Forum Grupy Plessey Home Made
Problem wielkości napięcia w.cz. LO (z VFO, DDS) potrzebnego do pracy mieszacza - Wersja do druku

+- Forum Grupy Plessey Home Made (http://plessey-hm-group.radiowo.vdl.pl)
+-- Dział: Plessey HM Project (http://plessey-hm-group.radiowo.vdl.pl/forumdisplay.php?fid=1)
+--- Dział: Mieszacz TRX - mixer TRX (http://plessey-hm-group.radiowo.vdl.pl/forumdisplay.php?fid=6)
+--- Wątek: Problem wielkości napięcia w.cz. LO (z VFO, DDS) potrzebnego do pracy mieszacza (/showthread.php?tid=102)

Strony: 1 2 3 4


Problem wielkości napięcia w.cz. LO (z VFO, DDS) potrzebnego do pracy mieszacza - sp9lvz - 11-03-2020

Dużo uwagi zostało już poświęcone problemom intermodulacji, odporności na duże sygnały, czy dopasowania wrót wejścia/wyjścia mieszaczy, natomiast mało kto zwracał do tej pory uwagę na problem uzyskania właściwego napięcia w.cz. LO (VFO, DDS) potrzebnego dla mieszacza. W naszym przypadku (wykonywanego układu Plesseya w dwóch wersjach) mamy wykorzystane dwa rodzaje mieszaczy: mieszacz diodowy (w odmianach niskopoziomowych i wysokopoziomowych) oraz mieszacz na układzie SL6440.
Wymagania są różne:
a) mieszacze diodowe wymagają określonego napięcia na impedancji 50 Ω. Np. SBL-1 potrzebuje +7dBm (500 mV rms), ale wg. karty katalogowej powinien pracować już od +4dBm do +10dBm czyli od 354 mV rms do 700 mV rms. Można założyć że odchyłka napięć LO= x2 (354 mV x 2). W przypadku mieszaczy wysokopoziomowych napięcia LO są wyższe, ale tolerancja też ok. x 2.
b) mieszacz SL6440 wg. karty katalogowej wymaga 100mV - 500mV przy impedancji wejścia LO 1,5 kΩ. Tu sytuacja jest lepsza bo zakres napięć jest x5 (100mV x 5).

Dla naszych projektów wykorzystujemy obecnie generatory - syntezy DDS lub PLL (np. AD9850, Si5351), które niestety mają tę wadę, że nie zapewniają równego poziomu napięć dla różnych generowanych częstotliwości. Im wyższe częstotliwości, tym napięcia są niższe i to znacznie niższe. Problem ten ma szczególne znaczenie jeśli chcemy wykonać transceiver wielopasmowy.
Wykonane pomiary napięć na wyjściu syntez, przy pomiarach chodziło głównie o różnicę, a nie wielkość bezwzględną wartość, która jest też związana z wielkością impedancji obciążenia:
AD9850
F.GEN-----Pasmo Mhz -------U rms mV
5,0 -------- 14 ------------------bez pomiaru
9,068-------18------------------144
10,8 --------1,8-----------------120
12,5---------3,5-----------------100
12,0----------21-----------------108
19,0----------28------------------58
19,1----------10,1----------------60
23,0----------14------------------44
Dla AD9850 stosunek najwyższego napięcia do najniższego wynosi 3,3 (144:44), F.GEN dla 14 MHz było w AD9850 ustawione na 23 MHz

Si5351
F.GEN--Pasmo Mhz-----U rms mV
5,0-------14--------------384
9,068-----18-------------252
10,8------1,8-------------208
12,5------3,5-------------176
12,0------21--------------188
19,0------28--------------104
19,1------10,1------------108
23,0------14--------------bez pomiaru
Dla Si5351 stosunek najwyższego napięcia do najniższego wynosi 3,7 (384:104) - F.GEN dla 14 MHz, było w Si5351 ustawione na 5 MHz


Wnioski:
- dla mieszaczy diodowych powyższe syntezy są problematyczne do wykorzystania ze względu na bardzo duże rozpiętości napięć, należy zastosować dodatkowy wzmacniacz, ze względu na podniesienie napięcia do wymaganego poziomu dla mieszacza diodowego, dodatkowo z kształtowaną charakterystyką by wyrównać napięcia.
- dla mieszacza na SL6440 zakres napięcia z Si 5351 jest wystarczający do jego wysterowania, natomiast AD9850 po wykorzystaniu dodatkowego wzmacniacza też byłby odpowiedni.

Przykładowe pomiary AD9850

[attachment=592] [attachment=593]

Przykłądowe pomiary Si5351

[attachment=594] [attachment=595]

Kolejny krok to zaprojektowanie wzmacniacza z korektą wzmocnienia w funkcji częstotliwości.


RE: Problem wielkości napięcia w.cz. LO (z VFO, DDS) potrzebnego do pracy mieszacza - George - 12-03-2020

Piotrze,

Kolega ROB stosował wzmacniacz Nortona do wzmocnienia i utrzymania stałego napięcia VFO. Może to jest jakiś kierunek? Jak sądzisz?


Pozdrawiam
George


RE: Problem wielkości napięcia w.cz. LO (z VFO, DDS) potrzebnego do pracy mieszacza - sp9lvz - 12-03-2020

Norton to sam wzmacniacz regulowany, u mnie tą rolę spełnia SL611, problem natomiast jest w obwodzie regulacyjnym ALC. Wzmacniacz na 2N5109 da odpowiedni poiom sygnału na mieszacz diodowy, taka koncepcja.
Jest dużo przykładowych wzmacniaczy sterujących mieszacze diodowe, coś przetestuję, w przypadku naszej drugiej wersji Plesseya z SL6440 sprawa jest prosta, bo ma dużą tolerancję na różnice napięć. Poniżej przykład wzmacniacza wysokopoziomowego do mieszacza diodowego, z prostą korektą charakterystyki wzmacniania w emiterze, pomierzę go. Jeśli ktoś ma schematy podobnych wzmacniaczy z kształtowaniem charakterystyki to mogę przetestować i coś wybierzemy dla naszego Plesseya...

[attachment=596]


RE: Problem wielkości napięcia w.cz. LO (z VFO, DDS) potrzebnego do pracy mieszacza - sp5hbt - 12-03-2020

Jakieś dwa tygodnie temu przy okazji dyskusji o wzmacniaczach wejściowych wygrzebałem płytkę zrobioną pod wzmacniacz wg schematu
pokazanego przez Piotra. Wygrzebałem też paczuszkę fabrycznie zapakowanych "wojskowych" tranzystorów 2N5109 wykonanych kilkadziesiąt lat temu przez Thomson CSF.
Przed montażem sprawdziłem je na testerze i niestety z 10 sztuk pięć obiawiało się jak by wewnętrzne połączenia elektrod przestały istnieć.

Malowanki chińskie zdaje się nie maja takiej przypadłości. Ale to pewnie z powodu konstrukcji odmiennej od orginałów które miały wielokrotne 
złącza emiterowe. 

Mieliście podobne doświadczenia? 

Może uda mi się w weekend pomierzyć swoje źródła robiące za VFO z jakimiś mieszaczami do płytek Plesseya.
Statystycznie może to dać więcej informacji lub ja zaciemnić bo jak wiadomo metoda pomiaru wpływa na wynik.


73, Mietek


RE: Problem wielkości napięcia w.cz. LO (z VFO, DDS) potrzebnego do pracy mieszacza - sp9lvz - 12-03-2020

Ja miałem taką sytuację z 2N3553, że przy pomiarze miernikiem (omomierzem) jakby nie miały wewnętrznych połączeń ale po wlutowaniu do układu wzmacniacza prawidło pracowały. Przetestuj je w układzie wzmacniacza co z nimi faktycznie jest. Może uda mi się dziś zrobić płytkę do tego przedstawionego wzmacniacza i pomierzę jak się zachowuje przy sterowaniu z generatorów.


RE: Problem wielkości napięcia w.cz. LO (z VFO, DDS) potrzebnego do pracy mieszacza - sp9lvz - 14-03-2020

Pomiary powyższego wzmacniacza (#3) na 2N5109 wykazały, iż osiąga on wzmocnienie do 15dB, z nierównomiernością 1,5 dB. Ten układ nie zapewnia potrzebnej korekty wzmocnienia, trzeba go traktować jak układ z wyrównaną charakterystyką wzmocnienia. Włącznie przed wzmacniacz pi filtru górnoprzepustowego poprawiło sytuację, ale nie wyrównało napięć. Pozostał stosunek napięć minimalnych do maksymalnych ok. 1:2,2.
Dosyć dobre wyrównanie napięć syntezy dało zastosowanie dwójnika LC na wejściu wzmacniacza. Pomiary robiłem dla wersji z DDS na Ad9850, dla najwyższej LO=23 MHz (pasmo 14 MHz) i najniższej LO=9,068 MHz (pasmo 18 MHz). Stosunek napięć był już tylko 40%, inaczej licząc 2,88dB różnicy. Biorąc pod uwagę wyżej przedstawione założenia wyrównania poziomów sygnałów napięć LO do mieszacza diodowego i SL6440 taka nierówność jest już do przyjęcia. Bez dwójnika różnica jest ponad 10 dB, co jest wartością zbyt dużą.
Schemat układu pomiarowego poniżej. Przy okazji zmierzyłem prąd pracy wzmacniacza, maksymalna wartość wzmocnienia i pracę liniową osiąga przy prądzie 10mA, dalsze zwiększanie prądu nie zmienia warunków pracy.

[attachment=597]


RE: Problem wielkości napięcia w.cz. LO (z VFO, DDS) potrzebnego do pracy mieszacza - sp9lvz - 15-03-2020

Mamy już przełom w temacie wyrównania napięć z syntez...Kolejnym etapem jest wykorzystanie układu wzmacniacza z ALC. Przetestowałem układ SL611 (może być SL610) wykorzystując regulację wzmocnienia tego układu. SL611 był wpięty jako wzmacniacz z regulacją wzmocnienia po testowanych syntezach (AD9850 i Si5351), a za regulowanym układem SL611 był włączony wzmacniacz na 2N5109 z obciążeniem 50 Ω. Udało się w warunkach ręcznej regulacji wzmocnienia uzyskać równe napięcia ustawione (przykładowo) na 304mV.
Teraz przygotowuję prosty układ ALC na tranzystorach do automatycznej regulacji wzmocnienia SL611.
Poniżej zdjęcia z pomiarów syntezy wykorzystującej Si5351.

[attachment=600] [attachment=601]
[attachment=602] [attachment=603]
[attachment=604] [attachment=605]
[attachment=606] [attachment=607]
[attachment=608] [attachment=609]
[attachment=610] [attachment=611]
[attachment=612] [attachment=613]
[attachment=614] [attachment=615]
[attachment=616] [attachment=617]


RE: Problem wielkości napięcia w.cz. LO (z VFO, DDS) potrzebnego do pracy mieszacza - George - 15-03-2020

Piotrze,


Świetna robota. Spróbuj wykorzystać do ALC płytkę, którą z całą pewnością masz.


Pozdrawiam
George sp5rzm


RE: Problem wielkości napięcia w.cz. LO (z VFO, DDS) potrzebnego do pracy mieszacza - Wiesiek137 - 16-03-2020

Bravo Piotrze
Jestem ZA ! a nawet ... ZA
Vy731
Wiesiek
SP9GAY


RE: Problem wielkości napięcia w.cz. LO (z VFO, DDS) potrzebnego do pracy mieszacza - sp9lvz - 16-03-2020

Kolejny etap trochę zejdzie czasowo, ze względu na większą złożoność układu. Może uda się zrobić testy na oddzielnych płytkach roboczych, a później trzeba by zaprojektować jedną płytkę i wykonać prototyp.
Sprawdziłem kartę katalogową SRA-3H pacuje od +14 dBm (1,1 V rms), normalne sterowanie +17 dBm ( 1,4 V rms) do 20 dBm ( 2,2 V rms) to już jest bardzo duża moc 100mW! wewnątrz radia.... chyba by musiało być super ekranowanie stopnia wejściowego p.cz. żeby nie zatykać tym sygnałem wzmacniacza szerokopasmowego na SL. Skupię się na SBL-1 (sterowanie +7 dBm tj. 500mV rms).
Wykorzystując układ syntezy AD9850 w paśmie 14 MHz z LO 23 Mhz, możemy uzyskać bez problemu sygnał +7 dBm, z wykorzystaniem jako wzmacniacz SL611 + 2N5109. Na niższych częstotliwościach sygnały są oczywiście jeszcze wyższe. Wzmacniacz 2N5109 dawał wzmocnienie do 1,8 V rms, czyli może sterować SRA-3H, wymaga oczywiście wtedy wyższych poziomów sygnałów sterujących.

[attachment=618] [attachment=619]

teraz pozostało przetestowanie automatyki ALC.