Martin V
Telefunken Sender Systeme Berlin
Ik ben bezig een ontvanger te ontwerpen en met testschakelingen, test ik die uit.
De tweede MF is 455kHz, hiervoor gebruik ik twee GBS versterkers in cascade, waarvan de bovenste GBS versterker de basis spanning wordt geregeld, dit is de AVR regeling.
Aanvankelijk wilde ik twee van dat soort versterkers voor 455kHz gaan gebruiken.
Iedere versterker heeft een spannings versterking van ca. 30dB.
Nu heb ik mijn plannen gewijzigd, ik maak er een dubbelsuper van met een 1e MF van 10,700MHz.
Eerst had ik het vermoeden dat de totale MF versterking wel voldoende was en wilde ik voor die 10,7MHz alleen maar een passief banddoorlaat filter toepassen.
Echter er komt ook nog een kristalfilter tussen en die heeft al een demping van ca. 6dB.
Nu denk ik om een extra MF versterker te gaan gebruiken voor de eerste MF, dat wordt dan eenzelfde GBS versterker als voor 455kHz.
Maar dan twijfel ik of er dan niet teveel aan versterking voor het totale MF blok er is.
Mooi project.
Dubbelsuper, maar met onderstaande gegevens voor een enkelsuper heb je ook dat antwoord.
Aan de antenne ingang staat (zonder antenne) thermische ruis ter grootte van 50 nV rms in 3 kHz bandbreedte (50 Ohm).
Het ruisgetal, of eigen ruisbijdrage, van een ontvanger die verbonden is met een efficiënte antenne mag 20 dB zijn. Wanneer het alleen een ontvanger betreft en met een suboptimale antenne gevoelige ontvangst wil hebben dan is een ruisbijdrage van 6 dB een praktische keuze.
De ruisspanning aan de ingang komt uit op 100 tot 500 nV rms in 3 kHz bandbreedte. (Zelf vind ik 1 uV goed genoeg; dat is -107 dBm).
*** toegevoegd: een aktieve antenne met een J-FET heeft, geschakeld als volger, ca 100 nV ruis (belast met 50 Ohm). De ruis-equivalente veldsterkte van zo een antenne met een H_eff van 0,5 is (kan zijn) 200 nV/m in 3 kHz. Daarvoor is een iets gevoeligere ontvanger toch wel prettig. ***
Wat er zeker in zit is een mixer en een filter. Stel een diode ringmixer met 3,92 dB basis verlies (3 dB spiegel en 0,92 dB voor de som van de harmonischen) en nog wat diode verlies, pakweg 6 dB. En een kristalfilter met 4 dB of minder verlies. Totaal 10 dB vermogensverlies.
Aangenomen dat alles goed is aangepast heb je aan de uitgang van het kristalfilter (zonder de gain van de buffertrap tussen mixer en filter) dan 10 dB minder vermogen en een impedantieniveau van 500 Ohm. Dat is toevallig samen weer 1 uV rms aan de uitgang van het filter in dit geval.
***** toegevoegd
(Zie hieronder, wvogel57) de zeer terechte opmerking dat versterking liefst na selectiviteit moet plaatsvinden om vervorming te voorkomen. De juiste verdeling volgt uit de ruisbijdragen en de vervorming en de maximale signaalverwerking van de tussenliggende versterkers.
*****
En dan wil je een productdetector die minimaal 1 mV IF nodig heeft. Dus 60 dB spanningsversterking of 1000 keer voor de middenfrequent versterking.
De rest van de versterking tot 100 mV (ingang audio versterker, potmeter) is 40 dB in een passief laagdoorlaatfilter.
Maar nu heb je teveel versterking: de ruis is al in staat om de audioversterker volledig uit te sturen.
AGC: start bij 20 dB boven de ruis (10 uV op de ingang) en een slope ("figure of merit") voor de AGC van 60 dB IF gainvariatie en 10 dB toename van het audio. Dus bij 30 mV op de antenne heb je dan ongeveer 100 mV over je volumeregelaar (lastig sommetje; grafisch simpel op te lossen).
Samengevat: 10 uV op de antenne moet die 100 mV audio kunnen geven. En die 100 mV is aan de uitgang van de productdetector liefst nog maar 1 mV. Dat vereist een lage ruis voor de productdetector. Variatie in de keuze van dit niveau is de bepalende keuzevrijheid. Dus een IF gain van rond de 50 dB is waar je (waar ik) op zou mikken.
Sterkere signalen dan 30 mV heb je zelden. Een professionele ontvanger kan tot een volt op de ingang aan en dan heb je nog een extra gainvariatie van 30 dB nodig; liefst gedistribueerd en voor een deel met pin-diodes aan de ingang.
Lang verhaal, maar je vraag heeft een antwoord dat opgesloten zit in deze tekst.
Vergeet niet dat de 1e m.f. een grotere bandbreedte heeft dan de 2e m.f. Te veel versterking in de 1e m.f. geeft meer kans op intermodulatie en kruismodulatie waardoor je zenders door elkaar gaat horen. Als dat eenmaal zo is krijg je dat in de 2e m.f. niet meer opgelost. Zelf heb ik eens een dubbelsuper een veel beter intermodulatievrij dynamisch bereik gegeven door in de 1e m.f. een versterkertrap weg te halen. De versterking moet in het hoogfrequent en de 1e m.f. net voldoende zijn om een goede gevoeligheid te halen. Meer dan dat is echt te veel!
Vergeet niet dat de 1e m.f. een grotere bandbreedte heeft dan de 2e m.f. Te veel versterking in de 1e m.f. geeft meer kans op intermodulatie en kruismodulatie waardoor je zenders door elkaar gaat horen. Als dat eenmaal zo is krijg je dat in de 2e m.f. niet meer opgelost. Zelf heb ik eens een dubbelsuper een veel beter intermodulatievrij dynamisch bereik gegeven door in de 1e m.f. een versterkertrap weg te halen. De versterking moet in het hoogfrequent en de 1e m.f. net voldoende zijn om een goede gevoeligheid te halen. Meer dan dat is echt te veel!
Martin V
Telefunken Sender Systeme Berlin
Brightnoise en WVogel bedankt voor jullie reacties.
Dat is een duidelijk verhaal en hieruit kan ik concluderen dat ik teveel aan totale versterking zou hebben.
Intussen heb ik het ontwerp veranderd, ik gebruik slechts één GBS versterker en niet twee GBS transistoren in serie.
Dat heeft ook een enorme versterking met gewone BC550 transistoren.
Eerder was dat de BFR90 welke ik vervangede door de BF199 met dezelfde uitgangs amplitude. Daarna ging de BC550 er in en deze gaf ook dezelfde uitgangs amplitude.
De versterking van één zo GBS versterker bedraagt nog meer als 30dB, waarvan de spanning op de basis wordt geregeld door de AVR.
Met twee van dit soort versterkers zit ik al aan de 60dB, er komt nog een 3e MFversterker in, maar hiervan zal ik de versterking moeten beperken, omdat het anders teveel wordt.
De mengtrap is een ring diode mengtrap, die versterkt gelukkig niet, die is voor de 1e MF.
Voor de 2eMF gebruik ik een J-Fet balansmengtrap, die kan mogelijk ook nog wat versterking geven.
En dan heb ik nog een pre-selectie versterker, welke bijna hetzelfde is als de J-Fet mengtrap.
Ik had al een vermoeden dat de totale versterking te hoog was, affijn anders gebruik ik een emittervolger om van de impedantie uit het kristalfilter, naar 50 ohm te brengen.
50 ohm is de ingangs impedantie voor al mijn versterkers en mixers.