Jump to content

    
Sign in to follow this  
Sharf

MC12080 выходное напряжение

Recommended Posts

Ну, а если я лампу поставлю, то она ведь не сгорит? Например, так. Что будет, если я свою частоту от микросхемы подам на сетку лампы/триода (необходимое дополнительное напряжение смещения на сетке я пока не обсуждаю - с этим нет проблем), а в анодной цепи поставлю резистор (чтобы своей резонансной частоты не имел). А свою конденсаторную ячейку поставлю в распор между анодом и землей (или анодом и катодом той лампы, т.к. в данном случае это одно и тоже). Покритикуйте эту идею. Чем она плоха?

Без параметров ячейки разговор, наверное, не имеет смысла. Но быстрей всего, что у Вас Омы реактивности. И сотни Ом Rвых на таких частотах у лампы - ну не сгорит она на таких мощностях, но и не усилит, да и микробушкам ничего не достанется, все отразится в лампу и пойдет на повышение энтропии Вселенной. Согласовывать надо.

Какой-такой контур? У Вас субоктава. Там весьма высокий порядок цепи согласования требуется.

Edited by ledum

Share this post


Link to post
Share on other sites
Без параметров ячейки разговор, наверное, не имеет смысла. Но быстрей всего, что у Вас Омы реактивности. И сотни Ом Rвых на таких частотах у лампы - ну не сгорит она на таких мощностях, но и не усилит, да и микробушкам ничего не достанется, все отразится в лампу и пойдет на повышение энтропии Вселенной. Согласовывать надо.

Ячейку я какой угодно сделать могу, хоть трехлитровую банку с боков фольгой обклеить :), это мне частоту усилить трудно :).

 

Если у меня радиолампа не для СВЧ, то у нее самой межэлектродная емкость анод-катод уже порядка 5 пФ наберется. А потому мне невыгодно, чтобы у ячейки ёмкость была мала. Опять же напряженность поля (вольт/см) больше получится в узкой ячейке. Самое узкое, что могу придумать, - это два предметных стеклышка от микроскопа, между которыми зажат слой жидкости с живностью. Оно и в микроскоп удобно смотреть, как они там живут. Ну, а по обеим сторонам (сверху и снизу) металлические пластинки для подвода частоты. Получается бутерброд - плоский конденсатор. По грубым прикидкам (расстояние 1 мм, площадь пластин 2 см2) это тянет где-то на 10-15 пФ. Реактивное сопротивление такой ёмкости на частоте 200 МГц будет порядка одного-двух десятков Ом. Т.е. в несколько раз меньше, чем у лампы.

 

Какой-такой контур? У Вас субоктава. Там весьма высокий порядок цепи согласования требуется.

А вот эти ваши слова мне совершенно непонятны, если не сказать загадочны. :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Если у меня радиолампа не для СВЧ, то у нее самой межэлектродная емкость анод-катод уже порядка 5 пФ наберется. А потому мне невыгодно, чтобы у ячейки ёмкость была мала. Опять же напряженность поля (вольт/см) больше получится в узкой ячейке. Самое узкое, что могу придумать, - это два предметных стеклышка от микроскопа, между которыми зажат слой жидкости с живностью. Оно и в микроскоп удобно смотреть, как они там живут. Ну, а по обеим сторонам (сверху и снизу) металлические пластинки для подвода частоты. Получается бутерброд - плоский конденсатор. По грубым прикидкам (расстояние 1 мм, площадь пластин 2 см2) это тянет где-то на 10-15 пФ. Реактивное сопротивление такой ёмкости на частоте 200 МГц будет порядка одного-двух десятков Ом. Т.е. в несколько раз меньше, чем у лампы.

 

 

А вот эти ваши слова мне совершенно непонятны, если не сказать загадочны. :)

Вы не забывайте, что между ячейкой и Вашим устройством с усилителем находится и какая-то линия передачи. Длинная линия - которую уже никак нельзя игнорировать - при длине больше где-то лямбда деленное на 16 в линии (с учетом эпсилон диэлектрика). Которая тоже будет влиять на сигнал. При отсутствии согласования Вы можете получить размах на выходе устройства (на аноде) на входе кабеля в десятки Вольт, но вдруг окажется, что на выходе кабеля на ячейке при этом будут милливольты размаха, правда при очень большой амплитуде тока - это когда длина соединительного кабеля близка к нечетному количеству четвертьволн. Более того, при изменении частоты (длины волны), при данной длине кабеля все может поменяться на противоположное. Вы точно напроситесь на отсылание к популярной литературе по ВЧ, согласованиям и линиям передачи.

Что касается высокого порядка цепи согласования - все просто. Расчет согласования подобен построению фильтров и делается на основе стандартных фильтров-прототипов. При первом порядке цепи согласования Вы получаете наилучшее согласование в одной точке F0 и в небольшой полосе, при втором порядке - наилучшее в двух точках F1 и F2 и приемлемое (при заданных потерях на отражение не более Amax) в уже бОльшей полосе Fl - Fh - Рис.3-31, при третьем порядке - на трех частотах наилучшее согласование и приемлемое согласование в еще более широкой полосе. И т.д. У Вас рабочий диапазон частот очень широк - почти двукратное изменение от Fmin до Fmax - субоктава.

post-44237-1403784385_thumb.png

Edited by ledum

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вы не забывайте, что между ячейкой и Вашим устройством с усилителем находится и какая-то линия передачи. Длинная линия - которую уже никак нельзя игнорировать - при длине больше где-то лямбда деленное на 16 в линии (с учетом эпсилон диэлектрика). Которая тоже будет влиять на сигнал. При отсутствии согласования Вы можете получить размах на выходе устройства в десятки Вольт, но вдруг окажется, что на ячейке при этом будут милливольты размаха, правда при очень большой амплитуде тока. Более того, при изменении частоты (длины волны), при данной длине кабеля все может поменяться на противоположное. Вы точно напроситесь на отсылание к популярной литературе по ВЧ, согласованиям и линиям передачи.

 

А я не хочу линию передачи! Хочу как можно компактнее сделать. Стеклышко-то маленькое, а потому мне гораздо проще его к генератору поднести, чем кабеля тянуть, тем более что это чревато "импендансами" :). Я бы его с удовольствием прямо на анод лампы водрузила, если бы в этом был смысл. Т.е. прошу считать, что индуктивности у меня в цепи нет или около того. С чего ради я должна расчитывать на какие-то 50 Ом? Что бы вы мне посоветовали в этом случае?

Share this post


Link to post
Share on other sites
А я не хочу линию передачи! Хочу как можно компактнее сделать. Стеклышко-то маленькое, а потому мне гораздо проще его к генератору поднести, чем кабеля тянуть, тем более что это чревато "импендансами" :). Я бы его с удовольствием прямо на анод лампы водрузила, если бы в этом был смысл. Т.е. прошу считать, что индуктивности у меня в цепи нет или около того. С чего ради я должна расчитывать на какие-то 50 Ом? Что бы вы мне посоветовали в этом случае?

Прямо под анод лампы штука субъективная. 2 проводка, каждый длиной l. Итого 2xl. Каждый миллиметр свободно висящего провода - 1нГн с достаточной точностью. Прикиньте индуктивность проводков. Плюс емкость ячейки. Зная внутреннее сопротивление лампы, точнее догадываясь о нем, и считая, что у Вас идеальный дроссель/резистор в аноде, легко просчитываете усиление каскада в диапазоне частот и распределение напряжений в системе анод-проводки-ячейка. Какбы не те же милливольты во всей полосе при входном 1.8-3.3В с СDCE. В смысле гораздо меньше единицы. Трансформировать импедансы все равно придется.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Прямо под анод лампы штука субъективная. 2 проводка, каждый длиной l. Итого 2xl. Каждый миллиметр свободно висящего провода - 1нГн с достаточной точностью. Прикиньте индуктивность проводков. Плюс емкость ячейки. Зная внутреннее сопротивление лампы, точнее догадываясь о нем, и считая, что у Вас идеальный дроссель/резистор в аноде, легко просчитываете усиление каскада в диапазоне частот и распределение напряжений в системе анод-проводки-ячейка.

Здесь я могу лишь очень грубо прикидывать, ошибаясь на порядки. Положим, емкость ячейки я смогу замерить с точностью до пикофарады (а возможно и лучше), но эти наногенри мне вовек не измерить. Как мне это настраивать в резонанс, если точных значений я не знаю? По практическому измерению амплитуды? А чем я ее измерю на такой большой частоте? Тем более что мой осциллограф только до 8 МГц тянет :).

 

Но больше всего меня волнует другое - как бы точно я не настроила "импедансы", эти настройки действительны лишь на одной частоте - той, на которую я настраивала. Но у меня частота плавающая в интервале 150-250 МГц, а это довольно большой интервал, приближающийся почти к удвоению начальной частоты 150 МГц. Даже если я и настрою "импедансы" на середину этого интервала, то все равно уход на краях будет слишком велик.

 

Я еще раньше смотрела в интернете типовые схемы выходных каскадов УКВ-передатчиков, но там уход частоты невелик, как и сам интервал. Скажем, у упомянутых вами охранников :) это всего лишь 147-152 МГц. Именно поэтому я так сопротивляюсь настройке на какую-то конкретную частоту, а хотела бы относительно широкополосный усилитель, пусть даже с малым КПД, т.к. электричества мне не жаль (тогда как в портативных радиостациях это актуально).

 

Какбы не те же милливольты во всей полосе при входном 1.8-3.3В с СDCE. В смысле гораздо меньше единицы. Трансформировать импедансы все равно придется.

Ну, а на какую-то конкретную схемку вы мне указать можете? Чтобы не на линию и не на кабель была нагружена. И что мне делать, если частоту приходится изменять? Так же плавно изменять какую-то баластную индуктивность или емкость? И как это должно выглядеть практически?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Что-то я совсем нюх потерял. Как-то сложно получилось. Согласовать емкость ячейки 15пФ и индуктивность соединительных проводков 2-15мм. В пору в радиочастотке конкурс устроить кто лучше согласует. На 50 Ом согласовывать очень желательно. Вам любой ВЧ-шник скажет. Можно подключать любой источник - будь-то стандартный генератор с компьютерным интерфейсом, или Ваша марахайка с покупным/самодельным усилителем мощности.

С1-емкость ячейки, принял 15пФ, L1- индуктивность проводов от согласующего устройства к ячейке 2-15мм (5нГ - 5мм). В ячейку поступает где-то треть-четверть мощности. Зато почти невозможно сжечь усилитель при подключенном кабеле. Картинка S11 говорит, что в рабочей полосе назад к источнику (генератору или усилителю) от согласующего устройства+ячейка отразится не более одной десятой пришедшей мощности (-10дБ)

post-44237-1403860356_thumb.png

post-44237-1403860366_thumb.png

Edited by ledum

Share this post


Link to post
Share on other sites
Что-то я совсем нюх потерял.

Нюх у вас быстро восстановится от моих въедливых вопросов и несговорчивости. :)

 

Как-то сложно получилось. Согласовать емкость ячейки 15пФ и индуктивность соединительных проводков 2-15мм.

Вопрос по графику: что у него отложено по ординате вертикально? Действительно это похоже на передаточную функцию фильтра (с этим я раньше имела дело - считала их на MatLab'е). Но там мне было ясно, откуда децибелы - они показывали ослабление частотных составляющих между выходом и входом фильтра. А здесь каковы обе величины, которые сравнивают? Амплитуду между точкой PORT и левой обкладкой конденсатора C1? Или в данном случае такие аналогии неприемлемы, а децибелы означают что-то другое?

 

В пору в радиочастотке конкурс устроить кто лучше согласует. На 50 Ом согласовывать очень желательно. Вам любой ВЧ-шник скажет. Можно подключать любой источник - будь-то стандартный генератор с компьютерным интерфейсом, или Ваша марахайка с покупным/самодельным усилителем мощности.

С1-емкость ячейки, принял 15пФ, L1- индуктивность проводов от согласующего устройства к ячейке 2-15мм (5нГ - 5мм). В ячейку поступает где-то треть-четверть мощности. Зато почти невозможно сжечь усилитель при подключенном кабеле. Картинка S11 говорит, что в рабочей полосе назад к источнику (генератору или усилителю) от согласующего устройства+ячейка отразится не более одной десятой пришедшей мощности (-10дБ)

Скажите, какой программой вы это считаете? И можно ли вас попросить (ради сравнения и утоления моего любопытства) построить аналогичный график для примитивного случая, когда в цепи присутствуют только С1=15pF и индуктивность L1=15nH, т.е. для случая, когда всей этой навороченной цепочки слева нет? Хочется, понимаете ли, взглянуть на исходный вариант, который пытаемся улучшить.

 

P.S. Кстати, при номиналах С1=15pF и L1=42nH получается идеальный фильтр-пробка для частоты 200 Мгц :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

По вертикали отложено, то, что называется по-английски input return loss. 20 логарифмов от модуля элемента матрицы рассеяния S11. Программа на графике - специально оставил на скриншоте. Наверняка есть на фтп, может даже новее, но для Вас не имеет значения - даже самые первые версии программы эти параметры расчитывают аналогично. Как и множество других программ СВЧ моделирования. Но так, как это однополюсник, то и элемент единственный. Вообще http://en.wikipedia.org/wiki/Scattering_parameters - параграф Two-Port S-Parameters. Передаточная характеристика, наверное это то, что в этой матрице двухполюсника характеризуется S21.

Дык вот вертикаль говорит на сколько мощность отраженной волны меньше мощности падающей на каждой конкретной частоте оси Х. На 0дБ или в один раз, т.е. равна - вся падающая мощность отразилась обратно в источник сигнала. Если минус 10дБ - то отразилась десятая часть по мощности, а 90% поглотилось в устройстве или каким-то образом (прошло просто или с усилением, если это усилитель) прошло дальше - о проходе дальше в двухполюснике говорит параметр S21, часть сигнала через двухполюсник может вернуться обратно на вход - ну там всякие паразитные связи, например емкости - это характеризуется S12. S22 - то же, что и S11, только по выходу. Но это в двухполюсниках.

post-44237-1403871768_thumb.png

post-44237-1403871784_thumb.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
По вертикали отложено, то, что называется по-английски input return loss. 20 логарифмов от модуля элемента матрицы рассеяния S11. Программа на графике - специально оставил на скриншоте. ... Передаточная характеристика, наверное это то, что в этой матрице двухполюсника характеризуется S21.

Дык вот вертикаль говорит на сколько мощность отраженной волны меньше мощности падающей на каждой конкретной частоте оси Х. На 0дБ или в один раз, т.е. равна - вся падающая мощность отразилась обратно в источник сигнала. Если минус 10дБ - то отразилась десятая часть по мощности, а 90% поглотилось в устройстве или каким-то образом (прошло просто или с усилением, если это усилитель) прошло дальше - о проходе дальше в двухполюснике говорит параметр S21, часть сигнала через двухполюсник может вернуться обратно на вход - ну там всякие паразитные связи, например емкости - это характеризуется S12. S22 - то же, что и S11, только по выходу. Но это в двухполюсниках.

 

Теперь мне, более или менее, стало понятно, о чем речь.

Что за частота мне такая досталась? Никак заземлить ее не могу - не хочет через конденсатор в землю уходить, назад отскакивает. :)

 

Тогда хочу поделиться с вами опасениями, которые только что пришли мне в голову по поводу сложившейся ситуации.

Есть у меня металлокерамическая лампа - триод 6С17К, вот такая:

636.jpg

Внимание на нее обратила еще раньше, когда искала лампу с минимальной внутренней емкостью анод-катод/сетка. У нее и в описании сказано, что не больше полутора пФ, а у меня при измерении даже еще меньше получилось (при холодной лампе). Так вот и подумалось, что нижнюю пластинку моей ячейки прямо ей на анод можно напаять, не жалея припоя :), благо вершина у него почти плоская. Тогда и индуктивность во входной цепи будет практически нулевая (разве что внутри лампы что-то наберется). Но тут-то я с ужасом осознала, что верхнюю пластинку своей ячейки соединить с землей так же коротко не смогу. Ведь, если провод до катода этой лампы тянуть, то тут уже ни на миллиметры счет пойдет, а на сантиметры.

 

P.S. Интересно, бывает ли для этой лампы панелька, а то внешний вид у нее такой, как будто она предназначена для закладки в трубу :) по схеме с заземленной сеткой (обод в самой толстой части это контакт сетки).

Share this post


Link to post
Share on other sites

У меня этих лампочек (6С17К) где-то полкило. Слегка БУ. Меломаны-извращенцы их выпрашивали на винил корректоры. И 2 килограмма ГС-4В - эти Вам бы больше подошли. Теоретически. В коаксиалы с плунжерами и цангами они монтируются обычно. Честно - не припомню на таких лампах широкополосных устройств.

Edited by ledum

Share this post


Link to post
Share on other sites
У меня этих лампочек (6С17К) где-то полкило. Слегка БУ. Меломаны-извращенцы их выпрашивали на винил корректоры. И 2 килограмма ГС-4В...

 

Хорошо же вам живётся! :)

 

А не встречали ли вы схем, где выходной каскад передатчика был бы выполнен на лампе, а всё остальное было на микросхемах и транзисторах? Как их положено сопрягать? Это я к тому спрашиваю, что потребует ли аналогичной работы по "сопряжению импедансов" входная часть каскада - между ножкой выхода микросхемы-синтезатора CDCE913 и сеткой лампы? Там что, еще разделительный конденсатор нужен или можно напрямую спаять? :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Хорошо же вам живётся! :)

Ну как сказать. Это с завода - в той авионике регламенты через каждые 500 часов налета. Лампы меняют не глядя, годные - не годные просто так положено. Практически все годные. Ибо военка. Выбросили на мусорник все за много лет, а я подобрал.

 

А не встречали ли вы схем, где выходной каскад передатчика был бы выполнен на лампе, а всё остальное было на микросхемах и транзисторах? Как их положено сопрягать? Это я к тому спрашиваю, что потребует ли аналогичной работы по "сопряжению импедансов" входная часть каскада - между ножкой выхода микросхемы-синтезатора CDCE913 и сеткой лампы? Там что, еще разделительный конденсатор нужен или можно напрямую спаять? :)

Что же Вас тянет туда я не знаю... К лампам. Как инженеры-исследователи (не?) давайте прикинем на пальцах что мы имеем. Есть лампа, пусть это будет 6С17К. А мы ювелиры, можем спаять все практически нулевой длины. Пока забьем на максимальную мощность анода. И, более того, посчитаем как НЧ каскад. Емкость входная 3пФ, проходная 0.015 пФ, усиление мю=135, крутизна S=14мА/В. Значит внутреннее сопротивление Ri=мю/S=10кОм. Входная емкость каскада=3+(мю+1)х0.015=5пФ - я думаю, CDCE такую емкость переварит спокойно. Ура. Теперь усиление по напряжению К=мюхZн/(Ri+Zн). 15пик на 200МГц где-то 50 Ом, пренебрежимо (в 200 раз) мало по сравнению с Ri и с анодными нагрузками, которые мы влепили бы в реальную схему. K=мюxZн/Ri=SxZн=14мА/В х 50Ом=0.7. Ваш усилитель ослабляет амплитуду сигнала в 1.4 раза. Упс. Ну, типо, эпик фейл. Нужен трансформатор с весьма хорошим преобразованием импедансов. При таких больших сопротивлениях лампового каскада ИМХО номиналы емкостей широкополосного трансформатора импедансов будут сравнимы с паразитными емкостями монтажа - реально даже меньше. В обычных ламповых схемах стоит контур с отводом индуктивным или емкостным или коаксиальный резонатор с петлей связи. Но это очень узкополосное устройство. С Вашим набором измериловки сопрячь управляемый контур/резонатор да и еще в такой широкой полосе нереально (хотя,...обычно ШИМом или другим ЦАПом формируется напряжение на варикапах из таблицы в памяти м/к - подумайте о приборах. Добавлено. ВЧ диода может хватить). Так что модули от Митсубиши или Тошибы - наиболее простой выход в таких условиях.

Edited by ledum

Share this post


Link to post
Share on other sites
Что же Вас тянет туда я не знаю... К лампам. ... Так что модули от Митсубиши или Тошибы - наиболее простой выход в таких условиях.

 

Спасибо за разъяснение! С цифрами в руках вы меня, наконец-то, убедили. :)

 

Однако я все-таки должна объяснить вам причину, по которой обратила свое внимание на лампы. Дело в том, что выходной усилитель может иметь весьма большую мощность, но я своим потребителем не смогу ее выбрать, если у моей ячейки слишком низкая емкость (или слишком высокое реактивное сопротивление, что в моем случае одно и тоже).

 

Ведь емкость 15 пФ, о которой шел разговор, это предел, до которого я могу сближать пластины (это где-то порядка 1 мм), оставляя для жидкости очень тонкую прослойку. Но хотелось бы иметь объем около кубика (1 куб.см.), чтобы не только в микроскоп было можно посмотреть, но и датчики окунуть. Но тогда емкость ячейки уменьшится еще на порядок и вместе с тем во столько же раз возрастет реактивное сопротивление. Отсюда получается, что при малых амплитудах (а у микросхем они обычно все малые) я не смогу выбрать мощность, поскольку не могу обеспечить достаточный ток потребления.

 

Вот и подумалось мне про лампы, которые могут (особенно в режиме ключа) давать перепад напряжения на аноде 100 вольт и даже более. Но эти представления у меня по части УНЧ, а по части ВЧ нет ни опыта, ни знаний. А потому и решила, что лампа обеспечит мне прирост амплитуды на порядок, который я теряю при расширении толщины ячейки.

 

На раз уж с лампой в данном случае дело обстоит так плохо, то я вынуждена согласиться на модули от Митсубиши или Тошибы, однако мои опасения на счет отбора мощности остаются в силе.

 

Из того, что нашла наличии у Платана, более всего подходит:

RA07M1317M-101 135-175 MHz 6.5W 7.2V 690 руб/шт

- она и самая дешевая среди остальных и мощности мне выше не надо (эту бы выбрать!).

Однако смущает, что у всех у них на 175-ти мегагерцах пересадка. К тому же на следующий диапазон 175-215 МГц выбор невелик - в продаже всего один вариант:

RA30H1721M-101, 175-215 MHz 30W 12.5V 1370 руб/шт

но здесь и мощность слишком высока и цена кусается.

 

В первом случае (RA07M1317M-101) по даташиту амплитуда составит всего 3-3.5 вольта, что всего лишь в 1.5-2 раза больше, чем на выходе моего синтезатора CDCE913. Мощность, конечно, будет поболее, однако требуемый ток потребления я обеспечить не смогу.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Почему 3.5В? На 50 Ом действующего 18В где-то при 7Вт на выходе сборки. 26В амплитуды. Кхе-кхе, это фокусы все тех же трансформаторов импеданса. Внутри модуля.

Я не напрасно влепил резистор в согласователь. Можно менять емкость ячейки достаточно в широких пределах, но согласование будет оставаться в пределах допустимого. Ценой потери мощности на ячейке. Имеет смысл задать вопрос все-таки в радиочастотке. Ибо применение таких сборок и оптимальное согласование усилителей мощности на левые нагрузки все-таки за пределами моего опыта. У меня больше приемники - там попроще.

Ну и Платан - известные спекулянты. Просто сразу нашлись.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this