Знаю, многих интересуют широкополосные МШУ с широким динамическим диапазоном, которые идеально подошли бы к малоэффективным приемным антеннам типа флаг/вымпел или рамочным.
При первом взгляде на схему балансного усилителя Clifton Laboratories
http://cliftonlaboratories.com/Documents/Z10043%20Manual.pdf

возникает тоскливое ощущение избыточности - наворочено много лишнего по пассивным элементам: два трансформатора обратной связи, два дроселя развязки по коллекторам... Возникла идея: обмотки обоих трансформаторов ООС намотать на общем сердечнике, пустить токи коллекторов по обмоткам трансформаторов, но так сфазировать, чтобы магнитные потоки постоянного подмагничивания сердечника разных плеч компенсировали друг друга. Кроме того, кое-какие резисторы и конденсаторы можно исключить по мелочам. К примеру, подавать напряжение смещения на базы можно от общего делителя напряжения. И вот наконец такая упрощенная схема реализована и испытана.


Основной трансформатор Т1 (шестиобмоточный) намотан на импровизированном бинокуляре, склееном из восьми ферритовых (М1500НМ1) колец диаметром 5мм. Количество витков эмиттерная/коллекторная/выходная обмотки = 1/11/4 витков провода ПЭВ0,2 (за исключением эмиттерного витка - провод монтажный в изоляции МНВ0,2). Входной и выходной симметрирующие трансформаторы тоже самодельные (ADT-1-1 на колхозном складе не нашлись), на двух сложенных вместе кольцах диаметром 5мм 7 витков скруткой в два провода ПЭВ0,2. Напряжение питания +10V, токи транзисторов 40mA (на один транзистор).
Коэффициент усиления от 1,5 до 65MHz монотонно и медленно растет от 11 до 13dB и далее на частотах более 70 MHz плавный спад. КСВ по частоте уменьшается с 1,6 до 1,3.
Коэффициент шума 3-4dB, более точно не позволяет измерить сильно шумящий спектроанализатор.
Нелинейности: при подаче двухтонового сигнала f1=5MHz, f2=8MHz OIP2=+106dBm, OIP3=+44...+49dBm.
Предостережения будут такие. Транзисторы BFG196 не применять, они сильно нелинейны. Дроссель L3 обязателен, без него транзисторы пробиваются уже при первой подаче питания.

Добрый вечер!

А в чём состоит преимущество данной схемы перед конструкциями Шавдара Левкова или Криса Траска?

А в чём состоит преимущество данной схемы перед конструкциями Шавдара Левкова или Криса Траска?
Данный усилитель собран по балансной схеме. При надлежащей симметрии плеч многие составляющие дрейфа анодных или коллекторных токов обоих плеч взаимно компенсируются. Отсюда очень низкий уровень шума и трудно заставить такой усилитель загенерить.

Я вот втыкаю во вторую схему и у меня вопрос к автору - этот усилитель двунаправленный?

и трудно заставить такой усилитель загенерить.
Это не верно,
судя по вылетающим транзисторам и горбатой АЧХ. И монтаж на грани фола.
Фазовую характеристику надо мерить вдогонку при пониженном, максимальном и номинальном напряжении питания. Может при пониженном и взвоет.

И от подстроечного резистора надо избавиться. В такие схемы их не ставят, тем более без шунтирования по ВЧ.
Только в кита... ширпотребе такое пройдёт.

Если есть необходимость в подстройке, то ставят несколько постоянных резисторов и перемычкой настраивают/подстраивают...

Отсутствуют экраны/перегородки, тем более когда трансформаторы рядом.

syomin
Насколько я знаю, ни у Левкова ни у Траска среди опубликованных практических схем нет усилителей Нортона, поэтому сравнивать тут не с чем. Наиболее близкие по теме публикации были у Далласа Лэнкфорда:
http://www.thegleam.com/ke5fx/norton/lankford.pdf
http://www.thegleam.com/ke5fx/norton/norton_rohde_lankford.pdf
Но там болезни все те же: постоянное подмагничивание трансформаторов ООС, приводящее к деградации линейности и избыток пассивки.
x51
Усилитель не является двунаправленным, коэффициент передачи в обратном направлении (развязка выхорд/вход минус 13dB на частоте 30MHz)
TUL
И монтаж на грани фола.
Судя по терминологии, Вы - профессиональный баскетболист... Ничего, попробую объяснить на пальцах.
Этот усилитель и его топология - результат длительного процесса проб и ошибок. Экранирующие перегородки внутри одного каскада ничего не дают, другое дело между каскадами, если таких каскадов на одной плате несколько. Горб АЧХ весьма тупой и высотой всего 2 dB. Это конечно намек на неустойчивость, но реально усилитель не генерит даже при открытом входе. Устойчивость обеспечивается ферритовыми бусинами в коллекторах транзисторов.
От прецизионного R-триммера избавиться никак невозможно. Именно он позволяет добиться практически идеальной балансировки плеч, при которой OIP2=+106dBm. Без него будет не более +85dBm. То, что он не зашунтирован конденсатором, это не из китайской экономии, просто в этом нет необходимости, он все равно отсечен дросселем от сигнальной цепи.
То, что усилитель Нортона потенциально неустойчив, не считается большим горем, главное правильно применять. Считается, что он теряет устойчивость при больших КСВ нагрузок на входе/выходе. Поэтому я бы не рекомендовал в качестве источника сигнала использовать рамочную антенну с ее импедансом, весьма далеким от 50R.
Вы должны также понимать, что такие усилители - не для ширпотреба... В частности данный усилитель готовится для включения в антенный тракт мобильного КВ-шного пеленгатора между буферным усилителем ферритовой антенны и приемником для понижения общего коэффициента шума системы.

Вы должны также понимать, что такие усилители - не для ширпотреба...
Proffessor
Подстроечные резисторы ВПр-ка принципиально не пропускает, если конечно без них не обойтись и их "дрейф" будет в рамках дозволенного. К примеру, после N лет хранения в ЗИПе. По крайней мере так раньше было.
Посмотрите ТУ на подстроечный резистор. У плёночных временной "уход" до 30% за год и шумят прилично в точке контакта 3-его среднего вывода. Крайние на клёпках тоже шумливые.
Перегородка между трансформаторами тоже не помешает. Вход от выхода надо отделять.
Да и зазоры между печатными проводниками маловаты.

Такая схема не для серии, без ООС в каскадах замучаетесь с подбором транзисторов.
И климатику точно не пройдёт.

TUL
Посмотрите, например, монтаж усилителя Z10043 Clifton Laboratories: никаких перегородок, усиление не такое уж большое. Кстати в более ранних версиях ихних усилителей присутствовал R-подстроечник. Можно, конечно, его исключить, тогда схему можно еще больше упростить: исключить дроссели L1 и L2 и эмиттерные резисторы по 33R можно подключить непосредственно к эмиттерам, они не будут шунтировать сигнал, потому что сопротивление эмиттера по переменке очень мало - несколько ом. Ну еще незначительно поднимется коэффициент шума (на пару dB) из-за того, что резисторы как источники шума включатся в сигнальный тракт. Я видел когда-то похожую версию усилителя с непосредственным включением эмиттерных резисторов у харьковского Протона.
ООС в схеме уже присутствует и нет необходимости подбирать транзисторы. Усиление определятся не параметрами транзисторов (не их коэффициентом усиления тока), а соотношением витков трансформатора ООС. Я делал уже несколько экземпляров подобных усилителей, и во всех случаях усиление было равно нормированному количеству витков выходной обмотки (относительно эмиттерной обмотки). На климатику не проверял, но здесь нет поводов для беспокойства. Классическая стабилизация режима постоянного тока фиксированным напряжением базы и эмиттерным резистором прекрасно и при минусе работает.

...без ООС в каскадах замучаетесь с подбором транзисторов.
Это значит смещение на базы надо брать с коллекторов, а не с питания.
В данной схеме с первого взгляда вроде и без разницы по постоянному току откуда брать смещение, но по переменному имеет значение.
Резисторы в эмиттерах лучше оставить. Всё в сумме стабилизирует режими на климатике и выровнит характеристики плеч.
Печать корпусную со стороны элементов лучше убрать. В коллекторах на таких частотах ферритовую трубку не ставят. В крайнем случае в ширпотребе мини дроссель делается зигзагом печатным проводником.
Пример топологии ширпотреба SWA-9, диапазон МВ и ДМВ.

TUL
В коллекторе на таких частотах ферритовую трубку не ставят. В крайнем случае в ширпотребе мини дроссель делается зигзагом печатным проводником.
Это не трубки ферритовые, а бусины BLM18 от Murata, размер у них 0603(1х0,5мм). Мини-дроссель и ферритовая бусина - не одно и то же. Кроме индуктивности бусина еще имеет существенное активное сопротивление для переменного тока, определяемое потерями в феррите. Это свойство очень полезно для подавления паразитных колебаний.
Во вех версиях усилителей серии Z100 от Clifton Lab бусины в коллекторах присутствуют. На них экономить как раз не стоит.
Кстати, сегодня промерил интермодуляционные параметры на верхних частотах 19+29MHz. Оказалось, что OIP2=90dBm и OIP3=53dBm, по второму порядку хуже, а по третьему лучше, чем на частотах 5+8MHz.

Это не трубки ферритовые, а бусины BLM18 от Murata, размер у них 0603(1х0,5мм). Мини-дроссель и ферритовая бусина - не одно и то же. Кроме индуктивности бусина еще имеет существенное активное сопротивление для переменного тока, определяемое потерями в феррите.
Банка пива при открытии брызнула в колодку с розетками.... отключаюсь....
Вообще физический смысл один и тот же.
Компенсировать емкостную составляющую с разными вариациями.
Вообще сейчас есть программы-моделировщики. Вот в них можно без шума и пыли всё и оценить со всеми фазами и наворотами.
Жаль в моё время такого не было.

В наше время и пиво не брызгало в розетки и вообще...
Отмоделировал я предварительно схему в AWRDE (Harmonic Balance Simulator) и... ничего нового не узнал, разве что подобрал предварительно номиналы режимозадающих резисторов. Коэффициент устойчивости к
конечно же более 1, гармоники ниже 120dBc. Красота. Вот только реальность немножко другая получается. Согласно моделированию линейность повышается при увеличении сопротивления нагрузки. Ну, первый раз в железе поставил на входе и на выходе трансы 1:4, чтобы дифференциальная нагрузка была 200, а не 50 ом, и что же? Верхняя частота среза съежилась до 7MHz и КСВ подскочил до 2 и более. Оказывается при увеличении сопротивления нагрузки начинает сказываться индуктивность рассеяния ООС-транса, а как это учесть при вводе исходных данных? Какой коэффициент связи между обмотками закладывать в модель, 0.999 или 0.995, что более реально? А результат сильно зависит от того, что подставить: 0.999 или 0.995. В общем эти симуляторы полезны только для иллюстрации процессов и зависимостей, и нужны разве что для студентов, хотя в некоторых случаях, например, при расчете фильтров, фазовращателей и сплиттеров очень полезны.

MALE
Не беспокойтесь за усилитель, эти мощности являются чисто условными величинами, точками пересечения функций Pвых(Pвх) и Pimd(Pвх)

(М1500НМ1)
Явно неудачный выбор. Резонансы обеспечены в рабочей полосе.
В остальном всякие симуляторы, это только оценка выбора тех. решения. Разводка не поддаётся оценки. Невозможно всё ввести в модель. Только конкретная практическая реализация может расставить всё на свои места. На примере усилителей SWA, есть удачные и не удачные воплощения. Об этом многие знают.
Поэтому без публикации топологии/разводки печатной платы и всех нюансов, невозможно повторить некоторые схемотехнические решения.
Сейчас занят патч антеннами wi fi . Вот с ними та же история. Заводские легко повторяемы, а самодельные рассчитанные - проблемные. Из порядка 30 штук только три "заводские" и одна самим рассчитанная получились без настройки по приборам в соответствии с заявленными ТТХ. А это ведь диапазон не 30-60 мГц, а 2440. О нюансах отдельная длинннаяяяяяя.... история.

Ещё в 70-80-ых намучился с конструкторами с усилителями широкополосными. Они разводкой "убивали" идею схемы. На согласование разводки печати схемы уходило больше времени и нервов, чем на разработку схемы. Приходилось за конструкторов делать львиную работу.

Вообще случайно ввязался в эту тему. Просто случайно пробегал...... по сайтам..... на перекрёстке застрял....

сомнительных преимуществ схема имхо.

сомнительных преимуществ схема имхо.
нифига, товарищи!
TUL
И монтаж на грани фола.
Судя по терминологии, Вы - профессиональный баскетболист... Ничего, попробую объяснить на пальцах.
Этот усилитель и его топология - результат длительного процесса проб и ошибок.

TUL
(М1500НМ1)
Явно неудачный выбор. Резонансы обеспечены в рабочей полосе.
Чисто философское утверждение, не соответствующее реальности, мягко выражаясь. Откуда резонансы, если феррит низкочастотный и потери на частотах выше 1MHz такие, что ему не до резонансов. Сердечники выдраны кстати из ВЧ-трансов производства НИИДАР, применявшихся когда-то на нашей ЗГРЛС. Каждый день проверяю резонансы. Не вылазят, собаки.
Что касается повторяемости, этот усил сделан в двух экземплярах, только в первом были раздельные трансформаторы, сейчас его переделываю на одиночный транс. До этого были два образца на отдельных платах с разъемами SMA и с трансформаторами на кольцах. И нигде не было замечено влияние топологии. Иногда была нестабильная работа, но это из-за плохой пропайки эмалированных проводов выводов трансов. Если нет ошибок монтажа, нет проблем. Понятно, что Вы когда-то занимались разработкой усилителей УКВ-диапазона, там действительно существенно влияет топология. Кроме того в 70-80-ых не было компонентов для поверхностного монтажа и индуктивность выводов иногда все портила.
И вообще, с конструкторами плат бороться бесполезно, лучше самому разводить. У нас вот после конструктора на платах коммутации L-диапазона упорно повторяется КСВ=2-3 на всех экземплярах. Что-то в консерватории надо подправить.

AOR
сомнительных преимуществ схема имхо.
Чтобы судить о преимуществах, надо с чем-то сравнивать, а с чем Вы сравниваете? Поделитесь творческими достижениями.

Собрал второй экземпляр усилителя. Надо сказать, вид АЧХ сильно зависит о диаметра провода коллекторных и выходных обмоток трансформатора ООС. В первом образце они были намотаны проводом диаметром 0.12мм (0.2 я указал неправильно) а во втором 0.2мм. АЧХ стала без горбов, монотонно падающая от 10MHz и до условной "бесконечности". КСВ не ухудшился, плавно опускается с 1.5 на 1.5MHz до 1.3 на 30MHz. Коэффициент усиления падает с 11dB на 1.5MHz до 10dB на 30MHz. Учитывая, то входной и выходной трансформаторы имеют некоторые потери, совсем неплохо для КВ-диапазона. Далее буду подключать усилители к ферритовой антенне и определять ее чувствительность по полю.
На векторном анализаторе проверил разброс по фазе и амплитуде между экземплярами усилителя, максимальный разброс оказался на частоте 30MHz: 2dB и 7.5градусов, на частоте 15MHz и ниже разброс не превышает 1dB и 3 градуса.

Начало Знаю, многих интересуют широкополосные МШУ с широким динамическим диапазоном, которые идеально подошли бы к малоэффективным приемным антеннам типа флаг/вымпел или рамочным.
Продолжение Поэтому я бы не рекомендовал в качестве источника сигнала использовать рамочную антенну с ее импедансом, весьма далеким от 50R.
Вы должны также понимать, что такие усилители - не для ширпотреба...
Противоречие, однако!

sicambrA
Пока коллекционируете противоречивые цитаты, формулируйте конкретные вопросы, потому как где еще как не здесь найдете ответы.

Proffessor
У меня нет вопросов. Просто обратил внимание, что Вы решили не ту задачу, что обозначили первым предложением темы.

Ненавороченный МШУ с непосредственным подключением к рамке и хорошей повторяемостью интересует.

sicambrA
Задача была не создать усилитель для рамки, а упростить балансный усилитель Нортона, свойства которого известны.
Конечно, под каждую задачу - конкретный тип усилителя. Этот усилитель нормально работает в 50-омном тракте по входу и выходу. Да, антенны флаг/вымпел вполне пойдут, так как у них входное сопротивление 50R. Для рамочной нужен усилитель с нулевым входным сопротивлением. Рамочную не пробовал подключать к усилителю Нортона, но полагаю, что усилитель в худшем случае может потерять устойчивость, в лучшем не дать эффекта повышения эффективности рамки из-за малого коэффициента усиления и рассогласования с фидером.
Если хотите сделать активную рамочную антенну, обратитесь к схемам Левкова, Траска, VA3LLZ. Коэффициент усиления по напряжению у ихних усилителей в пределах 30-60dB при коэффициенте шума 2-3dB и этим обусловлена высокая эффективность рамочных активных антенн.

а , по моему, нужно быть проще...и люди к тебе потянутся! :)
Для МШУ с высокой динамикой подходят обычные двухтактные усилители на СВЧ полевичках типа BF998...
Просто , повторяемо,по входу защищены от статики, усиление 20 дб практически легко!, ну и шум тракта в районе 1дб в 90% случаев приемлем.

СтарыйА
Я так понимаю, если просто и повторяемо, Вы уже сделали свой вариант на BF998. Не стесняйтесь, представьте на суд. Если Вы получили интермодуляционные параметры OIP2-OIP3 не хуже, чем у меня, и если схема проще и без обратной связи, я к Вам первый потянусь. Если же Вам хочется просто пофилософствовать на тему, к Вам никто не потянется.

Чтобы как-то закрыть вопрос применения усилителя Нортона с рамочной антенной, подключил этот усилитель к полутораметрового диаметра экранированной рамочной антенне, у которой штатный усилитель на ОУ THS3202. Подключил через симметрирующий трансформатор 4:1 (200/50R). Возбуждений нет. По результатам измерения действующей длины эффективность примерно такая же, что и с усилителем на ОУ.

Proffessor
Ну?
И где я вашу динамику поимею? В рамке 0.01Л ...?
BF998 для такой конструкции достаточно ! Ибо чувствительность тут ограничена снизу , шумами самого МШУ.

СтарыйА
Все тот же вопрос: где же Ваша конструкция на BF998?

Слишком замороченная схема с сомнительной повторяемостью и ужасными трансформаторами. Не знаю кому как, но у меня к ней доверия не особо много. Можно применить схемотехнику попроще и гораздо более предсказуемую, используя малошумящий транзистор средней мощности, с динамическим диапазоном и линейностью все будет в порядке, если речь идет о необходимости достичь приличной перегрузочной способности. Главное выбрать правильный режим транзистора и понять какое OIP3 он обеспечит и какая задача у этого каскада. Именно так делают МШУ для промышленного оборудования (приемники базовых станций сотовой связи, например) и без этих нетехнологичных намоточных узлов.

AOR

Именно так делают МШУ для промышленного оборудования (приемники базовых станций сотовой связи, например) и без этих нетехнологичных намоточных узлов Неудачный пример.
А вот широкополосные МШУ диапазона 1-30MHz делают не так, а с линеаризующей ООС на трансформаторах. Вы когда-нибудь в книжечки Рэда заглядывали? Не для повторения готовых схем, но для примера, как обычно в промышленности делают МШУ для КВ диапазона.
Повторяемость (в общей сложности собраны успешно уже четыре усилителя, два из них с усилением 9dB) и кривые руки несовместимы.
Так называемый "выбор оптимального режима" в схемно простых усилителях для получения IP3=50dBm как правило сводится к тупому увеличению потребляемого тока, и в конечном итоге такой усилитель превращается в хорошую печку. Видел МШУ базовой станции, у него металлический корпус одновременно является радиатором.