Смеситель однополосного приемника прямого преобразования

[LeonidPr]

Добрый день.

Прошу помощи в понимании схемы смесителя для однополосного приемника.

В описании к ней в книге Полякова написано: напряжение гетеродина, подводимое от катушки связи L4, в верхнем по схеме канале сдвигается по фазе на 45 градусов. Напряжение же сигнала в оба канала поступает в фазе.

Но, как я понял из описания принципа однополосного приема, мы должны смешивать входной сигнал с двумя сигналами, сдвинутыми на 90 градусов. Тут же явно говорится, что они сдвинуты на 45. Предполагаю, что где-то идет свиг еще на 45? Или не суть важно, на сколько сдвигать сигнал гетеродина, а главное на выходе получить НЧ сигналы в противофазе?
Пните плиз в нужном направлении для понимания.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[master144]

3 часа назад, LeonidPr сказал:

Предполагаю, что где-то идет свиг еще на 45?

Ну раз в верхнем канале VD1, VD2 смесителя сдвиг 45 градусов, то и в нижнем канале VD3, VD4 такой же сдвиг 45 градусов, который обеспечивает фазовращающая цепь С2 R1, а стало быть между каналами напряжение сигнала поступает в фазе, как то так.

Изменено 11 января, 2021 пользователем master144

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Yurkin2015]

5 hours ago, LeonidPr said:

где-то идет свиг еще на 45

Если где-то у Полякова в смесителе стоят сдвоенные встречно-параллельные диоды, то значит гетеродин работает на половинной частоте, эт - к бабке не ходи, такие диоды открываются напряжением гетеродина дважды за период.

Значит, если у него сдвинуть фазу на 45 градусов, то на частоте входного сигнала все удвоится: и частота гетеродина и его фаза. Поэтому и получается, в верхнем канале 90гр.сдвиг, а в нижнем 0.

 

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[LeonidPr]

3 hours ago, Yurkin2015 said:

значит гетеродин работает на половинной частоте

да, все верно, сейчас стоит балансный смеситель на встречно-параллельных диодах, приемник настроен на диапазон 7 МГц, гетеродин соответственно 3,5 Мгц.

Захотелось вот поиграться с однополосным приемом, что бы нормально слушать как SSB/CW, так и AM станции. Выбрал этот смеситель как простой и дешевый вариант (нууу оказывается не совсем простой). Как я понимаю идея в том, что т.к. контур L3C3 настроен на частоту сигнала, он будет шунтировать на частоте гетеродина и поэтому условно можем считать, что на ползунке переменника "земля". и получается, что плечи смесителя смещены по фазе. но у меня никак не ложится в голову, как они могут быть 90 градусов друг относительно друга (окей, верхнее плечо 45 градусов понятно как, цепь R1C2 делает сдвиг по фазе относительно земли). Но противоположное плечо как получается сдвинуто на 45? к нему подключен другой конец катушки связи L4 и по идее они должны быть в противофазе (180 градусов) друг относительно друга.
 

3 hours ago, Yurkin2015 said:

и частота гетеродина и его фаза

С частотой да, все верное, удваивается, т.к за период успевают оба диода побыть открытыми. а вот с фазой не понял, ну походу дальше иду курить книжки полякова + тоэ...

Изменено 12 января, 2021 пользователем LeonidPr

[colorad]

14 минут назад, LeonidPr сказал:

а вот с фазой не понял,

просто здравый смысл . При одинаковом сдвиге сигналов по времени ,  фазовый сдвиг с ростом частоты будет больше . 

[Yurkin2015]

23 minutes ago, LeonidPr said:

должны быть в противофазе

Да, концы катушки связи в противофазе, тут спору нет. Только вот сама катушка не привязана к земле, а болтается в воздухе. Один конец нагружен на резистор, а другой на конденсатор. Ток в этой RC цепи общий, а вот напряжения на элементах сдвинуты относительно друг друга по фазе, на конденсаторе напряжение отстаёт от резистора. 

[LeonidPr]

Тогда как я понимаю векторная диаграмма должна имет такой вот вид:
Центр - контакт ползунка переменника.
U2, U1 - напряжения плеч смесителя

Изменено 12 января, 2021 пользователем LeonidPr

[master144]

Может, этот фрагмент схемы с прохождением сигналов поможет, относительно земли идёт входной сигнал, показан зелёным, а с гетеродина показан красным, хотя и приходит на оба плеча смесителя, но без не посредственной привязки к земле.

[Yurkin2015]

1 hour ago, LeonidPr said:

векторная диаграмма

Напряжение гетеродина не привязано к земле. Векторная диаграмма, типа, вот такая:

 

[igorstepok]

17 часов назад, LeonidPr сказал:

В описании к ней в книге Полякова написано: напряжение гетеродина, подводимое от катушки связи L4, в верхнем по схеме канале сдвигается по фазе на 45 градусов. Напряжение же сигнала в оба канала поступает в фазе.

Сигнал не может поступать в фазе т.к. на верхние диоды поступает через R1C2 и получает сдвиг, а на нижние диоды через часть R1 без сдвига. Явно очепятка.

8 минут назад, Yurkin2015 сказал:

Векторная диаграмма, типа, вот такая:

Только угол между векторами U1 и U2 близкий к 90 гр.

[LeonidPr]

@igorstepok Согласен с вами. Но знаете, что интересно, эта фраза проходит через несколько книг полякова. Как в книге по трансиверам ПП, так и в книге Радиолюбителям о технике прямого преобразования она то же встречается и в нескольких других, посвященных этой технике приема. Либо это въедливая опечатка, либо мы чего-то недопонимаем.

[igorstepok]

Можно Бунина, Яйленко посмотреть "Справочник коротковолновика". Может там по другому написано.

Изменено 12 января, 2021 пользователем igorstepok

[Yurkin2015]

11 minutes ago, igorstepok said:

угол между векторами U1 и U2

Если чисто конденсатор, то да, 90. Но там параллельно конденсатору стоит половинка резистора с 0гр. сдвигом, поэтому сумма векторов 0гр и 90гр дает как раз 45гр.

[igorstepok]

Я бы так нарисовал (а то на вашей диаграмме один из сигналов U1 или U2 проинвертирован). При регулировке R1 изменяется угол Альфа между U1 и U2.

Изменено 12 января, 2021 пользователем igorstepok

[Yurkin2015]

@igorstepok Тут не стоит забывать, что при отсутствии конденсатора угол между U1 и U2 равен 180 градусов, потому что напряжение приложено к концам половинок резисторов. При добавлении конденсатора в одно из плеч: угол уменьшается, чем больше конденсатор, тем дальше от 180гр. и ближе к 90гр при гигантском конденсаторе. 

[master144]

51 минуту назад, igorstepok сказал:

Сигнал не может поступать в фазе ... Явно очепятка.

А это какой сигнал имеется ввиду, там речь за оба сигнала, (то есть приёмного сигнала и гетеродина) , стало быть когда фазы обоих сигналов совпадают это и есть напряжение общего сигнала в фазе или не так?

[igorstepok]

26 минут назад, master144 сказал:

какой сигнал имеется ввиду

Сигнал сигнала, так понятно?)))

[master144]

Да мне то понятно, но всё же лучше конкретизировать, где мухи, а где котлеты, чтобы всем было понятно, так а что же всё - таки на счёт "очепятки" не передумали?

[LeonidPr]

Да, у товарища Полякова под сигналом понимается тот, который смешивается с удвоенным гетеродинным. до меня начинает еще доходить то, что надо рассматривать момент, когда диод открыт и работают конденсаторы С4 и С5 (спасибо @master144 за наводку!).

Насчет очепятки, все возможно конечно, но мне кажется она давно отловлена и обмусолена была бы, тема то горячая, книжки давнишние. И потом она гуляет из книги в книгу.

Изменено 12 января, 2021 пользователем LeonidPr

[bam-buk]

22 часа назад, LeonidPr сказал:

Или не суть важно, на сколько сдвигать сигнал 

Исключительно важно : См.djvu

С уважением В.

[master144]

Вот нашёл, сам Владимир Тимофеевич поясняет работу фазовращателя, #7 по ссылке:

Какой то глюк, ссылка не хочет вставляться, там речь об этих схемах:

 

Здравствуйте всем! Та ветка, за которой слежу (Совр. ТПП) немного заглохла, решил посмотреть, что на других обсуждают, и пожалте, вопрос прямо ко мне! Рассказываю, как работает этот RC фазовращатель (схема выше). Когда я его придумывал, то старался максимально упростить, в результате и получилось то, что на схеме.

В ФВ входит только потенциометр R 560 ом и емкость C 680 пФ. Катушка связи с гетеродином служит просто источником, и на работу ФВ не влияет. Она создает ток в потенциометре, и на его плечах выделяются равные гетеродинные напряжения. Они складываются с напряжением сигнала от входного контура и поступают на ВПД каналов I и Q.

Активные сопротивления плеч ФВ (R/2) взяты "с потолка" как компромисс: поменьше входного сопротивления смесителей и последующих ФНЧ и УНЧ (1...2 кОм), но не слишком мало, чтобы не очень нагружать гетеродин. Потенциометр 560 ом был под рукой, и я решил, что сопротивления плеч по 280 ом будут в самый раз. Осталось сосчитать емкость конденсатора, чтобы его емкостное сопротивление сопротивление было таким же - 280 ом на частоте гетеродина. Тогда фазовый сдвиг в плечах ФВ будет 45 гр.

Так я, возможно, считал 30 лет назад, теперь же, глядя на этот ФВ, вижу некоторый недочет. На самом деле должны быть равны не активные, а полные сопротивления плеч, тогда будут равны и амплитуды гетеродинного напряжения в каналах. Полное сопротивление вехней ветви равно 0,7 от ее активного, и равного ему емкостного сопротивлений. Поэтому надо бы убавить емкость до 560...620 пФ, а движок сместить чуть ниже середины, чтобы часть R верхнего плеча (и его Х) была 330 ом, а часть R нижнего плеча (в нем Х нет) - 230 ом. Впрочем, сейчас я уже не помню, подбирал ли С экспериментально. Это полезно сделать, наряду с регулировкой R, чтобы выравнять амплитуды в каналах при нужном 45-градусном сдвиге. Всем успехов!

73 de RA3AAE

Владимир Тимофеевич, спасибо за пояснения.

Мне кажется, в такой схеме ФВ невозможно выполнить одновременно два условия:
- емкостное сопротивление C равно R2 (для сдвига фаз 45 град.),
- полное сопротивление R1C равно R2 (для баланса амплитуд).

К тому же для принимаемого сигнала сопротивления двух плеч будут заметно отличаться.

 

To RV3DAR: Не совсем так... как вас зовут то?
Хс должно равняться R1 (последняя схема). Тогда напряжение на R1C будет сдвинуто на 45 гр. относительно тока гетеродина, текущего между правыми выводами схемы. А напряжение на R2 в фазе с этим током. Относительно же земли напряжения на правых выводах есть сумма входного и этих двух гетеродинных. Вот и вся премудрость

Понимаю, что чего-то не понимаю, но не понимаю - чего именно.

Если удалить из последней схемы R1 и подать на правые входы напряжение, то в средней точке оно будет сдвинуто на 45 град. по отношению к каждому из правых входов, если Хс=R2 (не R1), и равно половине входного. Добавление R1 не меняет фазовых соотношений, только амплитуды. Где здесь ошибка?

Нет, без R1 на 90! Относительно одного правого вывода +90, другого -90. А между выводами 180, как и полагается, поскольку к выводам и подключена катушка связи с гетеродином.

Кстати, Владимир, по ходу обсуждения пришла мысль: в этом фазовращателе легко сделать раздельные регулировки амплитуды и фазы. Для этого надо и R1 и R2 взять подстроечными, включив их реостатами (движок соединен с одним из крайних выводов). Тогда регулируя R1 можно будет подобрать фазу, а регулируя R2 - амплитуду. Подстроечные резисторы можно взять по 560 ом, а емкость - 560...680 пФ, подбирать ее уже не потребуется. При регулировке слегка будет изменяться нагрузка на гетеродин, но это не очень важно. Для других диапазонов изменяется только емкость, обратно пропорционально частоте.

 

[LeonidPr]

@bam-buk спасибо за достаточно подробное описание теории, будет интересно почитать! да, я то же понимал, что важно, что бы 90 градусов был сдвиг.
@master144 Ого, вот это ничего себе. я прежде чем начать тему, долго гуглил, но описания от Полякова не видел. Ну все, ушел разбираться, спасибо за помощь!
P.S. ага, то же нашел это обсуждение на cqham

Изменено 12 января, 2021 пользователем LeonidPr

[igorstepok]

3 часа назад, master144 сказал:

таки на счёт "очепятки" не передумали?

Завтра покумекаю и осознаю сегодня ДР сотрудницы))))

[igorstepok]

37 минут назад, master144 сказал:

Катушка связи с гетеродином служит просто источником, и на работу ФВ не влияет. Она создает ток в потенциометре, и на его плечах выделяются равные гетеродинные напряжения.

Мне кажется это объяснение доказывает мою правоту, могу ошибаться смотри пост выше.

А что никто не владеет симуляторами - чисто пассивная цепь? Загнать в какой-то Микрокап, ЛТспайк и посмотреть.

[LeonidPr]

Я смотрел в Microcap и не понимал результаты.
Но сейчас после всех обсуждений что-то вырисовывается. т.е. я видел, да, есть сдвиг, но не понимал физику как оно выходит, если оба плеча должны быть в противофазе (т.к. это два конца катушки связи, по сути вторичка трансформатора, соединяющего гетеродин и смеситель). Сейчас особенно после чтений объяснения с форума cqham становится яснее.
1. Входной контур L3C3 суть шунт на землю для частоты гетеродина
2. Как пояснил сам Поляков на форуме, номиналы в схеме чуть другие должны быть (точнее конденсатор д.б. такой, что бы его сопротивление на частоте гетеродина в параллель с половиной переменника было равно нижней половине переменника). Теперь понятно почему с его номиналами симуляция не показывала сдвига (точнее он был, но далеко не 45 градусов)