praktische vraagjes superhet

Eigenlijk zou je eerst het boek van Sterrenburg moeten lezen. Dan blijven er niet zoveel open eindjes meer over.

Eventueel zou je nog eens in bestaande schema's kunnen kijken. In "HF schakelingen" van Elektuur staan dingen voorgerekend.

'Aanpassing' is lang niet altijd zo belangrijk als je denkt; en soms is (vermogens-)aanpassing zelfs ongewenst. Van de antenne weet je bijvoorbeeld heel vaak op geen stukken na wat de impedantie is, of zal zijn (denk aan een HF ontvangertje aan een stukje draad). Maar dat maakt niets uit, omdat de misaanpassing voor het signaal en die voor de storing hetzelfde zijn - de verhouding verslechtert niet.

Vuistregel: De versterking van de HF versterker moet alleen maar zo groot zijn dat je over de ruis van de mixer heen komt.
Waaruit je weer kunt afleiden dat op midden- en korte golf er vaak helemaal geen HF versterker nodig is.

De Foster-Seeley zie je onder andere hier uitgelegd.
De onderdelenwaarden hangen natuurlijk af van de frequentie (resonantie) en van de te detecteren frequentiezwaai (kwaliteitsfactor). Als je het schema snapt, kun je het ook (in ieder geval theoretisch) uitrekenen.

Een simulator (SIMetrix bijvoorbeeld) kan ook helpen schema's te begrijpen. Je kunt er leuk in experimenteren en zo krijg je een idee van de invloed van de kritische onderdelen.

Frederick E. Terman:

'Aanpassing' is lang niet altijd zo belangrijk als je denkt; en soms is (vermogens-)aanpassing zelfs ongewenst.

Waarom zou (vermogens)aanpassing in een superhet ongewenst zijn?

Toch zie je in een superhet met bipolaire transistoren wel degelijk aanpassingen tussen de trappen. Bijv. d.m.v. koppelwindingen om een ingangs- of een MF-kring aan te passen aan de laagohmige impedantie van een bipolaire transistor trap.

Een HF versterker ontwerpen hangt o.a. af van welke frequentie, vermogen, ruis.
Er zit bijv. een groot verschil tussen een versterker t.b.v. 7MHz of 1500MHz. Het ontwerpen van een HF versterker volgt wel de standaard transistor basisschakelingen maar is lastiger.

@dawmast
Hoe werken die koppelwindingen? Gewoon een soort trafotjes waarbij dewikkelverhouding de impendanties bepaald?

@rbeckers
laten we een omroepdoos nemen, 100mhz dus.

@Pientertje:

Hoe werken die koppelwindingen? Gewoon een soort trafotjes waarbij dewikkelverhouding de impendanties bepaald?

Ja.

Vereenvoudigd:
Een enkele eenvoudige RF trap op 100MHz.
Nodig is dus een tor met een voldoend hoge ft, bijv. 2GHz.
Dan keuze schakeling bijv. geaarde emmiter.
Vervolgens versterking bijv. 10.
Keuze in- en uitgangsimpedantie.
DC instelling.

@dawmaast

ok dat is me duidelijk. Aanpassing is dus alleen nodig als de verschillen in impedantie te groot zijn om efficiënt vermogen over te dragen. Als het ongeveer klopt maakt het niet zo veel uit.

@rbeckers
Hoe bereken je dat dan precies vanuit een gevraagde impedantie en versterking. Overal waar ik het las werd het andersom uitgelegd, dus de impedantie werd achteraf berekend. Zou je dat een keer voor willen doen?

@iedereen
is het eigenlijk ook mogelijk om bij wijze van experiment ergens de impedantie van te meten? Dat moet met een potmeter en een vermogensmeter toch al te doen zijn?

Je kunt alles vooraf uitrekenen.
Bij een NPN tor met een R_e en R_c met wat vereenvoudigingen:

R_uit≈ R_c
R_in≈ r_be + βR_e

A≈-R_c/R_e

Op 10 augustus 2010 08:57:00 schreef dawmast:
Waarom zou (vermogens)aanpassing in een superhet ongewenst zijn?

Bij de VFO zorgt de buffer ervoor dat de frequentie niet beïnvloed wordt door de achterliggende trappen.
Dat is een schoolvoorbeeld van een opzettelijke MISaanpassing: als de oscillator vermogen zou moeten leveren, wordt de stabiliteit slecht. Het is de taak van de buffer, dit te voorkomen.

Verder is het gewoon niet te doen, vermogensaanpassing van transistor naar transistor. Ik zie me al, iedere collector een trafootje om weer naar de volgende basis aan te passen.

Vermogen is maar op één plaats belangrijk: aan de uitgang. Dus bij de luidspreker, of bij de antenne; of aan de uitgang van de tor die een ouderwetse diodemixer moet aansturen; die lusten ook wel een stevige borrel.

En ook daar wordt de belasting niet aangepast aan de uitgangsimpedantie van de transistor! Bij HF wordt de 50Ω getransformeerd naar de impedantie die het juiste vermogen opneemt, en dat is meestal een heel andere waarde. En ook bij LF verstekers zie je geen transformator tussen de luidspreker en de transistors.

Op de andere plaatsen wordt inplaats van vermogen, gewoon de spanning overgedragen. Natuurlijk belast de volgende trap de vorige wel wat, maar niet zodanig dat de spanning daardoor gehalveerd wordt, zoals bij vermogensaanpassing wel het geval zou zijn.

Kortom: het is gewoon niet zo'n probleem. Wat niet betekent, dat ze zomaar wat doen! Natuurlijk weet de ontwerper wat er gebeurt.

--
Waar je toch impedanties wilt aanpassen, bijvoorbeeld om het signaal in een wat langere kabel te kunnen stoppen zonder veel reflecties, kun je op impedantie ontwerpen.
Een heel bekende is de transistor met èn emitterweerstandtegenkoppeling, èn een tegenkoppeling via een weerstand van collector naar basis. Door de waarden van Re en Rcb goed te kiezen kun je de gewenste in- en uitgangsweerstand van de trap vastleggen; je moet de resulterende versterking dan op de koop toenemen. In de BITX zitten veel van deze trapjes, de meeste gecombineerd met een 4 op 1 trafootje in de collector.

bedankt!

Het boek ontvangers van sterrenburg is besteld. Ik ga me nog even inlezen in de werking van de foster seeley discriminator. Daar horen jullie nog over.

Mijn enige vraag is nog hoe je nou precies uitrekend hoe je een versterker uitrekend, wil iemand mij dat stap voor stap uitleggen?

Daar heb je een heel forum voor nodig

FF serieus:
Je de DC-instelling, h-parameteters, een tor met een hoge ft, versterking, impedanties...

Maar dat is een heel complex verhaal, vandaar de knipoog van rbeckers. Dit is iets waar je een boek over kunt schrijven.

Twee of meer boeken!

vervorming, ruis, parasitaire capaciteiten, rendement, kosten, warmte etc..

Begin simpel.
Kies een tor met een hoge ft en kleine C_cb.
Kies een I_c uit de datasheet, bijv. waar ft het hoogste is. (bijv. 1-10mA)
R_c volgt uit I_c en bijv. de maximale uitsturing. (bijv. 470Ω bij 12V voeding.)
R_e volgt uit de gewenste versterking en R_c. (bijv. 47Ω )
Daaruit volgt U_b en dus DC-instelling.

Precies zo bedoelde ik het. Ik ga even wat klooien met simetrix en een rekenmachine.

Zoals @rbeckers het zegt kan het eigenlijk niet fout gaan.
Hooguit komen er later nog wat details bij.

Als je nog een ander boek zoekt: alles waar de naam Wes Hayward op staat is erg leerzaam (niet dat hij de enige is, maar hij schrijft leuk). 't Is alleen wel Engels. Maar de formules zijn min of meer hetzelfde .

yeey, het werkt

Heb met een bf199 een versterkertje in elkaar gezet in simetrix:

A = 10x
R1 = 42,8k
R2 = 5,2k
Rc = 6k
Re = 600
Ctjes zijn 160n

Nog op/aanmerkingen? En hoe kan ik dit nu omtoveren tot een heuse RF-Amplifier voor de ingang aan mn ontvanger? In veel schema's wordt nog wat met spoeltjes gechoogeld.

@fet
Ik heb experimental methods in RF design al. Wat is nog meer leuk?

Dat wat jij nu wil, wilde ik ook kunnen. Nu een paar boeken verder weet ik hoe moeilijk het is. Er komt zo ongelofelijk veel bij kijken. Heb je net een ampje berekend en blijkt de trap daarvoor te veranderen waardoor de uitgangsimpedantie van de trap erna ook weer veranderd.

Meestal zorg je er voor dat de ,meestal, laagohmige uitgang van je trapje weer tegen een hoogohmige ingang kijkt. Het gaat meestal om spanning. De uitzonderingen heeft FET al gegeven.

Je kan de Zin en Zout ongeveer berekenen maar om het goed te doen moet ke op een gegeven moment de paracitaire capaciteiten, inducties enz ook meenemen. Een FET is hoogohmig op zijn gate maar als daar een 300 pF paracitaire capaciteit van gate naar source staan dan blijft er bij 430MHz weinig over van dat hoogohmige.

Verder ontstaan er andere vreemde effecten. Bv een simpele koppel condensator op de ingang van je basis. Deze heeft ook een impedantie maar wat krijg je als je een basis weerstand naar ground zet na een condensator ? En dan staat er niet een want beide basis weerstanden hangen voor het rf aan ground. En heb je dat berekend dan blijkt de re van je tor daar ook weer mee parallel te staan. Verder wordt de impedantie berekend mer hFE als basis en dat is al een variabele waarde. Ook die paracitaire capaciteiten, die veranderen bv ook tgv spanning. Zoek op Miller effect. Verder krijg je te maken met noise, stabiliteit en thermische effecten. De ebers moll vergelijkingen houden daar dacht ik weer rekening mee. Als je tor warm wordt veranderen er parameters.

Ook moet je rekening houden met bias voor DC en gedrag voor klein signaal. Re is bv de fysieke emitter weerstand maar re is de emitter weerstand voor klein signaal die je berekend met de diode vergelijking re= 26/ic, in mA.

Eigenlijk staat alles in experimental methods of RF design en dat boek heb je dacht ik.
Verder staat het enorm uitgebreidt in the art of electronics.
Het boek van Bowick gaat er ook diep op in.

Om het te meten gebruik je een VNA en zelfs daarmee valt het niet mee want die is 50 ohm. Dus veel kun je ook met scoop en mulimeter. Je kunt op een hele makkelijke manier aan een gebouwde schakeling meten. Je sluit hem via een LC netwerkje aan op een load die bekend is. Dan stel je hem af op een vswr van 1 , dat doe je met een directional bridge en scoop Of je regelt het af tot je de helft van de onbelaste spanning hebt. Daarna haal je die L en C er uit en mbv een smith chard of de betere wiskunde werk je dan vanaf je bekende ohmse load terug naar de complexe uit of ingang. Je meetzender is bv 50 ohm, als je die op vermogen aanpast op de ingang vanje trapje en dan die lc berekent weet je de Zin. Maar dan moet het trapje wel weer met de juiste impedantie zijn afgesloten en dat wordt vaak een kip en ei verhaal.
Maar wel heel leuke materie.

Ik heb me nog wat verdiept in de foster seeley discriminator. Ik denk dat ik nu weet hoe hij werkt. Ik heb alleen nog geen idee hoe ik nou de componentwaardes moet uitrekenen. Kan iemand me op weg helpen?

Op 10 augustus 2010 20:39:47 schreef pientertje:
Ik heb experimental methods in RF design al. Wat is nog meer leuk?

Secrets of RF circuit design - Joseph Carr (is in het Nederlands vertaald, HF-techniek zonder mystiek).
VHF/UHF Handbook van de RSGB

Op 10 augustus 2010 22:04:18 schreef pientertje:
Ik heb me nog wat verdiept in de foster seeley [...] Kan iemand me op weg helpen?

Welke middenfrequentie?
Welke zwaai?

e: Bedenk maar: bij welke frequentie moet de fase hoeveel doen?
Woeps, moet weg; morgen verder

[Bericht gewijzigd door Frederick E. Terman op dinsdag 10 augustus 2010 22:25:26 (34%)]

middenfrequent 10,7 MHz
zwaai 75kHz

Ja, maar ga nu ook door.
Welke componenten hebben iets met die 10,7MHz te maken?
En hoe staan de pijltjes in het diagram bij 10,7MHz? En hoe bij welke andere frequenties?
Wat volgt daaruit voor de Q? Van welke kring vooral?

de condensatoren voor de diodes vormen samen met de transformator een frequentieafhankelijk stuk. Dit moet op 10,7MHz zijn 'afgestemd'. Het bovenste deel er iets onder en het onderste deel iets boven de 10,7MHz. De diodes vormen samen met de weerstanden en de condensatoren een diodedetector. De waardes in de diodedetector kan ik wel uitrekenen (tijdsconstante, max frequentie in audio etc.). Maar hoe reken je de spoel en de condensator uit?

Op 11 augustus 2010 20:53:26 schreef pientertje:
Het bovenste deel er iets onder en het onderste deel iets boven de 10,7MHz.

Sorry, dat is echt baarlijke nonsens.
Kijk toch nog eens naar de beschrijving van de Foster-Seeley discriminator. Had je dat nog niet gedaan?
Kijk naar plaatje 3-11.

Trouwens, niet alleen dat een F-S niet werkt met 'een beetje erboven en een beetje eronder', maar het zou ook helemaal niet kùnnen met deze schakeling met maar één condensator over de spoel. Hoe zou je daar nu de twee helften op verschillende frequenties mee moeten afstemmen?

Ik denk dat pientertje de Travis FM-discriminator en de Foster-Seeley door elkaar haalt.
Bij de Travis FM-discriminator zijn er twee LC-kringen die de bandbreedte uit elkaar staan.