VE3KF forum

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.


Вы здесь » VE3KF forum » Трансиверы, передатчики, РПУ » Интермодуляционные искажения каскадов ПЧ на двухзатворных полевиках


Интермодуляционные искажения каскадов ПЧ на двухзатворных полевиках

Сообщений 1 страница 30 из 41

1

При проектировании радиоприёмников, до сих пор широко применяются каскады ПЧ на двухзатворных полевых транзисторах. Причины понятны- дешевизна и возможность простыми методами регулировать усиление. Однако, ещё в 80-х годах, Дроздов обратил внимание на то, что линейность таких каскадов при уменьшении их усиления посредством изменения напряжения на втором затворе, снижается. Цифры приводят абсолютно различные, поэтому, чтобы расставить все точки над i, решил выложить результаты практических измерений. Вот так выглядит интермодуль нечётного порядка на стоке выходного транзистора при управлении усилением по вторым затворам двухкаскадного усилителя на КП327 в одной из моих древних конструкций. Сигнал подан на первый затвор транзистора первого каскада. Уровень сигнала на стоке поддерживается постоянным 2*45 мВ (-13 дБм каждый) действующего напряжения. Напряжения на вторых затворах изменяются синхронно... :flag:

На входе 2*100 мкВ

http://s7.uploads.ru/t/713bu.png

На входе 2*500 мкВ

http://s6.uploads.ru/t/EbgzJ.png

На входе 2*2 мВ

http://s7.uploads.ru/t/XGTEi.png

На входе 2*10 мВ

http://s7.uploads.ru/t/vWG8o.png

На входе 2*50 мВ

http://s7.uploads.ru/t/chYfd.png

На входе 2*100 мВ

http://s6.uploads.ru/t/46yYs.png

Реально по жизни интермодуль у меня меньше- управление идёт и на третий транзистор, стоящий в первом УПЧ...

2

А вот так выглядят эти картинки, если использовать предложение Дроздова, т. е. регулировать усиление смещением первого затвора...

2*0.1 мВ

http://s6.uploads.ru/WvapN.png

2*50 мВ

http://s6.uploads.ru/V0GPH.png

2*100 мВ

http://s7.uploads.ru/CnMXy.png

Несложно убедиться, что предложение Дроздова вполне разумно, т. к. снижает интермодуляцию почти на 20 дБ, и, если управление по второму затвору не проходит по искажениям, стоит поуправлять транзистором по первому ... :playful:

3

Очень ценные картинки, наглядно так и однозначно. С приборами не поспоришь., -31 и -56 разница налицо. :flag:

4

Это точно... :crazy:

5

Игорь, есть вопросы: 1) интермодуль измерялся в резонансных каскадах? 2) если УПЧ работает с малыми сигналами то интермодуль не проявится? 3) что будет при подаче сигнала во второй затвор? 4) интермодуль измерялся при включеной АРУ, Ку влияет на интермодуль? 5) какие Ку были в каскадах анализируемых на интермодуль? Спасибо  :cool:

6

Ruslan написал(а):

1) интермодуль измерялся в резонансных каскадах?

Ruslan написал(а):

5) какие Ку были в каскадах анализируемых на интермодуль?

Да. Два резонансных каскада. 500 кГц. Максимальное усиление на каскад примерно 30 дБ.

Ruslan написал(а):

2) если УПЧ работает с малыми сигналами то интермодуль не проявится?


Интермодуль третьего порядка пропорционален квадрату уровня сигнала. Т. е., двукратное снижение уровня на входе, приводит к четырёхкратному снижению интермодуля. Если присутствуют продукты более высоких порядков, снижение будет ещё выше.

Ruslan написал(а):

3) что будет при подаче сигнала во второй затвор?


Не проверял... :dontknow:

Ruslan написал(а):

4) интермодуль измерялся при включеной АРУ, Ку влияет на интермодуль?


Да, АРУ, собственно, и держало стабильным выходной уровень. Ку рекомендую поставить 20...30 дБ на каскад, и не заморачиваться.  :hobo:

7

Спасибо! Осталось только разобраться какой вред наносит интермодуль, как он проявляется в реальном приемнике и с какого уровня на входе УПЧ?

8

Ruslan написал(а):

как он проявляется в реальном приемнике

Если совсем примитивно - жесткий звук.
Как любят говорить, некомфортно долго слушать.
И раз речь о приемной части, то нелишне напомнить - у каждого из нас свои психоакустические привычки. Конечно, есть вещи, заметные всем, а есть - на уровне "приятно-неприятно".

9

Если совсем примитивно - фантомные станции, сигналы, несуществующие в реальности.
Пример можно хорошо прослушать на диапазоне 1,8. К примеру, работает мощная вещалка на частоте 1,5 Мс. И работает одновременно еще одна мощная на частоте 1,2 Мс.  Разница частот 300 Кс. Результат взаимодействия двух станций(интермодуляция, взаимное влияние)  мы услышим на частоте 1,5Мс + 300 Кс = 1,8 Мс. А второй сигнал будет на частоте 1,2 Мс - 300 Кс= 900 Кс. Вот это и есть интермодуль 3-го порядка. Станций всего две реальных, а слышим в эфире четыре. Но это только IMD3. А существуют еще IMD5 и выше. И если чутье приемного тракта хорошее, то можно услышать уже не два фантома, а все 4 и более, все зависит от мощности станций. А если на диапазоне не две мощных станций, а как в контесте сотни, то и фантомов будет множество. Ну и т.д. Причем это характерно только для станций с АМ, SSB, FM. Для станций CW, RTTY, Digital modes этого эффекта не существует.
Вот как-то так.

10

VE3KF :cool:

11

Игорь 2 написал(а):

при управлении усилением по вторым затворам двухкаскадного усилителя на КП327

Там вроде управление -4...+4В  :unsure:

12

Ruslan написал(а):

Там вроде управление -4...+4В


А я уже и не помню, возможно, питание усилителя было +6 Вольт, надо макет искать, а сегодня неохота... :playful:

13

Игорь 2 :dontknow:  :D

14

Посмотрел графики в справочнике для КП350, функцию тока стока от напряжения на втором затворе  при разных напряжениях на первом затворе. И увидел что напряжение на первом затворе маркировано только на одной кривой из трех - 1,5В. При этом середина кривой приходится на Uз2=6В при котором ток стока составит 15 мА. Повышение напряжения за 1-м затворе в два раза выводит ток стока на запредельные величины. Т.е. меньше можно, а больше не желательно и о 6В речь вообще не идет. Получается что регулировочная характеристика по первому затвору очень короткая 0...2В и АРУ при этом нормально работать не будет никогда, представьте себе крутизну регулирования. После этого решил я глянуть схему УПЧ Лаповка, там в первом затворе делитель 470к и 75к, который приводит к первому затвору 1,65В, точно в середину линейного участка ВАХ. Все совпадает. Теперь вопрос, как после этого рулить Ку каскада по первому затвору???

Отредактировано Ruslan (2014-01-07 16:01:20)

15

Ruslan написал(а):

Теперь вопрос, как после этого рулить Ку каскада по первому затвору???


С КП350 я уже 20 лет не работал, так что, ничего умного не скажу. Те эксперименты, что я проводил, были на КП327... :flag: Купите их, они стоят недорого, а по всем параметрам КП350 переплёвывают...

16

Там сложная АРУ, для нормальной работы нужно в минус затвор загонять. Хотя может я и не корректно графики на КП350 прочитал, сегодня сделаю скан и выложу, вместе посмотрим, а то там много чего не совсем логично...

17

Ruslan написал(а):

для нормальной работы нужно в минус затвор загонять.


Ну и что?  :crazy: Я на исток подал напряжение через делитель (я Вам писал, как это сделать- добавить два резистора с истоков на плюс), и, обнуляя первый затвор, делаю его отрицательным относительно истока, что нам и нужно. Вот только не помню, сколько я на истоках выставлял... :dontknow:

18

Такс, вот графики КП350. Вроде все ясно, НО, 2 и 3 графики по-моему с опечатками, параметры те же, а графики разные... :hobo: http://s6.uploads.ru/wH9ed.jpg

19

Ruslan написал(а):

НО, 2 и 3 графики по-моему с опечатками, параметры те же, а графики разные...


Да, там на третьем графике минусовое напряжение должно быть (Uз2и), минусы забыли проставить. И совершенно не отображено изменение крутизны при изменении напряжения на втором затворе. И на первом тоже... :rofl:

20

Игорь 2 написал(а):

И совершенно не отображено изменение крутизны при изменении напряжения на втором затворе.

Почему же? Третий график, при Iс=16мА, Uз2=8В - S=8мА/В... Но это не так важно, вот первый график показывает как плохо рулить этот транзистор по 1-му затвору. Хотя...если Uз2 будет маленьким, то в принципе можно.

Отредактировано Ruslan (2014-01-10 06:24:17)

21

Ruslan написал(а):

Третий график, при Iс=16мА, Uз2=8В - S=8мА/В...


Фигня там, ведь по второму затвору усилением у КП350 можно до 10 раз управлять, если не больше, а нигде изменение крутизны в 10 раз не отображено. Фигня графики... :D
И опять же, настоятельно призываю отнести КП350 на мусорку, или собирателям драгметаллов, и купить хотя бы КП327- они стоят настолько мало, что даже смешно говорить...

22

Игорь 2 написал(а):

И опять же, настоятельно призываю отнести КП350 на мусорку, или собирателям драгметаллов, и купить хотя бы КП327- они стоят настолько мало, что даже смешно говорить...

Я вот настоятельно ищу BF988 и никак не найду чтоб купить... Игорь, а при каком входном напряжении начинает проявляться интермодуль? Вот при 10мВ все хорошо, при 50мВ уже плохо. Где приемлемо-терпимый уровень?

23

Ruslan написал(а):

Где приемлемо-терпимый уровень?


Так при регулировании "По Дроздову" он при всех испытанных напряжениях за -40 не вышел, чего более чем достаточно для любительской связи... :playful:

24

Игорь 2 написал(а):

Так при регулировании "По Дроздову" он при всех испытанных напряжениях за -40 не вышел, чего более чем достаточно для любительской связи...

Э нет, так не пойдет, во-первых у Дроздова КП350, а во вторых я имел в виду приемлемый предел в Вашем эксперименте... :flag: Думаю это будет 25 мВ, и нтермодуль при этом не выйдет за -50Дб.

Отредактировано Ruslan (2014-01-10 10:21:07)

25

Ruslan написал(а):

Э нет, так не пойдет, во-первых у Дроздова КП350


А без разницы. Принцип работы МОП тетродов одинаков.  :flag:

Ruslan написал(а):

Думаю это будет 25 мВ, и нтермодуль при этом не выйдет за -50Дб.


Возможно, и так, но я мерял, повторю, КП327...

26

Игорь 2 написал(а):

А без разницы. Принцип работы МОП тетродов одинаков.

Разница есть, это абсолютно разные транзисторы.

Игорь 2 написал(а):

Возможно, и так, но я мерял, повторю, КП327...

Так я и имею в виду Ваш эксперимент. Если 50мВ/2, то интермодуль уменьшиться в 4 раза или на 12Дб. В результате получим не -40Дб, а -52Дб интермодуля. Мало того, при уменьшении сигнала от 50 до 40мВ, в 1,2 раза, интермодуль уменьшится в 1,44 раза (-3Дб) и в результате мы получим -43Дб интермодуля, что вполне приемлемо. Да чего уж там...если цель не выйти за -40Дб, как Вы писали о Дроздове, то судя по Вашим графикам уровень на входе УПЧ безопасно может достигать 50мВ. Это раз, а во-вторых по интермодулю не вписывался в рамки второй из двух Ваших каскадов, с которого Вы собственно и снимали результаты, и который на входе имел результат усиления первого каскада +30ДБ! Для чистоты такого эксперимента характеристики интермодуля нужно снимать с одного каскада, а потом смотреть соотношение сигналов и прикидывать, для какого каскада интермодуль вылезет за рамки, а для какого нет. А то получается что перекачали второй каскад, а виноват весь УПЧ. ИМХО  :cool:

Отредактировано Ruslan (2014-01-10 12:19:03)

27

Ruslan написал(а):

Так я и имею в виду Ваш эксперимент. Если 50мВ/2, то интермодуль уменьшиться в 4 раза или на 12Дб.


Неверно. Это только при условии, что режимы каскадов сохранились. А они поменялись- АРУ им сменила смещение... :flag:

Ruslan написал(а):

Для чистоты такого эксперимента характеристики интермодуля нужно снимать с одного каскада, а потом смотреть соотношение сигналов и прикидывать, для какого каскада интермодуль вылезет за рамки, а для какого нет.


Да, согласен, но моя задача не стояла в оптимизации интермодуляционных искажений многокаскадного усилителя, интересно было просто сравнить две методики регулирования... :dontknow:

28

Игорь 2 написал(а):

Неверно. Это только при условии, что режимы каскадов сохранились. А они поменялись- АРУ им сменила смещение...

И что это значит? Ведь на Вашем графике при 50мВ на входе интермодуль не вышел за -40Дб при включенной АРУ. Понятно что если выключить АРУ интермодуль вылезет выше сигнала. Или что, сигнал на входе упадет, а интермодуль останется?

29

Ruslan

Не, картинки мои, понятно, сняты честно, мне просто показалось, что Вы пытались пересчитывать интермодуль с одного входного напряжения в другое. Если это не так, то всё нормально.. :dontknow:

30

Я понял, мы запутались. Мне интересно узнать какой уровень входного сигнала на один каскад выведет интермодуль за пределы -40Дб? У Вас ведь что получилось, первый каскад скорее всего по интермодулю проходит, а вот второй, накачанный первым, уже нет... :glasses:

Отредактировано Ruslan (2014-01-12 06:31:37)


Вы здесь » VE3KF forum » Трансиверы, передатчики, РПУ » Интермодуляционные искажения каскадов ПЧ на двухзатворных полевиках


Создать форум. Создать магазин