понедельник, 15 апреля 2019 г.

DSB-modulator VE3MKC спектр сигналов CW/PSK (лабораторная работа)

В данном материале приведены измерения выходного сигнала DSB модулятора от VE3MKC,  а также оценка КПД усилителя мощности на одном транзисторе BS170.
Описание схемы модулятора можно прочитать здесь: http://lavrinenkov.blogspot.com/2015/12/dsb-ve3mkc.html
Рабочий диапазон 20М.
Модулятор запитывается через 5В стабилизатор от источника 14В. Также с стабилизатора берется энергия на подзаряд китайского мп3-плеера, что усиливает выходной ток через стабилизатор на 100-150 мА, поэтому для избежания перегрева установлен большой радиатор.
Китайский плееер переходит в режим воспроизведения даже при положении переключателя в положении "OFF", что даже удобно. Состояние плеера известно заранее. В плеер заложены тестовые сигналы: CW текст маяка 20 WPM, 2000 Гц, CW нажатие 1500 Гц, CW  нажатие 4000 Гц, PSK31 текст маяка 1000 Гц. Уровень выходного сигнала плеера максимальный - около 0.4 В действующего напряжения.
Измерения спектра выходных сигналов проводим на спектранализаторе Agilent.
Далее по тексту снятые спектрограммы. Снимаются сигналы на выходе модулятора и выходе УМ.

Сигнал CW (1500 Гц) (11)   Нес=-41 дБм (79 нВт),  Бок=-4 дБм (0.4 мВт), D=35 дБ  МОД
Сигнал CW (1500 Гц) (68)   Нес=11 дБм (13 мВт),  Бок=20 дБм (100 мВт) D=9 дБ ,  Выход= 213 мВт   (23 дБм) МОД+УМ
Сигнал CW (4000 Гц) (12)   Нес=-40.5 дБм (89 нВт),  Бок=-4.3 дБм (0.37 мВт), D=36.2 дБ   МОД
Сигнал CW (4000 Гц) (72)   Нес=9.1 дБм (7 мВт),  Бок=19.4 дБм ( 87 мВт), D=10.3 дБ,   Выход=181 мВт   ( 22.5 дБм) МОД+УМ
Сигнал PSK31 (1000 Гц) (17)   Нес=-39 дБм (125 нВт),  Бок=-4.1 дБм (0.39  мВт) МОД
Сигнал PSK31 (1000 Гц) (77)   Нес=13.5 дБм (22 мВт),  Бок=19.4 дБм (87   мВт), D=5.9 дБ, Выход= 196 мВт   ( 23 дБм) МОД+УМ
Сигнал CW (2000 Гц) (27)   Нес=-38 дБм ( 158 нВт),  Бок=-4.36 дБм (0.366  мВт) МОД
Сигнал CW (2000 Гц) (83)   Нес=10.2 дБм ( 10 мВт),  Бок=19.6 дБм ( 91 мВт), D=9.4  дБ, Выход= 192 мВт   (22.8 дБм) МОД+УМ
Спектр гармоник несущей (1-100 МГц) (37)    МОД
Спектр гармоник несущей (1-100 МГц) (40)    МОД+УМ
Усиление F1=24 дБ, F2=22 дБ, F3=13.4 дБ, F4=20.45 дБ

Несущая без модуляции МОД (7)
Несущая без модуляции  (6)    МОД+УМ
Усиление F1=25 дБ
Несущая без модуляции  (44)    МОД+УМ плеер отключен физически
Несущая без модуляции  (45)    МОД+УМ плеер подключен, но остановлен.
Уровень шумов возрастает на 30 дБ, с -60 до -30 дБ! 

Измерение канальной мощности в полосе 3 МГц (95)
Сигнал в полосе 4 МГц, (111)
Таблица измерений потребляемой мощности


Модуль/Режим
Uп, В
Iп, мА
P, мВт
Примечание
*Модулятор, ДР
Сигнал отсоединен
14.6
60
879

*Модулятор, ДР
остановлен
14.6
60
879

*Модулятор, СР
14.6
82
1197.2

Модулятор, ДР
Сигнал отсоединен
4.85
44
213.4

Модулятор, ДР
остановлен
4.85
44
213.4

Модулятор, СР
4.85
100
485

УМ, ДР, Сигнал отсоединен
14.4
60-80
864-1152
Наводки. Модулятор, АРУ
УМ, ДР
остановлен
14.2
28-80
403-1152

УМ, СР

14.2
40
568

*Ток модулятора включает в себя ток через стабилизатор. В составе модулятора генератор на 74HC240.

4.85 В на выходе стабилизатора

Рабочая точка BS170: Rz=16 кОм. Uz=2.3 В

Выводы: Подавление несущей на выходе модулятора до 35 дБ. Подавление несущей после УМ не более 10 дБ. Сигнал на выходе модулятора -4 дБм (одна боковая), сигнал на выходе УМ 20 дБм (одна боковая). Ку = 24 дБ.  КПД УМ =192/568=0.33

п.с.1
Первый запуск схемы показал слишком малые значения выходной мощности мощности. Причина оказалась в некачественном дросселе УМ. Его активное сопротивление составило около 200 Ом, и на УМ поступало напряжение питание не 14, а около 3В!.
Пример спектрограммы для CW сигнала 1500 Гц на выходе УМ:

Выходные мощности боковых полос ниже на 9 дБ, чем в штатном варианте, уровень несущей ниже на 15 дБ (т.е. подавление несущей было лучше в варианте с меньшим усилением).

п.с. 2 несмотря на точные измерения анализатора появился еще один вопрос - измеритель мощности показывает при наличии полезного сигнала на выходе УМ мощность 200-300 мВт, и при отсутствии входного сигнала на модуляторе 500 мВт, что не является ожидаемым значением. Требуется понять, с чем связан данный эффект.

п.с. 3 превый спот с данной конструкции получен 14.04.2019 - в режиме CW.


Для связи mail:  lis-soft /*at*/rambler   точка   ру

Лавриненков Игорь




Комментариев нет:

Отправить комментарий