1#post1376924).

Трехкаскадный УПЧ на КП350 особенностей никаких не имеет - это обычный резонансный усилитель с регулировкой усиления по вторым затворам, прекрасно зарекомендовавший себя в моем предыдущем трансивере (тема по него тут: http://www.cqham.ru/forum/showthread...2%E5%F0-RU3AEP). Для полного согласования по мощности с 50-омным выходом блока ФОСов применен резонансный трансформатор, количеством витков первичной обмотки которого необходимо добиться совпадения максимума сигнала на выходе и минимальной неравномерности АЧХ тракта (разумеется, при условии, что сам блок ФОС полностью настроен и отрегулирован). При всей своей простоте и практичности, подобная схема согласования относительно низкоомного выхода кврацевого ФОС со входом полевого транзистора Q1 имеет некоторый недостаток, заключающийся в том, что входное сопротивление каскада немного зависит от выставленного коэффициента усиления и меняется при работе АРУ или ручной регулировке усиления по ПЧ. Соответственно, общая АЧХ тракта несколько искажается, однако в целом появляющиеся неравномерности не превышают 2.5 -3 dB в самом худшем случае, что практически неразличимо на слух и заметно лишь при тщательных измерениях.

Между вторым и третьим каскадами включены переключаемые подчисточные четырехкристальные фильтры, собранные на тех же самых резонаторах, что и основные фильтры в блоке ФОСов и смесителя. Поскольку затухание в телеграфном фильтре оказалось где-то на 1.5 дБ больше, чем телефонного, то для выравнивания коэффициента передачи тракта в обоих режимах последовательно с телефонным фильтром включен резистор R11. В принципе, с точки зрения точного согласования это не совсем верное решение, однако практика показала, что должную неравномерность АЧХ обоих фильтров в этом случае вполне можно обеспечить соответствующими подстроечными конденсаторами, включенными на их входах (С29, С13).
Выход третьего каскада УПЧ нагружен на ключевой SSB-детектор, выполненный на микросхеме U2. Достоинства такого детектора - исключительная линейность, а также весьма малая мощность, требуемая от гетеродина, что крайне важно в случае, если в тракте применена АРУ по ПЧ (в противном случае сигнал опорного генератора непременно "расползется" по всей плате, что делает практически невозможной работу такой системы АРУ при малых уровнях сигналов).
С выхода детектора выделеный НЧ-сигнал попадает на дифференциальный усилитель ( U3-1) c Ку порядка 4, далее проходит через активный фильтр третьего порядка типа Sallen-Key (U3-2, частота среза в районе 5 Кгц, Ку = ~10) и, наконец – на оконечный усилитель на TDA2030, включенную по типовой схеме. Такое построение НЧ-тракта обеспечивает весьма хорошие шумовые параметры, высокую линейность (замеренный коэффициент гармоник в режиме однотонального сигнала на выходе не превышает 0.1-0.2%, что ИМХО более чем достаточно, причем есть подозрения, что это значение определяется не УНЧ). В целом, микросхема TDA2030 показала себя с самой лучшей стороны и КАТЕГОРИЧЕСКИ рекомендуется к использованию в самодельной связной технике. По сравнению с популярной TDA2003, с которой лично у меня связано масса неприятных впечатлений (прежде всего, из-за крайне низкой неискаженной мощности, широкого спектра гармоник на выходе и нестабильности параметров от экземпляра к экземпляру, что часто вынуждало тупо подбирать наиболее удачный из десятка) она выигрывает по всем статьям без исключений.
На транзисторах Q10, Q8, Q9 и Q6 выполнен дополнительный усилитель сигнала для работы АРУ. Основное усиление обеспечивается двумя последними транзисторами, а общий коэффициент усиления тракта со входа (Q3) и до выхода каскада на Q6 по оценкам превышает 100 дБ. Как и следовало ожидать, это порождает проблемы с устойчивостью, которые на практике проявляются в явном возбуде при касании любым металлическим предметом цепей каскада на Q6, а также “подвозбуде” всего тракта, выражающегося в искажении спектра шумов на его выходе с появлением паразитных “горбов”, которые весьма неприятны на слух. Причем все эти эффекты усиливались при увеличении усиления всей системы, полностью пропадая при его уменьшении хотя бы на 10-20 дБ от максимума, а их характер зависел буквально от всего – наличия и степени притяжки винтами внешних экранов блока, включенного диапазона итд..
Полностью победить эти неприятные явления удалось лишь установкой дополнительного экрана вокруг цепей каскадов на Q9-Q6, а также экспериментальным подбором точек крепления экранирующей крышки к корпусу блока. Впрочем, подозреваю, что при менее жестких, чем у топикстартера, требованиях к порогу срабатывания АРУ и, соответственно, потребном усилении сигнала перед детектором, описываемых проблем бы не возникло вовсе. Но по мне АРУ, работающая от 6-7 баллов - это совсем не то, чего хочется в полноценном универсальном приемнике.
Сама система АРУ довольно простая. Некоторой ее особенностью служит применение полевого транзистора с изолированным затвором (Q7) в качестве элемента, измеряющего напряжение на конденсаторах интегратора. По сравнению с применением биполярного транзистора это дает два преимущества:
1) Не вносится нелинейного сопротивления в цепь разрядки конденсаторов.
2) Из-за порога начала открывания полевика в районе 2 В и высокой его крутизны рабочий диапазон напряжений на конденсаторах весьма невелик и сильно смещен от 0. Соответственно разряд их происходит практически по линейному закону, что благотворно сказывается на динамических характеристках АРУ во всем диапазоне уровней.

К сожалению, ожидаемых преимуществ построения АРУ, работающей от сигнала ПЧ, в данной конструкции получить практически не удалось. Реакция на перепад сигнала на входе, в зависимости от положения регулятора R54 получалась двух видов – либо очень сильный выброс (превышающий в десяток-другой раз номинальный уровень и сильно “бьющий по ушам”), либо практически полное отсутствие выброса с ярко выраженным эффектом перерегулирования, когда сигнал после переходного процесса падает сильно ниже номинального уровня и затем медленно приходит в норму. При прослушивании эфира последнее выражалось в хорошо заметном расширении спектра шумов на выходе при малейшей импульсной помехе.
После долгих экспериментов был найден разумный компромисс. Параллельно с R54 была установлена цепочка из двух зеленых светодиодов, играющая роль нелинейного сопротивления, включающегося в работу лишь при резких и сильных положительных перепадов уровня входного сигнала и ускоряющего зарядку времязадающих конденсаторов. Также перед выходным усилителем был установлен диодный ограничитель (VD9-VD12), который совершенно не искажает сигнал при номинальном уровне, но довольно эффективно ограничивает его при примерно пятикратном его превышении. Таким образом, удалось добиться, чтобы:

1. В случае относительно медленно меняющихся по уровню сигналов АРУ работает практически без заметных переходных процессов и эффектов перерегулирования.
2. Если на вход RX попадает сильный сигнал с крутым фронтом или мощная импульсная помеха, то происходит ускоренный заряд конденсаторов С72-С73 (разумеется, с некоторым перерегулированием), что делает выброс сигнала на выходе минимальным по времени, а также уменьшает его амплитуду. Из-за наличия диодного ограничителя по НЧ получившийся выброс дополнительно срезается до достаточно комфортного уровня, а возникающие из-за этого сильные нелинейные искажения практически незаметны на слух из-за малой длительности ограниченного сигнала.

Впрочем, почти уверен, что все то же самое можно было бы получить и с АРУ по НЧ, причем гораздо проще, без проблем с обеспечением устойчивости и борьбой с пролазом сигнала опорника на вход УПЧ. Поэтому на вопрос – а стоит ли вообще заморачиваться с подобными АРУ – лично у меня ответ скорее отрицательный. И хотя в итоге лично мне все проблемы удалось решить и в итоге сделать так, чтобы АРУ устойчиво работала начиная от 2,5-3 баллов (без УВЧ, с УВЧ – на 2 балла меньше), вряд ли это можно считать оптимальным решением.
Единственное безоговорочное преимущество АРУ по ПЧ, проверенное на практике – это независимость коэффициента гармоник от частоты выходного сигнала, который в случае авторегулировки по НЧ всегда растет при ее понижении. Но стоит ли это свойство тех усилий, что необходимы для обеспечения нормальной работы приемника с такой системой – большой вопрос, ответ на который каждый дает себе сам.

Я извеняюсь. Фото ФНЧ на передачу от ТС была или я что-то попутал ?

Нет, пока не было.

[RU3AEP]

Немного картинок в тему. Для начала - спектры выходного сигнала при подаче на вход тональника от NWT. Измерения производились на диапазоне 40 м. Хорошо видны уровни гармоник, а также можно оценить фазовые шумы используемого синтезатора.
Уровень входного сигнала 9+35 dB:

Шум тракта ПЧ полностью подавлен, спектр шумов в целом повторяет шум НЧ-тракта, за исключением ближней зоны сигнала. По ней можно оценить ФШ синтезатора при небольших отстройках. Уровень основного сигнала -2.5 dBFS
Входной сигнал ровно 9 баллов:

Тут уже хорошо видны шумы ПЧ-тракта, поскольку АРУ сильно увеличило его усиление. Основной сигнал уменьшился всего на ~2 dB (при уменьшении входного на 35 dB). Уровни гармоник более чем приличные.

6 Баллов:

По сравнению с S9, основной сигнал просел еще на ~2.5 dB (при уменьшении уровня по входу на 18 dB), ФШ синтезатора потонули в шумах ПЧ-тракта.

S9+35, частота выходного сигнала в районе 400 Гц. Как правило, для таких сигналов АРУ по НЧ уже не может обеспечить малых искажений из-за пульсаций в шине регулировки усиления. В случае же "по ПЧ" все довольно неплохо - уровень гармоник не превышает -60 dB.

[RU3AEP]

Немного продолжим и попробуем замерить внутриполосную динамику приемного тракта, иначе - In-band IMD. В качестве генератора двухтонового ВЧ-сигнала будет использоваться пара приборов - OSA103 Mini и NWT-7. Первый обладает возможность подстройки выходного уровня с точностью до милливольта, второй - фиксированным аттенюатором с дискретностью в 10 дБ, поэтому сделать уровни с обоих генераторов одинаковыми не проблема. Как ни странно, но простое соединение выходов приборов коаксиальным тройником дает вполне приемлемый сигнал, собственные IMD3 которого не превышают -65 dB (правда, IMD5 и почему-то IMD7 выше, достигая -60 dB):


Далее уменьшаем разнос тонов до ~500 Гц и подаем сигнал на вход приемника.
Уровень S9:

IMD3 - около -70 dB. Почему-то наблюдается некоторая ассиметрия в уровнях комбинационных составляющих - причина этого не ясна.

Уровень S9+20:

IMD3 - около -60 dB.

Уровень S9+30:

IMD3 - около -50 dB.

Уровень S9+40:

IMD3 - около -35 dB.

При дальнейшем повышении входного уровня интермодуляционные искажения растут довольно быстро.
На мой взгляд, вполне неплохо и в целом ожидаемо. Учитывая, что IMD большинства передатчиков не опускаются ниже -20 - -25 dB, вряд ли имеет большой практический смысл гнаться за параметром In-band IMD на высоких уровнях сигналов. В конце концов, если в случае приема очень сильных сигналов никто не мешает воспользоваться аттенюатором.

А вообще - было бы очень интересно увидеть результаты аналогичных замеров других трансиверов. Как промышленных, так и самодельных. Хотя бы для того, что понимать, что есть что и к чему надо стремиться.