УКВ ЧМ стерео ГСС
Вс окт 07, 2018 23:09:15
В момент просчёта возбудителя на диапазон 65.9 - 74 МГц проявились небольшие недостатки схемы. Эти недостатки не то чтобы очень ухудшали работу, но добавляли неприятности. Речь о повышенной нестабильности частоты из-за особенностей УВЧ. И не важно сколько транзисторов этот усилитель содержит. Выходной каскад нагружает предыдущий, а предыдущий то что перед ним. Поэтому при изменении, скажем, состояния нагрузки на выходе усилителя, на его входе так же происходило изменение состояния входа, т, е, если был вход усилителя согласован с выходом входного ФНЧ, то при рассогласовании выхода так же нарушалось согласование и на его входе. В итоге возникали колебания амплитуды и фазы ВЧ, а так как на ту же точку заведено и "кольцо" ФАПЧ (синтезатор частоты), то что в результате происходило догадаться несложно.
Эту "неприятность" я исключил путём ввода развязывающих повторителей. Для реализации максимальной развязки применены повторители на составных транзисторах. Плюс такой схемы так же в том, что она имеет очень низкое выходное сопротивление и поэтому согласование с последующим каскадом усиления ВЧ не нарушается ни при каких обстоятельствах. В результате реализуется меньшая неравномерность АЧХ в рабочей полосе частот, ну и, конечно, влияние состояния нагрузки теперь полностью исключено на цепи выхода ФНЧ и подключения "кольца" ФАПЧ, тем самым стабильность частоты теперь ни от чего не зависит.
Доработанная схема ниже. Так же была немного изменена схема ФНЧ, так как по применённому делителю частоты не нашёл никакой информации в плане его выходного сопротивления. Поэтому пришлось делать "натурные испытания" и измерения. В результате было определено что я ошибался в схеме подключения фильтра к делителю частоты.
И ещё. С транзистором BFR93A в первом каскаде УВЧ, как по схеме, номинальная выходная мощность на частоте 69 МГц ( на УКВ-2 ещё не проводил испытания данной схемы, но вероятнее всего разница будет небольшой) около 70 мВт.
Если необходимо увеличить выходную мощность, то вместо BFR93A, который VT5, устанавливается BFG135, так же меняются сопротивления резисторов согласно схеме выходного каскада. По расчётам, в таком случае, выходная мощность может превышать 200 мВт.
_____
Данная схема в является хорошим инструментом, вкупе с измерительной техникой, для настройки УКВ ЧМ стереофонических трактов
Добавлено after 9 minutes 34 seconds:
Файлы плат для производства.
В первую очередь необходима оригинальная версия Sprint Layout 6, так как русифицированные версии имеют ошибки и в именах файлов присутствует кириллица, что дополнительно создаёт трудности.
Хотя версия предлагаемая мной так же напичкана дополнительными самопальными кривыми макросами, но сама программа нерусифицированна и работает корректно. Настоящий оригинал в сети только демо версии в котором все необходимые функции отключены
Так же есть программа, которая позволяет просмотреть полученные после конвертации в гербер файлы плат, причём в 3D и, соответственно, исключить ошибки.
Папка с файлами плат, в.т.ч Gerber для производства.
Схемы
Печатная плата ФНЧ и блока предыскажений будет позже.
Эту "неприятность" я исключил путём ввода развязывающих повторителей. Для реализации максимальной развязки применены повторители на составных транзисторах. Плюс такой схемы так же в том, что она имеет очень низкое выходное сопротивление и поэтому согласование с последующим каскадом усиления ВЧ не нарушается ни при каких обстоятельствах. В результате реализуется меньшая неравномерность АЧХ в рабочей полосе частот, ну и, конечно, влияние состояния нагрузки теперь полностью исключено на цепи выхода ФНЧ и подключения "кольца" ФАПЧ, тем самым стабильность частоты теперь ни от чего не зависит.
Доработанная схема ниже. Так же была немного изменена схема ФНЧ, так как по применённому делителю частоты не нашёл никакой информации в плане его выходного сопротивления. Поэтому пришлось делать "натурные испытания" и измерения. В результате было определено что я ошибался в схеме подключения фильтра к делителю частоты.
И ещё. С транзистором BFR93A в первом каскаде УВЧ, как по схеме, номинальная выходная мощность на частоте 69 МГц ( на УКВ-2 ещё не проводил испытания данной схемы, но вероятнее всего разница будет небольшой) около 70 мВт.
Если необходимо увеличить выходную мощность, то вместо BFR93A, который VT5, устанавливается BFG135, так же меняются сопротивления резисторов согласно схеме выходного каскада. По расчётам, в таком случае, выходная мощность может превышать 200 мВт.
_____
Данная схема в является хорошим инструментом, вкупе с измерительной техникой, для настройки УКВ ЧМ стереофонических трактов
Добавлено after 9 minutes 34 seconds:
Файлы плат для производства.
В первую очередь необходима оригинальная версия Sprint Layout 6, так как русифицированные версии имеют ошибки и в именах файлов присутствует кириллица, что дополнительно создаёт трудности.
Хотя версия предлагаемая мной так же напичкана дополнительными самопальными кривыми макросами, но сама программа нерусифицированна и работает корректно. Настоящий оригинал в сети только демо версии в котором все необходимые функции отключены
Так же есть программа, которая позволяет просмотреть полученные после конвертации в гербер файлы плат, причём в 3D и, соответственно, исключить ошибки.
Папка с файлами плат, в.т.ч Gerber для производства.
Схемы
Печатная плата ФНЧ и блока предыскажений будет позже.
Re: УКВ ЧМ стерео ГСС
Сб май 04, 2019 01:08:22
Выкладываю окончательную схему девайса. Больше никаких доработок в блоках не будет.
Входной фильтр.
Входной фильтр состоит их входного ФНЧ с частотой среза 20 кГц, который срезает все шумы и помехи, которые выше звукового диапазона, особенно если в качестве источника использовать дешёвые компьютерные звуковые карты или разного рода говнотехнику, к примеру аудиофильскую, где, как правило, не применяются никакие фильтры и вся гадость преобразования прёт на выход. Может это и "улучшает" звучание, но ВЧ помехи не приемлемы в данном случае, да и не только в данном случае, так как даже простой УНЧ при "обилии" высокочастотной гадости на входе может плохо себя чувствовать. После данного фильтра включена цепь коррекции 50 мкС ( 75 мкС для некоторых буржуйских стандартов ), которая применяется в радиовещании для реализации заданного соотношения сигнал/шум на выходе приёмного тракта. После цепи коррекции включён ФНЧ с заграждением, который реализует необходимую полосу частот и заграждение на частоте 19 кГц, без чего буржуйский стандарт, в отличии от нашего, не может нормально работать, так как при попадании высокочастотных составляющих звукового сигнала в область 19 кГц будет срываться синхронизация стерео декодеров на приёмной стороне и, соответственно, будут возникать сильные искажения.
В схеме фильтра использованы прецизионные конденсаторы К71-7 с допуском ±0.5 - 1% и резисторы с допуском ±1%. Операционные усилители TL072 или подобные. Коэффициент передачи равен 1 при выключенной коррекции пред искажений (установлены джамперы ), который корректируется резистором R5 ( показан один канал )
Входной уровень - 6 дБВ ( 0 дбВ = 1 Вольт ).
схема входного фильтра
Добавлено after 1 minute 45 seconds:
Далее в схеме установлен лимитер / ограничитель НЧ сигнала. Пока установлен широкополосный, но собираю и в будущем установлю трёх полосную схему лимитера, чтобы при ограничении / лимитировании была более ровная АЧХ. Схема распространённая с регулировкой J-Fet полевиком и, думаю, пояснение к ней не нужно. Единственное, в схеме для снижения искажений при малых значениях времени срабатывания применён двухполупериодный детектор. Транзисторы желательно применять J174 или аналогичные по характеристикам, так как в ином случае могут возникать искажения и недостаточное поддержание уровня на выходе. Транзисторы я заказывал в кЕтае на Али ( у нас в стране данные полевики по цене чугунного моста biggrin ). Там их тьма по бросовым ценам. biggrin К примеру, мне вообще пришли какие то левые китайские J174, но работают они так же изумительно как и оригинальные. Настройка схемы заключается в следующем:
При выключенном R12 ( положении движка данного резистора соответствует выключенному режиму компрессии ) резистором R14 устанавливается коэффициент передачи схЭмы равный единице при уровне на входе -6 дБВ. Затем резистором R12 выставляется на выходе уровень - 7.1 дБВ.
схема лимитера
Добавлено after 2 minutes 37 seconds:
Следующий этап это стерео модуляторы. Их два, каждый для своей системы. Либо пилот тон, либо "полярная модуляция". Стерео модуляторы идентичны. Различие лишь в частотах поднесущей и во включении мультиплексоров модулятора ( в модуляторе буржуйского диапазона применён формирователь пилот тона на резисторном ЦАП, в отличии от модулятора с "ПМ" ). Работа схем так же много где описана, поэтому не буду разъяснять. Прошивки контроллера для обеих схем идентичны. После прошивки контроллеров и сборки схем всё начинает работать без каких либо проблем. Настройка заключается лишь в установке уровня поднесущей в модуляторе с "ПМ" резистором R14 таким образом, чтобы поднесущая обеспечивала девиацию частоты передатчика с ЧМ ±10 кГц. Для модулятора с пилот тоном настройка заключается балансировкой модулятора резистором R17 до максимального подавления поднесущей частоты на выходе модулятора и резистором R30 пилот тона до обеспечении девиации передатчика последним ±7.5 кГц.
стерео модулятор CCIR
стерео модулятор OIRT
Добавлено after 1 minute 28 seconds:
Далее установлен фильтр КСС, который снижает шумы при передаче сигнала в эфир. Если схема используется только для настройки стерео декодеров и непосредственно сквозного стерео тракта радиоприёмников, то данный фильтр не нужен. Фильтр состоит из LC фильтра с частотой среза ~ 160кГц (схЭма взята от буржуйского промышленного передатчика ) и ОУ с мощным двухтактным ЭП, который обеспечивает работу на низкое сопротивление нагрузки. Дополнение:
Если используется фильтр КСС при работе в режиме передатчика, то мощный ЭП в стерео модуляторах можно не устанавливать.
схема фильтра
Добавлено after 1 minute 28 seconds:
Генератор с ЧМ. Генератор состоит собственно из задающего генератора на транзисторе VT2, буферного каскада на транзисторе VT3, делителя частоты на микросхеме DD1, развязывающих ЭП на транзисторах VT4,VT5 в цепи буферного каскада контроля ВЧ, VT7,VT8 в цепи усилителя мощности, собственно буферного усилителя контроля ВЧ на транзисторе VT6 и усилителя мощности на транзисторах VT9 и VT10. Применение составных ЭП улучшило развязку каскадов УМ и буферного усилителя контроля ВЧ и улучшило согласование с последующими каскадами что, в свою очередь, улучшило стабильность частоты. Частотный модулятор выполнен на четырёх парах варикапов 2В124А (MV209), в результате чего улучшена линейность модуляционной характеристики и снижены фазовые шумы модулятора. Задающий генератор работает на удвоенной частоте, что так же, в свою очередь, ещё улучшило линейность за счёт меньших значений реактивности задающего контура на данных частотах, а так же ещё снизило шумы и улучшило развязку каскадов УВЧ с генератором. Выходная мощность генератора на нагрузке 75 Ом около 100 мВт.
Схема после правильной сборки в настройке не нуждается. Данные моточных элементов приведены на схеме.
схема генератора
Добавлено after 1 minute 14 seconds:
Блок питания всей этой марахайки:
схема БП
Добавлено after 1 minute 19 seconds:
Между выходом фильтра/лимитера и входом стерео модулятора включены разделительные/развязывающие конденсаторы. Это сделано для того, чтобы постоянная составляющая с выхода предыдущих каскадов не нарушала работу стерео модулятора.
схема
Добавлено after 1 minute 22 seconds:
Синтезатор частоты. синтезатор выполнен на микроконтроллере PIC16F627(628)А и собственго микросхеме синтезатора TSA5511. После сборки и прошивки контроллера схема начинает работать в штатном режиме.
схема синтезатора частоты
Добавлено after 1 minute 17 seconds:
И кое что из фото готовых дИвайсов. Не все платы изготовлены на производстве, кое что оставил с момента тестирования. Не стал переделывать - не было смысла хорошо работающее перелопачивать.
фото
Входной фильтр.
Входной фильтр состоит их входного ФНЧ с частотой среза 20 кГц, который срезает все шумы и помехи, которые выше звукового диапазона, особенно если в качестве источника использовать дешёвые компьютерные звуковые карты или разного рода говнотехнику, к примеру аудиофильскую, где, как правило, не применяются никакие фильтры и вся гадость преобразования прёт на выход. Может это и "улучшает" звучание, но ВЧ помехи не приемлемы в данном случае, да и не только в данном случае, так как даже простой УНЧ при "обилии" высокочастотной гадости на входе может плохо себя чувствовать. После данного фильтра включена цепь коррекции 50 мкС ( 75 мкС для некоторых буржуйских стандартов ), которая применяется в радиовещании для реализации заданного соотношения сигнал/шум на выходе приёмного тракта. После цепи коррекции включён ФНЧ с заграждением, который реализует необходимую полосу частот и заграждение на частоте 19 кГц, без чего буржуйский стандарт, в отличии от нашего, не может нормально работать, так как при попадании высокочастотных составляющих звукового сигнала в область 19 кГц будет срываться синхронизация стерео декодеров на приёмной стороне и, соответственно, будут возникать сильные искажения.
В схеме фильтра использованы прецизионные конденсаторы К71-7 с допуском ±0.5 - 1% и резисторы с допуском ±1%. Операционные усилители TL072 или подобные. Коэффициент передачи равен 1 при выключенной коррекции пред искажений (установлены джамперы ), который корректируется резистором R5 ( показан один канал )
Входной уровень - 6 дБВ ( 0 дбВ = 1 Вольт ).
схема входного фильтра
Добавлено after 1 minute 45 seconds:
Далее в схеме установлен лимитер / ограничитель НЧ сигнала. Пока установлен широкополосный, но собираю и в будущем установлю трёх полосную схему лимитера, чтобы при ограничении / лимитировании была более ровная АЧХ. Схема распространённая с регулировкой J-Fet полевиком и, думаю, пояснение к ней не нужно. Единственное, в схеме для снижения искажений при малых значениях времени срабатывания применён двухполупериодный детектор. Транзисторы желательно применять J174 или аналогичные по характеристикам, так как в ином случае могут возникать искажения и недостаточное поддержание уровня на выходе. Транзисторы я заказывал в кЕтае на Али ( у нас в стране данные полевики по цене чугунного моста biggrin ). Там их тьма по бросовым ценам. biggrin К примеру, мне вообще пришли какие то левые китайские J174, но работают они так же изумительно как и оригинальные. Настройка схемы заключается в следующем:
При выключенном R12 ( положении движка данного резистора соответствует выключенному режиму компрессии ) резистором R14 устанавливается коэффициент передачи схЭмы равный единице при уровне на входе -6 дБВ. Затем резистором R12 выставляется на выходе уровень - 7.1 дБВ.
схема лимитера
Добавлено after 2 minutes 37 seconds:
Следующий этап это стерео модуляторы. Их два, каждый для своей системы. Либо пилот тон, либо "полярная модуляция". Стерео модуляторы идентичны. Различие лишь в частотах поднесущей и во включении мультиплексоров модулятора ( в модуляторе буржуйского диапазона применён формирователь пилот тона на резисторном ЦАП, в отличии от модулятора с "ПМ" ). Работа схем так же много где описана, поэтому не буду разъяснять. Прошивки контроллера для обеих схем идентичны. После прошивки контроллеров и сборки схем всё начинает работать без каких либо проблем. Настройка заключается лишь в установке уровня поднесущей в модуляторе с "ПМ" резистором R14 таким образом, чтобы поднесущая обеспечивала девиацию частоты передатчика с ЧМ ±10 кГц. Для модулятора с пилот тоном настройка заключается балансировкой модулятора резистором R17 до максимального подавления поднесущей частоты на выходе модулятора и резистором R30 пилот тона до обеспечении девиации передатчика последним ±7.5 кГц.
стерео модулятор CCIR
стерео модулятор OIRT
Добавлено after 1 minute 28 seconds:
Далее установлен фильтр КСС, который снижает шумы при передаче сигнала в эфир. Если схема используется только для настройки стерео декодеров и непосредственно сквозного стерео тракта радиоприёмников, то данный фильтр не нужен. Фильтр состоит из LC фильтра с частотой среза ~ 160кГц (схЭма взята от буржуйского промышленного передатчика ) и ОУ с мощным двухтактным ЭП, который обеспечивает работу на низкое сопротивление нагрузки. Дополнение:
Если используется фильтр КСС при работе в режиме передатчика, то мощный ЭП в стерео модуляторах можно не устанавливать.
схема фильтра
Добавлено after 1 minute 28 seconds:
Генератор с ЧМ. Генератор состоит собственно из задающего генератора на транзисторе VT2, буферного каскада на транзисторе VT3, делителя частоты на микросхеме DD1, развязывающих ЭП на транзисторах VT4,VT5 в цепи буферного каскада контроля ВЧ, VT7,VT8 в цепи усилителя мощности, собственно буферного усилителя контроля ВЧ на транзисторе VT6 и усилителя мощности на транзисторах VT9 и VT10. Применение составных ЭП улучшило развязку каскадов УМ и буферного усилителя контроля ВЧ и улучшило согласование с последующими каскадами что, в свою очередь, улучшило стабильность частоты. Частотный модулятор выполнен на четырёх парах варикапов 2В124А (MV209), в результате чего улучшена линейность модуляционной характеристики и снижены фазовые шумы модулятора. Задающий генератор работает на удвоенной частоте, что так же, в свою очередь, ещё улучшило линейность за счёт меньших значений реактивности задающего контура на данных частотах, а так же ещё снизило шумы и улучшило развязку каскадов УВЧ с генератором. Выходная мощность генератора на нагрузке 75 Ом около 100 мВт.
Схема после правильной сборки в настройке не нуждается. Данные моточных элементов приведены на схеме.
схема генератора
Добавлено after 1 minute 14 seconds:
Блок питания всей этой марахайки:
схема БП
Добавлено after 1 minute 19 seconds:
Между выходом фильтра/лимитера и входом стерео модулятора включены разделительные/развязывающие конденсаторы. Это сделано для того, чтобы постоянная составляющая с выхода предыдущих каскадов не нарушала работу стерео модулятора.
схема
Добавлено after 1 minute 22 seconds:
Синтезатор частоты. синтезатор выполнен на микроконтроллере PIC16F627(628)А и собственго микросхеме синтезатора TSA5511. После сборки и прошивки контроллера схема начинает работать в штатном режиме.
схема синтезатора частоты
Добавлено after 1 minute 17 seconds:
И кое что из фото готовых дИвайсов. Не все платы изготовлены на производстве, кое что оставил с момента тестирования. Не стал переделывать - не было смысла хорошо работающее перелопачивать.
фото
Re: УКВ ЧМ стерео ГСС
Ср май 08, 2019 19:48:47
Enman,
У меня всё храниться на диске, плюс и разрешение не
ограничено. Удобнее.
Трёх полосный лимитер. Схема фазолинейного разделительного фильтра известна, поэтому подробно объяснять его работу нет необходимости. В схеме, особенно в части фильтра и в двухполупериодных детекторах, все резисторы с допуском ±1%. В фильтре такие же требования и к конденсаторам. Я использую К71-7 с допуском ±0.5 - 1%.
схема фильтра Показан один канал.
Так же, в скором времени будет собрана и опробована схема 5-ти полосного аудио лимитера.
У меня всё храниться на диске, плюс и разрешение не
ограничено. Удобнее.
Трёх полосный лимитер. Схема фазолинейного разделительного фильтра известна, поэтому подробно объяснять его работу нет необходимости. В схеме, особенно в части фильтра и в двухполупериодных детекторах, все резисторы с допуском ±1%. В фильтре такие же требования и к конденсаторам. Я использую К71-7 с допуском ±0.5 - 1%.
схема фильтра Показан один канал.
Так же, в скором времени будет собрана и опробована схема 5-ти полосного аудио лимитера.
Re: УКВ ЧМ стерео ГСС
Чт май 09, 2019 15:22:24
Первая схема широкополосного лимитера предназначается для включения после блока фильтров и коррекции, но мне лично такое включение лимитера не очень понравилось. Ниже схема, которая включается непосредственно на входе устройства. В схему добавлена цепь коррекции, которая выравнивает АЧХ при мягком ограничении. Такое включение ограничителя исключает перегруз блока фильтров и коррекции при высоких уровнях входного сигнала. Так же данное включение положительно сказалось на работе J-Fet электронного резистора (полевика), который работает в более "щадящем" режиме" в области высоких частот, что так же способствует снижению искажений.
схема лимитера
схема лимитера
Re: УКВ ЧМ стерео ГСС
Ср янв 29, 2020 00:49:27