HomeMade

Henryku, rozumiem twoją intencje pomiaru i zrobię taki pomiar. Dwa z powyższych pomiarów w #59 są zrobione beż żadnego obciążenia diplexera (pisze przy fotkach które to są) - czyli całkowicie skrajny przypadek.
Jednakże, ja nie planuję podłączać diplexer wprost na filtr kwarcowy (z oczywistym dopasowaniem do impedancji filtra). W płytce p.cz. na mosfetach na wejściu od strony mieszacza jest obwód rezonansowy (uzwojenie pierwotne i wtórne rezonansowe). Od strony dipleksera będzie zatem dopasowanie niskoomowe 50R (tak szerokie jak zapewni to obwód rezonansowy).
Czy wykres analizy na pewno wyjdzie korzystniej niż z obciążeniem filtrem kwarcowym? W moim przypadku Diplexer nie będzie widział filtru kwarcowego. To jest kwestia różnych koncepcji układów radiowych.
Robimy zatem ostatnie pomiary zgodnie z sugestią pomiar metodą odbiciową (SWR) i wnioski końcowe..., zrobiłem pomiary z obciążeniem tak jak ma pracować ten mieszacz (z diplexerem), ale też obciążyłem dla porównania diplexer filtrem kwarcowym SSB na 9MHz. Filtr kwarcowy jest dopasowany trafo 1:9 i zamknięty na wyjściu rezystorem 510R.


1. Jak obwód rezonansowy na wejściu p.cz. na mosfetach będzie obciążał mieszacz (od strony tego przedmiotowego diplexera).
[attachment=18557]
Z lewej u góry widać obwód (cewka o oznaczeniu 215) na który wchodzi sygnał z mieszacza do płytki p.cz. - w poniższych testach połączyłem diplexer do tej płytki.
To co tu robimy nie jest tylko zabawą, ale przygotowujemy mieszacz z diplexerem do układu wzmacniacza p.cz. na mosfetach.
[attachment=18568]

2. Diplexer obciążony obwodem rezonansowym w p.cz. - szerokość pomiaru 2 MHz.
[attachment=18559]

3. Diplexer obciążony filtrem kwarcowym SSB - szerokość pomiaru 2 MHz.
[attachment=18561]

4. Diplexer obciążony obwodem rezonansowym w p.cz. - szerokość pomiaru 200 kHz.
[attachment=18563]

5. Diplexer obciążony filtrem kwarcowym SSB - szerokość pomiaru 200 kHz
[attachment=18570]

tu dodatkowo szerokość pomiaru 100 kHz dla obciążenia filtrem kwarcowym SSB
[attachment=18571]

A teraz najciekawsze...

6. Diplexer obciążony obwodem rezonansowym w p.cz. - szerokość pomiaru 20 kHz.
[attachment=18565]

7. Diplexer obciążony filtrem kwarcowym SSB - szerokość pomiaru 20 kHz.
[attachment=18567]

Wnioski?... największa różnica jest widoczna na małej szerokości obciążenia.
Która opcja wydaje się korzystniejsza, pomimo świadomości niedoskonałości diplexera?

Przydało by się postawić znaczniki na wartościach obok częstotliwości p.cz. na wyskokach i trochę dalej, ale chyba ten przyrząd nie ma większej ilości znaczników. W związku z tym warto sporządzić tabelkę dopasowania dla kilku częstotliwości charakterystycznych, bo nie za bardzo widać skalę, napisy są prześwietlone. Szczególnie to warto zrobić dla wąskiego zakresu z filtrem kwarcowym.
Trnsformator obciążony rezystorem 450 om jest prawidłowy, ale warto też obejrzeć to samo dla obciążenia transformatora filtrem.

Po uwidocznieniu skali lub wykonaniu tabelki z wynikami dopasowania w różnych odległościach od p.cz. wnioski będą bardziej oczywiste.
Szczególnie ciekawy byłby dokładny opis obrazka 2 i 7.

Nie bardzo mam już teraz czas na dalsze szczegółowe pomiary,.... może przy uruchamianiu mieszacza z p.cz. na mosfetach. A może ktoś zrobi w między czasie podobne testy u siebie?. Mam jeszcze zamiar obniżyć indukcyjność obwodu równoległego - może nawinę go srebrzanką i zastosuję kondensator silver-mica. Zobaczę jakie są rzeczywiste granice możliwości w tym zakresie by nie popsuć diplexera.

Ogólny (chyba znany) jeden z wniosków, który się nasuwa jest taki: w przypadku mieszacza diodowego i podłączenia go bezpośrednio do filtru kwarcowego (dla dopasowania przez trafo 1:9) jest to najgorsze z rozwiązań. Mam również na myśli bez diplexera. Nie mamy wtedy szerokopasmowego zapewnienia zamknięcia portu P, a to wpływa na znaczną utratę wartości IP3 mieszacza diodowego i szybszą kompresję sygnałów. Takie rozwiązanie jest (niestety) na popularnej płytce p.cz. SP5WW (wersja z mieszaczem diodowym).

p/s
Przy opisie zdjęć podaję szerokości pomiaru, można wg siatki oszacować co jest w węższym zakresie.
Tam gdzie jest opis że jest to z filtrem kwarcowym to jest układ: trafo 1:9 -- filtr kwarcowy SSB -- zamknięcie filtru 510R. To nie jest opcja trafo i 510R. Zamknięcie zrobiłem wg. filtru 510R, a nie wg trafo 450R.

Chodzi mi o skalę pionową i określenie wyskoków ch-ki na wykresie szczególnie tuż obok kanału filtru, ale także trochę dalej obok. W poziomie częstotliwości to jako tako widać, ale pionowo jest gorzej, nie widać skali i ile jest swr szczególnie na wyskokach.
W sumie nie pali się spokojnie poczekamy, albo może komuś innemu uda się zrobić nie prześwietlone zdjęcie i zaznaczyć skalę pionową (swr).

Zobacz na zdjęcia 3, 5 - wskaźnik jest z boku i widać u góry wynik pomiaru 1:4,5-4,7. Natomiast te piki musiał bym jeszcze raz sprawdzić. To jest w przypadku gdy obciążeniem jest filtr kwarocwy. W przypadku gdy obciążeniem jest obwód rezonansowy w płytce p.cz. na tych szerokościach pomiaru jest 1:1,03.. i niewiele więcej.

Te piki raczej są nie do usunięcia. Powoduje je zafalowanie impedancji filtra kwarcowego na brzegach pasma, a diplekser przepuszcza na filtr szerszy zakres częstotliwości niż jego pasmo.

Warto bardziej dokładnie przyjrzeć się obrazkowi nr 7. znacznik słabo widoczny, ale chyba jest swr=1,83 lub coś koło tego. to by oznaczało, że skala swr jest 2/działkę.

Wygląda na to, że wyskok impedancji jest bardzo duży i swr na sąsiednim kanale wynosi około 12. kompletny brak dopasowania bo impedancja wtedy może być 600 omów lub 4,2 oma. Można to stwierdzić na wykresie Smysa.
Ale idąc dalej w bok też nie jest wesoło. Impedancja wynosi tam około 8x50=400 omów lub 50:8=6,25 oma.

Widać ewidentnie, że taki diplexer nie spełnia swojego zadania w dość szerokim paśmie obok kanału roboczego. Dopasowanie występuje jedynie na kanale roboczym, gdzie filtr jest w miarę dobrze dopasowany - swr<2 (100 omów lub 25 omów).

Warto zrobić bardziej wyraźne pomiary z obrazka nr7 i dokładniej określić to sąsiednie niedopasowanie oraz zrobić szerszy pomiar i określić częstotliwości przy których diplexer już spełnia swoje zadanie przyjmując powiedzmy swr<2. To może być bardzo pouczające dla dalszych działań.

Zgadza się. W przypadku gdy podłączymy mieszacz wprost na filtr kwarcowy nawet diplexer nie pomoże. To jest analiza pokazana w #61 : 7. Diplexer obciążony filtrem kwarcowym SSB - szerokość pomiaru 20 kHz. Z tej koncepcji rozwiązania układowego rezygnujemy i dlatego robimy inną koncepcję p.cz. (temat "IF na mosfetach"), analiza 6. Diplexer obciążony obwodem rezonansowym w p.cz. - szerokość pomiaru 20 kHz..
W bieżącym temacie "Mieszacz Oxnera" ja zrobię jeszcze końcową wersją układu mieszacza na układzie SD5400 (QUAD DMOS), który jest wykorzystywany w IC7700. Wg informacji katalogowych ma on IP3 +40dBm. Nam jednak nie chodzi o maksymalizację IP3 (w związku z diplekserem) tylko o minimalizację produktów niepożądanych mieszacza.

Na wstępie zaznaczę, że powodem tego wpisu nie jest wytykanie błędów komukolwiek bo sam popełniam ich wystarczająco dużo ale nie mogę przejść obojętnie wobec stwierdzenia Piotra:

(19-12-2023 11:27)SP9LVZ napisał(a): [ -> ]...
Tu widać ten problem dwóch kondensatorów przy cewce 0,3uH (tego na pewno na symulacjach nie da się zobaczyć)
...

Naprawdę? Zatem do dzieła!
Na początek sprawdźmy "co autor miał na myśli" czyli sprawdźmy jakie parametry przyjął DK4CU dla przywołanego dipleksera. Wiemy, że cewka obwodu równoległego ma mieć 308nH. Spróbujmy zatem dopasować tę wartość do wspomnianego wcześniej kalkulatora i zobaczmy co wyjdzie z pozostałymi komponentami.
[attachment=18572]
Niestety, kalkulator ogranicza dokładność obliczeń więc nie można idealnie dopasować wartości lecz wystarczająco dla tego przykładu. Co z tego wynika? Przyjęta dobroć obwodu (nie mylić z dobrocią komponentów) wynosi 2.87 co determinuje pasmo przenoszenia. Im mniejsza, tym szersze pasmo, to oczywiste. Ta z kolei wynika z konfiguracji i rzecz jasna jakości komponentów. Nie wdając się zbytnio w teorię, niejako intuicyjnie, możemy założyć, że głównymi winowajcami strat dla cewek będzie ich rezystancja, dla kondensatorów strata dielektryczna jednakże dla ogólnej jakości obwodu decydujące znaczenie będą miały właściwości często pomijane w rozważaniach (i praktyce też). Co mam na myśli? Właściwości ukryte w komponentach potocznie określane pasożytniczymi. O ich obecności możemy dowiedzieć się przyglądając się danym katalogowym producentów, którzy z oczywistych względów rzadko się nimi chwalą. A jaki wpływ mają na działanie układu? Za chwilę się o tym przekonamy.
Na początek znów tak postponowana tu symulacja. To jedyny sposób by zobaczyć jak układ będzie działał w warunkach idealnych, bez uwzględniania komponentów pasożytniczych. Najpierw schemat:
[attachment=18573]
I wynik jego symulacji:
[attachment=18574]
Wszystko wygląda znajomo, prawda?
OK, zerknijmy teraz do katalogu by przyjrzeć się parametrom kondensatora 1nF, który wg mego doświadczenia jest najbardziej podejrzany. Weźmy przywołany wcześniej kondensator poliestrowy (styrofleksowy). I co my tu mamy?
[attachment=18575]
Ja widać kondensator taki na wskutek indukcyjności doprowadzeń i okładzin ma wyraźny rezonans szeregowy z jego pojemnością znamionową. Zatem jak to wpłynie na działanie naszego obwodu? Sprawdźmy, podstawiając takowy w miejsce kondensatora "idealnego" wziętego uprzednio do symulacji. Weźmiemy przykładową wartość 820pF a brakujące 200pF dołożymy idealną pojemnością.
Schemat teraz będzie następujący:
[attachment=18576]
Przyjąłem z katalogu, że wartość rezonansu szeregowego wynosi 56 MHz i jest wyłącznie przykładowa. Rzeczywisty element wymaga jej zmierzenia i podstawienia właściwiej wartości w modelu kondensatora. Zobaczmy wynik symulacji:
[attachment=18577]
Wygląda znajomo, prawda?

Nie chcę i nie mam wystarczającej wiedzy by przeprowadzić pełną analizę układu. Może znajdzie się jakiś wykładowca który zechce poświecić swój cenny czas i zrobi to dla nas. Ja tylko chciałem wskazać na rafy w oceanie praktyki i wysepki w postaci symulatorów, które w dzisiejszych czasach pozwalają oszczędzić cenny czas i lepiej zrozumieć dlaczego coś działa tak nie inaczej.
Nie mogę się oprzeć się pokusie by raz jeszcze przytoczyć stary dowcip.

Piotrze, Offtopik - jakie masz VNA? Jeśli VNA-2 to jest wersja oprogramowania z lipca (o ile pamiętam) która czyni ten analizator jeszcze bardziej miłym (np znaczniki na osiach). Nie mogę na sieci znaleźć odnośnika ale w domu tak.