Страница 1 из 5 1234 ... ПоследняяПоследняя
Показано с 1 по 10 из 49

Тема: Некоторые вопросы применения ФНЧ в ППП

  1. #1

    Регистрация
    13.04.2006
    Адрес
    г.Уральск Казахстан
    Сообщений
    922

    Некоторые вопросы применения ФНЧ в ППП

    Приветствую всех участников и гостей этой темы форума!

    Разбираясь с ключевым смесителем, я столкнулся с небольшим препятствием, которое выражалось в несовпадении расчетной частоты среза RC фильтра, установленного после смесителя, с частотой среза так сказать в натуре . Использовался ФНЧ первого порядка. При R=1,2 кОм и С=47нФ расчетная частота среза в соответствии с формулой
    F=1/2пиRC
    составляет около 2,8кГц.
    При измерениях полоса фильтра оказывалась намного уже расчетной.
    Причина несоответствия состояла в том, что не учитывалась форма сигнала на выходе смесителя. Если на ФНЧ поступает сигнал в виде импульсов со скважностью равной двум, то кажущееся сопротивление для конденсатора фильтра имеет величину в два раза выше реального.
    При уменьшении сопротивления фильтра в два раза, т.е. взяв R=600 Ом, измеренная полоса ФНЧ совпала с расчетной.
    Объясняется это довольно просто. Средний ток через одну и ту же нагрузку при импульсном напряжении (при Q=2) будет в два раза меньше, чем при постоянном напряжении той же амплитуды.
    Я проверил это предположение и для других вариантов сигнала на выходе смесителя.
    При сигнале на выходе смесителя со скважностью Q=4, измеренная полоса совпала с расчетной при R=300 Ом, т.е. при R в четыре раза меньше расчетного.
    При использовании двойного балансного смесителя, когда на его выходе одну половину периода идет прямой сигнал, а вторую инверсный, т.е. при Q=1, измеренная полоса совпала с расчетной при R=1,2 кОм.
    Таким образом, при расчете ФНЧ после ключевого смесителя, необходимо учитывать скважность сигнала на его выходе, чтобы избежать неоправданного сужения полосы пропускания. Формула для расчета частоты среза ФНЧ при этом примет следующий вид:
    F=1/2пиRCQ
    Необходимо также отметить, что внутреннее сопротивление источника сигнала Rвн и сопротивление ключа Rкл суммируются с расчетным сопротивлением R (см. Рис.1). Если расчетное сопротивление R много больше Rкл и Rвн, то последние два можно не учитывать, но если эти сопротивления одного порядка, то, для того чтобы полоса пропускания не уменьшилась, эти сопротивления нужно учесть, уменьшив расчетное сопротивление фильтра R на величину Rвн и Rкл. Если при этом разность получится отрицательной, то нужно сделать перерасчет ФНЧ приняв R ≥ Rвн + Rкл
    Из Рис.1 следует также, что попытки поставить добавочные сопротивления для уменьшения разброса сопротивления ключей смесителя ничего не дают, кроме сужения полосы пропускания ФНЧ. Точность передачи сигнала (или уменьшение влияния разброса сопротивлений ключей смесителя) зависит от величины сопротивлений R или Rвн. Если R >> Rкл или Rвн>>Rкл, то влияние Rкл можно не учитывать.
    Место установки сопротивления R (до ключа или после) на работу схемы влияния не оказывает.
    Эти выводы конечно чисто практические, без соответствующего мат. обоснования, и они представлены для ваших добавлений, критики и комментариев.

    73! Николай.
    Миниатюры Миниатюры Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	1_206.gif 
Просмотров:	480 
Размер:	3.6 Кб 
ID:	9643  


  2. #2

    Re: Некоторые вопросы применения ФНЧ в ППП

    Цитата Сообщение от sev_n_v
    Эти выводы конечно чисто практические, без соответствующего мат. обоснования, и они представлены для ваших добавлений, критики и комментариев.

    73! Николай.
    Так практические или теоретические? Какие ключи использовались в смесителе при измерениях? При каой частоте входного сигнала?

  3. #3

    Регистрация
    13.04.2006
    Адрес
    г.Уральск Казахстан
    Сообщений
    922
    То Oleg 9

    Виноват, конечно теоретические, без соответствующего мат. обоснования, но проверенные на симуляторе, а это, что бы про него не говорили, мощный инструмент исследования.

    73! Николай.

  4. #4

    Регистрация
    25.08.2003
    Адрес
    Минск, KO33RU
    Сообщений
    2,913
    Позывной
    EU1ME
    Все это и формулы есть в статье Сергея US5MSQ "Высокодинамичны й приемник прямого преобразования" (м.б. не точно).
    Александр

  5. #5
    SK Аватар для RW3DKB
    Регистрация
    21.02.2005
    Адрес
    г.Юбилейный Московская обл.
    Сообщений
    2,978
    Хочу и от себя добавить 5 копеек в тему...
    sev_n_v правильно подметил эту особенность в работе ключевых смесителей.. Мы её действительно обсуждали в старых наших ветках про ТПП... Действительно, место установки дополнительного резистора не играет роли, т.е. можно устновить как перед, так и после ключа. Однако следует иметь ввиду, что пренебрегать различием сопротивления ключа всё-таки не следует, т.к. дополнительный резистор хотя и выполняет роль снижения разбаланса внутренних сопротивлений, но величина этого влияния тоже имеет конечную величину, причем конкретную... При условии, когда допсопротивление >> внутреннего сопротивления разбаланс действительно получается очень малым, НО и величина его напрямую связана со свойствами динамического фильтра, которым обладает ключевой смеситель, т.к. с ростом сопротивления падает частота среза фильтра.... Следовательно. должен существовать некий оптимум, при котором все указанные величины достигают нужных величин и параметры смесителя становятся наилучшими, в том числе и с точки зрения разбалансировки сопротивлений ключей...

  6. #6

    Регистрация
    13.04.2006
    Адрес
    г.Уральск Казахстан
    Сообщений
    922
    То Alex007

    Статью http://www.cqham.ru/trx51_18.htm US5MSQ я видел и честно сказать не стал разбираться с формулой, которую US5MSQ как он указывает, привел из публикации 9.Tayloe D. (N7VE). Letters to the Editor, Notes on “ideal” Commutating Mixers (Nov./Dec. 1999). — QEX, 2001, March/April, p. 61.

    В текст статьи US5MSQ, возможно при пересылке, вкралась ошибка, которая и до сих пор там находится. Привожу выдержку из статьи.

    К выходу каждого из четырех каналов подключены конденсаторы нагрузки, эффективно выделяющие полезный сигнал и подавляющие побочные продукты преобразования. Этот четырехфазный смеситель подобен фильтру на переключаемых конденсаторах. За рубежом это устройство описал и запатентовал D.Тayloe, N7VE [9]. Рассчитать полосу пропускания смесителя по уровню –3 дБ можно по формуле: F = 1/ (nRиСн),
    где: n = 4 — число ключей,
    Rи — сумма сопротивлений антенной цепи (50 Ом, трансформированное Т1 в 9 раз, т. е. 450 Ом), открытого ключа (около 50 ом) и резистора R5,
    Сн — сумма емкостей конденсаторов С8, С9, или С11, С12 и т. д.
    В нашем случае расчетное значение частоты среза равно 3400 Гц.
    Как оказалось, под псевдонимом скрывается число пи . Если заменить  на пи, то полоса получается
    F=1/3,14*4*(450+50+390)* (3,3*10-9+22*10-9)=3534Гц.

    Итак, подведем итог.

    Формула F=1/пи nRC предназначена для расчета полосы пропускания (именно полосы, а не частоты среза) синхронного фильтра на частоте сигнала или его гармониках, который, как известно, имеет гребенчатую структуру (см. вложение) и US5MSQ употребил ее не совсем к месту.

    Формула F=1/2пиRCQ предназначена для расчета частоты среза одного, конкретного ФНЧ, если поступающий на него сигнал периодически прерывается. Количество ФНЧ (каналов) может быть любым: 1, 2, 3, и т.д.

    Мне кажется, что они немного разные :wink: .

    73! Николай.
    Вложения Вложения

  7. #7

    Регистрация
    13.04.2006
    Адрес
    г.Уральск Казахстан
    Сообщений
    922
    Приветствую всех участников и гостей этой темы форума!

    То RW3DKB

    Как следует из Рис.1 все три сопротивления есть ничто иное, как сопротивление RC фильтра. Ставить в эту цепь еще одно добавочное сопротивление мне кажется, не имеет смысла. В любом случае схему на Рис.1 можно представить в виде одного сопротивления и одного конденсатора.
    И здесь возникает вопрос. Какую составляющую из Rвн или R выбрать основным сопротивлением RCфильтра? При малом Rвн основным, конечно, будет R. Но можно пойти другим путем, как у US5MSQ в http://www.cqham.ru/trx51_18.htm , трансформировать Rвн до величины 1,2,3…кОм. В этом случае влияние Rкл можно не учитывать, а R можно принять равным нулю, т.к. Rвн будет вполне достаточно для работы фильтра. Второй вариант мне кажется более предпочтительным т.к. на первый каскад УНЧ будет поступать, по сравнению с первым вариантом, повышенноев несколько раз (2, 3, 4...) напряжение сигнала, что в свою очередь может снизить требования по шумам к этому каскаду.

    73! Николай.

  8. #8

    Регистрация
    13.04.2006
    Адрес
    г.Уральск Казахстан
    Сообщений
    922
    Небольшое добавление по поводу полосы пропускания в приемнике US5MSQ http://www.cqham.ru/trx51_18.htm

    Исходя из данных статьи В.Морозова Узкополосный синхронный фильтр (1972)
    полоса пропускания на частоте сигнала (fо) будет приблизительно равна 3400Гц, как и указано в статье US5MSQ, но вблизи нулевой частоты полоса пропускания будет в два раза меньше, т.е. около 1700Гц, что явно недостаточно.

    73! Николай.

  9. #9

    Регистрация
    13.04.2006
    Адрес
    г.Уральск Казахстан
    Сообщений
    922
    Приветствую всех участников и гостей этой темы форума!

    Выношу на общее обсуждение еще одну мысль по применению RC фильтров.
    Часто в НЧ тракте ППП используется несколько ФНЧ, рассчитанных каждый по отдельности. Например, ФНЧ после смесителя, ФНЧ после предварительного УНЧ, основной ФНЧ. Если полосы пропускания одинаковы, то при суммировании их АЧХ завал на частоте среза при использовании двух фильтров составит -6дБ, трех фильтров -9дБ. Конечно, можно рассчитать фильтры на более широкую полосу, при которой завал на требуемой частоте составит -1дБ, тогда при суммировании АЧХ трех фильтров общий завал составит –3дБ.
    Однако это не самый лучший путь, и теория фильтров дает ответ на вопрос, как получить наилучшее приближение к прямоугольной АЧХ. Оказывается, что целесообразнее каскадировать, пусть и одинаковые по схеме, но отличающиеся формой АЧХ и частотами среза звенья. При этом в области частоты среза всего фильтра крутизна АЧХ может быть значительно больше, чем 6n дБ/окт, хотя при значительных расстройках она и будет стремиться к этой величине
    Поляков В.Т. Радиолюбителям о технике ПП, стр.141

    Исходя из вышеизложенного, предлагаю все эти звенья объединить и рассчитывать ФНЧ как единое целое, а уже потом использовать его части в необходимых местах НЧ тракта.
    Такой подход обеспечит оптимальную фильтрацию сигнала, вполне возможно, что при этом сократится порядок фильтра и, кроме того, при использовании ФНЧ с усилением, он может взять на себя роль предварительного УНЧ.

    73! Николай.


  10. #10
    SK Аватар для RW3DKB
    Регистрация
    21.02.2005
    Адрес
    г.Юбилейный Московская обл.
    Сообщений
    2,978
    то sev_n_v
    По существу вопроса у нас с Вами разногласий нет! Действительно, зачем казалось бы еще ставить дополнительное сопротивление, если можно просто поставить как у Беленецкого трансформатор 1:9 и этого будет достаточно, если сопротивление ключа имеет величину 3-5 ом. А если ключ имеет 50 Ом+-10%? В сумме будет 500, а 10% разброс уменьшится до 1%. Это конечно хорошо, но не замечательно, т.к. можно сделать еще меньше. А так хотелось бы чтобы всё было просто ИЗЮМИТЕЛЬНО!!! Да и нужно-то всего-навсего еще один резистор прицепить...
    Вы со мной согласны?

Страница 1 из 5 1234 ... ПоследняяПоследняя

Информация о теме

Пользователи, просматривающие эту тему

Эту тему просматривают: 1 (пользователей: 0 , гостей: 1)

Похожие темы

  1. Некоторые труднодоставаемые компоненты (Украина)
    от Relayer в разделе Продавцы, покупатели...
    Ответов: 15
    Последнее сообщение: 20.03.2013, 23:24
  2. Некоторые вопросы основного тракта US5MSQ
    от sev_n_v в разделе Техника прямого преобразования
    Ответов: 42
    Последнее сообщение: 09.03.2013, 11:51
  3. Некоторые соображения по методике измерения Кш
    от Relayer в разделе Технический кабинет
    Ответов: 17
    Последнее сообщение: 18.03.2010, 20:22
  4. Почему некоторые каскады питаются через RC-цепочку?
    от Slowspeed в разделе Для начинающих
    Ответов: 5
    Последнее сообщение: 20.03.2009, 13:19
  5. Вопрос: бензогенераторы - практичность применения
    от rn6hi в разделе Для любителей КВ
    Ответов: 19
    Последнее сообщение: 14.05.2006, 20:56

Ваши права

  • Вы не можете создавать новые темы
  • Вы не можете отвечать в темах
  • Вы не можете прикреплять вложения
  • Вы не можете редактировать свои сообщения
  •