Проект RW3FY. Высококачественный трансивер DX-мена из набора унифицированных модулей

[Илья RW3FY]

Наверное, и по- современному мерять придётся- со звуковой карты гетеродинировать вверх, а потом вниз.

Вверх с ЗК однозначно не надо, т.к. на преобразовании частоты испортите интермод. Просто два кварцевых генератора с максимальной развязкой между ними, при желании можно ещё и шумы подчистить --- только не общим кварцевым фильтром, а раздельными, для каждого генератора свой.

А вот смотреть результат в самом деле удобно через ЗК программными спектроанализаторами . Все Тектрониксы отдыхают .

Да ещё и кучу нюансов учитывать. Вы, например, как это делаете? Двумя гетеродинами, разнесёнными килогерц на 10, или по- старинке?

Сейчас у меня два кварцевых генератора из рассыпухи, у каждого на выходе по аттенюатору, сложение делается развязанным сумматором. Разнос переключаю --- либо 7,5 кГц, либо 200Гц. Последнее время чаще смотрю всё на 200 Гц --- исключается погрешность на неравномерности АЧХ преобразователя вниз + ЗК.

Про гетеродин так же не совсем согласен, при желании, его можно и получше сделать...

Хм... Для забития 150 дБ при полосе 3 кГц надо получить -185 дБ/Гц --- столько не бывает даже у почищенного фильтрами кварца . Что реально --- -135...-155 дБ/Гц на отстройках в десятки кГц --- а это всего 100...120 дБ забития.

Ну, здесь я не в курсе, поэтому, к Вам и обратился, кстати, Вы пишите о 5 пиковых вольтах- это реально на 50 Ом дают?

Да, совершенно реально, это их нормальный штатный режим. А поскольку ключиков четыре, каждый работает не на 50, а на 200 Ом --- несложно прикинуть потери при сопротивлении открытых ключей 5...7 Ом максимум. Потери преобразования в итоге 4,5...5,5 дБ --- ну а размах пик-пик на выходе в точке начала компрессии соответственно около 4,5...5 В

Это действительно так? На 50 Ом 15 вольт?

Опять-таки, каждый из ключей работает на большее сопротивление нагрузки, но в итоге выходит очень близко к этому. Точных цифирь не припомню, но порядок величин именно такой. И, опять-таки, это штатный режим этих ключей. Собственно, по всем основным типам ключей если надо могу выложить даташиты.

Я, например, совершенно не в курсе. А как по интермодулю КН8А и 3125?

Про 3125 я уже говорил, по результатам моих иземрений IP3вх = +33...+39 дБм, а на КН8А можно получать примерно на 10 дБ больше. Правда, есть некоторый геморрой. В этом плане лучше SD5000 (5400).

[Игорь 2]

Илья RW3FY

Ага, понял, я, естественно, мерял тоже двумя генераторами, ладно, может быть, и надумаю что- нибудь замутить....
А про забитие на шумах гетеродина, так там ведь шум от расстройки зависит, вблизи (+-5 кГц от скатов ФОС), понятно, будет шум рулить, а далее, извините, динамика тракта до ФОС, конечно же, если сделано всё по- человечески...
А по поводу плотности фазовых шумов, так у меня Г4-164, пока не прогрет, в двухметровом диапазоне в полосе 18 кГц даёт -88 дБ относительно полезного сигнала при отстройке 25 кГц от центра ФОС (приёмником меряю), кварцевый генератор- менее -110, или даже 120, давно было- забыл. При дальнейшей отстройке, шумы заметно снижаются. Несложно всё это и на КВ пересчитать...

А по поводу звука- приезжайте, я Вам наушники Beyerdynamic DT880 (думаю вряд ли что- нибудь лучше предложите) с выхода УНЧ на вход поперекидываю, хоть с эквивалентом нагрузки на том же Корвете 088, хоть с реальной акустикой (то- то соседям радость будет ). Замучаетесь разницу ловить. Понты всё это с лампами, когда мозгов нет, да ещё и руки кривые, приходится религию придумывать, и молиться на провода из бескислородной меди, пропускающие ток только в одну сторону, посеребрённые счётчики электроэнергии, и электропроводку из литцендрата...

[Игорь 2]

Замучался предыдущее сообщение корректировать- там моя добавка про понты и литцендрат почему- то всё время не туда, куда нужно прицеплялась...
Вот теперь, вроде бы, всё нормально

[Илья RW3FY]

А про забитие на шумах гетеродина, так там ведь шум от расстройки зависит, вблизи (+-5 кГц от скатов ФОС), понятно, будет шум рулить, а далее, извините, динамика тракта до ФОС, конечно же, если сделано всё по- человечески...

-185дБ/Гц, необходимых для обеспечения забития 150 дБ, в перестраиваемом гетеродине ни на какой отстройке не получите (да и в фиксированном навряд ли). Реально в дальней зоне получить -160...-165 дБ/Гц. И для этого напрячься придётся оооочень сильно .

А по поводу плотности фазовых шумов, так у меня Г4-164, пока не прогрет, в двухметровом диапазоне в полосе 18 кГц даёт -88 дБ относительно полезного сигнала при отстройке 25 кГц от центра ФОС (приёмником меряю), кварцевый генератор- менее -110, или даже 120, давно было- забыл. При дальнейшей отстройке, шумы заметно снижаются. Несложно всё это и на КВ пересчитать...

Всё давно посчитано . Первое вложение --- из чего складывается частотная зависимость шумов. Второе вложение --- как считается шум дальней зоны (соответствующий горизонтальной линии на кривой шумов Рис.3). Но чтобы эта "дальняя зона" оказалась не за пределами нужных нам диапазонов, ещё нужно очень и очень постараться.

Нормальный кварцевый генератор на частоты порядка 10 МГц на отстройке 10 кГц даёт -150...-155 дБ/Гц, на отстройках порядка 100 кГц и больше --- что-то типа -160...-165 дБ/Гц, особо прецизионные супермалошумящие --- порядка -175дБ/Гц на той же сотне кГц. У всех остальных типов гетеродинов всё это ощутимо хуже. Собственно, я в предыдущем сообщении называл цифры. Они не с потолка, определённый опыт в синтезаторостроении и сопутствующих измерениях имеется. Третье вложение --- расчётные данные по шумам пробного варианта моего синтезатора (разные строчки --- по диапазонам). В жизни получается достаточно близко к этим цифирям. Это уровень качества ощутимо выше среднего. Синтезатор работает на частотах 1,35...2ГГц с последующим делением частоты. Обратите внимание на данные для отстройки 50 кГц. На отстройке 100 кГц шум будет лучше на 6...8 дБ максимум при самом благоприятном раскладе. А если ещё дальше в сторону --- то там уж и большинство любительских диапазонов заканчиваются. Применение менее шумных ГУНов позволит вытянуть ещё несколько дБ за пределами полосы петли, но существенно удорожит и усложнит схему.

Для сравнения --- см. четвёртое вложение --- шумы трансивера Элекрафт К-3, по шумовым показателям его можно сегодня считать одним из лучших среди аппаратов хэм-радио. На картинке спектр шумов передатчика в режиме передачи немодулированной несущей, но как показывает практика, результат подобных испытаний в большинстве случаев очень близок к кривой фазовых шумов.

[Игорь 2]

-185дБ/Гц, необходимых для обеспечения забития 150 дБ...

А Вы абсолютно уверены, что Ваш тракт до ФОС даёт 150 дБ по односигналке? У меня- то, всего- навсего, 130 от шумов до загиба -1 дБ. Поэтому, и цифра у меня другая- -165дБ/SQRT(Гц), Г4-164, как несложно посчитать, на двухметровом диапазоне при отстройке 25 кГц даёт -130дБ/SQRT(Гц), кварц в том же диапазоне (через умножитель) порядка -150. Мне почему- то кажется, что при делении, положим, на 10 (14 МГц), такой же уровень фазовых шумов будет при отстройке в 10 раз меньшей, т. е. 2.5 кГц, а при делении на 20 (7 МГц)- всего- навсего, 1.25 кГц, на 3.5, понятно, 0.625... А там, полагаю, и до 165дБ/SQRT(Гц) недалеко, помню точно, что при заметных отстройках, проблема была отнюдь не в генераторе, а в смесителе. Если ничто не отвлечёт, попробую на этой неделе вновь замерять эти параметры, и оперировать конкретными цифрами.
Кстати, у меня вопрос по таблице, где приведён уровень фазовых шумов Вашего синтезатора- нельзя ли там добавить пару колонок, в которых указать диапазоны частот генератора, в которых мерялся (или расчитывался фазовый шум), а так же, коэффициент деления. Так же, мне было бы интересно узнать, какой используется делитель.
Да, и в Элекрафте что отложено по вертикали- дБ/SQRT(Гц)?

[Илья RW3FY]

А Вы абсолютно уверены, что Ваш тракт до ФОС даёт 150 дБ по односигналке?

При полосе 500Гц и выключенном УРЧ --- где-то около того . При включенном УРЧ примерно на 3 дБ меньше. Для полосы 3 кГц это будет 142 и 139 дБ соответственно. За суперточность не ручаюсь, но порядок величин примерно такой. Естественно, при этом подразумевается только та составляющая, которая определяется чисто линейностью тракта. С учётом обратного преобразования шумов гетеродина результаты несколько скромнее.

Мне почему- то кажется, что при делении, положим, на 10 (14 МГц), такой же уровень фазовых шумов будет при отстройке в 10 раз меньшей, т. е. 2.5 кГц, а при делении на 20 (7 МГц)- всего- навсего, 1.25 кГц, на 3.5, понятно, 0.625...

При делении частоты имеет место такой процесс --- форма и ширина шумовой дорожки остаётся 1:1 как и до деления, а вот амплитуда шума уменьшается на 20lg(Кд).

Предел, в который упираемся при делении частоты --- собственные шумы делителей (обычно находятся в пределах -150...-175 дБ/Гц)

Кстати, у меня вопрос по таблице, где приведён уровень фазовых шумов Вашего синтезатора- нельзя ли там добавить пару колонок, в которых указать диапазоны частот генератора, в которых мерялся (или расчитывался фазовый шум), а так же, коэффициент деления.

Вот более подробная таблица по этой версии синтезатора, там есть полная раскладка по всем частотам и коэффициентам деления:
http://forum.cqham.ru/download.php?id=22105 А во вложении выкладываю таблицу просчёта частот, в которой есть раскладка и под другой вариант (с двумя ГУНами но меньшим количеством делителей).

Так же, мне было бы интересно узнать, какой используется делитель.

Вариант, к которому относится приводившийся ранее фрагмент таблицы, содержит делители МС12095, МС12080, МС12026 и 193ИЕ2 (SP8685). Другой вариант (имеющий идентичные характеристики) содержит больше ГУНов, но делители там только МС12095 и МС12026. Это всё имеются в виду внешние по отношению к петле делители. В петле же сейчас пока для всяких экспериментов у меня задействована SP8855E от GEC Plessey. Которая впоследствии будет заменена либо на ADF4113(LMX2326), либо на схему из рассыпухи.

Да, и в Элекрафте что отложено по вертикали- дБ/SQRT(Гц)?

Без корня (т.к. по мощности, а не по напряжению) --- дБ/Гц. Спектральной плотностью напряжения шумов обычно на ВЧ не пользуются.

[vadim_d]

Мне почему- то кажется, что при делении, положим, на 10 (14 МГц), такой же уровень фазовых шумов будет при отстройке в 10 раз меньшей

Так будет, если Вы остаетесь на наклоне 20дБ/декаду. Если при меньшем офсете заползаете на наклон 30дБ/декаду, то результат будет хуже. Физика проста: при удлинении периода (делении частоты) в N раз и той же абсолютной девиации периода угловая модуляция и уровень боковых при том же офсете падает в N раз по напряжению, то есть имеем 20*log(N) снижения шумов.

[Игорь 2]

Для полосы 3 кГц это будет 142 и 139 дБ соответственно..

Ну, да, сегодня всё- таки руки дошли до очередных замеров параметров смесителя на ADG774, Ваши данные, что она работает практически до размаха входного сигнала в напряжение питания подтвердились- динамика по односигналке в полосе 3 кГц 148 дБ, что достаточно хорошо коррелируется с приведёнными Вами выше цифрами.
На 8 диодах, увы, чуть похуже- будет стимул немного изменить свой макет...
А вот замерять интермодуль, или IP3, увы, не получилось- 164 генератор только один, а его гармоники (-40 дБ) превышают интермодуль смесителя при любом неограниченном смесителем входном сигнале.

При делении частоты имеет место такой процесс --- форма и ширина шумовой дорожки остаётся 1:1 как и до деления, а вот амплитуда шума уменьшается на 20lg(Кд)..

Да, скорее всего так, но это не противоречит моему утверждению.

Предел, в который упираемся при делении частоты --- собственные шумы делителей (обычно находятся в пределах -150...-175 дБ/Гц).

Ага, вот эти цифры я уже давно забыл, а, кстати, наша ЭСЛ логика, по Вашим замерам, на каком уровне?
А, положим, D- триггер AD8331?

Без корня (т.к. по мощности, а не по напряжению) --- дБ/Гц. Спектральной плотностью напряжения шумов обычно на ВЧ не пользуются.

А, спасибо, хотя с другой стороны, что в лоб, что по лбу- цифра, один фиг, та же, а вот SQRT, действительно писать ломает

А таблицы на досуге поизучаю...

[Игорь 2]

Так будет, если Вы остаетесь на наклоне 20дБ/декаду. Если при меньшем офсете заползаете на наклон 30дБ/декаду, то результат будет хуже.

Да, спасибо, но будем всё же надеяться на лучшее...

[Игорь 2]

Илья RW3FY

Да, Илья, про Кенвуд 870 что- либо можете сказать (интересует именно в контексте наших бесед- односигналка, IP3, плотность шумов гетеродина, по возможности, что за тракт до ФОС, и т. д.). Мне, понятно, он сто лет не нужен, тут чисто академический интерес.