Приличный узкополосный ЧМ-приёмник из VHF пейджера

PLL · Сообщение **PLL** » Пн мар 31, 2008 08:06:24

вот подфортило! :spiteful:
на работе подарили два пейджера на диапазон 159-167 MHz
когда я разобрал их и взглянул на радио часть, то понял,
можно без единой катушки сделать приличный связной ЧМ-приёмник

Что внутри:

1) Фильтр ПАВ на f0=163 MHz, +/-4MHz - это позволит сделать резонансный усилок на СВЧ- транзисторе (биполярник или полевик)

2) Кварц гетеродина 61.118 MHz. Работает на второй гармонике или удваивается? Не важно. Для наших целей не нужен. Будем использовать готовый синтезатор частоты.

3) Фильтр 21.400 MHz. Трехножечный

4) Кварц второго гетеродина 20.945 MHz

5) Фильтр второй ПЧ 455 kHz

6) Дискриминаторный фильтр 455 kHz

Пейджер "TRULY", POCSAG 1200 bps. такие имеют полосу канала 10/12 кГц, девиация частоты +/-4.5 kHz

В нём УВЧ, смеситель, гетеродин делаются на "транзисторах" + остальное (смеситель 2, гетеродин 2, ограничитель, демодулятор и прочее) - на микросхемах с одним преобразованием частоты (аля что-то типа MC3361, TA31149)

Хочется задействовать MC3363, так как не хочется "транзисторы лепить". Вопреки даташиту, вместо дискриминатора на катушке подключим дискриминатор на керамике (как это сделано в радиостанции Пилот-40)

Заявленная чувствительность MC3363 составляет 0.3 мкВ при c/ш=12 дБ.

Хотелось бы услышать ответы на следущее:

1) реальна ли идея? кто так делал?

2) что скажете по части УВЧ? Использовать встроенный транзистор в
микросхеме или использовать внешний полевой?

3) как будет внешне выглядеть схема УВЧ на ПАВ(163 мгц) без катушек?
имеет ли право схема назваться резонансным усилителем или нет?
или лучше апериодический городить?

4) кто-нибудь пробовал вместо катушки в чм-детекторе ставить керамический
дескриминатор?

5) какой фильтр первой ПЧ лучше: от пейджера 21.4 MHz или
от FM-радиовещания10.7 MHz (критерий по полосе пропускания)

6) как сделать чвствительность лучше 0.3 мкв? (0.25, 0.15)?

7) как посчитать дальность связи, если известны: частота, мощность
передатчика, чувствительность, высоты антенн над землей?

Реклама

Сообщение **aen** » Пн мар 31, 2008 09:21:10

PLL писал(а): 1) Фильтр ПАВ на f0=163 MHz, +/-4MHz - это позволит сделать резонансный усилок на СВЧ- транзисторе (биполярник или полевик)

3) как будет внешне выглядеть схема УВЧ на ПАВ(163 мгц) без катушек?
имеет ли право схема назваться резонансным усилителем или нет?
или лучше апериодический городить?

6) как сделать чвствительность лучше 0.3 мкв? (0.25, 0.15)?

7) как посчитать дальность связи, если известны: частота, мощность
передатчика, чувствительность, высоты антенн над землей?

Было бы у меня такое, я бы попробовал.
УВЧ с ПАВом вот так. Т.е. на выходе УВЧ.

Насчёт дальности здесь посмотри.
http://www.radiokot.ru/inquiry/calcuhf/UKV_Ant.xls

http://www.pagers.ru/pagers/nec/21a/cxema_rx.htm
Ставить его на входе не стал бы. Слишком у него затухание большое и КПД входной цепи будет маленьким.
Фильтры в ПЧ поставил бы те, у которых полоса меньше. Так бы 25 кгц или поменьше.
Частота ПЧ тебе не важна, т.к. избирательность по зеркальному каналу тебе обеспечит ПАВ.
Увеличить чувствительность выше 0,3 мкв не вижу смысла.
И такую выжимать замучаешься. Или уменьшай полосу пропускания.

Насчёт дальности.
http://www.radiokot.ru/inquiry/calcuhf/UKV_Ant.xls

Реклама

PLL · Сообщение **PLL** » Пн мар 31, 2008 12:36:04

Спасибо за часть ответов

возникли следующие вопросы:

a) в даташите на mc3363 не сказано как вместо первого гетеродина (LC-контур или кварц) подключать сигнал с внешнего(!) гетеродина.

Планируется в качестве гетеродина использовать синтезатор частоты на базе SAM7S-контроллера (аппаратно имеется возможность вывода сигнала на ножку контроллера). Это открывает возможность к синтезатору частоты БЕЗ ВСЯКИХ КАТУШЕК/ВНЕШНИХ ГУНов/ФАПЧ/ВАРИКАПОВ!!! Параметры таковы:

выход - меандр период соответствует частотам 80..220 МГц
напряжение 3.3V, маскимальный ток нагрузки 8 мА.

На какую ножку MC3363DW(SMD монт.) лучше подать этот сигнал и через что?

б) По аналогичным форумам проходил - на счет второго гетеродина напугало, что кварц может завестись на других гармониках! Я 100% уверен что кварц второго гетеродина НЕ ГАРМОНИКОВЫЙ 20.945 MHz.

Вопрос - как его подключить к MC3363DW? какие емкости кондёров должны быть шоб кварц на основной частоте запустить? для чего иногда приляпывают резисторы ещё? уж не для того что транзистор емкостного трехточечного генератора внутри чипа имеет слабый ток базы/коллектора?

Сообщение **aen** » Пн мар 31, 2008 13:10:18

PLL писал(а):б) По аналогичным форумам проходил - на счет второго гетеродина напугало, что кварц может завестись на других гармониках! Я 100% уверен что кварц второго гетеродина НЕ ГАРМОНИКОВЫЙ 20.945 MHz.

Наоборот это на других гармониках завести здесь трудно.

PLL писал(а):б) Вопрос - как его подключить к MC3363DW? какие емкости кондёров должны быть шоб кварц на основной частоте запустить?

Конденсаторы выбираются из расчёта
С=1000/F, т.е. для 20 мгц будут примерно 50 пф.

Жалко вот это я не могу почитать.
http://files.radioscanner.ru/files/down ... /an980.pdf

PLL писал(а):a) в даташите на mc3363 не сказано как вместо первого гетеродина (LC-контур или кварц) подключать сигнал с внешнего(!) гетеродина.

Вот гляди, как здесь внешний первый гетеродин подключили.

Реклама

PLL · Сообщение **PLL** » Пн мар 31, 2008 16:48:28

Накидал с лёту обвеску MC3363DW. Здорово получилось довольно

В an980.pdf написано что кварц 2-го гетеродина работает на первой (фундаментальной) гармонике, С1=50pF, C2=120pF, тоесть они разные.

тогда С=1000/F считать каждый кондер отдельно? или эта формула уже не сойдет?

Ключ S1 нужен для мониторинга (отключения шумоподавителя). Для устойчивого приёма слабого сигнала находящегося на грани порога шумоподавления.

Обвеска составлена исходя из трех источников:

1) Даташит от Моторолы на MC3363DW
2) an980.pdf
3) Схемы радиостанции "Пилот 40"

Также мне непонятно, зачем общий по переменке в основном питание по постоянке? Как-то привычно что "минус питания", он же и общий по переменке. Нельзя ли по другому? Почему на ножку 22 приходит "плюс питания" ? Может питание на каскад? Или смещения по постоянному току?

Вопрос по усилению УВЧ. Насколько эффективен внутренний транзистор УВЧ в микросхеме в моей схеме включения? Или по-другому надо сделать? Добавить полевик? Изменить номиналы?

АЕН, поправьте плиз если что-то не так. Или как лучше.

> Жалко вот это я не могу почитать.
> http://files.radioscanner.ru/files/down ... /an980.pdf

Почему не можете? Я в Google.com набирал Motorola an980.pdf
Нашел по-моему сразу

Реклама

PLL · Сообщение **PLL** » Вт апр 01, 2008 06:30:03

И всё-таки меня мучают сомнения по поводу эффективности вильтров первой ПЧ.

У кого Уже полоса - у фильтра 10.7 MHz (от радиовещательного FM-тюнера) или у фильра 21.4 MHz (от пейджера).

На этой неделе планирую микруху с недостающей мелочью купить. Хочется к четвергу-пятнице ужЕ всё утрясти.

По части УВЧ склонен использовать MOSFET 2SK543 (в даташите на 100 МГц обещают усиление +27 дБ). Сделаю наверное так:

в цепь затвора поставлю параллельный LC-контур с полным включением. Антенну через кондер 3 - 10 пФ к затвору напрямую.

В цепь стока - резистор на 1 кОм. Со стока на ПАВ 163 МГц.
Или в цепь стока тоже LC-контур? С полным включением или как лучше ?

Реклама

Сообщение **aen** » Вт апр 01, 2008 07:35:36

PLL писал(а):у фильтра 10.7 MHz (от радиовещательного FM-тюнера) или у фильра 21.4 MHz (от пейджера).

У первого точно широкая. Порядка 200 кгц. У второго из пейджера я предпологаю, что узкая.

PLL писал(а):В цепь стока - резистор на 1 кОм. Со стока на ПАВ 163 МГц.
Или в цепь стока тоже LC-контур? С полным включением или как лучше ?

Здесь главное согласовать выходное сопротивление каскада с входным сопротивлением ПАВа и какое нужно сопротивление в стоке нужно ещё посмотреть. Я обычно настраиваю с помощью ГКЧ самодельного, простейшего.Вот здесь я писал.
http://vrtp.ru/index.php?showtopic=6409

PLL писал(а):в цепь затвора поставлю параллельный LC-контур с полным включением. Антенну через кондер 3 - 10 пФ к затвору напрямую.

Маленькая ёмкость бедет являться укорачивающей для антенны. Лучше антенну подключить к отводу катушки или удобнее через емкостной делитель в контуре. Т.е. контурный конденсатор разбить на два последовательных и туда антенну.

PLL · Сообщение **PLL** » Вт апр 01, 2008 08:10:05

на счёт сопротивления в стоке... по даташиту транзистор вообще интересный - на картинке в цепях затвора и стока стоят индуктивности, резисторов нет!

а по части обвески на мс3363 что можете сказать?

PLL · Сообщение **PLL** » Вт апр 01, 2008 08:27:46

вот ещё накидал схему усилителя. Первый каскад на полевике, второй на биполярнике (встроен в микросхему)

в примерах даташита смещение резистором на базу транзистора НЕ показано. Нужно ли его делать? если да то какое сопротивление R??? должно быть?

Сообщение **aen** » Вт апр 01, 2008 08:41:52

PLL писал(а):какое сопротивление R??? должно быть?

Такое, что бы ток через транзистор был какой нужен. Я обычно делаю 1,5 - 2 ма, т.е. на коллекторе в твоём случае напряжение д.б. 3 - 3,5 вольта.
Схему на полевом обычно делаю так.
Просто мне удобнее кажется. Твоя тоже нормальная, но мне не нравиться.

Подожди, может Tro-Sha подтянется. Он лучше скажет. У него тут на сайте и статьи есть по УВЧ.
Но основная трудность будет, это согласование ПАВ по входу и выходу.
И ещё не понятно.
Если ставишь ПАВ, то зачем синтезатор. УВЧ же будет работать на частоте ПАВа и всё ....
Никакой перестройки, кроме как в полосе пропускания ПАВа.
Никаких 80 - 220 мгц или делай УВЧ перестраиваемый на L и варикапах.

PLL · Сообщение **PLL** » Вт апр 01, 2008 11:15:55

aen писал(а): Но основная трудность будет, это согласование ПАВ по входу и выходу.

чёт-то очень настораживает. Вот что нарыл про этот ПАВ: MSF 163, потери в полосе (+/-4MHz) 6.5 dB, входной/выходной импеданс
210 Ом / -13.3pF (как ёмкость может быть отрицательной???)

aen писал(а): Подожди, может Tro-Sha подтянется. Он лучше скажет. У него тут на сайте и статьи есть по УВЧ.

а можно линки?

aen писал(а): И ещё не понятно.
Если ставишь ПАВ, то зачем синтезатор. УВЧ же будет работать на частоте ПАВа и всё ....

это первый гетеродин (перестраиваемый для диапазона 159..167 MHz)

aen писал(а): Никакой перестройки, кроме как в полосе пропускания ПАВа.
Никаких 80 - 220 мгц или делай УВЧ перестраиваемый на L и варикапах.

это я имел ввиду что синтезатор AT91SAM7S работает в пределах
80-220 MHz. Естественно, я буду им перестраивать в пределах
(159-21.4) MHz...(167-21.4) MHz, где 21.4 MHz - частота фильтра первой ПЧ.

Кстати, фильтр на 21.400 MHz - керамический или на ПАВ?
Внешне он выглядит как уменьшенный кварц с тремя ногами (корпус металлический).

Со всеми остальными фильтрами проблем согласования не возникнет?

Сообщение **aen** » Вт апр 01, 2008 11:29:55

PLL писал(а):[Со всеми остальными фильтрами проблем согласования не возникнет?

Любые фильтры нужно согласовывать по входу и выходу, что бы получить нужную неравномерность в полосе пропускания и затухание. Ну вобщем получить то, что он должен выдавать. Поэтому я и говорил выше про ГКЧ. С ним всё можно посмотреть. Если не правильно согласуешь, это не значит, что вообще работать не будет. Просто придёться или махнуть рукой или сидеть и трясти.

Фильт на 21 мгц керамический. Может быть вариант, что он кварцевый, но я сомневаюсь.

Насчёт согласования можно здесь прочитать. Основа одна, какой бы фильтр не был.
http://ra3ggi.qrz.ru/UZLY/up2nv_sogl.htm

PLL · Сообщение **PLL** » Ср апр 02, 2008 04:24:41

попробую поразмыслить математически.

есть фильтр на ПАВ. Известны его входные/выходные емкости и сопротивления. Значит можно найти Zфвх и Zфвых

известно выходное сопротивление каскада на полевом транзисторе. Это тот самый резистор в нагрузке. Есть выходная емкость транзистора. Значит можно найти Zвых.

Уже можно согласовать вход ПАВа. Импеданс согласующего звена будет равен: Z=Zвых - Zфвх или Zфвх-Zвых (выбирается вариант с реальной частью не менее 0).

Зная импеданс согласующего звена реализуем его на (L или C),R.
Тоесть тут элементарная трансформация сопротивлений!
Главное чтоб со стороны фильтра вых. сопрот. на транзисторе "казалось" равным входному.

В общем комплексные числа и посл.-парал. соединение в помощь.

Аналогично зная импеданс смесителя, можно и выход ПАВ согласовать.

Очень важно - правильно ли я мыслю?

Или нет.

Второе - что скажете о применении керамического дискриминатора вместо LC-контрура в ЧМ-детекторе?

PLL · Сообщение **PLL** » Ср апр 02, 2008 05:57:33

Подскажите плиз линки со статьями, о расчёте(проектировании) УВЧ апериодических/резонансных на биполярных/полевых транзисторах

также интересует вопросы связанные с пересчётом сопротивлений, ненераторов тока и прочего. Например есть контур с L=10мкгн. С=10пФ и параллельно резистор 50 Ом (четверть-волновый штырь).
Как параллельное сопротивление в контуре пересчитать в эквивалентное последовательное? как учесть коэффициенты включения? (индуктивность/емкость).

как можно практически рассчитать все это дело??

рылся во многих справочниках - выписывал форумулы - там больше неизвестного чем известного

как посчитать входное сопротивление четвертьволнового штыря без противовесов (в резонансе сопротивление чисто активное) -?

Сообщение **aen** » Ср апр 02, 2008 07:02:29

PLL писал(а):известно выходное сопротивление каскада на полевом транзисторе. Это тот самый резистор в нагрузке.

Нет.
Не всё так просто. Оно м.б. и меньше, чем этот резистор. Не хочется в теорию вдаваться. Это слишком много придётся писать. На таких частотах лучше настраивать по картинке, добиваясь нужной формы кривой, качая усилитель с помощью ГКЧ. Можно узнать выходное сопротивление и экспериментально, но опять уж очень частоты большие. В общем случае, на вход рабочую частоту, на выход вольтметр ВЧ, меряем выходное напряжение.
Параллельно нагрузке через конденсатор ставим переменное сопротивление. Крутим и добиваемся напяжения на выходе в два раза меньше. Измеряем это переменное сопротивление. Это и будет выходное сопротивление каскада.
Входное сопротивление тоже можно измерить, но переменный резистор ставится последовательно со входом и крутится, пока напряжение на входе (на базе в твоём случае) не уменьшится в два раза. Но на таких частотах слишком большую погрешность вносит измерительная цепь и паразитные ёмкости и индуктивности элементов. В данном случае наше переменное сопротивление.

PLL писал(а):Второе - что скажете о применении керамического дискриминатора вместо LC-контрура в ЧМ-детекторе?

Была такая тема в про-радио. Говорят, что у таких дешовых фильтров разброс большой, а подкрутить нельзя. Есть какие-то хорошие, но дорогие фильтры. Я ссылку найду потом.
Насчёт пересчёта сопротивлений в колебательном контуре тоже потом. Это вобще то стандартная элементарная задача.

PLL писал(а):как посчитать входное сопротивление четвертьволнового штыря без противовесов (в резонансе сопротивление чисто активное) -?

Штыря без противовесов не бывает. Это как батарейка. Есть плюс и минус.
Если нет явного противовеса, то противовесом будет корпус , даже вся схема, тело оператора, если станция носимая и т.д.
Т.е. противовес есть, но какой он получится, хороший или плохой, это уже на удачу.
Например в сетевых передатчиках этим противовесов может стать сеть 220 вольт, но она включёна через диоды моста и начинается мультипликативная помеха (фон 50 гц). Начинают конденсаторы фильтра увеличивать, но это не помогает. Здесь например нужно шунтировать диоды в мосте конденсаторами.
Некогда сейчас. Всё потом или может кто другой добавит.
Вобще расчёты на таких частотах дело не благодарное. Много не учтённых факторов. Выход, это проверять экспериментально с помощью приборов. Если нет промышленых, то делать различные приставки. Лучше всего к осцилографу. Можно и к дешовому.

PLL · Сообщение **PLL** » Ср апр 02, 2008 07:29:42

на счёт керамического дискриминатора - всё в порядке! Он от пейджера

спасибо за часть ответов!

и всё-таки в домашних условиях могу расчитывать токо на цифровой тестер, приставку с диодами, свою голову и косвенные эксперименты.

например возьму передятчик, оторву антенну и в кастрюлю железную затолкаю

а сам буду кондер входного контура крутить - пока не учую сигнал

и резистор крутить буду - так и ПАВ настрою

tro-sha

Самый простой(но не оптимальный) способ согласования фильтра на ПАВ смотри на рисунке.
Входной УВЧ нужно делать на двухзатворных полевиках. У них проходная емкость меньше, а следовательно выше Кус и лучше устойчивость к самовозбуждению. Подходят КП327,КП436(SMD), КП350.
УВЧ должен быть 3х-4х контурный, иначе не получишь хорошего и равномерного усиления в полосе 8МГц.
Как вариант, можно попробовать схему И.Нечаева из Радио 2002г. №1 стр.6.

PLL · Сообщение **PLL** » Ср апр 02, 2008 09:34:12

спасибо за ответы!

а можно первый резистор у входа ПАВ закинуть как нагрузочный для:

1) полевого транзистора?
2) биполярного?

чем хуже однозатворный моп-транзисторы типа 2sk543?
у него обратная емкость сток-затвор = 0.035pF - по мойму даже не хило.

чем хуже биполярный транзистор в увч по сравнению с полевым (кроме низкого Rвх)?

какова будет эффективность усилка в моем случае (рисунок в этом посте!!!):

на полевике - вход контур, выход резистор нагрузки + ПАВ
следующий - биполрник - нагрузка резистор

может на входе применить Т-фильтр (катушка в центре, кондеры по бокам)? что лучше?

избыток индуктивностей нежелательно. Допустимо 1 -2 шт не более

так как схема должна быть высокоповторяемой

Сообщение **aen** » Ср апр 02, 2008 13:54:22

PLL писал(а):может на входе применить Т-фильтр (катушка в центре, кондеры по бокам)? что лучше?

Какой бе не был, Т, П или другой. Всё равно это только один контурэ
Главное в том, что если ты хочешь делать устройства такой сложности в настройке, то тебе нужно озаботиться осцилографом, тогда у тебя решаться 90% твоих вопросов. Осцилограх хотя бы примитивный. Пусть у него полоса 100 кгц будет.
Сейчас на твои вопросы тяжело ответить. Нужно же пробовать.
Мы тебе ответили только на то, с чем сами сталкивалиь. Я например делаю усилители на биполярниках, когда напряжение питание маленькое. Когда большое, то или каскод на полевых или на двухзатворном.

tro-sha

Согласен с аеn,, лучший прибор-ГКЧ, с ним можно оценить и чувствительность и и избирательноссть устройства, и все видно, и наглядно.