Новий погляд на архітектуру UW3DI

[UR5FFR]

Якщо ми будуємо трансівер з суто аналоговим гетеродином то архітектура з двома перетвореннями частоти та змінною першою ПЧ досить приваблива. Які плюси вона надає

1. Щільність настройки (тобто кількість Гц на один оберт валкодера) на будь-якому діапазоні однакова
2. Нема ніяких ланцюгів комутації у контурі ГПД
3. ГПД працює на досить низькій частоті  що підвищує стабільність

Декілька реалізацій такої архітектури є у вітчизняній літературі 70х років. Перша ПЧ обирається у діапазоні 5-6МГц, друга ПЧ - 500кГц. При цьому ФСС по першій ПЧ робиться вузькосмуговий зі змінною частотою яка місить змінюватися синхронно з зміною частоти гетеродина. Ця конструкція потребує багатосекційного конденсатора змінної ємності та досить ретельного налаштування. Інший недолік, про який майже ніхто не писав - це підвищення рівня спотворень в вузькосмуговому фільтрі.

А що коли ми зробимо другу ПЧ досить високу та замість ЕМФ поставимо кварцевий фільтр? Тоді по перший ПЧ ФСС буде на фіксовану смугу 500кГц. Втрати сигналу і спотворення в ньому будуть досить невеликі. Відкрите питання це спури - тобто комбінаційні спотворення.
Я тут дещо порахував і знайшов декілька розкладок частот з мінімальною кількістю комбінаційних частот

Перший варіант для другої ПЧ 5000кГц. При цьому перша ПЧ змінна у діапазоні 8600-9200кГц. Гетеродин працює у діапазоні 3600-4200кГц

if 5000.png (39.14 Кіб) Переглянуто 1245 разів

Другий варіант для ПЧ 9830кГц. Перша ПЧ буде 5300-5800кГц. Гетеродин працює у діапазоні 4000-4500кГц

if 9830.png (42.18 Кіб) Переглянуто 1245 разів

Частоти другої ПЧ я брав виходячи з наявності кварців для побудови КФ. Перший варіант має невеликий недолік бо частота ГПД попадає у діапазон 80м. Тому треба приділити увагу її придушенню під час передачі. Треба ставити балансний змішувач та балансувати його. Він дасть придушення сигналу гетеродина десь 50-60дб, що досить непогано - при 100Вт потужності випромінювання маємо +50дбм-50дб=0дмб=1мВт.
Навіть якщо змішувач не досить збалансовано та він придушує сигнал гетеродина на 30-40дб при потужності 100Вт мі отримуємо 10-100мВт позасмугового випромінювання що у межах допустимого.

У другому варіанті усе набагато краще бо незважаючи на те що гетеродин працює досить близько до частоти першої ПЧ. Трьохзвенний фільтр забезпечить придушення гетеродину при передачі близько 34-44дб. Чотирьохзвенний - 45-55дб. Балансний змішувач дасть додатково близько 50-60дб придушення. У результаті будемо мати 85дб мінімум придушення що більш ніж достатньо

 
 
 
 
 

[UR5FFR]

Ще декілька розрахунків для КФ на частоти 5500 та 5529
У обох випадках гетеродин працює у межах 4000-4500 та не перетинається з діапазоном 80м

if 5500.png (35.02 Кіб) Переглянуто 880 разів

if 5529.png (36.07 Кіб) Переглянуто 880 разів

 
 
 

[UR5FFR]

Якщо використовувати реверсивні каскади то фронтенд виглядає не такий вже й сложний

 

[UR5VFT]

- складність потім знайти всі кварці для КГ. Андрій за змішувачами. чому сигнали генераторів не подаєте на окремий порт  по Реду і може відразу робити на ключах або на діодах високого рівня? по посиленню каскадів, що прийде на підсилювач. після другого змішувача..73!
 

[UR5FFR]

- складність потім знайти всі кварці для КГ.
 

Це зовсім не складно - зараз на алі є майже будь які кварци

Андрій за змішувачами. чому сигнали генераторів не подаєте на окремий порт  по Реду
 

Не зовсім зрозумів питання. Змішувачі двобалансні тому гетеродини подані так щоб мінімізувати пролаз гетеродина у тракт ПЧ

і може відразу робити на ключах або на діодах високого рівня?
 

Звісна річ що можна поставити більш динамічні змішувачі - я малював так би мовити мінімалістичний дизайн

по посиленню каскадів, що прийде на підсилювач. після другого змішувача..73!
 

Прийде -3дб від вхідного сигналу. Але це не принципово бо рахувати треба шуми каскадів (noise figure). Нижче розрахунок схеми. У якості змішувачів я узяв ADE-1-24 у яких IP3=+15dBm. Підсилювачі працюють при струмі 10мА/12в

Screenshot_2025_01_24-1.png (18.86 Кіб) Переглянуто 703 разів

Бачимо що чутливість при SNR=10dB буде MDS-SNR=124-10=114dBm~=0,5uV. У реалі буде трохи гірше бо не враховано 2-3дб втрат у ДПФ, тобто десь 0,7uV, що не так вже й погано. Звісно що на ВЧ бендах буде потрібен додатковий LNA з підсиленням десь 10-12дб

[UR5FFR]

Стосовно питання використання більш динамічних змішувачів. Треба розуміти що одними змішувачами динаміку не збільшити. Ось наприклад поставимо змішувач з IP3=+30dBm (в порівнянні з ADE-1 це у двічі більший IP3). Але виграли лише 2дб динамічного діапазону - було 92 стало 94dBm

Screenshot_2025_01_24-3.png (19.8 Кіб) Переглянуто 702 разів

А ось якщо ми поставимо більш динамічні підсилювачі то це вже дасть певний ефект. Тому улучшайзінг повинен бути комплексним

Screenshot_2025_01_24-2.png (18.93 Кіб) Переглянуто 702 разів

 

[oldPsyho]

Стосовно питання використання більш динамічних змішувачів. Треба розуміти що одними змішувачами динаміку не збільшити. Ось наприклад поставимо змішувач з IP3=+30dBm (в порівнянні з ADE-1 це у двічі більший IP3). Але виграли лише 2дб динамічного діапазону - було 92 стало 94dBmScreenshot_2025_01_24-3.pngА ось якщо ми поставимо більш динамічні підсилювачі то це вже дасть певний ефект. Тому улучшайзінг повинен бути комплекснимScreenshot_2025_01_24-2.png
 


 

тобто можна не заморачуватись з міксєром і тупо поставити звичайний на кд503? а ппч забульбенити на bf998? Чи вже може на якихось ERA?)
 

[oldPsyho]

Якщо використовувати реверсивні каскади то фронтенд виглядає не такий вже й сложний2025-01-23_20-47-35.jpg
 

 

А якщо зробити реверс як в HF трансівєрі yo3dac ?
 

[UR5FFR]

тобто можна не заморачуватись з міксєром і тупо поставити звичайний на кд503? а ппч забульбенити на bf998? Чи вже може на якихось ERA?)

Можна й на 998, але схема ускладнюється. І треба щоб підсилювач споживав не менше 100мВт. Та не розганяти зайве підсилення бо воно знижує динамічний діапазон.
Рахуємо тут таким чином - для підсилювача класу А точка компресії (тобто максимально потужність на виході) залежить від струму спокою та напруги живлення приблизно так:

P1дБ​(dBm)≈10⋅log10​(0.4⋅Iq​⋅Vпит)

тут Iq - в мА, Vпит - в вольтах. Для підсилювача на одному транзисторі зі струмом колектору 10мА та живленні 12в

P1дБ​(dBm)≈10⋅log10​(0.4⋅10⋅12)≈17dBm

Для лінейних схем є емпіричне правило що точка перехвату третього порядку перевищує точку компресії приблизно на 12-13дб. Тобто

IP3(dBm)≈P1дБ​(dBm)+12≈17+12=29dBm

[UR5VFT]

- Андрій. по Реду вхід та вихід з одного тр. а подача ГПД або КВГ. на другий тр. для прикладу з книги
- якщо застосувати реверсивні підсилювачі. можна спробувати на дешевих 327 польових із застосуванням ару.. 73!
 -(А ось якщо ми поставимо більш динамічні підсилювачі то це вже дасть певний ефект. Тому улучшайзінг повинен бути комплексним)
 - повністю згоден. застосовував у трансіверах серії Монстри.