Расчет радиостанции.

muza15

Народ, подскажите, пожалуйста, где можно взять примеры расчетов смесителя-модулятора-демодулятора (на диодах) и расчет УРЧ на полевом транзисторе (не на обычном, а на двухзатворном)? В частности, искала расчет смесителя на диодах, но для подобного смесителя не могу найти...
И еще один вопрос: если в данной схеме поменять трехкаскадный усилитель на однокаскадный (хотим питание вместо 42 В сделать 12 В), то трансивер же будет работать? И можно ли заменить операционный усилитель К140УД1 на К140УД7? Пожалуйста, очень нужна ваш помощь...

(схема взята из журнала "Радиоконструктор" 2000 год, № 11, стр 4)

Перенес из темы "Мелкие вопросы"
Мелкие вопросы, это один вопрос и ответ на данный вопрос, максимум два вопроса, а не две страницы.
aen

Реклама

svic

http://www.club155.ru/mixer

Реклама

muza15

Svic, спасибо

То есть в данной схеме 2 балансных смесителя на встречно-параллельных диодных парах: один из них модулятор (для передающей части трансивера), а другой демодулятор (для приемной части трансивера)?

svic

Нет, здесь просто два смесителя на встречно-параллельных диодах (фазовый метод формирования ОБП, два канала, транс - фазоинвертор только для подачи гетеродина в каналы в противофазе), не требующие симметрирования. Вариация на тему " Поляков - 160".
Расчет УРЧ под полевик с P-N-переходом тот-же, что и для МДП, просто параметры транзистора (крутизна, проходная емкость) нужно вставить соответствующие.
УМ урезать не желательно, по крайней мере первый каскад, сигнал со смесителя очень слабый. Если во втором каскаде применить КТ610, а в третьем КТ925, то питание можно снизить до 12В, правда на выходе придется поставить ШПТЛ, чтобы поднять выходное сопротивление.

Реклама

muza15

Svic, большое спасибо, что не проигнорировали мое сообщение и написали советы

Я очень вам благодарна!

Но у меня возникло еще больше вопросов... Наверное для вас они глупые, но я очень хочу разобраться в этой схеме...
То есть это 2 смесителя не на встречно диодных парах, а на диодах? Но почему тогда на 1 смеситель приходится 4 диода и на 2-й смеситель - тоже 4? Почему нельзя сделать по 2 диода на каждый смеситель? Запуталась с транс фазоинвертором... Это L6L7C10 на схеме или это фазовращатель L8L9? Посмотрела в книге Полякова трансивер на 160 м и там также фазовращатель есть и 2 смесителя по 2 встречно-параллельных диода в каждом из них.. Почему в этой схеме поставили больше встречно-параллельных диодов?
Забыла упомянуть, если мы уберем реле и поставим вместо него ключ для переключения прием-передача, то 12 В же будет достаточно и тем не менее все равно лучше оставить трехкаскадный УМ? А если оставить эти же транзисторы, то тогда не придется применять ШПТЛ? (я не представляю как его вообще ставят...)

Реклама

svic

Это два смесителя на встречно-параллельных диодах, просто разновидность более высокого уровня, можно было сделать как у Полякова по два диода, при этом параметры незначительно снизятся. L6 - катушка связи с контуром гетеродина L7,С10 с отводом от середины (напряжение по концам сдвинуто на 180*). ВЧ-фазовращатель R5,C9 установлен в цепь сигнала, как и в Полякове, такое включение исключает необходимость переключения выходов фазовращателя при переходе с приема на передачу.
Высокое напряжение питания оконечного каскада требуется для получения необходимой мощности на нагрузке, так как последняя определяется как U^2/Rн (42В^2/75ом=23.52вт), при 12-ти вольтах на нагрузке 75ом такой мощности уже никак не получить, поэтому при низковольтном питании напряжение ВЧ приходится повышать трансформатором.
L8,L9 не фазовращатели, это просто дроссели ВЧ развязки, НЧ фазовращатель - R6,R7, L10,L11, C13,C14.
Применить переключатель вместо реле можно, нужно только позаботиться об экранировке проводов к этому переключателю.

Реклама

muza15

Спасибо большое, Svic!

Я наверное вас замучила глупыми вопросами... Со смесителем я поняла. Но не совсем поняла с трехкаскадным усилителем мощности...

svic писал(а):Высокое напряжение питания оконечного каскада требуется для получения необходимой мощности на нагрузке, так как последняя определяется как U^2/Rн (42В^2/75ом=23.52вт), при 12-ти вольтах на нагрузке 75ом такой мощности уже никак не получить, поэтому при низковольтном питании напряжение ВЧ приходится повышать трансформатором.

В этой схеме 2 разных питания: 12 В для приемной части и 42 В для передающей части трансивера. Если мы хотим вместо 42 В подавать на передатчик 12 В, то нужно поставить трехкаскадный усилитель мощности (однокаскадный не подойдет, так как сигнал со смесителя очень слабый), в котором 1-й каскад останется также на транзисторе КТ325В, а второй и третий каскады сделать на транзисторах КТ610 и КТ925 соответственно? И после трехкаскадного усилителя мощности поставить трансформатор до амперметра и ФНЧ (для того чтобы поднять выходное сопротивление, а следовательно и выходное напряжение на нагрузке)? Извиняюсь за глупый вопрос.. Зачем нужна нагрузка? Или трансформатор нужно поставить между нагрузкой и трехкаскадным усилителем? Необходимая мощность на нагрузке определяется как: U^2/Rн = 42В^2/75ом=23.52вт, но в технических характеристиках трансивера указано, что нам на нагрузке 75 Ом необходимо 7 Вт, а здесь аж почти 24 Вт... А если вместо 42 В поставить 12 В, то получится по формуле 1,92 Вт... Очень мало получается..

svic

Радиопередатчики повсеместно принято нагружать на антенно-фидерный тракт. Для нормального согласования волновое сопротивление фидера должно равняться сопротивлению изучения антенны. Сопротивление диполя составляет 75ом, сопротивление штыря - порядка 50ом. Такие же волновые сопротивления имеют большинство коаксиальных кабелей и ВЧ разъёмов BNC и под эти же значения рассчитаны выходы (и входы тоже) подавляющего большинства радиоаппаратуры.
23.52 ватта это предельно возможная мощность постоянного тока на нагрузке 75ом при напряжении 42В. Мощность ВЧ колебаний определяется КПД УМ, который для однотактных каскадов лежит в пределах 25-46%, поэтому и указана реальная выходная мощность 7ватт. Для получения достаточного усиления и мощности при низких напряжениях нужны транзисторы специально рассчитанные для работы при 12В, каковыми являются КТ920 и КТ925.
Вот описание одного из подобных усилителей.
По поводу "низкого" КПД. При синусоидальном сигнале мощность определяется действующим значением, т.е. амплитудное значение умноженное на 0.707 (ну, или поделенное на 1.41), амплитудное значение это высота полупериода. Считаем: если оконечник работает в режиме А, то максимальный размах на коллекторе не получится более 0.9 Uпит. (потому, что сопротивление К-Э полностью открытого транзистора не может быть 0ом и часть напряжения питания останется на этом сопротивлении), значит размах составит 12Вх0.9=10.8В, амплитуда следовательно равна 5.4В, действующее значение - 5.4Вх0.707=3.82В и наконец мощность 3.82^2/75=0.124ватта...
Если перевести каскад в режим В, то Uа=10.8В, Uд=7.64В, Р=7.64^2/75=0.78ватта, уже лучше, но все-равно маловато будет. Используя тот факт, что транзистор отдает-таки гораздо бОльшую мощность (засчет большого тока), но только на низкоомную нагрузку, ставим трансформатор (скажем обычный ШПТЛ с коэффициентом 1:4), получам 7.64Вх4=30.56В и мощность соответственно 30.56^2/75=12.45ватта. Нормально. На 50ом мощность будет больше.

alkarn

Чтобы при заданном напряжении питания (12 В) получить заданную мощность (8 ВТ) выходной транзистор нужно нагрузить на определенную нагрузку, считается все по той же формуле, только "вывернутой": R=U^2/(2*P)/ Получается около 9 Ом. Вот чтобы из 75 сделать 9 и нужен трансформатор.
Коэффициент трансформации по напряжению К=SQR(R1/R2)= примерно 2,9 (3).
Трансформатор обеспечивает широкополосность, можно поставить согласующую LC-цепочку, но тогда усилитель получится узкополосным, при смене частоты потребуется перестройка.
С 12-вольтовым питанием старые полевые транзисторы (КП901 по схеме) работают плохо, есть биполярные, специально рассчитанные на 12 вольт.

muza15

Про нагрузку теперь понятно

Спасибо большое, Svic

То есть если у нас напряжение 42 В при нагрузке 75 Ом, то предельно возможная мощность 23,52 Вт, а так как усилитель работает в режиме А, то следовательно мощность реальная на выходе будет составлять только 25-46 %, а это примерно 5,88…10,82 Вт. Поэтому автор решил указать мощность 7 Вт. Я правильно поняла?
В первом каскаде транзистор так и остается КТ325Б, а 2 будет КТ920, В 3 каскаде – будет КТ925? Я все правильно поняла? А каскады сделать типовыми? Как например, в УРЧ, только вместо полевого, будет биполярный транзистор? Не понятно, зачем в исходной схеме нужны катушки L15, L16…
Про низкое КПД более менее понятно.

При 12 В питания и 75 Ом нагрузки в режиме А мощность в итоге получается 0,124 Вт. Как данная величина получилась, я поняла

Попробовала выполнить данный расчет для 42 В питания (чтобы понять, откуда взялось 7 Вт у автора данного трансивера) и в итоге получилось, что мощность равна в режиме А 2,38 Вт… А это не 7 Вт.. Почему? У автора в журнале сказано: «Промежуточный каскад работает в режиме Б, а выходной – в режиме С», а про первый каскад ничего не сказано.. Как тогда автор получил 7 Вт? Не понятно..

Еще один вопрос.. Вы писали: «Если перевести каскад в режим В, то Uа=10.8В, Uд=7.64В, Р=7.64^2/75=0.78ватта, уже лучше, но все-равно маловато будет». Как получилось значение Uд=7.64В?
С ШПТЛ все понятно

В радиолюбительском диапазоне27 МГц сколько ватт можно без разрешения? В разных источниках указано по разному  Не поймешь, где правда.. Разрешено до 10 мВт, до 10 Вт или вообще до 4 Вт?

muza15

alkarn писал(а):Чтобы при заданном напряжении питания (12 В) получить заданную мощность (8 ВТ) выходной транзистор нужно нагрузить на определенную нагрузку, считается все по той же формуле, только "вывернутой": R=U^2/(2*P)/ Получается около 9 Ом. Вот чтобы из 75 сделать 9 и нужен трансформатор. Коэффициент трансформации по напряжению К=SQR(R1/R2)= примерно 2,9 (3).

Спасибо, Alkarn

С нагрузкой и трансформатором я поняла. А вот если взять напряжение питания 0,96 Вт, то тогда получится, что трансформатор не придется ставить? А если взять 1 Вт, то получится 72 Ом нагрузки и все равно придется ставить трансформатор?

просто КОТ

muza15 писал(а):напряжение питания 0,96 Вт

Мощность в смысле выходную?

muza15

просто КОТ писал(а):
muza15 писал(а):напряжение питания 0,96 Вт
Мощность в смысле выходную?

Да, выходная мощность передатчика. Это же одно и то же, что на выходе усилителя мощности передатчика?

просто КОТ

Это меня просто сбили с мысли слова "напряжение" и "0,96Вт". Воот..
А про трансформатор -- да. Если при нагрузке 75Ом выходит 0,96Вт. То для получения 1Вт надо нагрузку уменьшить до 72Ом. Но вот незадача... Надо трансформатор с коэфициентом трансформации сопротивления 72/75, т.е. 1 к 1,04. А сделать его будет трудно.
Потому просто приходится довольствоваться 0,96Вт.

svic

muza15 писал(а):Uа=10.8В, Uд=7.64В, Р=7.64^2/75=0.78ватта, уже лучше, но все-равно маловато будет». Как получилось значение Uд=7.64В?

Для синусоидального тока действующее значение получается умножением амплитудного значения на 0.707 (величина, обратная корню из двух).

muza15 писал(а):Не поймешь, где правда.. Разрешено до 10 мВт, до 10 Вт или вообще до 4 Вт?

Правила менялись несколько раз. На настоящий момент, вроде, до 1вт, но могу и наврать - бюрократы вносят поправки постоянно (платят им за это, здравый смысл тут места не имеет быть....).

muza15

Спасибо, Svic

А вы случайно не подскажите остальные вопросы...
Как посчитать мощность, если каскады работают в разных режимах? Или лучше составить усилитель трехкаскадный по-своему из типовых каскадов на биполярном транзисторе? В первом каскаде транзистор так и остается КТ325Б, а 2 будет КТ920, В 3 каскаде – будет КТ925? Как например, в УРЧ, только вместо полевого, будет биполярный транзистор? Не понятно, зачем в исходной схеме нужны катушки L15, L16…

Попробовала выполнить данный расчет по вашему совету для 42 В питания (чтобы понять, откуда взялось 7 Вт у автора данного трансивера) и в итоге получилось, что мощность равна в режиме А 2,38 Вт… А это не 7 Вт.. Почему? У автора в журнале сказано: «Промежуточный каскад работает в режиме Б, а выходной – в режиме С», а про первый каскад ничего не сказано.. Как тогда автор получил 7 Вт? Не понятно..

svic

muza15 писал(а):Как посчитать мощность, если каскады работают в разных режимах

Мощность определяется исключительно оконечным транзистором, но!, коэффициент усиления по мощности зависит от режима (от величины тока покоя) и на высоких частотах обычно находится в пределах 2...10 (в основном 5...7), поэтому для того, чтобы транзистор отдал 10 ватт на вход ему нужно вдуть минимум 1...3 ватта, в свою очередь предварительному транзистору требуется раскачка в 0.1...0.5 ватта. Поскольку максимальный КУ получается в режиме А, а мощность (и разогрев) первого каскада невелики, то его обычно и выводят в режим А. Второму каскаду уже тяжелее и имеет смысл загнать его в АВ, то же самое относится и к последнему каскаду. Самый облегченный режим, конечно, С, но для сигналов с переменной амплитудой (АМ, SSB) он непригоден из-за низкой линейности (искажать будет очень сильно, тихие составляющие звука вообще не пройдут) поэтому самым оптимальным тут тоже будет АВ. Полевик уже имеет начальный ток и вводить смещение требуется не всегда, биполярнику - в обязательном порядке, причем стабилизированное.
Транзюки я бы посоветовал - 325 - 610 - 925 (920), хотя вторым можно и 920.
Катушки L15, L16 - контурные (контуры тут - резонансные нагрузки первого и второго каскадов), это хорошо для подчистки спектра выходного сигнала, но требуется очень тщательная экранировка.
Насчет раскладки по режимам в авторском разъяснении имеются некоторые сомнения (особенно касательно режима В), первый каскад там в А.

muza15

Спасибо, Svic!!!

Как можно сделать так, чтобы мощность на выходе передатчика была переключаемой? И можно ли такое осуществить?

svic

Нужно поставить на входе усилителя переключаемый аттенюатор.

muza15

Понятно)) Спасибо вам!

А в этой схеме можно ли заменить генератор плавного диапазона на другой? Весь интернет облазила, не могу найти, как выполнить расчет данного генератора... Вы случайно не посоветуете книгу, откуда можно взять формулы для расчета? Не могу понять, как автор получил такие данные элементов схемы...