Смеситель: новый взгляд или повторение пройденного?

[RW3DKB]

Привет всем коллегам!
Вместо того, чтобы укладываться спать, торчу в Интернете и в руках держу свой экземпляр Алексенко, Коломбет и др. 1980 года издания.
В этом издании УВХ почемуто оказались на стр. 178-183, а на 192 стр - аналоговые ключи на ОУ... Возможно у коллеги другой год издания...
Хочу подчеркнуть , что одна вырванная из контекста фраза способна исказить истинное содержание проблемы. Так вот, там выше сказано, что, цитирую:
...основной составляющей является время заряда ёмкости конденсатора (который должен хранить). Длительность этого процесса прямо пропорциональна емкости конденсатора Сз, но ОБРАТНО ПРОПОРЦИОНАЛЬНА этой емкости ПОГРЕШНОСТЬ УВХ (выделено мною). конец цитаты...
Поэтому УВХ обычно делают двух-каскадными, а одно-каскадные считаются простейшими с недостаточной точностью и применение их может быть оправдано только при выполнении ряда дополнительных условий. Одно из таких условий - возможно меньшее значение сопротивления источника сигнала, чтобы уменьшить время заряда. Нет смысла применять УВХ при сопротивлении источника сигнала более 100 Ом, т.к. резко растет погрешность...
Вот, собственно говоря, смысл того, что следовало прочитать в данном разделе книги Алексенко, Коломбет и др. про УВХ. Дальше идет детальный разбор причин разных погрешностей и способов их схемотехнического преодоления... Сама эта книга вместе с книжкой В.Т.Полякова и еще несколькими книгами в БУКВАЛЬНОМ смысле является моей НАСТОЛЬНОЙ книгой. Справочник просто изумительный и я с удовольствием в него частенько заглядываю, поэтому держу её всегда под руками, т.е. НА СТОЛЕ!

[RW3DKB]

В порядке информации привожу отрывок письма нашего коллеги. Возможно, это кому-нибудь представляет интерес..
"Добрый день, Валерий!
Случайно зашёл на форум по прямому преобразованию и решил написать
- меня зовут Сергей, RV3DI (ex UA3DHS). По иронии судьбы
я то же жил в Королёве (Калининграде) с 1961г., а последние
8 лет, вообще рядом - на Космонавтов, д. 13, Сейчас переехал в Москву.
Занимался и занимаюсь разработкой радиолюбительской и профессиональной
техники радиосвязи (аналоговые и цифровые профессиональные радиостанции
серии "Альтавия").
Техника прямого преобразования - увлечение с давних времён. Большое
количество моих разработок с использованием техники ПП (с квадратурным
каналом выпускается серийно:
http://www.altonika.ru/catalog.php?i...8824c5df565eb5

Основной интерес в разработках ПП в диапазоне 430 МГц. Одна из
моих разработок - радиоохранная система RS202 имеет дальность до 150 км
при 10 мВт мощности:

http://www.bug-balt.ru/catalog/index.php?s_id=40

Обработка сигналов - на основе DSP, с использованием технологии
прыгающих радиочастот.
Ищу единомышленников в разработке интересного класса приёмников"....
прямого преобразования - с ФАПЧ.

[RW3DKB]

И совсем уже напоследок...
Я долго смотрел на рис.5 на схеме смесителя представленном коллегой sev_n_v ...
В чем собственно причина развернувшихся здесь дебатов? Коллега нарисовал штриховую линию, разделив источник и нагрузку условным экраном. Отличная мысль! А теперь представим себя нагрузкой и посмотрим на этот экран очень внимательно. Что мы там увидели? Да собственно ничего мы там и не увидели - просто дырка в стене из которой торчит проводок с которого поступает некий сигнал. А что там за стенкой нагрузке просто неизвестно - толи там идеальный источник ЭДС с нулевым собственным сопротивлением + добавочное сопротивление, включенное последовательно, толи там идеальный источник тока с бесконечно большим собственным сопротивлением и включенным параллельно ему сопротивлением, иммититующим выходное сопротивление источника сигнала - нагрузке ЭТО СОВЕРШЕННО ПО БАРАБАНУ!!! Результат будет АБСОЛЮТНО ОДИНАКОВЫЙ!!!! Поэтому знание этого сопротивление необходимо только в тех случаях, когда нужно производить энергетические расчеты с несколькими источниками сигнала, т.к. в противном случае мы получим неправильные расчеты полного сопротивления контура для каждого из источников. Во многих других случаях при моделировании АЧХ стандартных радиотехнических цепей совсем НЕ обязательно учитывать сопротивление источника сигнала, т.к. реально мы устанавливаем напряжение 1 вольт НА НАГРУЗКЕ, т.е. ПОСЛЕ сопротивления источника сигнала, а далее смотрим что происходит если менять частоту источника сигнала. В этом случае нам тоже по барабану как там в источнике сигнала реализовано внутреннее сопротивление (варианты см. выше по тексту), особенно если оно чисто активное и никак от частоты не зависит. А вот если зависит - тогда другое дело! Нужно либо добавлять в схему модели элементы, учитывающие это влияние, или же для каждого следующего значения частоты заново выставлять требуемое значение выходного напряжения 1 вольт.
Короче, я хочу сказать, что намеки на то, что нагрузка обладает ИНТЕЛЛЕКТОМ в том смысле, что она точно знает, что источник сигнала есть не что иное как идеальный генератор + последовательное сопротивление - это явное ПРЕУВЕЛИЧЕНИЕ достоинств нагрузки, даже если это микроконтроллер...

[ur4lrh]

то RW3DKB.

На мой взгляд Вы вырвали цитату еще неудачнее. Все-таки цитаты из соседних глав. И трудно не согласиться с автором письма по поводу интелекта нагрузки и ключа.
Но выходное сопротивление устройства предшествующего УВХ существенно влияет на погрешность преобразования.
Вот собственно говоря о чем цитировал.

[RW3DKB]

Так и я ведь об ЭТОМ самом жеж.....
Я цитата взята прямо из предисловия главы про УВХ и расположена на той самой странице, где написано про менее 100 Ом, только чуть выше...

[sev_n_v]

Приветствую всех участников и гостей этой темы форума!

Валерий, приветствую, рад Вас слышать (или видеть, или читать, не знаю, как будет правильнее)
Язык радиоинженера – это язык схем и формул. Он должен быть точным, как программа микроконтроллера. Без этого мы можем просто не понять друг друга, говорить о разных вещах и доказывать каждый свое. При этом каждый будет по своему прав, и оба будут считать своего оппонента, мягко говоря «товарищ не понимает».

А теперь представим себя нагрузкой и посмотрим на этот экран очень внимательно

Мне кажется, в этой точке зрения и заложено непонимание. Я то смотрел со стороны источника. Источник всегда за стеной.

толи там идеальный источник ЭДС с нулевым собственным сопротивлением + добавочное сопротивление, включенное последовательно

См. Рис. 6

толи там идеальный источник тока с бесконечно большим собственным сопротивлением и включенным параллельно ему сопротивлением

См. Рис. 7.
Все что находится по другую сторону стены, является для источника нагрузкой. Для нас же нагрузкой является то, на чем выделяется полезная мощность, а все остальные элементы схемы (Rдоб, Rпар, Rкл) это сопротивления потерь на которых мощность источника сигнала расходуют для нас бесполезно.
В этом смысле, если посмотреть со стороны нагрузки, то Рис. 5 превращается в Рис. 8.
Конечно, источник можно нарисовать в виде черного ящика, но я не знаю случая, где бы нам не потребовалось знание его внутреннего сопротивления, его придется все-таки указать.

намеки на то, что нагрузка обладает ИНТЕЛЛЕКТОМ в том смысле, что она точно знает, что источник сигнала есть не что иное как идеальный генератор + последовательное сопротивление - это явное ПРЕУВЕЛИЧЕНИЕ достоинств нагрузки

Нагрузка однозначно реагирует на изменение внутреннего сопротивления источника сигнала изменением АЧХ, коэффициентом передачи, КСВ и т.д. и в этом смысле можно сказать, что нагрузка точно знает величину внутреннего сопротивления источника сигнала.
И совсем уже напоследок...
Судя по отсутствию критики смесителя, я делаю вывод, что явных ляпсусов там нет.

[RW3DKB]

Ну, если смотреть на одни и те же вещи с диаметрально противоположных сторон, то безусловно можно прийти к диаметрально противоположным выводам... В этом я с Вами, Николай, абсолютно солидарен!
Однако, в жизни не так уж мало устройств, которые можно рассматривать как идеальные источники напряжения в целом ряде практических применений. Банальный пример - автомобильный аккумулятор имеет выходное сопротивление порядка сотых и десятых долей Ома, мощный УНЧ, работающий на нагрузку 4 Ома тоже может иметь выходное сопротивление сотые доли Ома или даже обладать неким отрицательным сопротивлением. Банальный эмиттерный или истоковый повторитель имеет выходное сопротивление единицы и доли Ома при нагрузке 50 или более Омов...
Для получения достоверных практических результатов, если выходное сопротивление источника сигнала составляет менее 5% от сопротивления нагрузки мы имеем полное право считать их ИДЕАЛЬНЫМИ источниками напряжения. Конечно такое допустимо далеко не всегда... Просто с точки зрения математических расчетов, если я возьму на вашей схеме рис. 5 и заменю ваш источник, состоящий из идеального источника ЭДС1 + сопротивление, на просто идеальный источник ЭДС2, напряжение которого равно ЭДС1-падение напряжения на сопротивлении, то эти обе схемы для нагрузки абсолютно идентичны, т.к. ток, протекающий по нагрузке, останется неизменным... Спрашивается, а всегда ли так необходимо мне указывать это самое внутреннее сопротивление, если при этом результат в нагрузке НИКАК не изменяется?... Правильный ответ в том, что все зависит от ПОСТАНОВКИ задачи моделирования - иногда просто необходимо указывать, но далеко не всегда....
Так что, Николай, я надеюсь, что консенсус в ЭТОМ между нами достигнут?...

[sev_n_v]

Так что, Николай, я надеюсь, что консенсус в ЭТОМ между нами достигнут?...

Как говорил М.С. Горбачев:- В принципе да, но…

Просто с точки зрения математических расчетов, если я возьму на вашей схеме рис. 5 и заменю ваш источник, состоящий из идеального источника ЭДС1 + сопротивление, на просто идеальный источник ЭДС2, напряжение которого равно ЭДС1-падение напряжения на сопротивлении, то эти обе схемы для нагрузки абсолютно идентичны, т.к. ток, протекающий по нагрузке, останется неизменным...

При таком преобразовании ток конечно не изменится, но схема перестанет отражать действительность. Другими словами Ваша схема не эквивалентна моей. Если учесть что я работаю со схемой и мне понадобилось изменить величину Rкл или Rн, мне что, вытаскивать Rвн наружу, посчитать схему и потом обратно его прятать? Такие манипуляции лишены практического смысла.
Попробуйте проделать такое преобразование с аккумуляторами. Ведь из нескольких аккумуляторов Вы наверняка выберете тот, у которого по паспорту внутреннее сопротивление меньше, чем у других, или я ошибаюсь? Отсюда тот же самый вопрос. Нужно ли нам его знать и нужно ли его указывать?
Кстати, автомобильный аккумулятор для автомобильного стартера никак нельзя назвать идеальным источником. В тоже время он может быть идеальным для транзисторного приемника.
И наверное Вы правы в том, что все зависит от постановки задачи.

[ur4lrh]

Вот поэтому в каждой дискуссии не мешало-бы определиться с граничными условиями. Что обязательно учитываем, а что нет и почему (дабы не было непонимания).

Но как я понимаю никто не будет возражать, что для подобных смесителей Rисточника желательно по возможности снижать.

[sev_n_v]

Приветствую всех участников и гостей этой темы форума!

для подобных смесителей Rисточника желательно по возможности снижать.

Мне кажется, что для подобных смесителей Rисточника желательно по возможности повышать.
При этом уменьшаются потери на активном сопротивлении ключей смесителя, уменьшается влияние разброса этих сопротивлений. Естественно при увеличении Rвн пропорционально уменьшится емкость RC фильтра и пропорционально увеличится Rн. Постоянная времени RC фильтра (Fср) при этом останется та же самая. Мощность на входе ОУ немного увеличиться за счет уменьшения потеть на активных сопротивлениях ключей смесителя.
Чтобы не быть голословным, можно прикинуть все это в цифрах для схемы Смеситель.gif Рис. 1. http://forum.cqham.ru/download.php?id=13594
Возьмем трансформатор с коэффициентом 1:3. При этом внутреннее сопротивление источника трансформируется в 50х3х3=450 Ом. С учетом скважности и сопротивления ключей сопротивление RС фильтра будет равно Q(Rвн+2Rкл)=2(450+2х 5)=920 Ом и при Fср=5кГц емкость RC фильтра составит C=1/2пиRF=1/2х3,14х920х5000=34,6 нФ.
Из условия согласования по мощности выбираем сопротивление нагрузки равным R7=880 Ом. При этом QRвн=R7+2QRкл или 2х450=880+2х2х5. Потери активной мощности на сопротивлении ключей при этом составят (2QRкл/R7)х100%=2х2х5х100/880=2,27% или -0,099дБ по мощности.
С учетом нагрузки R7 схема ФНЧ приобретает вид как на Рис. 4 (См. Смеситель.gif) и с получившегося делителя на емкость поступает примерно половина напряжения сигнала. Для того чтобы Fср не изменилась, емкость ФНЧ необходимо увеличить вдвое С5=2х34,6=69,2, выбираем ближайший номинал 68нФ.
В первом варианте (Ктр=1:2) влияние разброса сопротивлений ключей уменьшится в (Rвн+2Rкл)/2Rкл=(200+2х5)/2х5=21 раз, во втором варианте (Ктр=1:3) оно уменьшится в (Rвн+2Rкл)/2Rкл=(450+2х5)/2х5=46 раз.
В итоге по сравнению с первым вариантом (Ктр=1:2) имеем:
-Rвн увеличилось в 450/200=2,25
-Rн=R7 увеличилось в 880/390=2,25 раз
-потери уменьшились на 5,1-2,27=2,83%
-Fср не изменилась
-симметрия смесителя за счет уменьшения влияния разброса Rкл улучшилась в 46/21=2,2 раза