Нужна квалифицированная помощь в синтезе фильтра верхних частот по заданной АЧХ. Имеется вот такой широкополосный генератор шума:

http://mods.radioscanner.ru/selfmade/mod338/

Как видно из АЧХ его спектра:


Увеличить

начиная с частоты что-то около 2 МГц имеется в общем достаточно пологий равномерный спад уровня высокочастотных составляющих спектра. Нельзя ли этот спад выровнять применением не очень сложной корректирующей цепи? Ну скажем, ФВЧ с двумя-тремя индуктивностями? Если кто имеет опыт синтеза таких цепей, то помогите, пожалуйста. Заранее признателен.

я бы подумал не о том как ВЧ поднимать, а о том как НЧ опускать...

а о том как НЧ опускать...

mf21


в генераторе шума мощу опускать?

semizador
А почему бы не использовать транзисторы с граничной частотой более высокой? Завал будет в любом случае, но уже выше по частоте.

Конденсатор например около 50....200 пикофарад (все зависит он сопротивления нагрузки) последовательно выровняет АЧХ но сигнал упадет конкретно, а горб в 2 МГц надо опускать обратной связью в самом усилителе. Можно попробовать сделать низко добротную фильтр пробку с резонансом около 2 МГц и с помощью резистора поглотить часть энергии на этт фильтр пробку. Мое мнение, что надо делать лабораторную работу, комбинировать разные мысли на практике.

Stumbler

Собственно источником шума в ней служит стабилитрон VD2. Какие граничные частоты стабилитронов? КТ 315 работает до 120 МГц.

mf21:
я бы подумал не о том как ВЧ поднимать, а о том как НЧ опускать...

ФВЧ именно это и делает, он ведь пассивный...

Я представлял себе решение в виде эдакой суммы "октавных" фильтров с заданным наклоном. "Октавных" в том смысле, что частота, где подъём АЧХ заканчивается, примерно вдвое больше частоты, где подъём начинается. А чтобы растянуть этот наклон от 2 МГц до 30 МГц, фильтры должны быть такие: 2-4 МГц, 4-8 МГц, 8-16 МГц и 16-32 МГц. Но вот как их "просуммировать" и как задать наклон их АЧХ в пределах "своей" октавы? Нужна конкретная методика синтеза фильтра из пассивных компонентов...

semizador надо корректирующий фильтр с подъемом 40 дб к 30 МГц, это даст обычный конденсатор в разрыв + ВЧ усилитель на транзиторах с граничной чатотой не мение 350 МГц . И второй фильтр откорректировать в районе 2 МГц тоже можно как то в эммитере усилителя. Дальше все на всякий случай усилить дополнительно чтобы не было влияния от нагрузки.

semizador:
Стабилитроны шумят хорошо и широкополосно в самом начале пробоя, т.е. при токе 0,1 - 0,3 мА (подбирается индивидуально), а не при выбранном Вами токе 10 мА. Причина завала ВЧ может быть в этом.

semizador
При такой полосе 2-32 мГц проще сделать генератор шума с равномерным спектром. Помните как-то мою тему, генератор Ш + м/с ЕРА ? Если интересно то выложу его АЧХ.

semizador

Да стандартный пропорциональный ФВЧ первого порядка делается с частотами 2 и 32 МГц, он как раз к 32 МГц даст 20 дБ. Шумовую дорожку номер два берите, и всё будет в порядке...

semizador, имхо , это АЧХ твоего усилителя с повторителем.
Для получения равномерного спектра , думаю, правильнее снять сигнал с эмиттера первого транзистора, усилить широкополосным усилителем с равномерной АЧХ до нужного уровня.
Либо для начала включи последовательно с эмиттером RC цепочку ООС и скорректируй АЧХ , т.е получи завал 20дБ на НЧ ( резистор примерно 56 Ом) , емкостью выравни на ВЧ. Если мало мощи, то добавь еще каскад 20дБ с ООС.
З.Ы. для работы эмиттерного повторителя с большими уровнями на ВЧ при низкоОмной нагрузке необходимо прогонять достаточно большой ток. ПРи питании минус 12В резистор д.б. примерно 11,3В/0.03А=410 Ом. (АЧХ поднимется на ВЧ).
На транзисторе будет рассеиваться мощность 12,7В*0,03А=0,4Вт. Запитай ЭП от половины напряжения.

Может лучше сразу на лампе шумового диода сделать? Тогда получится уже не пробник, а настоящий измерительный прибор Кш.
А на транзисторах я делал ГШ - три транза, каждый запитывается отдельно, выходы объединены. Без всяких доп. усилителей дает около 5 баллов от 40 МГц и где-то до 700. Питание от "Кроны", ток потребления ~6 мА. Транзисторы вроде КТ306, сейчас уже не помню. Но если надо - могу отпаять экран, тогда точно скажу. Помню только что специально перебирал разные типы в поисках самых хорошо шумящих.

mbv:
Стабилитроны шумят хорошо и широкополосно в самом начале пробоя, т.е. при токе 0,1 - 0,3 мА (подбирается индивидуально), а не при выбранном Вами токе 10 мА. Причина завала ВЧ может быть в этом.

Не думаю. В первом (не опубликованном) варианте генератора шума стабилитрон стоял в цепи базы транзистора. Работал он, правда, при токе меньше чем 0,1..0,3 мА, но ведь тоже в начале пробоя - уровень шума был крайне низким, пришлось в несколько сотен (!) раз усиливать чтобы получить то же самое. Если у вас есть более детальная информация о свойствах стабилитронов в этом качестве, то поделитесь, пожалуйста. Я имею ввиду, разумеется, какой-нибудь учебник или статью по физике полупроводников.

ats52:
...это АЧХ твоего усилителя с повторителем...

На мой взгляд, какими бы высокочастотными не были транзисторы, завал на ВЧ неизбежен. Вопрос лишь в том, с какой частоты он начнётся. Кроме того, у стабилитрона, по сравнению, например, с обычным диодом, значительная собственная ёмкость, стабилитроны когда-то в радиолюбительских конструкциях даже в качестве варикапов использовались. Так вот эта ёмкость в паре с эквивалентным выходным сопротивлением стабилитрона как источника шума даёт не что иное, как ФНЧ первого порядка - завал на ВЧ неизбежен.

Гагарин:
При такой полосе 2-32 мГц проще сделать генератор шума с равномерным спектром. Помните как-то мою тему, генератор Ш + м/с ЕРА ? Если интересно то выложу его АЧХ.

Конечно интересно, выкладывайте. А заодно и ссылку на тему - почитаю.

Igor 2:
Да стандартный пропорциональный ФВЧ первого порядка делается с частотами 2 и 32 МГц, он как раз к 32 МГц даст 20 дБ. Шумовую дорожку номер два берите, и всё будет в порядке...

Попробую, всё попробую.

xman:
Может лучше сразу на лампе шумового диода сделать? Тогда...

Нет, не лучше.

xman:
А на транзисторах я делал ГШ - три транза, каждый запитывается отдельно, выходы объединены. Без всяких доп. усилителей дает около 5 баллов от 40 МГц и где-то до 700. Питание от "Кроны", ток потребления ~6 мА. Транзисторы вроде КТ306, сейчас уже не помню. Но если надо - могу отпаять экран, тогда точно скажу.

А схемой поделитесь?

xman
Помню только что специально перебирал разные типы (транзисторов) в поисках самых хорошо шумящих.

А вот это уже плохо, стабилитроны перебирать не приходится...

semizadorТак вот эта ёмкость в паре с эквивалентным выходным сопротивлением стабилитрона как источника шума даёт не что иное, как ФНЧ первого порядка - завал на ВЧ неизбежен., мне кажется, что именно из-за малого комплексного сопротивления стабилитрона у тебя АЧХ определяется характеристиками усилителя. По этой причине и предлагал цепочку в эмиттер, кот. сгладит АЧХ.
После некоторых прикидок, ИМХО , лучше сделать иначе: диод(ГШ)- ЭП- УВЧ- ЭП; АЧХ можно будет корректировать более гибко.

Так я ведь перебирал не отдельные экземпляры транзисторов, а искал транзисторы какой марки лучше всего шумят. Сейчас убегаю, а вечером вскрою генератор и выложу фотки и схему.

ats52:
После некоторых прикидок, ИМХО , лучше сделать иначе: диод(ГШ)- ЭП- УВЧ- ЭП; АЧХ можно будет корректировать более гибко.

А этот вариант разве так уж плох? Считайте, что уже есть ГШ с выходным сопротивлением 50 Ом.

И ещё вопрос. Что такое спектральная плотность шума? Какое-нибудь разжеванное для дилетанта детальное определение + как на практике пользоваться этим параметром. Заранее признателен.

Да. Самое главное забыл написать. А именно, для чего мне вообще нужен равномерный спектр. Я хочу попробовать с помощью анализатора спектра резонансные характеристики магнитных антенн исследовать. При введении ПОС, например, и пр. Есть у меня X1-50, но уж очень он неудобный в использовании...

xman:
Так я ведь перебирал не отдельные экземпляры транзисторов, а искал транзисторы какой марки лучше всего шумят. Сейчас убегаю, а вечером вскрою генератор и выложу фотки и схему.

Очень интересно, буду вам признателен.

Если у вас есть более детальная информация о свойствах стабилитронов в этом качестве, то поделитесь, пожалуйста. Я имею ввиду, разумеется, какой-нибудь учебник или статью по физике полупроводников.

Что касается литературы. попробуйте google. Из собственного опыта - я делал ГШ на 12 вольтовом стабилитроне (1N...), т.к. такие шумят сильнее всех, и без усилителя. Использовал для настройки входных цепей до 30 МГц. Максимум шума подбирал потенциометром, и максимум оказался в районе 0.2 мА. До 30 МГц спектр совершенно ровный по S метру приемника соответствует сигналу примерно 10-20 мкВ. То, что надо 12 В стабилитрон и малый ток вЫчитал в сети, а где - уже не помню. Но получилось вполне в соответствии.

semizador Что такое спектральная плотность шума? Для дилетантов типо. :) Это какого цвета будут шум. Чем он белее тем боле равномерна эта плотность. Вобще это функция так называется, а само по себе эта фраза ни о чём не говорит. Говорит функция распределения спектральной плотности шума. Но люди исхитрились свести всё к двум словам. :) Типо белый шум, фукция равномерна от 0 до бесконечности. Типо разовый, коричнеый, красный шум, тут нужно знать чему какая фукция соответствует. Ну типо так. Ессно белый шум ни какой не белый, это тока в теории. А для ограниченых полос в полне себе так и белый.

semizador
Вам совсем не обязательно иметь какой-то там шум. Достаточно свиппирующего по частоте сигнала. Думаю это попроще.
А Х1-50 в топку, пока не сгорел:)
Спектральная плотность шума на пальцах: сделали вы генератор равномерного шума с полосой от 0 до 1 МГц, мощностью 1Вт. Вот значит эта самая плотность будет 1Вт/МГц. Или 1мВт/Гц. Иле 0дБм/Гц.

Hob1:
Вам совсем не обязательно иметь какой-то там шум. Достаточно свиппирующего по частоте сигнала. Думаю это попроще.

Я так не думаю, я думаю не так. Ведь надо какой-нибудь ВЧ-генератор собирать + варикап + генератор пилы. Регулировка, установка границ (а если диапазон другой нужен будет?). А так от 10 кГц до 30 МГц ровный по плотности шум - и АЧХ на анализаторе спектра, со всеми частотными метками, масштабированием и пр. Потом и для точной настройки в паре с радиоприёмником использовать можно, а также для диагностики и даже S-метр у него калибровать...

Hob1:
Спектральная плотность шума на пальцах: сделали вы генератор равномерного шума с полосой от 0 до 1 МГц, мощностью 1Вт. Вот значит эта самая плотность будет 1Вт/МГц. Или 1мВт/Гц. Иле 0дБм/Гц.

Может всё-таки 1мкВт/1Гц, а не 1 мВт/Гц? И как, скажем, по приведенному спектру прикинуть показания ВЧ-милливольтметра, подключенному к выходу генератора шума вместо анализатора спектра?

semizador, я не теоретик, но что б спектр не менял свою сущность ( т.е. функцию спектральной плотности) последующие каскады после ГШ должны быть в линейном режиме.....
Присмотрелся, выход у вас не более 300мкВ, сначала думал, что махимуму соответствует 1мВт.
При таких уровнях можно, что угодно делать.
НЕ садит ли входное сопротивление УВЧ уровень с ГШ?

semizador
И как, скажем, по приведенному спектру прикинуть показания ВЧ-милливольтметра, подключенному к выходу генератора шума вместо анализатора спектра? я так понимаю- на анализаторе выбираем тип детектора среднеквадратичный. Видеофильтр выводим на минимум полосы. Вольтметр у Вас должен измерять именно СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОЕ значение (а не средневыпрямленное). Вроде так.
Кстати, лучше всего у меня "шумел " старенький Д808 стаб. равномерно, и примерно до 500 МГц.

Вот мой генератор на трех транзисторах КТ306А. Схема представляет собой три отдельных генератора шума, у которых с целью повышения выходной мощности объединены выходы. Питание от батарейки "Крона", ток потребления всей конструкции 0.6 мА. Амплитуда шума в диапазоне 40...700 МГц около 5 баллов по шкале приемника.



Конструктив:



Слева несколько резиторов, соединенных параллельно, дают 50 Ом.

И весь генератор со снятым кожухом:



Этот генератор я делал именно для УКВ диапазона. Но если увеличить индуктивность дросселя L1, и также емкость конденсаторов C2 - C4, он будет нормально работать и на КВ частотах.

xman
Вот мой генератор на трех транзисторах КТ306А. Схема представляет собой три отдельных генератора шума, у которых с целью повышения выходной мощности объединены выходы. Питание от батарейки "Крона", ток потребления всей конструкции 0.6 мА. Амплитуда шума в диапазоне 40...700 МГц около 5 баллов по шкале приемника.

АЧХ равномерна во всем диапазоне?

Если смотреть по приемнику - около дела. Некоторая нелинейность конечно есть, но она плавная и простирается в пределах многих десятков МГц. Так что проверить фильтр в какой-то степени возможно, особенно при отсуствии каких-либо приборов. Естественно у приемника должна быть отключаемая АРУ. А анализатора спектра пока что нету.

Спасибо, xman! Грамотная УКВ-шная конструкция!

ats52:
...это АЧХ твоего усилителя с повторителем...

Решил допустить это. Тогда введение ООС должно расширить горизонтальную "полку" в начале АЧХ пропорционально её (ООС) глубине. А чтобы не менять режимов по постоянному току попробую (только вот когда?) широкополосную трансформаторную ООС с вот такой топологией:


Причём на тех же транзисторах и пр. Если есть замечания к чистоте эксперимента, то излагайте - обсудим.

xman Повторил вашу конструкцию, шумит только на УКВ и то сигнал очень слабый, если усиливать сигнал этого генератора шума то надо использовать малошумящие транзисторы а то они больше шумят :-)
ой Прошу прощения, я питание перепутал, все отлично шумит, аж почти на 9 баллов на 145 МГц, дроссель с схемы убрал, стоит вместо L1 резистор R1 4.7 К.

Хороший генератор шума, с ровной АЧХ сделать не просто. Чем шире диапазон, тем сложнее. Применение фильтров на практике дает вот это: ~~~. Усилить выходную мощность то же нечем. Получается целый комплекс с набором антенн и усилителей. Даже для диапазона 0.1-500 MHz.