Автор Тема: Измерение ДД 120 дБ по интермодуляции в УПЧ  (Прочитано 43201 раз)

Оффлайн sgk

  • ***
  • Сообщений: 33
  • Репутация: +1/-0
    • Просмотр профиля
Добрый вечер.
В  публикации "Входной смеситель"
http://dl2kq.de/trx/2-1.htm
Вы приводите данные об интермодуляции 120 дБ  каскадов УПЧ транзисторах КТ610А и КТ939А и токах 26 мА и 30 мА соответственно. Вопрос: как Вы измеряли это параметр?
Заинтересовался и решил задать вопрос потому, что при таких токах - 26-30 мА в собранных макетах УПЧ ИМД искажения много выше (95 дБ) чем Вы опубликовали. Поясните пожалуйста.
Сергей.

Оффлайн Александр В.

  • ****
  • Сообщений: 374
  • Репутация: +245/-39
    • Просмотр профиля
Там приводятся данные не по интермодуляции
Цитировать
После диплексора установлены два высоко линейных и малошумящих каскада УПЧ (с DD по интермодуляции свыше 120 dB и поэтому не ухудшающие параметры блока)
Эти усилители автор мог и не проверять в отдельности, а довериться известным публикациям. Автором проведено измерение ДД по интермодуляции всего тракта, со входа смесителя >110 дб.
Также на отсутствие измерений каскадов Нортона намекает упоминание
Цитировать
точное значение DD не удалось определить, т.к. используемый стенд не позволял измерить DD более 110 дБ из-за шумов измерительных генераторов.
А у Нортона больше 120 дб
Также думаю следует обратить внимание на данные по другим измерениям
Цитировать
На этом же стенде измерения смесителя RX RA3AO дали результат 102...103 dB.
« Последнее редактирование: 27 Июля 2020, 09:25:21 от Александр В. »

Оффлайн Игорь 2

  • ****
  • Сообщений: 282
  • Репутация: +48/-6
  • Мой форум - www.analogtrx.com
    • Просмотр профиля
В общем-то, вопрос, поднятый sgk вполне резонен.
Начнём со смесителя. По моим измерениям, динамика выше 100 дБ Скрыпника при полосе 3 кГц в нём вряд ли достижима, я проверял эту схемотехнику и с КП905, и с КП907.
Качественный скачок получался лишь при использовании ключей FST - с ними, действительно, можно уходить выше 110 дБ, максимум, что выдел - 116 дБ.
Теперь про усилитель.
Обычно эту схему называют схемой Нортона, из плюсов то, что в сигнальных цепях и ООС отсутствуют резисторы, и можно вытянуть максимум чувствительности (у меня при полосе 3 кГц с КТ610, средняя чувствительность 0.15 мкВ 10 дБ СИНАД), из минусов - то, что у схемы нулевая развязка входов/выходов - она обеспечивает линейную трансляцию сопротивлений как в одну, так и в другую сторону - см. график зависимости входного сопротивления от нагрузки на скрине.
Что это значит - да то, что изменение нагрузки вдвое, приведёт, практически к тому же и у входного сопротивления.
Поэтому, кстати, предложение Игоря о возможности включения на выход его схемы нагрузки 200 Ом, вместо 50, явно является ошибочным - при этом и входное сопротивление смесителя на рабочей частоте, так же вырастет почти вчетверо, что обязательно скажется на динамике не в лучшую сторону.
Кроме того, нужно учитывать и тот факт, что сам по себе одиночный кварцевый фильтр, который, по идее, должен быть включён на выход данной конструкции, имеет вне полосы пропускания сопротивление, отнюдь, не то же, что в полосе, и, если не принять специальных мер по его нормализации, с подобными усилителями смеситель опять же динамику будет терять.
Что ещё по усилителям - предлагаемые автором витки в трансах, отличаются от оптимальных для точной трансляции сопротивления по входу (оптимальные - в розовом квадрате на моём скрине), в связи с чем, коэффициент трансляции составит 0.678, и сопротивление нагрузки второго каскада 50 Ом, транслируется на вход каскада как 33.891 (см. опять же мой скрин), а эти 34 Ома ко входу первого каскада, превратятся в 23 ома.
Понятно, что это расчёт для идеальных трансов, но по жизни у меня совпадение получается достаточно точное.

Теперь по общей идеологии построения тракта.
Мои самые продвинутые конструкции, сразу за смесителем имеют сдвоенный КФ через фазовращатель (при этом обеспечивается равное входное сопротивление в широком диапазоне частот), ведь в большинстве случаев, именно КФ и является основным источником искажений в приёмнике, и наращивать к его входу усиление совершенно недопустимо.
Ну, и, конечно же, полностью соглашусь с sgk в том, что крайне сомнительно получение на двух каскадах Нортона с усилением по 8.7 дБ Скрыпника 120 дБ - со входа первого, грубо говоря, чувствительность 0.15 мкВ 10 дБ СИНАД 3 кГц, стало быть, при входном сигнале 2*150 мВ, соответствующих 120 дБ по Скрыпнику интермодуль третьего порядка на выходе (а там будет что-то, типа 2*150+8.7 дБ+8.7 дБ =2*1.11В) должен быть -120 дБ, что очень-очень-очень сомнительно - тут у Сергея, как мне кажется, более правильная цифра приведена на 20 дБ хуже.
В принципе, не вопрос всё это спаять, дело 10 минут, и выложить реальные картинки прямо с анализатора...

Оффлайн Александр В.

  • ****
  • Сообщений: 374
  • Репутация: +245/-39
    • Просмотр профиля
1.У Сергея вообще не измерялся ДД по ИМД3, а измерялся уровень ИМД3 компоненты при подаче 50 мВ на вход усилителя, так что о каком сравнении вообще идёт речь, и какой более правильной цифре речь, совершенно непонятно.
2.Сергей не ставит вопрос об измерении всего тракта, его интересует измерение одиночного каскада Нортона.
3.
Цитировать
должен быть -120 дБ, что очень-очень-очень сомнительно - тут у Сергея, как мне кажется, более правильная цифра приведена на 20 дБ хуже.
то есть 100 дб, но у двух каскадов. А Сергея интересует один каскад. Его мнение, что даже один каскад не обеспечит параметры для ДД по ИМД3 и близко. Об отличии измерений Сергея и измерений ДД я уже писал выше.
4.Берём эти данные 
Цитировать
(у меня при полосе 3 кГц с КТ610, средняя чувствительность 0.15 мкВ 10 дБ СИНАД)
по ним напряжение шумов, приведённое ко входу 0,05 мкВ. Это 120 дб ниже уровня 50 мВ, в измерениях Сергея. Но уровень ИМД3 у Сергея -95 дб относительно сигнала 50 мВ. Далее считаем (1/3)*(120 -95)=8,33 дб надо понизить уровень сигнала на входе, приведя уровень ИМД3 компоненты к уровню шума. Тогда для одного каскада ДД по ИМД3 равен 120-8,33=111,55 дб

ПС Но ещё надо учесть какое входное сопротивление у измеряемого каскада, если оно ниже 50 Ом, то ДД ещё немного поднимется. Чувствительность приведённая Вами наверное при 50 Омах
« Последнее редактирование: 27 Июля 2020, 11:04:15 от Александр В. »

Оффлайн Игорь 2

  • ****
  • Сообщений: 282
  • Репутация: +48/-6
  • Мой форум - www.analogtrx.com
    • Просмотр профиля
К вечеру буду дома, спаяю, и картинки выложу. 99% за то, что никаких 120 дБ Скрыпника даже просто в усилителе не будет.
Кстати, измеряется он относительно сигнала с СИНАД 10 дБ на НЧ выходе. Т. е., если чувствительность 0.15 мкВ со входа усилителя (именно так и будет с КТ610 и усилением около 8 дБ), стало быть, для Скрыпника 120 дБ при входном сигнале 2*150 мВ должен быть интермодуль -120 дБ, вероятность чего, с двумя каскадами, повторю, на мой взгляд, ничтожна...
Что конкретно мерил Сергей - не смотрел.
« Последнее редактирование: 27 Июля 2020, 11:22:10 от Игорь 2 »

Оффлайн Александр В.

  • ****
  • Сообщений: 374
  • Репутация: +245/-39
    • Просмотр профиля
Подождите. Если при 2*150 мВ уровень компоненты ИМД3 будет -120 дб, то ДД не 120 дб, а больше. По Скрыпнику мы же потом пересчитываем к уровню шума, это ещё 6,7 дб добавка к этим 120 дб.

Оффлайн Игорь 2

  • ****
  • Сообщений: 282
  • Репутация: +48/-6
  • Мой форум - www.analogtrx.com
    • Просмотр профиля
Да не, именно так, как я и написал. Соотношение ОДНОГО тона к чувствительности, при продукте интермодуляции равном чувствительности. Именно по такой методике я и свои цифры даю.
Лучшее, что видел у монстров (http://analogtrx.com/SMF/index.php?topic=7.0) - 116 дБ со входа смесителя, и 119 дБ со входа диплексера.
А то, что иные методики дают существенно бОльшие цифры, прекрасно знаю.
К слову, ни один из буржуев, которые мерил (в т. ч., топовые), по Скрыпнику выше 100 дБ не поднимался.

Оффлайн Александр В.

  • ****
  • Сообщений: 374
  • Репутация: +245/-39
    • Просмотр профиля
Тогда неизвестно о каком ДД пишет автор - И.Гончаренко, может у него не к чувствительности при с/ш 10 дб, а к уровню шума приведён.
Цитировать
ни один из буржуев, которые мерил (в т. ч., топовые), по Скрыпнику выше 100 дБ не поднимался.
Для этого он должен иметь ДД по ИМД3 по отношению к чувствительности и при полосе 3 кГц >106,7 дб, а если в полосе ТЛГ, то ещё выше

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2159
  • Репутация: +227/-5
    • Просмотр профиля
В  публикации "Входной смеситель"
http://dl2kq.de/trx/2-1.htm
Вы приводите данные об интермодуляции 120 дБ  каскадов УПЧ транзисторах КТ610А и КТ939А и токах 26 мА и 30 мА соответственно. Вопрос: как Вы измеряли это параметр?
Это было больше четверти века тому назад, потому деталей не помню. Припоминаю лишь, что использовались какие-то  старые  (уже тогда старые) огромные, чуть ли еще не ламповые генераторы, потому что мелкие (по тем временам) Г4-102, Г4-107 шумели сильно.
Если мне не изменяет склероз, подобные цифры для таких усилителей приводил Э. Рэд в "Справочнике по ВЧ схемотехнике" (откуда, собственно я и брал схему УПЧ).

Оффлайн sgk

  • ***
  • Сообщений: 33
  • Репутация: +1/-0
    • Просмотр профиля
Спасибо за ответы!
Если измерять DR3 так как написано в книге Дроздова, то ДД определяется по уровням тестовых сигналов когда они создадут в тракте интермодуляционную помеху  с уровнем равным чувствительности в заданной полосе и С/Ш = 10 дБ. В публикации Игоря DL2KQ "Входной смеситель" чувствительность = 0,3 мкВ при полосе 2,4 кГц и DR3 = 110 дБ. Соответственно это два сигнала уровнем по 100 мВэфф каждый из сигналов. В смесителе и диплексоре ослабление сигналов -5 дБ, принимаем что на базе первого каскада УПЧ два сигнала по 50 мВэфф каждый и после усиления на выходе сигналы усилены на +7 дБ и в составе сигналов продукт интермодуляции каскада УПЧ с уровнем на -120 дБ ниже чем сигнал с выхода этого каскада. Для проверки собрал макет транзисторе КТ939А, током эмиттера 29 мА, входные сигналы уровнем по 50 мВэфф, частота 7 МГц. Выход каскада нагружен на аттенюатор входным 50 Ом и ослаблением -6 дБ. К аттенюатору подключена нагрузка 50 Ом и параллельно к нагрузке подключен вход измерительного смесителя для переноса сигналов   на НЧ и спектрального анализа с применением звуковой карты. На рисунках схема макета, формы сигналов на входе и выходе УПЧ, спектр сигналов для измерения интермодуляционных искажений каскада УПЧ.

Оффлайн sgk

  • ***
  • Сообщений: 33
  • Репутация: +1/-0
    • Просмотр профиля
Собственные искажения измерительного смесителя.

Оффлайн Игорь 2

  • ****
  • Сообщений: 282
  • Репутация: +48/-6
  • Мой форум - www.analogtrx.com
    • Просмотр профиля
Вот я тоже спаял последний каскад, правда, 939 не нашёл, поставил КТ610 - он явно не хуже, у меня и 939 тоже мешок был в своё время, и они промеряны и обсчитаны вдоль и поперёк.
По входному сопротивлению моя математика права (было бы смешно) - при нагрузке 50 Ом, активная составляющая входного сопротивления, действительно, 34 Ома (см. прикрепление), так что, всё написанное мною выше, правильно.

По динамике сейчас гляну...

Оффлайн Игорь 2

  • ****
  • Сообщений: 282
  • Репутация: +48/-6
  • Мой форум - www.analogtrx.com
    • Просмотр профиля
На входе оконечного каскада 2*119 мВ - ровно столько, сколько будет, если каждый тон будет +110 дБ от чувствительности, т. е., если сейчас анализатор покажет именно -110 дБ, то этот выходной каскад, действительно, сможет давать интермодуляцию по Скрыпнику 110 дБ.
Однако, анализатор нас разочаровывает - см. картинку.
Несложный подсчёт однозначно указывает на то, что ТОЛЬКО этот один каскад, уже не позволить интермодуляции по Скрыпнику быть выше 99.4 дБ, что, хотя, и является неплохой цифрой, на рекорды явно не тянет.
В сущности, всё Игорь выше и объяснил - измерительная аппаратура была не на высоте, поэтому, и чудеса намерялись... :)
Напомню, для получения высокой динамики, схема должна быть абсолютно иной даже по самой идеологии её построения.
 
« Последнее редактирование: 27 Июля 2020, 16:26:08 от Игорь 2 »

Оффлайн Александр В.

  • ****
  • Сообщений: 374
  • Репутация: +245/-39
    • Просмотр профиля
Всё это выглядит очень странно, будто мировой заговор был. Ну а что значит аппаратура была не на высоте? Можно предположить конкретно, что именно было не на высоте, что могло дать ошибку в 10 (!) и даже более раз?

Оффлайн sgk

  • ***
  • Сообщений: 33
  • Репутация: +1/-0
    • Просмотр профиля
На входе оконечного каскада 2*119 мВ
......
Напомню, для получения высокой динамики, схема должна быть абсолютно иной даже по самой идеологии её построения.
Ранее примерно в 2008 году собирал схему по Реду, транзистор BFG591. Схема по рисунку 1.73а, страница 60 из книги "Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике". Резистором в цепи эмиттера подобран ток 29 мА такой же как в схеме на КТ939А, но питание (по Реду) однополярное.
Что получилось на рисунке. Если пересчитать Ваши измерения к уровню 52 мВэфф два сигнала, то уровни ИМД3 почти одинаковы в сравнении со схемой на КТ939А.
В трансивере Дроздова для очных соревнований выход смесителя подавался сразу на кварцевый фильтр без каскадов ПЧ.
Всё это выглядит очень странно, будто мировой заговор был.
Смотрите, измерения двух независимых участников обсуждения показывают почти одинаковые значения ИМД3  в трёх различных макетах по одинаковой схеме. Возможно ли вообще на транзисторе типа КТ610 или КТ939 и токах 26-30 мА собрать каскад с ИМД3 = 120 дБ и входных сигналах по 50 мВэфф?
« Последнее редактирование: 27 Июля 2020, 16:55:16 от sgk »