Proffessor
Спасибо. Будет время, для себя поиграюсь с этими соотношениями.

Занимался исследованием влияния согласования на коэфф шума усилителя, зависимость четкая, минимум шума при лучшем согласовании по мощности.

AOR
было бы странно, если кое что другое нашелся)

Про сказке маолго шума ПТ....
в лучшем идеальном случае ПТ шумит своим сопротивлением канала. Но к сожалению в реальности есть и другие источники шума, связаны с ограниченными возможностями сторить идеальный кристалл, обвязка транзистора и прочие недоделки наших технологий.
Суть простая. ПТ до МГцах имеет очень высокий входной импеданс и сам шумит на nV/sqrtHz. Поэтому ещё при несколько 10 кОм импеданса источника шумы источника оказываются выше чем шум транзитсора. Оттуда в даташитах волшебный график что Кш близко к 0дБ и это даже у страшных КП103 имеется.
Всё станет интересно на 10ки МГц и на УКВ-СВЧ. Там доминирует емкость затвора и потери в этой емкости и входное сопротивление мерится в кОм вплоть до 10ки Ом. И этот импеданс надо обслуживать от источника, иначе механизм усиления не сработает.

Если на НЧ можно подавать только напряжение, то на ВЧ надо уже подавать мощность на ПТ иначе Кш будет отвратителным.

А что рамка даст? Если на НЧ можно только ток "прочитать" и тем самым с маленькими антеннами доходить до частот в кГц, то на КВ и выше этому мешает индуктивность. Для апериодических антенн не допускается резонанс, и тогда усилитель должен своим входным импедансом разумно погасить резонансы, но не быть столь низкоомным, что напряжение будет падать на индуктивности. Вот оттуда берется 100ние Ом для рамки 65см , что с этой комбинацией сможем оптимально много мощности забирать из рамки и индуктивность рамки не доминирует.

И вот тут надо найти тот самый компромисс размера(индуктивности) рамки, входного сопротивления усилителя, чтобы на 30 МГц Кш был достаточным и при 10 кГц АЧХ не загнулась до неэффективности , выручают эфирные шумы на НЧ.

Если с АА Е-поля для приёма до 30 МГц необходимо применить антенный элемент 1м, то для рамки наверно тоже есть некоторый оптимальный размер, который дал бы Кш на 30 МГц по энергетике улова и на 10кГц при нагрузке в сотни ом достаточное С\Ш над эфирными шумами. Очевидно, 2 витка на 65см уже близко к оптимуиу.

Хайо
Заменил в последней удачной модели АА (рамка мебиус, Дифф.усилитель с резисторами ООС) транзисторы BF547 на BFS17.


в х-ках самого усилителя изменения незначительные: усиление уменьшилось на 1dB, входное сопротивление уменьшилось с 280 до 250 Ohm, OIP3 упал на 1dB
Сквозное усиление АА не изменилось, а по шумам есть некоторое улучшение

КШ АА упал на 5dB, шумовая температура выхода упала на 7dB и уже составляет 10dB*kT0 (просится каскодная надстройка сверху, чтоб получить запас выходного шума для согласования по шуму с приемником)

Proffessor
если помните наши расчёты на диполь на КВ - схемы то почти одинаковые))) и можно предусмотреть на входе реле для пеерключения от рамки на диполь)

да , каскод убивает Миллера и будет всё более выдержанно даже при большом усилении.

OIP3 упал на 1dB
Proffessor
это нормально, так как с этим транзитсором гармоники могут образоваться , в отличие от BC547. Но при токе по 12мА и 10 Ом в ООС размах допускается до примерно 100мВ между базами без заметной IM и наверно этого достаточно в 99% случаев эксплуатации.

Хайо
Неплохо было бы еще сообразить бестрансформаторный выход для дифусилителя. Что там нам подсказывает аудио схемотехника?

Proffessor
Можете посмотреть как поведет себя схема, если частоту источника выставить 100Мгц, при таком же уровне -20dbm?

Я боюсь, что вопрос с интермодуляций из-за мощных сигналов в ФМ-диапазоне по прежнему будет проблемой.

btr
Вы скажите какое напряжение при УКВ у Вас рамка даст и оттуда уже будет понятно , что за усилитель нужен.
У меня идея с КП305 или подобных ещё не ушла) и если они слабы Вам, то только осталось телецентр переместить в другое место.

btr
Они то мощные, эти ФМ-ки, но рамку надо сделать так, чтоб она не была резонансной в диапазоне ФМ, особенно, чтоб не было волнового резонанса на частотах ФМ. Кроме того, если рамка экранированная, можно в зазор между экранами включить полуволновый разомкнутый шлейф из коаксиального кабеля, настроенный на нужную частоту подавления, он будет закорачивать зазор на частоте подавления. На практике (проверено с кабелем RG58) получается довольно широкая полоса подавления (10%) на величину около 20dB

Proffessor
от AD есть куча предложения на любой вкус и AD8129 наверно из демократичных решений не убрать. На более тяжелые калибры найдется тоже. Ну и чем uA733 плох к кабелю? Правда, на него нет в даташитах данных про IM. Но он десятилетия уже работает в антенных схемах и особых нареканий не было по этому поводу. Также в 1990ие он хорошо показал себя в премиум-осциллоскопах HAMEG.

Мне кажется, что для рамки надо смотреть на решение с кабелем 4 витые пары, так как всё равно рано или поздно нужна вторая ортогональная рамка, нужно переключение, питание.... и в этом ракурсе рассмотреть диффусилители с противофазными выходами выглядят хорошо. А сложить сигналы уже перед приёмником любым удобным способом.

Ну вот, возвращаясь к AD8129, нельзя делать усиление входного ДУ на BFS17 слишком высоким, чтобы диффсигнал по размаху не превысил 200 мВ.

Хайо
А как замерить Vp-p правильно, еще бы понять? Анализатор показывает в dbm-ах, т.е. значение приведенное к 50 Ом. По хорошему надо измерять ток рамки и его уже переводить в мощность, а далее вычислять напряжение. Есть С1-114, но он до 50Мгц.

По поводу VGA... правда уже не знаю какой раз одно и тоже обсуждаем))). Так вот, в афедри используется AD8369. Думаю, что голая рамка так хорошо работает благодаря ей.

я свои дБм-показывающие приборы все перепроверил на их отзыв на размах-синус. делается это довольно просто.
Если Ваш анализатор и осциллоскоп имеют в пересечение общий диапазон, где работают оба не на предельном режиме, то берите простой генератор, смотрите на синус в осциллоскопе и на показание а анализатое. Это соотношение маркером пишите на панель анализатора.

Я даже при переделке своего R&S HMS-X полностью перешел на показание в размах синус, так как шкалы переделать в софте не получилось, а тракт изначально был не с тем усилением и той избирательностью. Теперь мой анализатор всегда показывает размах синуса в шкале) и для разработки и анализа схем это даже удобнее, так как сразу станет понятно причина каких-либо неполадок. Как хотите понимать не правильную работу ДУ от мощности? Да никак.

Я никак не могу понять, разъясните , откуда в рамке будут сигналы более , чем с полноразмерной антенны, вчера сравнивал свои с "веревкой" ( все при нагрузке на приемник с 50Омами) - разница в сигналах до 40дБ , конечно в пользу веревки. Единственное, сел аккум у моей нановны, не мог посмотреть резонансы. Но если мешают 40МГц и выше , то можно и фильтры применить. Как и в Питере, выше 14....17 МГц рамка моя превращается в минивип, на 30МГц принимает все , что угодно , но не сигналы с эфира. Я понимаю, что надо усилитель лепить прямо у рамки, но его не было у меня, и думаю , что и любой китайченок на 50 Ом пойдет, если не можем по сопротивлению в широкой полосе согласовать и снять мощность. Кстати, а если ту же GALI включить наоборот ( базу на землю) ?
З.ы. вспомнил, у некоторых схем , кот. испытывал забугорник, было следящее питание . Посмотрите , может я что-то путаю.

ats52
всякие фильтры мешают на входе по основной задаче.
Но пока нет конкретных цифр из якобы тяжелых случаев, нет смысла паниковать. Просто рамка диаметром 65см работает "неэффективно" на ДВ-СВ-КВ и очень эффективно на УКВ. Поэтому надо разобраться с габаритом проблемы. На Е-зондах же нашлось решение красивое для значительного ослабления УКВ-спектра.

Proffessor,Хайо и др.
Цитирую вас.
как показывают расчеты (симуляция), для рамки в диапазоне 1,5-30 MHz существует оптимальное сопротивление активной нагрузки, когда передача мощности максимальна, особенно на верхних частотах КВ. Это значение в зависимости от размера и конструктивных особенностей рамки находится в пределах 100-400 Ohm.

Для работы на частотах в полосе 0,1-1,5MHz оптимально нагружать рамку на низкое сопротивление, 1-10 Ohm

как правило лучшее согласование по мощности (больший коэффициент согласования) означает и меньший коэффициент шума, а значит и большее отношение сигнал/шум, хотя есть небольшие нюансы влияния реактивности источника на коэффициент шума усилителя.

Как и обещал, произвел моделирование и расчет одновитковой медной рамки Д=65 см, трубка 10 мм для двух диапазонов- 100-1500 кГц и 3-30 МГц.
Что получил:
1. Графики зависимости обратных потерь в несколько модифицированном более удобном для осмысления виде. Это нормированная к падающей прошедшая мощность в процентах (Рпад-Ротр)/Рпад, что характеризует уровень согласования относительно разных нагрузок (входного сопротивления усилителя в режиме приема).

Увеличить

Увеличить
2. Графики отношений нормированной прошедшей мощности для R=50 Ом к нормированной прошедшей мощности для различных нагрузок. Обратите внимание, что поскольку значение для R=50 Ом стоит в числителе, то чем ниже кривая, тем лучше согласование. Обозначение кривой (50_1) означает отношение прошедшей мощности при 50 Ом к прошедшей мощности при 1 Оме и т.д.

Увеличить

Увеличить
3. Графики мощности, выделяемой в нагрузке различных номиналов при падении на рамку плоской волны соответствующей линейной поляризации с напряженностью поля 1000 В\м (для получения приятных для глаза номиналов). В заглавии указаны номиналы нагрузок, относящиеся к соответствующим кривы кривым. Power_1 означает мощность на нагрузке 1 Ом и т.д. Думаю, разберетесь.

Увеличить

Увеличить
4. Графики напряжения, создаваемого на нагрузке различных номиналов той же волной.

Увеличить

Увеличить
На что я обратил внимание.
1. Для НЧ рамки наилучшее согласование в большей части диапазона получается при нагрузке 10-20 Ом, за исключением частот ниже 200-300 кГц, где 1 Ом вне конкуренции. Максимальная мощность выделяется на нагрузке 5-20 Ом практически во всем диапазоне. Однако же, не во всех точках максимальная мощность совпадает с наилучшим согласованием.
2. Для ВЧ рамки наилучшее согласование в большей части диапазона получается при нагрузке 150 Ом, за исключением частот ниже 6 МГц, где лучше 50 Ом. Максимальная мощность тоже выделяется на нагрузке 150 Ом практически во всем диапазоне. Здесь максимальная мощность хорошо совпадает с наилучшим согласованием.

P.S.
Делал вечером, мог где-то ошибиться в деталях. Делайте замечания.
Если заходите промоделировать усилитель с такой рамкой могу посчитать s1p файл. Задайте только диапазон и шаг.

fil
Как и обещал, произвел моделирование и расчет одновитковой медной рамки Д=65 см, трубка 10 мм для двух диапазонов- 100-1500 кГц и 3-30 МГц. Графики -это хорошо, но если с нормированием мощностей что-то понятно, то с нормированием Сопротивлений не очень понятно. Как-то попроще , для обычного аматера можно? А какие параметры при расчете имела рамка Д=65, ведь у каждого источника имеется параметр, кот. характеризует его внутреннее сопротивление?
До этого писал , что рамка сродни минивипу, только у минивипа емкостное сопротивление, а у рамки индуктивное. И если мы минивип нагружает на бесконечно большое сопротивление, считая это нормальным, то почему мы то же самое не можем сделать с индуктивным сопротивлением рамки? Это опять же мои рассуждения, кот. на практике как бы выполняются ( чем больше индуктивность -диаметр рамки , тем сильнее сигнал получаемый , у минивипа , чем длиннее хлыст тем лучше), единственное, что сложно на ВЧ избавится от Е- составляющей .

З.ы. Почти каждому графику надо выдать пояснение, т.к. меня учили, что КПД системы максимальный, если сопротивления источника и нагрузки равны, а по графикам некоторое расхождение.

fil
Я так понимаю, проходящая мощность (Pпад-Ротр) есть мощность, поглощенная нагрузкой.
В принципе, Вы расчетами подтвердили те принципы широкополосного согласования малой рамочной антенны, которые прояснены ранее в наших дискуссиях. Проще представить рамку как источник сигнала с внутренним сопротивлением Zs и рассчитать коэффициент согласования при подключении к нагрузке Zl:
M=4*Rs*Rl/|Zs+Zl|^2
Этот коэффициент согласования и есть коэффициент передачи мощности от источника в нагрузку, Transduser Gain (M=1 при идеальном согласовании).
Можно просчитать шумовые параметры рамочной АА в симуляторе AWRDE, если предоставите файл s1p(z1p). Шаг по частоте лучше задать 0.1MHz в интервале 0,1-1MHz и далее шаг 1MHz в интервале 1-30MHz

Proffessor
Я так понимаю, проходящая мощность (Pпад-Ротр) есть мощность, поглощенная нагрузкой.
Ну да. Эту форму я выбрал просто для наглядности, т.к. на графике кривые Котр. или обратных потерь в дБ просто сливались, особенно для LF. Кроме того, это как-то более "физично".
Для себя я пока не разобрался, почему максимум согласования апериодичной рамки не совпадает с максимумом принимаемой мощности.
Ну и, между прочим, получается, что очень низкое сопротивление (порядка 1 Ом) для такой рамки оптимальна только для работы на частотах ниже 200 кГц. Правда, при 1 Ом имеем постоянное напряжение и мощность по диапазону LF.
Закачал s1p на частотах как вы просили. http://www.radioscanner.ru/uploader/2020/ramka_sp_sparameter1.rar

ats52
Графики -это хорошо, но если с нормированием мощностей что-то понятно, то с нормированием Сопротивлений не очень понятно. Как-то попроще , для обычного аматера можно?

Мне, как обычному "аматору", графики с нормированной мощностью малопонятны.
У нас, любителей, в крови сидят микровольты.
Наша задача усилить напряжение от 0.5 мкВ до 1 Вольта, а потом уже и по мощности будем согласовывать динамик с УНЧ.
Поэтому с приведенными выше графиками я "как Ежик в тумане".

Автору графиков за труды спасибо, может быть когда-нибудь и до меня дойдет их смысл :)

fil
графики мощности, выделяемой в нагрузке различных номиналов при падении на рамку плоской волны соответствующей линейной поляризации с напряженностью поля 1000 В\м

А какая программа считала мощность в нагрузке?
Если правильно понимаю, то какая-то программа переводила напряженность поля в мощность.

Valery
Если правильно понимаю, то какая-то программа переводила напряженность поля в мощность.
Нет, мощность посчитана непосредственно, как и сама рамка, с помощью одного из антенных симуляторов.

fil
Ругается прога на Ваш файл, не хочет считать. Загрузил в ранее созданный проект с рамкой мебиус, заменил файл данных S1P, задаваемый во входном порту, на Ваш, и вот.
1:31:40 PM ramka_sp_SParameter1 : Problem with file format: Error reading line 18: noise data is supported only in 2-port data files (current matrix size = 1)
Мол, поддерживает только 2-портовые файлы данных, хотя все мои остальные, с которыми я считаю, даже те, которые создавал вручную, принимает.
Сравнил форматы, у Вас задан формат показательный MA: модуль-фаза в градусах, а в тех, что работают, там формат данных RI: реальная-мнимая часть.
Тестовый файл test.s1p (формат данных RI) с сайта роде-шварца у меня тоже работает

Proffessor
Проверьте вот что. Я сшивал в редакторе два файла, один до 1 МГц с шагом 100 кГц и начиная с 1 МГц с шагом 1 Мгц. Сейчас посмотрел, там в районе этой строки две одинаковые строчки на 1 МГц. Может быть нужно удалить лишнюю. Или, если не поможет, обрезать строки после 1 МГц.
А может симулятору не нравится разный шаг? Но скорее всего проблема в этой строке, она под номером 17.
На крайняк дам два отдельных файла на два диапазона.

Вот закачал два отдельных файла
http://www.radioscanner.ru/uploader/2020/ramka.rar

fil
подредактировал файл, теперь нормально.
Схема усилителя - классический ДУ на биполярных транзисторах BF547, питание 12V, ток 28mA на плечо, выход - симметрирующий трансформатор.
Транзистор изображен прямоугольником с тремя выводами. 1-коллектор, 2-база, 3-эмиттер.

Чтобы не загружать много графиков, скажу на словах, что входное сопротивление усилителя 177 Ohm почти чисто активное, и после 10MHz спадает монотонно, и на 30MHz уже 133Ohm. КСВ на выходе 1,3 относительно 50 Ohm. Усиление по мощности собственно усилителя 26dB, по напряжению 20dB со спадом на 3dB на 30MHz.


А это - коэффициент усиления активной антенны, рассчитанный как сквозной коэффициент усиления мощности от рамки до выхода усилителя (Transducer Gain), можно сказать эквивалент понятию КПД для пассивных антенн. Наибольшее усиление - на 10MHz.


Это шумовые характеристики данной АА. Пунктирная красная линия - мощность внешнего шума в тихой местности (согласно данным МККР, dB*kT0) в нагрузке идеальной всенаправленной антенны без потерь, синяя - коэффициент шума АА с учетом рамки как источника сигнала (dB), коричневая - мощность шума на выходе АА, обусловленного только внутренним шумом усилителя (dB*kT0), зеленая - мощность внешнего шума на выходе АА (dB*kT0).
Можно заключить, что антенна получилась низкочастотной, имеет нормальную чувствительность до 20MHz, выше по частоте уже внутренний шум преобладает в общем балансе. Экранированные рамки в плане чувствительности с этим усилителем выглядят намного лучше.

Proffessor
Экранированные рамки в плане чувствительности с этим усилителем выглядят намного лучше.
А чем они принципиально отличаются от этой рамки?

fil
А чем они принципиально отличаются от этой рамки?
Характером частотной зависимости реактивного сопротивления Х, емкость экрана вносит свои коррективы, к тому же КШ усилителя зависит еще и от Z источника, вернее насколько оно далеко от Z оптимального. Наука объясняет эту зависимость степенью корреляции между эквивалентными шумовыми источниками тока и напряжения в активных элементах.

Proffessor
Характером частотной зависимости реактивного сопротивления Х, емкость экрана вносит свои коррективы,

Наверное я что-то не понимаю. Любую полую рамку можно сделать экранированной, включая эту. Добавляется только отрезок внутренней линии. Вы его имели в виду?

fil
именно так, если обернуть"голую" рамку экраном с разрезом