Походная DSB радиостанция

Обсуждение аппаратуры для радиосвязи.
Аватара пользователя
ru0aog
Сообщения: 2165
Зарегистрирован: 31 янв 2013, 10:49
позывной: RU0AOG
CиБи позывной: Апрель
Имя: Станислав
Откуда: QTH locator: NO65JX # RDA KK-04
Контактная информация:

Re: Походная DSB радиостанция

Сообщение ru0aog » 04 май 2016, 12:59

Конструируем ДПФ.

Полуволновая антенна у меня имеет высокое сопротивление на частоте резонанса. Порядка 2,2...3,1 кОм (на диапазоне 80 м).
После трансформации 8:1 мы получим 35...48 Ом.

Теперь нам нужен такой фильтр, который бы:
- на антенном входе имел импеданс 50 Ом, на выходе 1500 Ом,
- имел полосу пропускания 3500...3800 кГц,
- подавлял частоты 2800 кГц и 5800 кГц на величину порядка -60 дБ.
Свое изделие изъяна не имеет.

Аватара пользователя
ru0aog
Сообщения: 2165
Зарегистрирован: 31 янв 2013, 10:49
позывной: RU0AOG
CиБи позывной: Апрель
Имя: Станислав
Откуда: QTH locator: NO65JX # RDA KK-04
Контактная информация:

Re: Походная DSB радиостанция

Сообщение ru0aog » 04 май 2016, 14:25

Попробуем посчитать двухконтурный фильтр по Баттерворту.
Баттерворт.JPG
Тут выбрана трансформаторная связь первого контура с антенной 50 Ом. Второй контур включен полностью.

Строим схему в симуляторе (катушку связи не стал включать):
Баттерворт_2.JPG
Да... Не оправдал Баттерворт моих надежд :)
Затухание в полосе 3500...3800 кГц = -4,3 дБ,
Затухание на частоте 2800 кГц = -19,7 дБ.
Затухание на частоте 5800 кГц = -18,3 дБ.

То есть, даже на УКВ сигнал давится плохо (не более -22 дБ).
Вложения
Баттерворт.rar
(41.42 КБ) 81 скачивание
Свое изделие изъяна не имеет.

Аватара пользователя
ru0aog
Сообщения: 2165
Зарегистрирован: 31 янв 2013, 10:49
позывной: RU0AOG
CиБи позывной: Апрель
Имя: Станислав
Откуда: QTH locator: NO65JX # RDA KK-04
Контактная информация:

Re: Походная DSB радиостанция

Сообщение ru0aog » 04 май 2016, 14:55

Считаем по Чебышеву:
Чебышев.JPG
Неравномерность в полосе 3500...3800 кГц = хоть и указывал 3 дБ, посчиталось почему-то на 1,25 дБ,
Затухание на частоте 2800 кГц = -39 дБ.
Затухание на частоте 5800 кГц = -49 дБ.
И хорошо давится УКВ - на 28 МГц и выше подавление более -85 дБ.
Но требуется катушка 750 мкГн и очень точная настройка малым конденсатором связи (влияют доли пФ).

P.S.
Кстати, RFSimm99 посчитал фильтр Чёбышева немного по-другому:
Чебышев_2.JPG
Хотя результат примерно тот же:
Затухание в полосе 3500...3800 кГц = -3 дБ,
Затухание на частоте 2800 кГц = -40 дБ.
Затухание на частоте 5800 кГц = -50 дБ.
И хорошо давится УКВ - на 28 МГц и выше подавление более -86 дБ.
И проблемы в настройке - те же.
Вложения
Чебышев_2.rar
(8.68 КБ) 86 скачиваний
Чебышев.rar
(7.79 КБ) 84 скачивания
Последний раз редактировалось ru0aog 04 май 2016, 15:53, всего редактировалось 2 раза.
Свое изделие изъяна не имеет.

Аватара пользователя
ALARM
Сообщения: 625
Зарегистрирован: 14 май 2013, 23:24
позывной: RV0ALR IIкат(ex RA0AWW)
CиБи позывной: КЕДР-1
Имя: Дмитрий
Откуда: Красноярск

Re: Походная DSB радиостанция

Сообщение ALARM » 04 май 2016, 15:18

IMG_20160504_151455.jpg
Станислав, насобирал кучку, отдам даром.
Он сказал поехали! поехали.... , И запил водой))

Аватара пользователя
ru0aog
Сообщения: 2165
Зарегистрирован: 31 янв 2013, 10:49
позывной: RU0AOG
CиБи позывной: Апрель
Имя: Станислав
Откуда: QTH locator: NO65JX # RDA KK-04
Контактная информация:

Re: Походная DSB радиостанция

Сообщение ru0aog » 04 май 2016, 16:05

Дмитрий, спасибо!

Что-то не могу на работе запустить FilterSolutions, недавно сносил, а теперь поставить не могу, видимо админы заблокировали...
Ещё раз пересчитал в RFSimm99.
Задал частоту, полосу, импеданс, порядок фильтра, а потом поигрался неравномерностью так, чтобы получить целое число в значении ёмкостей (так настраивать проще).
Чебышев_3a.JPG
Чебышев_3a.JPG (40.07 КБ) 1711 просмотров
Проверил в EWB:
Чебышев_3b.JPG
Для первого раза пойдёт.

Теперь считаем катушки для каркаса 8 мм:
L1.JPG
L1.JPG (44.02 КБ) 1711 просмотров
Коэффициент трансформации k=5,48 (см. расчёт выше)
Значит катушка связи должна иметь w = 22/5.48 = 4 витка.

Разделительную катушечку намотаем на колечке.
Например для FT50-43:
L2.JPG
В общем, получается что-то вроде вот этого:
01.JPG
Вложения
Кольцо.rar
(31.43 КБ) 88 скачиваний
Чебышев_3.rar
(8.78 КБ) 81 скачивание
Свое изделие изъяна не имеет.

Аватара пользователя
ru0aog
Сообщения: 2165
Зарегистрирован: 31 янв 2013, 10:49
позывной: RU0AOG
CиБи позывной: Апрель
Имя: Станислав
Откуда: QTH locator: NO65JX # RDA KK-04
Контактная информация:

Re: Походная DSB радиостанция

Сообщение ru0aog » 04 май 2016, 23:24

По быстрому сляпал ДПФ.
Намотал катушки:
20160504_225313.jpg
На кольце вышло 39 витков - 665 мкГн.
Замерял катушки на каркасах - не удалось точно померить, примерно 2,1...2,6 мкГн в экране + подстроечником можно добавить.
Разделительный конденсатор взял 8,2 пФ (с 3,3 пФ очень уж узкая полоса получается).
Подвожу визир к верхушке горба (частота 3,65 МГц):
20160504_231527.jpg
И затем добавляю 6 дБ по уровню сигнала:
20160504_231503.jpg
Получаем как раз ширину полосы от 3,5 до 3,8 МГц по уровню 6 дБ.

Два горба на диаграмме увидеть не удалось.
Горб один. Он двигается по частоте подстроечниками L1 и L3. Если настройка контуров совпадает, то уровень сигнала значительно повышается.
Это не Чебышев, это Баттерворт какой-то получился...
Свое изделие изъяна не имеет.

Аватара пользователя
ru0aog
Сообщения: 2165
Зарегистрирован: 31 янв 2013, 10:49
позывной: RU0AOG
CиБи позывной: Апрель
Имя: Станислав
Откуда: QTH locator: NO65JX # RDA KK-04
Контактная информация:

Re: Походная DSB радиостанция

Сообщение ru0aog » 04 май 2016, 23:45

Выкинул нафик катушку на кольце. По моему, стало лучше :)
Конденсатор на 22 пФ:
20160504_233802.jpg
Смотрим:
20160504_233811.jpg
Полоса по уровню -7 дБ, почти попал (от 3,52 до 3,78 МГц):
20160504_233836.jpg
Полоса по уровню -17 дБ от 3,35 до 4,00 МГц:
20160504_233900.jpg
Полоса по уровню -27 дБ от 3,15 до 4,30 МГц (фотать не стал).
Свое изделие изъяна не имеет.

Аватара пользователя
ru0aog
Сообщения: 2165
Зарегистрирован: 31 янв 2013, 10:49
позывной: RU0AOG
CиБи позывной: Апрель
Имя: Станислав
Откуда: QTH locator: NO65JX # RDA KK-04
Контактная информация:

Re: Походная DSB радиостанция

Сообщение ru0aog » 05 май 2016, 10:50

Эх, не померил я, какое там получилось ослабление на частоте резонанса. Ну да ладно, прикинем пока теоретически.
В железе получилось примерно вот это:
ДПФ 05-05-2016.JPG
Если смотреть относительно низкоомного входа, то ДПФ поднимает напряжение на +5 дБ в резонансе. Завалы на краях диапазона мы измерили -7 дБ. Будем считать, что в среднем потерь напряжения на ДПФ нет.
Активный смеситель усилит наш сигнал на +17 дБ.
Если сигнал после антенны (и балуна) имеет уровень 1 мкВ х 50 Ом, то после смесителя на балансном выходе получим 7 мкВ х 3 кОм (между двух выходов по 1,5 кОм).
Теперь сигнал надо передать в ЭМФ.
Входное сопротивление ЭМФ равно примерно 75 кОм. Согласование импедансов не требуется, т.к. Rвх ЭМФ практически не нагрузит Rвых смесителя.
Выходное сопротивление ЭМФ также равно примерно 75 кОм. Входное сопротивление данного УПЧ равно примерно 22 кОм. Кстати, при напряжении питания +8 В не все полевые транзисторы будут усиливать сигнал. Некоторые, с большим напряжением отсечки, работать отказываются... тогда придётся увеличить резистор в цепи истока до 1 кОм, заодно и входное сопротивление поднимется до 45 кОм.
Потери в ЭМФ оценим как -6 дБ.
Далее УПЧ усиливает сигнал на +21 дБ.
Второй смеситель имеет усиление +17 дБ.
Итого мы получаем усиление от антенного входа до ФНЧ +17-6+21+17 = 49 дБ или 280 раз по напряжению.

Теперь оценим динамический диапазон.
Чтобы оценить требуемые параметры УНЧ, приведём уровни сигналов к выходу второго смесителя.
Сигналы, меньшие чем 1 мкВ на антенном входе можно не рассматривать, т.к. шум эфира всё равно даст больше.
Усиление СМ1 = +17 дБ, затем примем ослабление ЭМФ = -6 дБ, далее УПЧ = +21 дБ, и потом СМ2 = +17 дБ. Итого +17-6+21+17 = +49 дБ. Исходный 1 мкВ будет усилен до 0,28 мВ звуковой частоты. Это нижний предел.
Теперь оценим верхний предел.
СМ2 не может выдать на выходе сигнал больше, чем входной уровень гетеродина. У нас он равен 180 мВ.
Стало быть, динамический диапазон сигналов на выходе второго смесителя равен 180 мВ / 0,28 мВ = 56 дБ, что в общем-то не так уж и плохо.

Итак, на выходе ЗЧ второго смесителя получим напряжения в пределах от 0,28 мВ до 180 мВ.
Опять считаем от конца.
Чтобы сигнал хорошо "читался" в наушниках, его уровень звукового давления должен быть примерно 35...50 дБА.
Современные наушники сопротивлением 32 Ома обычно имеют чувствительность порядка 100 дБ/мВт, что даёт нам чувствительность 115 дБ/В.
Следовательно, комфортным будет уровень сигнала в наушниках порядка 0,3...0,5 В.
Микросхема LM386 при питании от +12 В может выдать сигнал размахом до +/- 5 В (3,5 В), для наушников - с запасом.
Усиление тракта НЧ должно быть порядка 0,5В/0,28мВ = 1785 для слабых сигналов и 0,5В/180мВ = 3 для сильных.

Усиление в 1785 раз (65 дБ) по напряжению на одном каскаде получить довольно трудно из-за самовозбуждения.
Максимально устойчивое усиление на LM386 достигается при значении в 55 дБ (560 раз). Значит, таким и устанавливаем Кус УНЧ.
Но чтобы принимать сильные сигналы без искажений нам нужен регулятор громкости с пределом ослабления от 0 до -45 дБ.
То есть, если на вход УНЧ приходит сигнал 180 мВ, то мы его ослабляем на -45 дБ до 0,9 мВ, и затем усиливаем на +55 дБ до 500 мВ.
Если же пришёл сигнал 0,28 мВ, то мы его не ослабляем (0 дБ), а усиливаем на +55 дБ до 157 мВ, что даст звуковое давление в 18 дБА и в наушниках будет "читаться" как шёпот.

Теперь для простоты восприятия можно нанести уровни на блок-схему:
Блок-схема 05-05-2016.JPG
Свое изделие изъяна не имеет.

RU0AAS
Сообщения: 162
Зарегистрирован: 29 янв 2013, 11:04

Re: Походная DSB радиостанция

Сообщение RU0AAS » 05 май 2016, 18:12

А детектор не нужен ?

Аватара пользователя
ru0aog
Сообщения: 2165
Зарегистрирован: 31 янв 2013, 10:49
позывной: RU0AOG
CиБи позывной: Апрель
Имя: Станислав
Откуда: QTH locator: NO65JX # RDA KK-04
Контактная информация:

Re: Походная DSB радиостанция

Сообщение ru0aog » 05 май 2016, 19:52

Так. Понятно. Мало о преобразованиях говорено.
Нет. Детектор не нужен. Мы другую математическую функцию выполняем.
Позже распишу поподробнее.
Свое изделие изъяна не имеет.

Ответить