Semnal DCF77 Recepţia experimentală cu antene VLF

[yo3fhm]

34 minutes ago, VAX said:

Simulez acum schema detectorului cu structura Darlington la diverse frecvente ale purtatoarei. Primele rezultate sunt dezamagitoare, pentru ca la frecventa de 30MHz, cu semnal RF de 10mV si modulatie 80%, semnalul dupa demodulare are cam 1mV varf la varf.

 

Eu am simulat-o de acum vreo 2 zile, de cand ati postat-o (cea din receptorul Ukraina 201) si am obtinut cam aceleasi rezultate. N-am insistat mai mult si n-am postat-o ca sa nu credeti ca am ceva cu dvs.

Dar daca tot ati adus vorba, iata rezultatele (no offense!) :

 

 

 

Pentru o amplitudine de 25mV a semnalului modulat (grad modulatie = 50%, fc=1MHz, fm=1KHz), la iesire apare un RMS de 0.771mV . 

THD pe iesire ... cam 8-9% :

 

 

Cu stima,

Cezar

 

Editat Mai 10, 2019 de yo3fhm

[VAX]

1 hour ago, yo3fhm said:

 

Aveti aici documentatia originala:  http://g3ynh.info/circuits/push-pull_det.pdf

 

 

Pai, dupa cum i-ati recomandat si lui V10, aveti simulator, aveti osciloscop... sunt sigur ca va puteti lamuri si singur !

Spuneti-ne dumneavoastra, ca ati simulat deja circuitul cu LT Spice (oscilogramele in diverse puncte). Presupun ca l-ati descifrat si ati studiat toate detaliile.

 

Eu am simulat circuitul cu tranzistor Darlington la repezeala (am alte treburi de facut in paralel) si se pare ca am tras niste concluzii gresite. N-am tinut seama de atenuarea la 10 Khz a semnalului demodulat, introdusa de circuitul RC de detectie. Am pus capacitatea condensatoarelor la plezneala, sa elimine resturile de purtatoare, dar sunt taiate si frecvente audio peste 1Khz. Reiau studiul, mai cu atentie. Pana la urma ma lamuresc cum e treaba cu detectorul asta.

 

Am citit articolul lui nenea acela si am vazut cum l-a gandit. A plecat de la necesitatea sa construiasca un detector bun (cu dinamica mare) pentru scule cu ultrasunete (40KHz), dupa care i-a extins utilizarea si in alte scopuri. Din start cerinta pentru buna functionare este ca primele doua tranzistoare sa amplifice de o mie de ori in tensiune, pentru ca liniarizarea se face cu reactie negativa puternica. Zicea ca de la 1,5 MHz se observa scaderea eficacitatii. Cu BC-uri nu are cum sa urce mai sus, poate cu BFR-uri (npn) si BFT-uri (pnp), care au Ft=5GHz si Cbe de ordinul 1-2pF. 

Am sa simulez cu Circuit Maker, sa vad oscilogramele.

Editat Mai 10, 2019 de VAX

[yo3fhm]

27 minutes ago, VAX said:

Spuneti-ne dumneavoastra, ca ati simulat deja circuitul cu LT Spice (oscilogramele in diverse puncte). Presupun ca l-ati descifrat si ati studiat toate detaliile.

Eu [...]  (am alte treburi de facut in paralel) [...]

Reiau studiul, mai cu atentie. Pana la urma ma lamuresc cum e treaba cu detectorul asta.

 

Pe mine nu m-a ars atat de tare curiozitatea. Si eu l-am trantit la repezeala, am vazut ce era de vazut si cam atat. 

Ca si dvs., mai am si altele de facut si daca nu devin curios, nu-mi bat capul. 

Foarte bine daca aveti de gand sa lamuriti povestea montajului, va apreciez intentia si raman pe receptie

 

73 de Cezar

[VAX]

Schema detectorului din integratul K2JA372 ati gresit-o, pentru ca n-ati tinut seama de caderea de tensiune produsa de curentul de colector al tranzistorului anterior detectorului. Baza lui Q1  este la potential prea mare (aproape de +Vcc). Probabil ca Q1 este intrat in saturatie, avand rezisror  (R3) in colector.

Fabricantul spune ca distorsiunile nu sar de 3%, iar integratul a fost facut sa mearga la 465 KHz (AFI). 

[franzm]

Vad ca, de-o vreme încoace, pe acest topic se pune accent pe receptoare cu reactie si pe demodulatoare AM. Oare sunt ele optime pentru receptia experimentala a emisiunii ASK de la DCF77? N-ar fi fost mai potrivita o sincrodina (antena de ferita, un JFET cu sarcina distribuita, un NE612 cu intrarea si iesirea configurata simetric si un TL074 ca sumator si filtru)?

[yo3fhm]

9 hours ago, VAX said:

Schema detectorului din integratul K2JA372 ati gresit-o, pentru ca n-ati tinut seama de caderea de tensiune produsa de curentul de colector al tranzistorului anterior detectorului.

 

Vai di mini si di mini, oare chiar oi fi zbarcit-o ?! 

 

9 hours ago, VAX said:

Baza lui Q1  este la potential prea mare (aproape de +Vcc). Probabil ca Q1 este intrat in saturatie, avand rezisror  (R3) in colector.

 

Ati verificat asta si practic ? Sau macar pe simulator ?

 

 

1 hour ago, franzm said:

Vad ca, de-o vreme încoace, pe acest topic se pune accent pe receptoare cu reactie si pe demodulatoare AM. Oare sunt ele optime pentru receptia experimentala a emisiunii ASK de la DCF77? 

 

Deh, chestie de gust. Hi.

 

1 hour ago, franzm said:

N-ar fi fost mai potrivita o sincrodina (antena de ferita, un JFET cu sarcina distribuita, un NE612 cu intrarea si iesirea configurata simetric si un TL074 ca sumator si filtru)?

 

Habar n-am. Daca aveti vreo propunere , sunt sigur ca nu numai urechile mele vor fi active !

 

73 de Cezar

Editat Mai 11, 2019 de yo3fhm

[VAX]

3 hours ago, yo3fhm said:

Vai di mini si di mini, oare chiar oi fi zbarcit-o ?! 

Refaceti simularea cu baza lui T1 pusa la potential mai mic decat V+ cu 2V (estimat, ca nu am simulat tot circuitul, sa stiu cat sant tensiunile in diverse puncte ale integratului). 

 

3 hours ago, yo3fhm said:

Ati verificat asta si practic ? Sau macar pe simulator ?

Cum sa masori in interiorul integratului ? Se deduce din schema. N-am simulat functionarea integratului, inca, dar nu-i timpul trecut, mai ales ca am cateva integrate de acest tip si s-ar putea sa le pun la lucru.

[VAX]

5 hours ago, franzm said:

Vad ca, de-o vreme încoace, pe acest topic se pune accent pe receptoare cu reactie si pe demodulatoare AM. Oare sunt ele optime pentru receptia experimentala a emisiunii ASK de la DCF77? N-ar fi fost mai potrivita o sincrodina (antena de ferita, un JFET cu sarcina distribuita, un NE612 cu intrarea si iesirea configurata simetric si un TL074 ca sumator si filtru)?

Discutia a plecat de la intarirea semnalului (acoperit de perturbatii) cu Q-multiplier. Era interesat V10, insa n-are experienta in domeniul acesta si l-am imbrancit putin spre detectoarele cu reactie, ca prim pas spre intelegerea si aplicarea (mai cu tragere de inima) a circuitelor de tip multi-Q. 

 

Dati niste scheme pentru cei interesati de ideea expusa, nu-i lasati cu ochii in soare. Ce este JFET-ul cu sarcina distribuita ? Va referiti cumva la sarcina nerezonanta (rezistiva sau drosel) ? Sau la JFET-ul cu sarcina in drena si sursa, utilizat de regula la defazoare ?

Editat Mai 11, 2019 de VAX

[yo3fhm]

Tensiunile pe schema asa cum era:

 

 

 

Editat Mai 11, 2019 de yo3fhm

[VAX]

Am regandit detectorul AM cu redresare pe jonctiunea baza-emitor a unui tranzistor de RF. 

1. Am introdus un etaj repetor de tensiune cu JFET inaintea tranzistorului detector. Astfel, impedanta la intrare este mare si detectorul se poate conecta direct la un circuit oscilant, respectiv impedanta in sursa JFET-ului este mica si se face adaptarea cu detectorul,

2. Pentru detectie se utilizeaza un tranzistor RF cu capacitate mica a jonctiunii emitorului, polarizat la curent mic (Ie=46uA, Ib=574nA) printr-un rezistor in emitor de valoare mare. 

Dupa tranzistorul detector semnalul este preluat de un repetor de tensiune pe emitor, cu tranzistor Darlington de tip BC517 (beta>30000, Ic=1,64mA, Ib<60nA).

 

 

A rezultat la simulare urmatorul comportament:

Fp=3MHz, Fmod=10kHz
Ui=1mV amplitudine . m=0,80
Usq1=1,833 mVvv
Ueq2=290,4 uVvv
Uo=8,59 uVvv

 

La Ui=10 mV
Usq1=18,33 mVvv
Ueq2=2,76 mVvv
Uo=730,8 uVvv

La Ui=100 mV
Ueq2=56,83 mVvv
Uo=48,46 mVvv

 

Ui=1V amplitudine
Usq1=1,83 Vvv
Ueq2=813,3 mVvv
Uo=733,3 mVvv

 

Fm=1kHz si Fp=3MHz

Ui=1V

Uo=780 mVvv

 La nivel mic al semnalului (10mV) apare vizibila armonica a 3-a dupa detectie.

Pe masura ce se micsoreaza nivelul semnalului RF, scade randamentul detectiei. Jonctiunea pe care se face redresarea are o usoara modificare a rezistentei dinamice, nu se comporta nicidecum ca un comutator inchis/deschis. Se produce demodulare a semnalului AM si la nivelul RF de 1mV, dar cu randament foarte mic. Trebuie amplificare mare in JF si ar fi bine sa existe amplificator RF (minim 10x) inainte de detector. Cu tranzistoare cu Cbe de ordinul 1pF (de exemplu BFR90), cat au si diodele punctiforme (Ge), frecventa maxima a purtatoarei poate sa fie peste 100 MHz, fara degradarea sensibila a performantelor. O problema suplimentara ar fi aceea ca jonctiunea baza-emitor a tranzistoarelor RF (UIF) nu suporta tensiuni inverse mai mari de 2 V (in general).

Acest detector este bun pentru receptoarele cu Q-multiplier in fata. Este net superior detectorului cu dioda fara polarizare initiala, dar este imperfect.

Am inlocuit tranzistorul T2 cu o dioda de comutatie rapida (1N916), cu anodul legat la sursa JFET-ului si catodul la circuitul R-C de detectie (C3-R5) si am obtinut rezultate asemnatoare cu cele din primul caz, tensiunea dupa detectie fiind cam cu 25% mai mica (dar detecteaza corect). Se pot folosi cu rezultate bune si diode Schottky de frecventa mare (cu Cd<2pF), insa nu fac minuni la semnal mic, tot asa se comporta.

Concluzia ar fi aceea ca nici tratata cu apa sfintita, jonctiunea p-n nu redreseaza perfect (cu randament bun) tensiunile RF de ordinul milivoltilor. 

[V10]

18 hours ago, VAX said:

Discutia a plecat de la intarirea semnalului (acoperit de perturbatii) cu Q-multiplier. Era interesat V10, insa n-are experienta in domeniul acesta si l-am imbrancit putin spre detectoarele cu reactie, ca prim pas spre intelegerea si aplicarea (mai cu tragere de inima) a circuitelor de tip multi-Q.

 

Off topic: Vad ca mai nou avem si reclame electorale pe forum. Probabil "cu grija partidului" o sa-mi functioneze mai bine receptia DCF

 

Receptia semnalului DCF77 cu receptoarele pe care le-am testat pana acum, in conditii mai mult sau mai putin bune, mi-a adus cel putin doua beneficii principale.

Unul este ca am putut gasi foarte usor un loc in casa unde sa pozitionez ceasurile cu receptor DCF pe care le am in asa fel incat sa receptioneze mai bine. In cazul meu a fost suficient sa le mut la o alta ferestra la o distanta de 2 metri fata de locul initial si pot confirma ca de vreo 2-3 saptamani ceasurile se sincronizeaza in fiecare noapte.

Al doilea beneficiu, am aflat care era, si partial inca mai este, pricipala sursa de bruiaj pentru receptia DCF. Este un frigider cu inverter a carui bruiaj acoperea aproape in totalitate semnalul DCF. Am montat un filtru pe alimentarea frigiderului, nu stiu cat de bun si potrivit este, problema s-a rezolvat partial, bruiajul este mai redus in zona frecventei de 77.5 kHz dar parca s-a mutat mai jos, pe la 60 kHz si afecteaza receptia MSF60, care oricum nu este utila practic.

 

Un beneficiu secundar a fost ca am invatat cateva lucruri despre aceste receptoare, domeniul este vast si necesita timp indelungat pentru a capata experienta suficienta, probabil este cam tarziu pentru mine, de la o varsta numarul neuronilor scade in fiecare zi.

 

Am mai spus, eu nu intentionez sa folosesc aceste receptoare cu reactie pentru receptia si decodificarea semnalului DCF, a fost o joaca in timp ce astept sa ajunga circuitele U4224B si cuarturile de 77.5 kHz din China si am mai luat o pauza de la proiectele mele cu micro controlere, au trecut aproape doua luni si inca nu au ajuns piesele, sper sa ajunga totusi si sa functioneze bine receptorul cu U4224B ca sa-l pot folosi cel putin intr-unul din proiectele mele "digitale". 

 

Si eu as fi curios sa vad o schema propusa de Dl. franzm, cu toate ca din ce am vazut pe net circuitul NE612 este "de muzeu" deci probabil ca este mai greu de gasit, poate pasionatii de RF il au "pe stoc".

 

O duminica placuta tuturor!

[franzm]

N-o sa va pun sa alergati dupa naluci. Schema respectiva am folosit-o pana acum doar la receptia CW si PSK31. Desi experimentele cu DCF77 si-au pierdut farmecul pentru mine (la 250km de emitator, receptia nu reprezinta o provocare deosebita), în limita timpului o sa încropesc totusi un receptor dupa schema respectiva. Am un ceas multiband (DCF, MSF, WWVB, JJY40 si JJY60) si ar fi interesant de vazut ce semnal am de la statiile respective.

Am pe undeva câteva ceasuri DCF cu afisajele defecte, de la care pot lua antene si cuarturi, dar nu stiu pe unde le-am depozitat. (Am renovat locuinta, am depozitat din lucruri pe la rude si înca nu mi-am revenit la normal.)

SA/NE602/612 se gaseste înca destul de bine, mai ales varianta SMD. În cazul de fata o sa lucrez cu circuite recuperate (dezlipite).

@VAX: Dupa cum bine ati remarcat, este vorba de defazor.

[yo3fhm]

2 hours ago, V10 said:

din ce am vazut pe net circuitul NE612 este "de muzeu" deci probabil ca este mai greu de gasit, poate pasionatii de RF il au "pe stoc".

 

Felicitari in primul rand pentru perseverenta si pentru reusite ! Am fost impresionat de determinarea dvs. si mi-a placut cum functioneaza receptorul pe care l-am vazut acolo.

Referitor la NE612, il puteti regasi sub denumirea SA612, atat la TME cat si la FARNELL si MOUSER. De asemenea, vad ca la AD Electrocom (care aduce componente prin toti cei trei furnizori mari), se gasesc ambele modele, atat NE612 cat si SA612 (ultimul fiind cu aprox. 50% mai ieftin). 

Se poate folosi cu aceleasi rezultate pentru situatia de fata, si NE602 (SA602). 

In principiu, acestea sunt aproape identice si interschimbabile. 

 

Cateva montaje cu circuitele respective (fara o ordine prestabilita), de la care s-ar putea prelua unele idei.

Pe Internet se gasesc cu sutele, oricum. 

 

A “lean design” SSB-Transceiver for 14 MHz

NE612 Synchrodyne AM Receiver

NE612 receiver experiment

AM modulator with SA612 (or SA602, NE612, NE602)

 

Circuitele respective contin modulatoare (mixere) cu celula Gilbert. La noi in tara, TAA661 a fost produs de IPRS Baneasa si se baza tot pe celula Gilbert. 

MC1496 este un alt circuit bazat pe aceasi tehnologie, dar cu o arhitectura diferita.

Exista circuite cu celule Gilbert si in prezent, dar cele mai multe sunt fabricate in tehnologie SMD. 

Mixere active simple care sa reproduca comportamentul unei astfel de celule, se pot realiza si cu componente discrete. Sincrodinele lui Andrian Nicolae, publicate prin revistele si almanahurile Tehnium, foloseau celule Gilbert.

 

Iata cateva cuvinte despre celula Gilbert si aplicatiile sale:

https://en.wikipedia.org/wiki/Gilbert_cell

https://www.electronics-notes.com/articles/radio/rf-mixer/gilbert-cell-rf-mixer.php

http://www.iitk.ac.in/eclub/ee381/AnalogMultipliers.pdf

 

In oricare dintre cazuri, un mixer realizat cu un astfel de circuit, este un mixer activ. Nu stiu cum se comporta in VLF, dar in zona HF nu ofera performante notabile, fiind de preferat unul bazat pe diode. Minusul acestuia e ca are nevoie de nivel mare de la oscilatorul local, dar rezistenta la intermodulatii e superioara mixerelor active obisnuite.

Un mixer bazat pe celula Gilbert e oricum de preferat fata de un mixer activ realizat cu un singur tranzistor  

Reamintesc aici diferenta de receptie intre radioreceptoarele produse la noi in tara (vezi Gloria de exemplu), bazate pe mixere ieftine, cu un singur tranzistor, si unele dintre cele produse de rusi - cum ar fi celebrul Selena, care avea mixer cu diode. Receptia Gloriei era afectata de intermodulatie "la greu", pe cand cea de pe Selena era mult mai linistita. 

In vest, multe dintre receptoarele comerciale mai recente, se bazeaza pe mixere echilibrate (inclusiv cu FET sau MOS).

 

Reproduc mai jos povestea circuitelor NE612/NE602 vs. SA612/SA602, preluata de pe Internet, dintr-o stire initial publicata de Paul (NA5N) pe Gadgeteer News (Dec2006).

http://soldersmoke.blogspot.com/2009/06/na5n-on-ne602.html

Mie mi s-a parut foarte interesanta !

 

Quote

 

I continue to mine the Gadgeteer News archives.
Here is a good one from NA5N. 
Orignally posted on Gadgeteer news, 2 December 2006 
NE602=NE612=SA602 
(Originally posted by NA5N on QRP-L) 

Gang,
The ever famous NE602's are manufactured in the Philips Semiconductor plant in Albuquerque, about 85 miles north of me.

I visited there last summer and had a nice discussion with an applications engineer about the history of the NE602's. Goes something like this:

 

" This long story will prove that NE602 = SA602 = NE612 = SA612 (for those of you who don't want the gory details -hi)
The original NE602 was designed/manufactured by SIGNETICS for the 45MHz FM wireless telephone market. A little later, the wafer was
redesigned a bit to allow the internal oscillator to operate to 200MHz and the RF to 500MHz. This was redesignated the NE612, and was intended to replace the NE602. However, customers kept ordering the NE602, getting angry at Signetics because their distributors were out of stock, etc. So when they made the chips, they made a jillion NE612's, and labeled some of them NE612 and the rest NE602 to satisfy the users of both parts. This is why contemporary data books show the exact same specifications for both NE602 and NE612. They came from the same wafer.

 

Then Signetics was bought out by Philips, who evidently continued this practice for a short time, then decided it was rather redundant. So they announced that the production of NE602's has been discontinued and listed it as an obsolete part ... giving QRPers around the world various fits of apoplexy to suicidal tendencies that doomsday had struck.
What wasn't well understood is Philips continued to support production of the NE612, as they do today.

 

Then to make matters worse, disaster struck the Philips plant in Albuquerque in the spring of 2000. A wild grass fire in northwest New Mexico threatened three main electrical lines that run from the "Four Corners" electrical generating plant to Albuquerque. Smoke from the fire caused one of the high-voltage lines to arc, tripping the circuit off line. Virtually the entire electrical load for Albuquerque and southern New Mexico was now transfered to the two remaining feeders, which could not handle the full load, causing brownouts, voltage spikes, etc. until they too failed. Where I live in Socorro, New Mexico, I remember the brownouts hit about 4:15pm, outages on and off until the
entire grid went down about 5pm, and stayed off until about 11pm. One of the longest power failures in US history. We just figured it was Y2K about 3 months late. (PS - I worked 40M CW QRP that night by candlelight, and it was the quietest conditions I ever heard on 40M!!! And every QSO I heard seemed to be a QRPer). The extreme voltage fluctations as the feeders were failing caused a transformer at the Philips plant in Albuquerque to catch on fire. I remember seeing it on the TV news, in which they said it caused mostly smoke damage from the burning transformer and burned a couple of storage rooms. That was all-no biggie. Well, it turned out one of the storage rooms that was burned was where they stored the film masters for making the semiconductor dies, and the NE612 film master was now molten emulsion. These film masters were the originals from the old Signetics company.

 

So Philips had to completely redo the artwork for the majority of their IC's. Additionally, it turned out the smoke damage was excessive and the IC fabrication facilities were
left unusable. Philips was basically unable to manufacture IC's at the Albuquerque plant for months. It was about 8 months before they got all their wafer machines back on line, which left a huge hole in the semiconductor industry. I know it just about killed several cell phone manufacturers because delivery contracts for parts were suddenly postponed for six to eight months.

 

The world wide supply of NE602/NE612's virtually dried up during 2000 as a result of this fire and the nearly year backlog of manufacturing quotas.

The first run of NE612's in 2 years finally occured in September 2000.This huge shortage of NE612's, combined with the fact that NE602's have been discontinued/obsolete, is what convinved QRPers that these nifty little chips were no more. I was told 20,000 units were manufactured in 2000, or what Philips believes is a 2 year supply. This is
also why the release of the K1 (with 5 NE612's!) was delayed from the promised "after Dayton" to late in the year, as were other kits. It just wasn't clear when Philips was going to schedule the NE612's for production. So yes, the NE602 is dead, but the perfectly compatible NE612 is still available, and Philips has no plans at the present to discontinue that part number.

 

For final clarification:
NE602 = plastic DIP, rated 0C to +70C ... OBSOLETE
SA602 = plastic DIP, rated -40C to +85C ... OBSOLETE
NE612 = plastic DIP, rated 0C to +70C ... AVAILABLE
SA612 = plastic DIP, rated -40C to +85C ... AVAILABLE

or, to answer the final question ...
NE602 = SA602 = NE612 = SA612

 

72, Paul NA5N "

 

 

[VAX]

4 hours ago, V10 said:

 

....am putut gasi foarte usor un loc in casa unde sa pozitionez ceasurile cu receptor DCF pe care le am in asa fel incat sa receptioneze mai bine....

Ceasul meu are indicator de semnal, ca la telefoanele mobile. Indica si el ceva.

 

 

Construiti o antena separata (bobina cadru acordata pe 77,5 KHz, sau cu bara de ferita), urmata de un amplificator care sa alimenteze a doua bobina (mai mica dimensional), plasara langa ceas. Antena cu amplificatorul incorporat se plaseaza in locul cu semnal bun (eventual in afara cladirii) si se aduce semnalul prin fire (telefonice - rasucite) la locul cu pricina (la bobina de emisie). Alimentarea amplificatorului se face din casa, prin firele prin care vine semnalul. Veti fi cel mai fericit posesor de ceas cu DCF. Va pot proiecta o schema, daca sunteti interesat.

 

Este reala receptionarea semnalului de la MSF60 ? M-ar interesa pentru calibrarea frecventmetrelor. 

 

In locul lui NE612 puteti folosi MC1496 (si clonele lui). Schema este diferita, dar face acelasi lucru. Astea se gasesc de cumparat la pret mic. Sunt N tipuri de integrate care contin multiplicator cu celula Gilbert si care s-ar putea utiliza la mixere.

 

Editat Mai 12, 2019 de VAX

[Marele Savant]

De ce il tineti cu 5 zile inainte?