Wzmacniacz pośr. (IF) wg. F6CER, ew. hycas wg. W7ZOI

[SQ5KVS]

(28-09-2023 9:15)SP9FKP napisał(a):  

(26-09-2023 22:05)SP9LVZ napisał(a):  Karol, Ty operujesz dobrze w symulacjach to może to teoretycznie zweryfikujesz i dasz tu wnioski... :-)

Na ochotnika wyręczam Karola i załączam oczekiwane symulacje.

Wnioski nasuwają się same.

Wnioski się nasuwają ale inne - bo to są dwa zupełnie inne układy jeśli chodzi o punkt pracy mosfeta, którego wejściowa impedancja bardzo zależy od prądu (i tym samym od napięcia zasilania).
Jeśli zadbasz o to aby w nim był taki sam prąd i napięcia, to impedancje będą identyczne. Takze wyjściowa, bo o tym decyduje ten rezystor. Co innego natomiast gdyby był sam dławik/obwód rezonansowy w drenie, versus dławik/obwód z rezystorem.

Żeby nie rozwlekać tematu, wyniki wkleiłem w inny wątek o symulacjach:
http://sp-hm.pl/thread-4000-post-49419.html#pid49419

edit: Więc sytuacja dławik + rezystor vs. sam rezystor jest tożsama jeśli chodzi o AC, O ILE zadbamy o punkty pracy. Jeśli chodzi o DC no to wiadomo - na tym rezystorze stracimy jakąś moc. To oczywiście się nie tyczy wzmacniaczy mocy, nie chcemy mieć sprawności wzmacniacza 10%

[SP9FKP]

Karol, dzięki! Moje symulacje miały jedynie pokazać dlaczego taki układ bez dławika "nie działa". Twoje pokazały co można zrobić by zadziałał. I o to chodzi.

[SP9LVZ]

I tym sposobem symulacja potwierdziła to co wychodzi w praktyce...

[SP9LVZ]

Realizacja wersji testowej odbiornika p.cz. na mosfetach w mojej wersji "zmodernizowanej" z minimalnym szumem własnym jako cel projektu dobiegła końca. Jako mieszacz dla wersji końcowej zastosowałem układ SD5400 (kwartet fet'ów stosowany np w IC7700). Generator DDS na AD9850 ze wzmacniaczem na 2N5109. Włączanie tego mieszacza daje prawie nie zauważalny wzrost szumu słyszanego w odbiorniku. Dla zobrazowania efektu końcowego zrobiłem film z "szumem" odbiornika słyszanym(?) w głośniku przy wykręcaniu anteny - odbiór w paśmie 40m. Nie stosuję żadnych filtrów anty-szumowych w torze audio po demodulatorze. Oto efekty końcowy:
https://youtu.be/-z5-o3HsJEA

[SP7CLB]

Jakie rdzenie użyłeś do transformatorków w mixerze? Czy w heterodynie używasz sygnał prostokątny czy sinusoidę?

[SP9LVZ]

Co prawda mixer i demodulator nie jest już tematem p.cz. na mosfetach, no ale przecież sama p.cz. to tylko kawałek odbiornika. W tej sytuacji co z przodu i co z tyłu p.cz. może też jest tu warte omówienia...
W mixerze na SD5400 użyłem małych rdzeni dwu otworowych, ale nie znam typu. Nawinąłem 3 uzwojenia po ok 7zw (do max wypełnienia na ciasno). Zmierzyłem na VNA przenoszenie transformatorów od 1,8-30 Mhz, czy nie wprowadza strat na niskich częstotliwościach RF. Tak robię jeśli nie znam rdzeni - mierzę - ile potrzeba zwojów do przenoszenia w wymaganym zakresie.
W złączeniu zdjęcie zmontowanej testowej PCB mixera.
Co do sygnału z heterodyny to podaje sygnał sinus z AD9850 (co nie jest najlepsze bo wiadomo jaki AD generuje sygnał wyjściowy ale wygodne do testów). Sygnał z DDS wzmacniam do poziomu minimum +17dBm (dla 40m - 16 Mhz heterodyna - ok 2,5 V rms, 7,3 V p-p). Aktualnie wykorzystuję już inny wzmacniacz heterodyny w układzie przeciwsobnym, który daje mi bardzo duże sygnały. Mieszacz pracuje już od +7dBm, ale wymaga minimum +17dBm. Podaję sygnały z heterodyny od +17 do +23 dBm (nierównomierność z DDS i wzmacniacza) ale jest ok nawet przy takiej zmianie poziomów. W załączeniu zdjęcie poziomu sygnału na wejściu SD5400 dla pasma 40m. Co ciekawe, przy tych poziomach heterodyny podawanej na mieszacz, od strony anteny i IF sygnał heterodyny jest na poziomie mV czyli izolacja wychodzi powyżej 40 dB.
Niestety przy takim poziomie wzmocnienia heterodyny zaczyna być słychać niepożądane produkty z DDS - i chyba mieszania tych śmieci (odbiornik jest za cichy i słychać wszystko jeśli coś jest nie ok).
By wykorzystać wszystkie zalety odbiornika, trzeba by zrobić bardzo czyste VFO z niskimi szumami fazowymi.
Co do czułości odbiornika. Zastosowanie SD5400 w miejsce AD831 spowodowało obniżenie czułości wejścia, ale p.cz. ma wystarczające wzmocnienie przy bardzo niskich szumach. To daje w efekcie, że odbiornik ma nadal wystarczająca czułość (porównywalna do FTdx10 bez włączanych przedwzmacniaczy).
Jednak, by poprawić odsłuch audio słabych sygnałów dodałem po demodulatorze diodowym obecnie stosowanym wzmacniacz OB z tranzystorem niskoszumowym. W sumie nie pogorszyło to kwestii szumów odbiornika w stosunku do wersji zastosowania AD831 (i bez tego dodatkowego wzmacniacza OB po demodulatorze). Wersja z SD5400 jest absolutnie lepsza od AD831 pod względem szumowym mixera i IP3. Wg. opisu mixera w IC7700 (elitarna klasa TRX) na SD5400 osiągana jest wartość IP3 +40 dBm przy heterodynie 16 V p-p. Jest więc jeszcze sporo do zrobienia w zakresie IP3 - wyrównać poziomy napięć heterodyny na poszczególnych pasmach - teraz w pasmie 15m mam taki poziom, na 20m nawet wyższy - do redukcji.
Jeszcze mam w planie zmienić demodulator na aktywny np UL1042 (S042) oczywiście bez tego wzmacniacza OB który dodałem po demodulatorze diodowym. Po porównaniu która wersja demodulatora jest lepsza - ta pozostanie w rozwiązaniu docelowym.

Test szumu własnego odbiornika, szumu pasma 21 Mhz po włożeniu anteny i odbiór SSB.
https://youtu.be/wQmHQdMc2QE

[SQ5KVS]

Te klucze SD5400 są całkiem fajne, nie wiedziałem że to jest dość łatwo dostępne a cena nie jest zaporowa.
Natomiast o tym jaką odporność będzie miał nasz odbiornik decyduje nie tylko IP3 mieszacza ale też tego co jest poza nim. Ten pierwszy mosfet musi łyknąć wszystkie produkty przemiany, lekko stłumione obwodem rezonansowym (jeśli są poza pasmem), a jest bardzo niedopasowany do mieszacza, chyba że przekładnia pierwszego obwodu rezonansowego go do tego dopasuje - to musiało by być ilościowo 50:8000. W zasadzie zwojowo to się da zrobić bo to stosunek około 1:12..
Ale w wyniku takiej transformacji o tyle też wzrośnie napięcie na wejściu mosfeta czyli na samej transformacji mamy 21dB wzmocnienia. Co tym bardziej stawia pytanie, jak z jego odpornością.... Jeśli w tym mosfecie powstaną jakieś produkty intermodulacji które będą w paśmie filtru kwarcowego no to "pozamiatane". Nic się z tym już nie zrobi.

PS: Piotre, jak Ty robisz tak szybko płytki, bo co kilka dni masz nową konstrukcję / modyfikacje na nowych PCB. Chyba że to jakieś twoje "zapasy"...

[SP9LVZ]

No tak, jest to aż dziwne, że SD5400 są dostępne w SP w sklepie RTV w cenie 6 zł/sztuka.... hi, a używane w TOP TRX za 30 tyś zł. Pytanie dlaczego IC nie użył np SD8901?
Karol, w tej kwestii co piszesz to właśnie rozmawiałem wczoraj z Jerzym SP5RZM o zastosowaniu diplexera po mixerze. Wejściowy obwód rezonansowy na 9 Mhz (obecnie stosowany) przed mosfetem (wzm post mixer na płytce p.cz.) daje mi 10 dB wzmocnienia. Być może taki układ wystarczy by nie stosować diplexera. Filtr kwarcowy jest odseparowany od mixera mosfetem, więc od niego odbić na mixer nie ma.
Pomiaru IP3 nie robiłem, ale robiłem pierwszy test blokowania odbiornika - podając sygnał na wejście z generatora (poziom S9+40) przy jednoczesnym odbiorze z anteny w paśmie 40m. Po wstrojeniu w zero dudnień sygnału z generatora, odbiornik jest już całkowicie odblokowany! To dla mnie jest już informacja że mixer pracuje poprawnie.
Co do szybkości powstawania płytek?... tak, one już są w "zapasie" przygotowane wcześniej (wspólnie z Jerzym SP5RZM - PCB to głównie jego zasługa). Mamy spory zasób pomysłów omówionych i przygotowanych wcześniej, a potem jak przychodzi czas na testy, to tylko wyciągamy PCB z szuflad.. hi. Po testach najczęściej powstają V2.0 lub dany pomysł nie wchodzi do realizacji końcowej.

[SQ5KVS]

Jeśli masz na wejściu dobre ~wąskopasmowe filtry pasmowe to diplekser nie będzie miał "obszaru" do działania, więc jest zbędny. Wystarczy że dopasujesz wyjście miksera do wejścia swojego mosfeta obciążonego jakąś tam rzeczywistą impedancją. Ttak mi wyszło z liczenia na palcach że masz tam jakieś 8k (jak pisałem wyżej) to dość dużo i trudno dopasować ale może on ma jeszcze jakieś pojemności choć wątpię bo to tranzystor na UKFy.
Tak czy inaczej na Twój wejściowy mosfet po mikserze trafią sygnały o szerokości kilku MHz. Jakbyś słuchał telegrafii na 7020kHz to do China Radio International jest nieco ponad 200kHz, więc przez każdy filtr pasmowy czy diplekser również wejdzie. I ten Twój Mosfet musi to na wejściu ogarnąć (tzn +10dB zysku na wejściowym obwodzie rezonansowym i dodatkowo wzmocnienie mosfeta).

[SP9LVZ]

No tak, AM z pasma 41m nie wyeliminujesz na wejściu odbiornika. Jak na razie to żadnego problemu z tymi stacjami AM nie mam... na homodynkach i owszem.. :-)
Zrobię testy w paśmie 40m w czasie gdy stacje AM wychodzą najmocniej czyli ok 20.00-24.00.
Co do dopasowania po mixerze - to jest jeszcze kwestia jaka w rzeczywistości ona ma rezystancję we i wyj... w karcie katalogowej jest parametr rds (on) 75R.
Na wejściu do układu p.cz. mam cewkę 215 (2 zw cewka pierwotna od strony mieszacza) i można dopasować rezystancję zmieniając wartość rezystora od strony bramki mosfeta. Teraz VNA pokazuje mi ok 100R na 9 Mhz.. dylemat, czy do 50R od strony anteny dodać te 75R mieszacza i wyszło by 125R? Czy jakoś inaczej podejść do tej kwestii?