Автор Тема: Синтезатор ДВ приемника из Радио 12/2011  (Прочитано 593 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн rn3aus

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2151
    • Просмотр профиля
В продолжение темы Универсальный DDS
Прошло уже почти 8 лет, картинки потерялись. Все эти годы данный синтезатор в нескольких вариантах трудится у меня в разных приемниках. Один из них путешествовал со мной в Африку и принимал там в центре грозовой активности передачу Стефана DK7FC. Другой - уже несколько лет работает в моем автоматическом граббере на даче, который я посещаю раз в полгода. С ним принят мой самый дальний DX: WD2XGJ (7270 км). Одним словом, конструкция, разработанная Андреем EW6GB, показала себя с наилучшей стороны.
Мне стали доступны измерительные приборы, которых у меня не было в период создания конструкций. Наконец-то теперь мы можем посмотреть, какие характеристики имеет наш синтезатор.
Но для начала вновь выкладываю его схему, печатную плату и прошивку.
« Последнее редактирование: 24 Апрель 2018, 20:34:09 от rn3aus »

Оффлайн rn3aus

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2151
    • Просмотр профиля
Re: Синтезатор ДВ приемника из Радио 12/2011
« Ответ #1 : 24 Апрель 2018, 19:49:15 »
Программа, прошивка, фьюзы.

Это все старое, но пусть уж будет здесь доступно.

Оффлайн rn3aus

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2151
    • Просмотр профиля
Re: Синтезатор ДВ приемника из Радио 12/2011
« Ответ #2 : 24 Апрель 2018, 19:56:44 »
Ну а теперь результаты измерений по самому первому и все еще живому образцу устройства.
Итак, сначала посмотрим второй гетеродин 500 кГц. Как недавно мы обсуждали, он должен иметь очень хорошую спектральную чистоту, чтобы не возникало много "грязи" на приеме в присутствии в полосе пропускания фильтра ПЧ двух мощных станций HGA22 и DCF39.
В нашем опора 500 кГц формируется на выходе простого счетчика-делителя. Посмотрим на спектры.
Как видим - сигнал чистейший и в полосе 100 кГц и в окрестностях номинала в полосе 10 кГц (самая важная в данном случае часть). Слабый шум присутствует на уровне -90...-100 дБ. Превосходно.

Оффлайн rn3aus

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2151
    • Просмотр профиля
Re: Синтезатор ДВ приемника из Радио 12/2011
« Ответ #3 : 24 Апрель 2018, 20:08:32 »
Теперь сигнал первого гетеродина. Для ПЧ 500 кГц его частота будет примерно 364 кГц.
Смотрим:
- в полосе 500 кГц от номинала видим несколько спуров с уровнем -70 дБ и остальной шум ниже -80 дБ. Торчит и слабая палка 500 кГц - это просто наводка от второго гетеродина просачивается.
- в полосе 100 кГц - примерно то же самое, самые сильные спуры -70 дБ, они отстоят от номинала на величину 11, 5 кГц (примерно). Это частота сравнения ФАПЧ, на которой работает DDS. Остальные редкие палочки ниже -80 дБ.
- в полосе 20 кГц начинает быть заметно расширение спектра сигнала. То есть, как и у всякого гетеродина, присутствуют некоторые фазовые шумы. Сейчас мы рассмотрим их подробнее.

Пока что, в широких полосах, первый гетеродин ведет себя хорошо. Сигнал на больших удалениях от номинала очень даже чистый, так что в приемнике будет совсем немного паразитных каналов приема и они будут слабыми.
« Последнее редактирование: 24 Апрель 2018, 20:36:38 от rn3aus »

Оффлайн rn3aus

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2151
    • Просмотр профиля
Re: Синтезатор ДВ приемника из Радио 12/2011
« Ответ #4 : 24 Апрель 2018, 20:14:39 »
Посмотрим теперь, что делается внутри контура ФАПЧ, на частоте сравнения.
Спектр снят на ножке 3 микросхемы фапч - то есть сюда приходит выходной сигнал частоты 364 кГц, поделенный счетчиком в 32 раза.
Видим сигнал, близкий к идеальному в плане спектральной чистоты в полосах 100 Гц и 2 кГц. Шумы ниже -90 дБ (и даже -100 дБ!). Что даже как-то неожиданно.

Оффлайн rn3aus

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2151
    • Просмотр профиля
Re: Синтезатор ДВ приемника из Радио 12/2011
« Ответ #5 : 24 Апрель 2018, 20:33:13 »
Ну а теперь поглядим, что делается в непосредственной близости от номинала частоты первого гетеродина. Есть ли грязь? Что может ухудшать прием в присутствии мощных сигналов?
- Вот в полосе 2 кГц проявились довольно сильные два нестабильных по амплитуде пика, симметричных относительно номинала и отстоящих чуть более 100 Гц (115 Гц примерно). На картинке они слабее основного сигнала на -30 дБ, но они колеблются несколько относительно этого уровня вверх-вниз децибел на 5. Что бы это такое могло быть?
- еще ближе, полоса 100 Гц. Тут более-менее все чисто: спуры -50 дБ и слабее с шагом 8.75 Гц

Итак, единственная выявленная проблема - это два размытых нестабильных по амплитуде спура +-115 Гц от номинала.
Стал исследовать, что это такое. Выяснилось, на их частотное положение и несколько на амплитуду влияют номиналы фильтра петли ФАПЧ R28 и C9. Оказалось, лучше работают детали с номиналами 5.1 кОм и 4.7 мкФ. Значения не строгие, можно варьировать процентов на 20-30. Значительное увеличение R28 (до 47 кОм) вызывает срыв слежения фапч. То же и с конденсатором: 22 мкФ уже многовато.
Впрочем, подбор номиналов не решил проблему кардинально - странные спуры не исчезли.
Внутри петли ФАПЧ сигнал чистый, мы это только что видели.
Не являются ли спуры следствием какой-то слабой амплитудной модуляции сигнала на выходе ГУН?
Пока у меня нет ответа на этот вопрос, исследования продолжаются. Попробую проверить еще ряд подозрений...

Оффлайн Сергей RA1ADF

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2789
    • Просмотр профиля
Re: Синтезатор ДВ приемника из Радио 12/2011
« Ответ #6 : 24 Апрель 2018, 20:40:21 »
Отлично. Спасибо. Оч интересно, наглядно и доходчиво. А что за спектро анализатор?
RA1ADF Сергей

Оффлайн rn3aus

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2151
    • Просмотр профиля
Re: Синтезатор ДВ приемника из Радио 12/2011
« Ответ #7 : 24 Апрель 2018, 22:05:20 »
Отлично. Спасибо. Оч интересно, наглядно и доходчиво. А что за спектро анализатор?
Agilent какой-то,  старый и здоровый по размеру. Завтра уточню как он называется.

Оффлайн Сергей RA1ADF

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2789
    • Просмотр профиля
Re: Синтезатор ДВ приемника из Радио 12/2011
« Ответ #8 : 25 Апрель 2018, 08:10:17 »
Спасибо Александр. Поглядел в интернете как выглядит сей приборчик. За всю свою жизнь не разу не пользовался спектроанализатором. Рядом стоял, да и то с отечественным С1-46, если память не изменяет. Дык тот в обще двух этажный был,  а этот меньше.  Кнопочек много.
   Да... Как техника изменилась за 60 лет.... СИ-1, МВЛ-2, ВУЛ-2, ЗГ-1, ГСС-6, АВО-5М.  Ой что то я уже не в тему. Да простят меня модераторы. )))
RA1ADF Сергей

Оффлайн rn3aus

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2151
    • Просмотр профиля
Re: Синтезатор ДВ приемника из Радио 12/2011
« Ответ #9 : 26 Апрель 2018, 19:52:43 »
Исследования, проведенные мною с целью еще несколько улучшить чистоту спектра первого гетеродина синтезатора, привели к следующей небольшой модификации схемы. Элементы, номиналы которых изменяются (C6, C9, R27, R28) - показаны на рисунке зеленым цветом; вновь вводимые элементы (R31, R32, C17, C18, C19) - красным.

Итак, что изменилось?
1) Изменена схема и подобраны номиналы фильтра петли ФАПЧ. Применен пропорционально-интегрирующий фильтр, номиналы которого заимствованы из Радио 7/2007 с.59
Шумовая полоса ФАПЧ стала уже и держит лучше. Время перестройки с одной частоты на другую 1...1,5 сек.
2) Немножко уменьшен номинал частотозадающего резистора R27 с тем, чтобы управляющее напряжение ГУН ФАПЧ было в середине рабочего диапазона (2,5 В). Форма сигнала на выходе фазового детектора ФАПЧ в установившемся режиме (вывод 13 микросхемы CD4046) показан на рисунках. Постоянная составляющая сигнала 2,5 В. Импульсы - это и есть сигнал рассогласования фазы ГУН и DDS. DDS имеет джиттер, поэтому импульсы на длительной развертки выглядят хаотично. На быстрой развертке импульсы выглядят более регулярными.
3) Добавлен ФНЧ на выходе DDS С17-R32-С18. Вместе с уменьшенным C6 получается как-бы полосовой фильтр, пропускающий частоты в окрестностях частоты сравнения 11-12 кГц и подавляющий все что ниже и выше. Фильтр не узкополосный, так что кропотливой настройки не требует.
« Последнее редактирование: 26 Апрель 2018, 20:00:05 от rn3aus »

Оффлайн rn3aus

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2151
    • Просмотр профиля
Re: Синтезатор ДВ приемника из Радио 12/2011
« Ответ #10 : 26 Апрель 2018, 19:54:22 »
В результате удалось улучшить качество спектра первого гетеродина, что видно на картинках. Особенно приятно, что заметно снизился уровень побочных спектральных составляющих рядом с основной частотой. Теперь есть лишь шумовой "пьедестал" в полосе 200 Гц с уровнем -40...-45 дБ.
В более широких полосах обзора спектр вообще очень хороший - спуров мало и они не выше -80 дБ.

Оффлайн rn3aus

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2151
    • Просмотр профиля
Re: Синтезатор ДВ приемника из Радио 12/2011
« Ответ #11 : 26 Апрель 2018, 19:59:14 »
Ради интереса обмерил и приемник (Радио 11/2011) с этим синтезатором. Напомню, приемник разработан по "давно устаревшим" методикам, изложенным в учебниках "Радиоприемные устройства" 60-70 годов. Это супергетеродин с ПЧ 500 кГц и простыми транзисторными смесителями на транзисторах КТ315. Схема прилагается.
Другой вариант такого же приемника, однако со смесителями на полевых транзисторах КП303 работает в моем граббере.

Итак, чувствительность приемника при соотношении сигнал-шум 10 дБ на его выходе составила 6 мкВ.
Подавление паразитных каналов приема:
- по сквозной ПЧ (500 кГц): -60 дБ
- по зеркальному каналу (864 кГц): -70 дБ
- на второй гармонике гетеродина (228 кГц): -56 дБ.

Посмотрел ГОСТ: оказывается, такие параметры удовлетворяют стационарному Рпу высшей (0) категории сложности. Вещательному правда.
О динамических свойствах судить сложно - нет прибора.
« Последнее редактирование: 27 Апрель 2018, 07:23:12 от rn3aus »

Оффлайн GM

  • Пользователь
  • **
  • Сообщений: 78
    • Просмотр профиля
Re: Синтезатор ДВ приемника из Радио 12/2011
« Ответ #12 : 26 Апрель 2018, 22:11:08 »
Ну, вообще-то зеркальный канал это 228 кГц, а не 864 кГц.

Оффлайн rn3aus

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2151
    • Просмотр профиля
Re: Синтезатор ДВ приемника из Радио 12/2011
« Ответ #13 : 26 Апрель 2018, 22:21:12 »
Ну, вообще-то зеркальный канал это 228 кГц, а не 864 кГц.
Разве?
ПЧ=500, ГЕТ=364
основной канал=ПЧ-ГЕТ=500-364=136
(это означает, что сигнал 136 + гетеродин 364 дают ПЧ 500)

зеркальный канал=ПЧ+ГЕТ=864 
(сигнал 864 - гетеродин 364 дают ПЧ 500)

Аналогично на второй гармонике гетеродина:
228=2*364-500
« Последнее редактирование: 26 Апрель 2018, 22:47:51 от rn3aus »

Оффлайн GM

  • Пользователь
  • **
  • Сообщений: 78
    • Просмотр профиля
Re: Синтезатор ДВ приемника из Радио 12/2011
« Ответ #14 : 26 Апрель 2018, 22:54:06 »
Ошибся, рука пронесла :-).
А как там дела с 7 тактами?