HUSAREK - nowa homodyna dla "każdego"

[SP4OLL]

Bogdanie ,ja po pomiarach miałem identyczny wykres.
Dolutowałem 4.7nF do 68nF o czym nie wspomniałem w poprzednim poście.
Po ponowych pomiarach od góry wyszło mi 2800Hz.

[SP3IQ]

Zgodnie z sugestią Zdzisława SP4HKQ zmniejszyłem ok.5-krotnie amplitudę sygnału pomiarowego (wyjście słuchawkowe karty dźwiękowej), to znaczy w przypadku wczorajszych pomiarów z ok.1.0 Vpp do ok. 0.2 Vpp. Okazało się, że "garby" na charakterystyce krzywej przenoszenia CW zniknęły. Wynika z tego, że dla sygnałów wejściowych na filtr w granicach 1.0 Vpp i większych może powstać zjawisko "podzwaniania" filtru na częstotliwościach leżących na zboczach krzywej. Zjawisko to wyraźnie występuje dla filtru CW, mniej dla SSB. Dla SSB widać na wczorajszym wykresie tylko niewiele widoczny "garb" na zboczu w okolicach 3.5 KHz. To zjawisko zwane "podzwanianiem" wystąpi częściej w przypadku dużej stromości nachylenia krzywej przenoszenia. Mówi się, że taki właśnie filtr posiada tendencję do powstawania drgań. Występować to zjawisko będzie jednak dla sygnałów powyżej 2.1 mV skutecznego (5.71 mV pp) i większych na wejściu RX. Przeliczając te poziomy na wskazania S-Metra, to wystąpi to zjawisko dla sygnałów powyżej S9+30dB (bez włączonego tłumika).
73 Bogdan, SP3IQ.

  ssb2.bmp (Rozmiar: 968.8 KB / Pobrań: 1005)
  cw2.bmp (Rozmiar: 968.8 KB / Pobrań: 951)

[SP5BMP]

Bogdanie, to nie jest zjawisko podzwaniania filtru, tylko "niewydolność" wzmacniacza operacyjnego dla większych sygnałów. Pozdrawiam, Janusz.

[SQ5KHA]

Witam,
W ostatnich dniach powróciłem do płytki automatyki, którą uruchamiam na „raty” z powodów czasowych i chciałem zobaczyć jak u mnie wygląda praca automatyki, czy po zastosowaniu elementów dobranych przez kolegów konstruktorów, na jakim poziomie utrzymuje się sygnał na wyjściu układu U1, noga 1. Ponieważ jestem wzrokowcem, bardziej do mnie przemawia „graficzne” przedstawienie zagadnienia związanego z układem. Pomierzyłem punktowo pracę automatyki tzn. podałem kilka wartości z generatora na wejście płytki filtrów akustycznych a odpowiedź mierzyłem na nóżce 1 układu U1, jak wspomniałem wcześniej zrobiłem kilka zdjęć, może niektórzy koledzy też wolą taką formę pokazania super działającej automatyki, jak dla mnie (podziękowania dla kolegów konstruktorów ) . Zdjęcia pokazują dwa oscyloskopy, ponieważ na pierwszym (kolorowym) musiałem włączyć możliwe wszystkie filtry żeby przebieg był w miarę czytelny, ale użyłem też drugiego żeby być pewnym czy dobrze mierzę (chyba dobrze ).

CH1 – sygnał wejściowy , CH2 – sygnał mierzony na U1, nóżka 1
Pierwsze zdjęcia pokazują sygnał gdzie jeszcze nie działa automatyka

Drugie gdy sygnał jest na granicy

Trzecie, gdy już działa

Czwarte, gdy następuje zniekształcenie sygnału (u mnie jest przy około 3.2 Vpp)

Ostatnie zdjęcie pokazuje pracę automatyki bez płytki filtrów, ponieważ one wprowadzają te zniekształcenia, jak widać sygnał wejściowy jest około 21Vpp


Komentarze mile widziane

73 Darek

[SP4HKQ]

Komentarz do pomiarów Darka. Automatyka do Husarka prawidłowo zmontowana działa zgodnie z założeniami. Powyżej poziomu S5-6 na gnieździe antenowym utrzymuje poziom sygnału wyjściowego na wartości ok 20 mV. Darek sprawdzając swoją płytkę popełnił błąd który może skutkować uszkodzeniem. Nie należy podawać na wzmacniacze operacyjne sygnału przekraczającego polowe napięcia zasilania. W tym wypadku wynosi ono ok 6 Vpp. Najbardziej podatnym na uszkodzenie w takim wypadku jest przetwornik Smetra AD8307, który w naszym rozwiązaniu posiada zabezpieczenie wejścia diodą Zenera 6.2V.

Teraz kilka uwag na temat ustawiania i kalibracji właśnie Smetra.
Logarytmiczny przetwornik sygnału AD8307 na pinie 4 generuje napięcie wynikające z wielkości sygnału wejściowego 25mV/dB wzrostu sygnału. Początkowa wartość, bez sygnału, wynosi 0.25- 0.5 V (zależy od zastosowanego egzemplarza). Aby można było zastosować typowy wskaźnik wychyłowy, wartość ta jest przesuwana w okolice 0 (Zero SM) za pomocą układu U2. Spełnia on jeszcze jedną rolę. Podnosi napięcie wyjściowe U4. Przy wartości max sygnału S9+40 dB z 2.5V na 3.3V ( wartość konieczna do prawidłowej pracy Smetra w syntezie SP-HM). Uwaga na złączu wyjściowym Smetra na płytce automatyki znajduje się dioda Zenera 3.3 V. Zabezpiecza ona sterownik przed przekroczeniem napięcia 3.3V Ale zdarzyło się że ta dioda miała niższe napięcie progu i Smetr nie pokazywał sygnałów powyżej S9+20dB. Kalibrację Smetra dokonujemy w działającym odbiorniku podając na wejście antenowe 50 uV sk i dobierając wzmocnienie w układzie wzmacniacza U3, aby Smetr pokazywał sygnał S9.

[SP3IQ]

Montuję płytkę homodyny Husarka. Mam pytanie w sprawie doboru rezystorów R87-R90 oraz R91-R94. Czym się kierować aby dobrać te wartości? Na razie zamierzam wstawić w te miejsca wszystkie rezystory o wartości kilkunastu omów, np. 21R 1%.
73 Bogdan, SP3IQ.

[SP4HKQ]

Pola pod oporniki w torach sygnałowych 164-FST Rx i 164-FST Tx zostały wykonane na "wszelki wypadek", ponieważ konstruktor Piligrima twierdził że poprawią wytłumienie wstęgi bocznej na wyższych pasmach (24 i 28 MHz). Jednak należny zauważyć że stosowne ścieżki w Piligrimie są dość długie i pokręcone, a w HUSARKU to proste równoległe linie o prawie jednakowej długości, max 2 cm. Dodanie oporników "kładzie" zbocza narastających sygnałów cyfrowych generatora na wejściach FST. Podejrzewam że takie rozwiązanie "jedno poprawia a drugie pogarsza", ale daje konstruktorowi radia pole manewru. Ja wstawiłem oporniki 51 Om, bo takie miałem w rozmiarze 0805. Podczas uruchamiania i pomiarów homodyny okaże się czy nie trzeba ich zewrzeć.

[SP2JQR]

Też coś niecoś na temat pomiarów Darka.
W poście 239 Umieściłem swoje pomiary filtrów do Husarka
http://sp-hm.pl/thread-1093-post-15822.html#pid15822

Ostatni załącznik to pomiar limitowania filtru. Wklejam jeszcze raz:

  pomiar limitowania filtru SSB f-1000Hz.pdf (Rozmiar: 10.81 KB / Pobrań: 950)

Z wykresu limitowania można odczytać maksymalny poziom wysterowania jaki jest dla filtru akceptowalny. Jest to punkt, w którym wykres amplitudy wyjściowej w funkcji amplitudy wejściowej zaczyna się zaginać, co oznacza, że w tym momencie zniekształcenia również zanotowane na tym wykresie zaczynają gwałtownie rosnąć.
Ten punkt to maksymalne dopuszczalne akustyczne napięcie zmienne, które można podać na filtr.
Z wykresu można odczytać, że jest to poziom -1dBm. Ile to jest przeliczając na napięcie?
Miernik jest wyskalowany w dBm dla rezystancji obciążenia 600 omów. Zero dBm to napięcie skuteczne 0,707V. Napięcie szczytowe w piku to około 1V a napięcie międzyszczytowe pp to około 2V. -1dB to 0,89 tej wartości czyli około 0,9Vp lub 1,8Vpp.
To wszystko dla napięcia zasilania 9V. Dla napięcia zasilania 12V ten poziom wzrośnie o niecałe 3dB czyli będzie wynosił +2dBm, czyli trochę ponad 1V ( dokładnie 1,26Vp lub 2,52Vpp) napięcia w piku.
Poziom wyjściowy z filtru jest podobny. Skala jest w dBr ponieważ ustawiłem 100k oporności wejściowej przyrządu pomiarowego i skalę względną, ale napięcie jest takie jak dla pomiaru w dBm.

Z tych pomiarów wynika ewidentnie, że maksymalne napięcie jakie wystąpi bez zniekształceń na wyjściu filtru i jednocześnie na wejściu układu ARW to zaledwie trochę ponad 1V.
Zatem sterowanie i wykonywanie pomiarów dla wyższych poziomów mija się z celem, ponieważ nie wystąpią one w rzeczywistym układzie odbiornika. Filtr jest przystosowany do pracy z małymi poziomami sygnału, które występują na wyjściu homodyny.
Biorąc pod uwagę zakres pracy filtru można określić z grubsza dynamikę. Przy założeniu stosunku sygnału do szumu 10dB wyniesie ona 90dB. Jest to bardzo dużo. Aby wykonywać pomiary należy w takim właśnie zakresie zmieniać sygnały pomiarowe czyli od około 1,3V zmieniamy sygnał testowy o 90 dB w dół czyli 31623 razy, co daje poziom 0,041mV.

Na razie nie mam zbudowanej płytki ARW ani homodyny, nie mogę więc zapodać pomiarów w całości, ale jak tylko złożę to do kupy to wykonam pomiary całości sterując odbiornik sygnałem w.cz. z kalibrowanego generatora, i mierząc sygnał m.cz. w różnych punktach odbiornika. Wyniki umieszczę w tabeli excela. Będzie widać wtedy jaki jest rozkład wzmocnienia w torze, czy jest on prawidłowy czyli czy poszczególne stopnie wzmocnienia limitują poziom sygnału w ten sam sposób. Jeśli będą odchyłki to trzeba będzie zmodyfikować wzmocnienie niektórych stopni, aby z radia wycisnąć maksymalną dynamikę. Wszak jest to prototyp i jego końcowe parametry muszą być dopieszczone w rzeczywistym układzie. Wyniki za jakiś czas będą i jeśli będzie trzeba to każdy budujący będzie mógł dokonać odpowiednich poprawek.

Na podstawie Twoich pomiarów Darku mogę powiedzieć, że ten fragment radia jest dobrze zaprojektowany. Filtr może dać maksymalnie 2,52Vpp a ARW z filtrem działa prawidłowo w/g Twoich pomiarów do 3,3Vpp czyli różnica wyrażona w dB wyniesie 1,4dB. To prawie identyczne poziomy. Nasze pomiary się praktycznie pokrywają. Nie ma się do czego przyczepić.

[SQ5KHA]

Witam szanownych kolegów,
niewiele mam na swoja obronę, chyba tylko to że przez swoją głupotę pokazałem jak wzorowo „trzyma” automatyka. Dopiero gdy spojrzałem w schemat uświadomiłem sobie, że mogłem uszkodzić elementy, a szczególnie AD8307, który jest trochę drogi, to jeszcze w obudowie SMD, w poniedziałek sprawdzę czy układ się obronił. Możliwe że dla pewności wymienię układ U1 i U3 bo może zostały "naprężone" przez te moje pomiary.

Chciałem jeszcze pomierzyć kompresor, ale nie wiedziałem jakich sygnałów się spodziewać, u mnie na układzie U5b nóżka 7, miałem około 100mVpp przy 3-4mV na wejściu mikrofonowym, czy to poprawne wartości?

73 Darek

[SP2JQR]

Kilka wytycznych do pomiarów kompresora.
Można w nim mierzyć różne parametry. Najważniejsza jest jednak charakterystyka zależności napięcia wyjściowego w funkcji napięcia wejściowego.
Poziom napięcia z mikrofonu elektretowego może wahać się w dość szerokich granicach od pojedynczych miliwoltów gdy mówimy z pewnej odległości poprzez około 30 miliwoltów, gdy mówimy z około 20cm do ponad 100 a nawet 200 mV, gdy będziemy krzyczeć do mikrofonu z bardzo bliska.
Z tego też powodu stosujemy kompresor, aby te różnice wyrównać.

Aby pomiar dobrze wyszedł nie należy długimi kablami podawać małego sygnału na wejście mikrofonowe. Należy zastosować dzielnik rezystorowy umieszczony najlepiej na samej płytce kompresora, a w kablu połączeniowym przesyłać znacznie wyższe napięcie. Wtedy unikniemy przydźwięków sieci.
Wartość dzielnika zależy od wielkości sygnału dostępnego z generatora. Najczęściej dysponujemy sygnałem rzędu kilku woltów. Dzielnik może mieć stopień podziału od około 1:100 do 1:1000. Jako dzielnik możemy zastosować Pe-erek plus rezystor.
Stopień podziału dzielnika można kontrolować miernikiem uniwersalnym za pomocą pomiaru napięcia stałego. Przy pomiarze napięciem akustycznym powstanie pewien błąd wynikający z obciążenia dzielnika, ale nie będzie on zbyt duży - max 6dB przy idealnym dopasowaniu, co nie wystąpi, gdyż oporność wejściowa jest większa.
Tak trzeba to dobrać, aby regulując poziom z generatora zmieniać go na wejściu mikrofonowym od ułamków miliwolta do około 300mV.
Drugi rezystor dzielnika powinien mieć oporność zbliżoną do oporności mikrofonu elektretowego czyli około 2 kiloomów.
Napięcie wejściowe i wyjściowe najlepiej mierzyć za pomocą oscyloskopu, ale można nawet użyć miernika uniwersalnego, gdy w specyfikacji ma, że pracuje co najmniej do 1kHz.
Napięcie wejściowe mierzymy przed dzielnikiem, aby sondą pomiarową nie zakłócać pomiaru, potem przeliczamy wyniki.

Sam pomiar polega na stopniowym zwiększaniu napięcia wejściowego od ułamków miliwolta do około 300mV i pomiarze dla poszczególnych wartości Uwe napięcia wyjściowego Uwy.
Wartości należy wpisać do excela, a następnie zrobić automatycznie wykres tak, aby napięcie wejściowe było na osi odciętych X a napięcie wyjściowe na osi rzędnych Y. Wygodnie jest użyć skali logarytmicznej. Przykłady zrobionych w ten sposób przeze mnie wykresów są do obejrzenia np. w wątku o wzmacniazu QRP.
Ten wykres pokaże jakie wzmocnienie ma kompresor dla małych poziomów i jak ono maleje ze wzrostem sygnału czyli jak kompresor dokonuje kompresji. Jest to pomiar statyczny.
Pomiar dynamiczny wymaga użycia oscyloskopu cyfrowego z pamięcią i jest bardziej skomplikowany, więc opiszę go osobno przy innej okazji.

Drugi ważny pomiar to pomiar pasma przenoszenia kompresora.
Aby takiego pomiaru dokonać należy wyłączyć kompresję dynamiki. Najłatwiej przerwać obwód diody LED oświetlającej fotorezystor. Będzie to pomiar dla maksymalnego wzmocnienia w związku z tym należy podawać na wejście minimalny sygnał kontrolując wyjście oscyloskopem czy nie nastąpiło przesterowanie. Poziom pomiarowy powinien być ustawiony około 6 do 10 dB poniżej progu przesterowania.

Przestrajając generator w zakresie 10Hz do 10kHz uzyskamy pożądane punkty ch-ki przenoszenia, które można wpisać do excela i zroboić ładny wykres.
To nie jedyny pomiar. Należy go powtórzyć dla większych poziomów sterujących, gdzieś w połowie zmierzonej wcześniej charakterystyki kompresowania i gdzieś na samej górze tejże ch-ki.
Można to zrobić sterując diodę LED poprzez dodatkowy rezystor 3,3k używając potencjpmetru 4,7k zasilanego napięciem 12V.

W wyniku tych pomiarów dostaniemy pięknie wyglądające w excelu wykresy w ilości 4 sztuki czyli:
1. charakterystyka kompresji
2. Ch-ka przenoszenia dla minimalnego poziomu sterującego
3. Ch-ka przenoszenia dla średniego poziomu sterującego
4. Ch-ka przenoszenia dla maksymalnego poziomu sterującego

Jeśli ktoś posiada takie możliwości to powinien też do każdej ch-ki dodać pomiar zniekształceń i umieścić na wspólnym wykresie.
Na alledrogo były swego czasu dostępne automatyczne mierniki zniekształceń za małe pieniądze, wiem że wielu kolegów posiada takie coś.
Oczywiście chętnie bym zobaczył też oscylogramy wykonane przy różnych poziomach sterujących.
Wklejam przykład moich pomiarów wykonanych jakiś czas temu dla szybkiego kompresora na fetach. Nie są to pomiary kompresora w Husarku!

  kompresor FET ch-ki regulacyjne.pdf (Rozmiar: 641.23 KB / Pobrań: 1320)
Podobne wykresy można wykonać robiąc pomiary na piechotę i używając excela do zrobienia wykresów.