Semnal DCF77 Recepţia experimentală cu antene VLF

[V10]

LM381 nu face fata sigur, mai ales daca trebuie amplificare mare, l-am incercat ca amplificator de iesire la generatorul de semnal. Oricum raman tot la receptoarele cu reactie.

 

De cateva zile experimentez un receptor bazat pe schema atasata si am obtinut rezultate bune, semnificativ mai bune decat cu schema ON6MU. Am mai facut niste mici modificari la valorile unor componente, mai mult pentru ca l-am alimentat la 3,8-4V cu acumulator Li-Ion, nu am folosit etajul de intrare iar finalul audio cu LM386. Reglajul reactiei este bun, oscilatorul este stabil (si la frecventa DCFului) si receptia buna (foarte buna voi spune atunci cand receptionez DCF77 in dolby surround  ), DCF77 receptionat bine toata ziua (noaptea este si mai bine) iar MSF60 receptionat foarte slab ziua si destul de bine noaptea, in zona mea este un bruiaj destul de puternic in jurul frecventei de 60 kHz.

Am citit pe net ca acest gen de oscilator ar fi mai zgomotos decat altele, eu nu prea am cu ce compara, dar din punct de vedere al zgomotului ar fi loc de imbunatatiri.

Urmatorul receptor pe care vreau sa-l testez va fi cu JFETuri.

[VAX]

Schema aceea de detector cu reactie este data pe multe site-uri, insa nu este grozava. Are zgomot mare si eficacitatea detectiei este redusa.

 

 

Incearca si o schema clasica de regenerator, care este derivata din schemele cu pentoda.

Reactia se regleaza din R2, care modifica (prin Q2) tensiunea drena-sursa a JFET-ului.

Are avantajul ca circuitul oscilant este cuplat la amplificator in puncte cu impedanta mare si nu este amortizat nici la grad de reactie mai mic sau mai mare decat cel optim. La bobina de reactie (L12) stabilesti dumneata numarul de spire (cateva). Circuitul este Q-multiplier si ii trebuie detector cu dioda, sau dupa schema cu tranzistoare Darlington (data anterior), si amplificator audio. Detectorul se pune dupa Q4. Droselul L1 il faci pe tor de ferita. Daca receptionezi cu bara de ferita, nu mai pui condensatorul C8.

Lucrezi mult si inveti, capeti experienta.

[V10]

Trebuie sa fac rost de toruri de ferita, nu am in dotare.

Am pe un breadboard deja acesta schema, fara  partea cu T1 si T2, care spre surprinderea mea functioneaza destul de bine din prima, mai trebuie sa ajustez functionarea oscilatorului. Nu am gasit datele bobinelor, nu sint descrise de cel care a publicat schema (http://www.b-kainka.de/Weblog/HF/UKWaudion.html), nici macar raportul dintre L3-4 si L4-5, asa ca trebuie sa mai testez.

[VAX]

Regeneratorul este inferior celui dat de mine, chiar daca reactia se regleaza tot prin modificarea tensiunii drena-sursa a JFET-ului. 

1. Reactia se aplica din sursa JFET-ului, adica din punct cu rezistenta dinamica mica. Amortizarea circuitului LC este mare, daca reactia nu este exact sub pragul de intrare in oscilatie, Rezulta ca reglarea reactiei este "abrupta". O mica variatie a reactiei duce la variatii mari in comportarea detectorului.

2. Nu este bine ca detectia sa se faca tot de tranzistorul din regenerator (care trebuie sa lucreze cat mai liniar), ci in etaj separat (cu neliniaritate mare). In cazul de fata detectia este separata (cu T5), ceea ce este ok. Inlocuiti JFET-ul T4 cu un BC... (npn) cu beta mare (>400). Cu colectorul legat direct la +Vcc - R5 dispare din circuit, nu-i vad rostul.

3. Nu este bine sa existe circuite RC (cu constanta de timp) in circuitul regeneratorului, pentru ca se produc oscilatii de autoblocare, exact ca la detectorul cu super-reactie. Apar fluieraturi cand reactia depaseste pragul de intrare in oscilatie.

4. Nu este bine sa utilizati miezuri toroidale la circuitele acordate, pentru ca nu puteti sa faceti acordul (alinierea circuitelor LC), inductanta bobinelor nefiind reglabila. Se folosesc oale de ferita ca la transformatoarele de frecventa intermediara, cu inductanta reglabila. Cu condensatorul variabil (cu doua sectiuni) inchis (la capacitate maxima) se acordeaza (pe maxim de semnal) circuitele LC actionand asupra miezurilor de ferita ale bobinelor. Se deschide condensatorul (capacitatea la minim) si se reface acordul (tot pe maxim de semnal) din condensatoarele trimer puse in paralel cu cele doua sectiuni ale condensatorului variabil (la schema asta nici nu apar). Se reia aceasta procedura de cateva ori.

 

Editat Mai 7, 2019 de VAX

[yo3fhm]

5 hours ago, V10 said:

Trebuie sa fac rost de toruri de ferita, nu am in dotare.

 

Ziua buna! Socul de 1mH nu e nevoie sa-l construiti pe tor de ferita. Poate fi construit pe orice fel de miez de ferita, mai ales pe miezuri cu permeabilitate mare, de exemplu cele recuperate de la sursele in comutatie. De asemenea, le puteti cumpara de la magazin, exista sub forma de bobine:

https://www.tme.eu/ro/katalog/inductoare-tht-axiale_100343/?search=1mH

http://www.adelectrocom.ro/index.php/cPath/536_608_613

https://www.conexelectronic.ro/ro/inductante-miniatura/2150-MINIDROSSEL-1-MH-130-MA.html

etc.

De asemenea, nu trebuie sa aiba inductanta de fix 1mH ... poate avea si 2mH si 3mH

 

5 hours ago, V10 said:

Nu am gasit datele bobinelor, nu sint descrise [...] nici macar raportul dintre L3-4 si L4-5, asa ca trebuie sa mai testez.

 

Pentru circuitele acordate (cele cu condensator variabil), puteti folosi bine-mersi circuitul pe care l-ati realizat pentru DCF77.

Bobinele din circuitele de cuplaj (cu antena si cu colectorul lui T1) le puteti construi experimental, astfel incat sa aiba cativa uH (pentru situatia de fata).

Cu alte cuvinte, ambele circuite oscilante pot fi identice. Priza de la L2 o puteti lua cam la 10% din nr. de spire, pornind de la masa. Experimental, mai puteti scoate o priza la 30% din nr. de spire si cand veti testa reactia, veti hotara atunci cu care priza functioneaza mai bine.

Pentru prize aveti doua variante de executie :

- le scoateti simplu, realizand o bucla putin mai mare (sa zicem cam 2 spire) pe care o scoateti in afara bobinei principale, rasuciti conductorii, apoi continuati bobinarea ;

- pastrati bobina asa cum e si adaugati o alta bobina pe un suport de carton, pe care o veti folosi ca bobina de reactie (o veti apropia sau suprapune peste cea de acord).

Daca reactia nu se produce, inversati terminalele bobinei.

 

Dupa cum a spus si Vax, daca receptionati semnal doar cu bobina de ferita, atunci nu mai e nevoie sa-i adaugati bobina de cuplaj ptr antena externa.

 

Succes la teste si tineti-ne la curent !

 

Cu stima,

Cezar

 

 

Editat Mai 7, 2019 de yo3fhm

[V10]

1 hour ago, yo3fhm said:

 

Ziua buna! Socul de 1mH nu e nevoie sa-l construiti pe tor de ferita. Poate fi construit pe orice fel de miez de ferita, mai ales pe miezuri cu permeabilitate mare, de exemplu cele recuperate de la sursele in comutatie.

 

Buna idee! Mi-am amintit ca am o sursa de laptop defecta pe care o pastrez de vreo 2 ani, am gasit 3 bobine pe tor de ferita in ea dar trebuie rebobinate pentru ca au inductante mici, sa vedem ce imi iese. Deci posibil sa incerc si schema propusa de Dl. VAX daca reusesc sa fac bobinele.

 

In schema aceea cu 3 JFETuri din postarea anterioara(spun 3 pentru ca nu folosesc etajul de intrare cu T1 si T2), nu prea sint probleme, a functionat destul de bine din prima, am o bobina cu 400 de spire pe bara de ferita pentru receptia DCF. Pentru reactie am folosit una de vreo 30 de spire pe care o aveam deja. Oscilatorul functioneaza si se regleaza bine. Doar ca semnalul audio este slabut (pierdut printre zgomot) cu toate ca amplificare este destula. Se aude un zgomot ca atunci cand un amplificator audio nu are intrarile ecranate bine, care acopera semnalul util. Mai trebuie muncit un pic la ea. Autorul nu a dat prea multe detalii, cel putin nu pentru mine.

[VAX]

2 hours ago, V10 said:

Doar ca semnalul audio este slabut (pierdut printre zgomot) cu toate ca amplificare este destula. Se aude un zgomot ca atunci cand un amplificator audio nu are intrarile ecranate bine, care acopera semnalul util. 

Nu-mi plac detectoarele cu impedanta infinita la intrare, cum este cel cu JFET-ul T5. Au randament scazut. Incearca un detector ca cel propus de mine, cu structura Darlington. T5 ramane ca repetor de semnal RF, dar se elimina condensatoarele de decuplare din sursa si se micsoreaza rezistenta din sursa la ca 1-3 Kohmi. Dupa T5 vine detectorul cu etajul Darlington, cu un BF... si un BC... .

Editat Mai 7, 2019 de VAX

[V10]

Am incercat sa folosesc T5 pe post de amplificator RF, daca tot este acolo, dar se pare ca nu prea functioneaza cu tensiune de alimentare de 3,8 - 4V. Am incercat o simulare si am obtinut amplificare doar in configuratia de mai jos, deci fara rezistori in drena si/sau sursa. Cred ca daca folosesc JFETuri ar trebui sa maresc tensiunea de alimentare altfel nu prea cred ca se poate folosi JFETul in configuratia asta, adica fara nici un rezistor de limitare a curentului in drena.

Cu rezistori de 1-2k in drena si/sau sursa obtin atenuare destul de mare.

Daca poate sa-mi confirme cineva, sau sa ma corecteze daca gresesc undeva, multumesc.

 

 

Editat Mai 8, 2019 de V10

[VAX]

Stati cam prost cu teoria, n-ati avut profesor de fizica bun, cand erati la liceu. 

 

In primul rand nu ati pus poarta JFET-ului la masa prin rezistor de valoare mare (in intervalul 0,1-10 Mohmi - aproximativ). Este flotanta, asa nu merge corect. Condenatorul de cuplaj in poarta (C1) trebuie sa fie de capacitate mai mica, la frecventa respectiva. El trebuie sa aiba reactanta de cel putin 50 de ori mai mica (estimativ) decat rezistenta din poarta JFET-ului. Daca are capacitatea prea mare nu este bine, pentru ca se mareste constanta de timp a circuitului RC din poarta JFET-ului. 

Faptul ca semnalul de la iesire creste liniar cu frecventa, este pentru ca reactanta bobinei L1 depinde liniar de frecventa (Xl=2 *pi *f *L).

Suntati bobina (droselul) L1 cu un rezistor (cu rezistenta in intervalul 1 - 10 Kohmi - estimativ) si vedeti ce se intampa (amplificarea nu mai depinde atat de mult de frecventa, decat la frecventa joasa). Puneti in paralel cu L1 un condensator cu capacitatea de 10 pF (estimativ), care sa simuleze capacitatea parazita a droselului (dintre spire) si veti vedea ca amplificarea incepe sa scada la frecventa mare.

 

JFET-urile nu merg bine la Vds mai mica de 5-6V (estimativ - depinde si de tranzistor), asa ca mariti tensiunea de alimentare.

 

JFET-urile nu au nevoie de rezistor de limitarea curentului in drena, pentru ca se comporta ca surse de curent comandate. Rezistorul respectiv este de sarcina, pe el se obtine tensiunea de la iesire (amplificata si defazata cu pi/2 , Au=-Gm * Rd). JFET-urile de putere mica lucreaza (in general) la curent mai mare decat tranzistoarele bipolare (Id=3-10mA, Ic=1-3mA) si caderea de tensiune in c.c. pe Rd este mare, ceea ce obliga sa aveti si tensiune de alimentare mare (Vdd=Id*Rd + Vds, unde Vds este minim 5V). Din acest motiv alimentati JFET-ul prin drosel (L) in drena, care preia curentul continuu si care are reactanta mare la frecventa de lucru. Droselul se sunteaza cu Rd, care face ca impedanta sarcinii (de care depinde amplificarea) sa nu varieze mult cu frecventa.

Editat Mai 8, 2019 de VAX

[yo3fhm]

7 hours ago, V10 said:

Am incercat sa folosesc T5 pe post de amplificator RF, daca tot este acolo, dar se pare ca nu prea functioneaza cu tensiune de alimentare de 3,8 - 4V. Am incercat o simulare si am obtinut amplificare doar in configuratia de mai jos, deci fara rezistori in drena si/sau sursa. Cred ca daca folosesc JFETuri ar trebui sa maresc tensiunea de alimentare altfel nu prea cred ca se poate folosi JFETul in configuratia asta, adica fara nici un rezistor de limitare a curentului in drena.

 

Da, trebuie marita pe la 5V. 

Iata un buffer si un amplificator .

 

1) BUFFER - schema

In schema nu am figurat componentele pentru alimentarea FET-ului, intrucat sursa de alimentare este ideala (rez. interna nula). 

Pentru constructia reala, vedeti reprezentarea din schema preamplificatorului de mai jos (soc + cond. de decuplare). 

 

 

Buffer- caracteristica de transfer si impedanta de intrare:

 

Pentru intervalul 10-100KHz si pentru R3=5K, o variatie a Zin de la 50 ohmi la 5K produce o diferenta minima a atenuarii de insertie (intre -1.6 si -1.8dB). 

Se poate observa si liniaritatea fazei (linia verde punctata) intre 10KHz si 1MHz.

Pentru Zin = 5K, atenuarea de insertie se mentine in jurul a -1.8dB de la 1KHz la 3MHz, dupa care se mareste.

Pentru Zin = 50 ohmi si R3 = 3-5K, insertia se pastreaza constanta la -1.8dB intre 6 KHz si 30MHz .

Impedanta de intrare (la frecvente joase) este data in principiu de valoarea lui R1 (1Mohm), dar la frecvente mai mari, capacitatea de intrare a tranzistorului se face simtita si se vede ca la 1MHz, deja Zin scade la aprox. 5K.

 

NOTA: Datele de mai sus sunt rezultate din simulare si doar pentru modelul tranzistorului J310 .

            Folosind alte tranzistoare, amplificarea scade, dar nu flagrant. In realitate, asteptati-va sa existe unele diferente. 

 

2) Preamplificator RF - schema

 

 

Folosind J310, rezulta o amplificare de aprox. 17dB la 10 KHz si aprox. 23dB la 100KHz.

Pentru alte modele specificate in schema, amplificarea scade. 

Din grafic, se vede ca zona de interes (10KHz - 100KHz) este acoperita cu o rezerva suficienta de amplificare.  In cazul de fata, neliniaritatea din banda de trecere nu prezinta o importanta deosebita (in conditiile in care utilizati etajul in cadrul unui receptor cu reactie). 

 

Impedanta de intrare  depinde de valoarea lui R1. In cazul de fata, valoarea de 100K permite ca la frecvente de pana la 2MHz, Zin sa aiba valori de aprox. 10K, dupa care scade.  Alimentarea trebuie sa fie la 12V ptr castigurile afisate. Daca se scade la 6V, se obtine o liniaritate mai mare in banda de trecere, cu pretul scaderii castigului pana la doar 12dB pe zona 20 KHz - 2 MHz.

 

Pentru cei care ar putea avea o neclaritate legata de prezenta (in ambele scheme) a rezistorului R4 (1 miliohm) serie cu sursa de semnal, mentionez ca pe aceasta o folosesc doar pentru masurarea curentului prin circuit - devenind astfel un artificiu pentru afisarea valorii modulului impedantei de intrare.

Se poate afisa separat atat partea reala cat si cea imaginara a impedantei. 

 

Succes la experimente si toate cele bune,

Cezar YO3FHM

 

 

Editat Mai 8, 2019 de yo3fhm

[yo3fhm]

La 07.05.2019 la 21:28, VAX a spus:

 Incearca un detector ca cel propus de mine, cu structura Darlington. 

...

 

Dvs. l-ati incercat, Vax ? ......................

Poate ne aratati si noua o forma de unda detectata de chestia aia cu structura Darlington ... 

E simplu: puneti la treaba niste elemente din Circuit Maker ca sa scoata modulatie AM si apoi injectati in goarna "detectorului" propus de dvs. 

Vedeti ce iese si postati-ne poza iesirii de semnal. 

Arata a semnal detectat ? Hm ? 

 

 

Editat Mai 9, 2019 de validae
vă rog să evitați provocările la adresa userului....

[yo3fhm]

@V10:  Un scurt exemplu de detector AM 100% functional si testat. 

 

"High-fidelity" AM broadcast detector
by Robert Batey, KF7FTQ

 

1) Schema realizata .

Circuitul detectorului este realizat cu primele 4 tranzistoare (Q1-Q4).

Ultimele 2 tranzistoare (J1 si Q5) constituie un filtru notch pentru frecventa de 10KHz (ce poate rezulta din bataile a 2 statii apropiate si care se interfereaza.

Acest etaj nu este neaparat necesar, se poate adauga ulterior daca e nevoie.  Daca nu se monteaza J1 si Q5, atunci semnalul detectat se extrage din nodul "outff". 

Liniaritatea etajului se pastreaza doar pentru semnal de intrare cu nivel intre 5 si 25mV , castigul fiind de 30dB la 1KHz .

 

 

2) Aspectul (forma de unda) si nivelul semnalului in 3 noduri din montaj (rfmod , outff si out).

In nodul "rfmod" se genereaza semnalul modulat RF (fp=1MHz, fmod=1KHz, grad modulatie 50%).

Nodul "outff" este iesirea detectorului, iar nodul "out" este iesirea de dupa filtrul notch. 

Tensiunile scazute din valorile masurate in nodurile outff si out, sunt tensiunile medii (average) in acele puncte.

Le-am scazut pentru a putea obtine valoarea corecta RMS si astfel sa pot estima si manual castigul etajului.

Pentru 18.5mV in intrare (nodul "rfmod"), se obtin 593mV in nodul "outff" si 573mV in nodul "out" (tensiuni RMS).

Castigul este de aprox. 30dB !

 

 

3) Raportul THD pentru nodurile outff si out (f=1KHz).

La iesirea "out", THD=0.54% , iar in nodul "outff" , THD=0.2% . 

 

 

Am reprodus acest montaj in urma cu vreo 5 ani si a fost de departe cel mai reusit detector de semnale AM pe care l-am folosit. 

 

Cu bine,
Cezar YO3FHM

Editat Mai 8, 2019 de yo3fhm

[VAX]

....................editat de moderator

In legatura cu folosirea structurii Darlington la detectia semnalelor AM, am postat anterior schema interna a circuitului integrat hibrid K2JA372 (AFI + Det +RAA) fabricat de rusi pana prin anii '80. Am avut radio (Ukraina 201) cu acest tip de integrat si am in sertar cateva integrate de acest tip, procurate in anii '80, aduse de cineva care a vizitat un institut de cercetare de la Moscova.

Structura Darlington se preteaza la detectia AM pentru ca primul tranzistor lucreaza la curent mic in baza (nA) si jonctiunea baza-emitor a lui se comporta ca o dioda cu polarizare initiala. Detectia se produce pe jonctiunea baza emitor a lui T1 (din structura) si este ajutata de capacitatea jonctiunii baza emitor a lui T2. T1 trebuie sa fie de RF, cu Cbe cat mai mica (pF). Detectie cu tranzistor (unul singur, nu Darlington) s-a folosit si la unele radiouri rusesti, in anii '60.

Pune mana si citeste, nu te infoia la mine fara sa te documentezi inainte.

Editat Mai 9, 2019 de validae
dacă mai continuați astfel, vă exclud definitiv

[yo3fhm]

.........editat de moderator

 Vorba multa, teorie poate sa citeze oricine... dar cu practica, asa cum ti-a spus atat @validae cat si multi altii de pe aici, esti in pom (si pomu'n aer).  Ai postat o schema a unui radioreceptor rusesc - ei si ? De unde stii ca nu m-am documentat ? 

Ti-am cerut sa demonstrezi ca detectorul pe care l-ai postat (din cadrul receptorului cu 3 tranzistori) functioneaza. Arata-ne ca demoduleaza, nu tranti schema acolo si sa-i mai pui si pe altii la treaba, doar ca sa-ti verifici ideile crețe ... Ai impresia ca @V10 sau alti colegi forumisti sunt terenul tau de incercare a unor astfel de idei ?!

 

Si referitor la faptul ca te simti jignit - nu e nimeni vinovat pentru asta. Tu esti primul vinovat, pentru ca o faci in mod repetat si aproape constant, desi ti s-a atras atentia in mod la fel de repetat si constant. Pai tovarașe , de ce semeni, de aia culegi. Ba chiar uneori, cu putin castig, semeni vant si culegi furtuna. Asa ca daca ai fi mai respectuos macar cu cei veniti mai recent pe forum, fara sa te mai infoiezi atata, probabil ca nici nu ne vei mai oferi motive pentru a te simti jignit . 

 

 

Editat Mai 9, 2019 de validae
vă rog să nu mai intrați în polemici cu userul citat

[VAX]

..........editat de moderator.

 

N-ai vazut schema similara data si de RA3AAE ?

N-am simulat schema, ca n-am avut timp. V10 poate sa intrebe, daca ceva nu merge la fix. Are osciloscop, vede ce apare in montaj, gandeste si el.

Poate ca n-am ales corect valoarea capacitatii C4 (constanta de timp a detectorului), am pus-o prea mica de teama sa nu afectez fronturile semnalului digital. Valorile astea depind de frecventa maxima de modulatie, de tipul modulatiei si de frecventa purtatoarei. Cu C4 de 100nF demoduleaza corect la 1KHz. Daca se mareste si R3 la 10K sau chiar la 22K, nu mai apar resturi de purtatoare la iesire. Oricum se pune un filtru trece-jos dupa demodulator.

Editat Mai 9, 2019 de validae
ultima avertizare.