Использование дискриминаторного резонатора в ЧМ детекторе (другой аспект)
Далее читать только тем, кто не знает и кому интересно.
Для справки (небольшой ликбез), т. к. часто в радиолюбительской литературе работа ЧД трактуется неверно или непонятно. В большинстве микросхем с внутренними частотными детекторами (для приема классической FM) используется т. н. детектор совпадений. На входы аналогого перемножителя (в идеале фазовый детектор) приходят два сигнала. Один - прямой (с усилителя-ограничителя ПЧ), другой - задержанный по времени, формируемый из первого посредством линии задержки. На выходе перемножителя - интегратор (или ФНЧ). Теоретически выходное напряжение (описываемое вполне конкретной формулой) линейно (!) зависит от девиации и пропорционально времени задержки.
А теперь внимание. Речь идет об идеальной линии задержки, т. е. такой, у которой время задержки не зависит от частоты. Практически же в качестве линии задержки используют LCR - фазосдвигающую цепочку. Такой детектор еще называют квадратурным. А как известно из курса элементарной электротехники, для LCR цепи , время задержки обратно пропорционально квадрату относительной расстройки (в нашем случае девиации) и добротности. Вот тут собака и порылась. Если подставить это выражение времени задержки в первую формулу, получим, что в выходном напряжени будет присутствовать член (я серьезно) пропорциональный квадрату девиации, т. е. налицо - нелинейность. Одно радует, что этот противный член также пропорционален добротности. Поэтому, для того чтобы уменьшить вредное влияние этого гнусного члена прибегают к уменьшению добротности (до разумных пределов конечно; так при добротности равной 0, время задержки и соответственно коэффициент передачи ЧД становится тоже равным 0). Например, для радиовещательных сигналов с девиацией +/- 50 - 75 кГц при добротности 20, КНИ получается около 1%. Для любителей попридираться и поспорить замечу: механизм описан упрощенно для лучшего понимания. Существуют и другие способы уменьшения нелинейных искажений в ЧД. Например введение отрицательной обратной связи с выхода ЧД в фазосдвигающий контур (т. н. следящая обратная связь), применение фазосдвигающих цепочек более высокого порядка и др. Но в промышленной аппаратуре они почти не применяются. Кстати, есть класс радиоприемников особенно популярных у радиолюбителей и радиорыночных торговцев вследствие своей дешевизны - на микросхемах серии TDK70xx и им подобных. Так там из-за очень низкой промежуточной частоты, а точнее из-за относительно большой девиации по сравнению с промежуточной частотой (ПЧ=200кГц, девиация - около 15 кГц (уменьшается за счет обратной связи по частоте)) становится возможным вообще отказаться от RLC в пользу RC фазосдвигающих цепочек, организованных внутри самой микросхемы.
Теперь перейдем, как говорится, к нашим баранам. В микросхемах часто уже стоит внутренний конденсатор между усилителем-ограничителем и входом перемножителя, являющийся частью фазосдвигающей цепочки (хорошо это или плохо будет понятно позже). Причем для разных микросхем величина его емкости разная. Уважающие себя фирмы приводят в даташитах ее значение, не уважающие не приводят. Пользователю (или разработчику) предлагается добавить внешний параллельный колебательный контур, зашунтированный R для уменьшения добротности. Естественно этот контур должен быть настроен в резонанс с ПЧ. Анализируя вышесказанное нетрудно понять, что наличие этой пресловутой емкости априори задает определенные оптимальные соотношения между R L и C внешнего контура. К примеру, добротность, а так же коэффициент передачи зависят от отношения между внутренней (последовательной к контуру) и внешней (в составе параллельного контура) емкостями. Влияние добротности мы уже рассмотрели, а вот уменьшение коэффициента передачи фазосдвигающей цепи может привести к тому, что перемножитель по соответствующему входу выйдет из режима ограничения сигнала в линейный режим, что приведет к падению коэффициента передачи самого частотного детектора. Другими словами фазовый детектор превратится в амплитудно-фазовый. На величине КНИ это тоже благоприятно не скажется. Вот почему в даташитах на разные микросхемы номиналы RLC этого контура разные, хотя все работают на одной и той же ПЧ. Ситуация еще больше усугбляется, если принять во внимание, что выходные и входные импедансы (на входе и на выходе фазосдвигающей цепи), от которых тоже очень многое зависит, у разных микросхем отнюдь не близнецы-братья.
Вы догадались, к чему я клоню? Пьезокерамические дискриминаторные резонаторы, как достойные преемники RLC цепочек, мало того, что должны иметь параметры эквивалентной схемы аналогичные своим предшевственницам (Q=10-30, против десятков и сотен тысяч у генераторных "кварцев" - к вопросу об отличиях), но и иметь характеристики - разные для совместной работы с разными микросхемами (разных производителей). Если посмотреть даташит именитой фирмы MURATA, специализирующейся на подобной продукции, можно увидеть около сотни номенклатурных позиций различных наименований резонаторов, предназначенных для использования совместно с различными микросхемами. И все они на одну и ту же частоту! (Это к вопросу о "хороших" и "плохих"). Многие просто не заморачиваются на эту тему. А видите, как здесь "все запущенно".Причем, не думайте, что они все лежат на складе с нетерпением ожидая, когда их купят. Это очень специфическая продукция, не транзисторы какие-нибудь. Производятся только на заказ. Неужели вы думаете, что солидная фирма будет запускать в производство 10 - 20 шт. резонаторов для какого-то нищего дурака из России? Если также вы внимательно посмотрите на принципиальные схемы промышленной аппаратуры (не отечественной конечно - забугорной), заметите: там конденсатор последовательно с резонатором, сям резистор - параллельно, а часто и то и другое. Не гнушаются проклятые профессионалы забугорные реактивные цепочки использовать. Что же нам, лаптем щи хлебающим, святее папы Римского то себя ставить.
Надеюсь теперь понятна причина моего глупого, непрофессионального, но вполне конкретного вопроса.
Теперь немного лирики. Некоторые начинающие радиолюбители (да и спецы тоже) считают, что 99% успеха заключается в правильном выборе "хорошей" элементной базы. Иному "спецу" дашь задание, он посидит, покумекает и выдаст: нужна такая-то микросхема. Будет микросхема - будет изделие. Доставайте! Через несколько месяцев, когда микросхема лежит на столе, кроме мусорного ведра ее больше негде использовать, заказчики то давно отвалили. При совке: продолжал бы и дальше целеустремленно щипать девочек и пить чай, не забывая, кстати, поучать бестолковое (по его мнению) окружение. Сейчас: с большой вероятностью - "не жилец". Другой - покряхтит, повздыхает и сделает. Как в песне: "Я тебя слепила из того, что было..." (Причем без потери качества). И все. Деньги - на бочку. Вы догадываетесь, в чем заключается "Искусство схемотехники". Отличать "Мерс" от "Запорожца" многие умеют, а вот классно водят далеко не все.
Еще раз спасибо всем. Кстати, по поводу реактивных цепочек применительно к генераторным "кварцам". Применяются они очень широко. Для установки частоты в "номинал". Например в емкостной трехточке частота всегда отличается от указанной на корпусе из-за влияния Со, схемных и монтажных емкостей (параллельный резонанс, ядри его в корень, в то время, как в паспорте указывается последовательный), а также можно скомпенсировать заводской разброс. Для осуществления прямой частотной модуляции кварцевого генератора. Для создания так называемых термокомпенсированных генераторов (опорник в синтезаторе любой "солидной" радиостанции). И в ряде других промышленных применениях. Правда все это хорошо для первой гармоники. Чем выше гармоника кварца, тем сложнее двигать частоту. Если по-научному, то максимальная величина перестройки частоты обратно пропорциональна квадрату номера гармоники. Поэтому не верьте схемам, в которых гармониковый кварц используется для широкополосной FM (в радиолюбительских журналах и в интернете такие горе-схемы встречаются). А также будтье осторожны, создавая FM передатчики на 27-29 мГц (любимая частота радиолюбителей), так как на эту частоту кварцы выпускаются как по первой, так и по третьей гармонике. А то, что на первых порах не получилось (генератор заработал на третьей гармонике вместо первой или частота получилась нестабильной, чаще вообще возникает паразитная регенерация), не беда - все приходит с опытом. Если будет интересно, спрашивайте - расскажу, как сделать практически (есть много тонких нюансов). Пока сижу дома, болею. Потом не до форумов будет.
DVMу Спасибо. Почему не хочу LC? Хочу. Так всегда и делал. Просто свежатинки захотелось.
ROTTORу
Складывается ощущение, что ты многое знаешь (в твоих словах чувствуется громадный опыт), везде побывал (даже в том месте, название которого ты так изобретательно, просто по-профессиональному зашифровал). Только делиться своими знаниями с близкими тебе по духу товарищами почему-то не хочешь, что-то скрываешь или недоговариваешь. Что за тайны Мадридского двора? А-а-а, наверное информация чересчур секретная? Именно поэтому ты даешь советы в такой иносказательной форме? Я, честно говоря, то ли по молодости, то ли по дурости, смысла их не понял. Сначала зачем то советуешь купить приемник и до посинения его слушать. Это, чтобы услышать твою секретную информацию адресованную мне лично? Только какую станцию, ты не уточнил. Потом - прочитать какие то две сокровенные книги. Какие конкретно? Ба-а! Уж не на Ветхий и Новый Завет случаем ты намекаешь? И будет мне ЩАСТЬЕ, да?
А вот все-таки интересно, как ты сам решаешь подобные вопросы? Забивая уши своих работодателей субстанцией из того самого места? Извини, не удержался. Ты первый начал!
Неужели непонятно, тут уже был ответ и на ЭТОТ вопрос:
"Я не предполагал (без издёвки) что "разработчики" в такой формулировке техзадания могут решать ЭТУ проблему в радиолюбительском форуме, тем более по «перестройке» керамических фильтров".
Зря напрягаешься с "ликбезом" – сообщения получается длинными и не неинформативными, «от угла и до вечера" Вопросы, если они есть нужно ставить конкретно, что бы их могли понять как проблему и ответить как ее решение.
Судя по ответам тебя никто так и не понял, по крайней мере твою задачу в ответах так и не решили
Если действительно проблема для тебя неразрешимая, зачем мучиться - выброси керамику вместе с «реактивными цепочками», установи обычный контур, меняй его добротность резистором и частоту сердечником до получения необходимых результатов.
Все ЭТО очень надумано и выспренно, и как решение давно уже реализованно, с учетом современной схемотехники и компонентной базы.
Хотел всего-навсего(!) узнать параметры эквивалентной схемы типовых дискриминаторных резонатотров на 455кГц и 10,7 мГц СТРОГО КОНКРЕТНО(!), без лишних слов! В даташитах не приводятся. В книгах и других местах тоже не нашел. Есть такие приборы специальные, на которых можно обмерить любой резонатор. У меня таковых тоже нет. Можно конечно померить косвенно, применяя стандартные приборы, но при этом можно ошибиться. И больше ничего, прошу пардону! По-моему коротко и по-моему ясно!
Нельзя же УПРЕКАТЬ человека за то, что он просто ХОЧЕТ ЗНАТЬ, какие ПАРАМЕТРЫ у того КОНКРЕТНОГО компонента, который он собирается применить и при этом еще обвинять его в НЕПРОФЕССИОНАЛИЗМЕ! По-моему такое желание всегда поощрялось в среде разработчиков. Отвергалось обратное. Есть еще такая крылатая фраза: "Незнание законов не освобождает от ответственности перед ними". Как, лаконично сформулировал? А буду я применять корректирующие цепочки или не буду - это мое сугубо внутреннее дело. Ты - не мой заказчик и даже не мой начальник. Принимать окончательное решение - это МОЕ право. Мне нужна всего-лишь информация для принятия этого решения (чем больше - тем лучше), при этом никакого велосипеда я изобретать не собираюсь.
Если знаешь (а по тону твоих высказываний, извини, чувствуется, что ты бо-о-ольшой знаток) - скажи; нет - и, как говорится, суда нет. А то, все вокруг да около. Обижать "радиолюбителей", намекая на то, что они этих вещей знать не могут, тоже не стоит. Просто ты наверное не знаешь хороших радиолюбителей.
По крайней мере, когда я применяю генераторные кварцы в особо ответственных схемах, я требую от производителей (если, конечно производитель - под боком) все параметры эквивалентной схемы и допуски кварцевого резонатора (наш производитель конечно этого не любит, подчас приходится переплачивать), т. к. есть опасность замутить такую схему, которая с одним кварцем будет работать, а с другим - нет. Например, когда в кварцевом генераторе нужна перестройка частоты, просишь поменьше Cо, побольше Cд, и всегда R - чем меньше, тем лучше, особенно для осциляторных схем. А полный кайф, когда ты даешь производителю кварцев свою схему генератора, в качестве проверочного стенда и они в ней проверяют работоспособность и снимают параметры. Конечно радиолюбителям такое общение с "кварцевиками", к сожалению недоступно, хотя, были бы деньги, договориться можно обо всем. "Кварцевики", кстати, хорошие специалисты в своем деле, слабо рулят в общей радиотехнике, поэтому это надо принимать во внимание. Например, следующую, после опытной партии могут сделать по новому фотошаблону с большей площадью электродов, уверяя, что параметры стали лучше. Активность то может и правда лучше, а вот Cо возросла. Любопытный факт: в розничную продажу часто поступают кварцы, которые не взял заказчик - параметры не понравились (сам отказывался). А также он может от них отказаться до прохождения термоцикла искусственного старения. И в продажу они идут несостаренные! Говно, одним словом. Проверено на собственной шкуре. Не подумайте, что пугаю. Просто, кто предупрежден, тот, как говорится, вооружен. Так, что кварцы - только под заказ и только на заводе. Правда с "импортом" проблемм пока не было. Блин! Опять словоблудие! Извини, не научился свои мысли выражать коротко. Всегда заносит куда-то не в ту степь.
Мой словесный понос (в начале предупредил: неинтересно - не читайте), прошу прощения у всех - от безделья, говорил же болею, дома сижу, хотя, кажется уже поправился. И интернет у меня unlimited.