Нужен ли в приёмнике УПЧ ?

Я хочу сказать, нужен ли в приемнике УПЧ, так как он используется сейчас; усиление по максимуму- так что усиленный сигнал на выходе УПЧ равен вольтам, куча каскадов, контуров и как следствие неустойчивость. А если все усиление делать по НЧ и АРУ тоже. А УПЧ (с высокой динамикой)- только для компенсации потерь в смесителях и фильтрах . Современные малошумящие операционные уселители позволяют обеспечить высокую чуствительность. Вся конструкция приемника станет проще и малогабаритней. Или я неправ?

А може хвате видной антены та слухачей?

Неправ.
Приемники действительно будут работать, но годиться будут лишь для юных пионеров или бойскаутов - как нравится. Выход в другом - повышать быстродействие современных ИС, чтобы вообще покоцать любое аналоговое действие с сигналом даже на его рабочей частоте.

UA1OSM,а фильтроваться по входу тоже 'цифрой'.А 'динамику' АЦП организует?С уважением Саша.

Насчет пионеров и бойскаутов непонятно. Собрав и послушав приемник с основным усилением по НЧ я больше не могу слушать всякие там DI и прочее, так как у них сигнал получается "рафинированный" что-ли, все ровненько, причесано, выровнено АРУ, но теряется глубина, ощущение того, что эфир живой, дышащий. Для спортсменов да, не спорю, лучше какой-нибудь 3-4 каскадный УПЧ с глубокой АРУ, а для эстетов - приемник прямого преобразования или трансивер Роса и его клоны.

Многие меня не поняли: я не говорю о приемниках прямого преобразования, это другая песня. Настоящий примник с одним или с двумя преобразованиями частоты, но на высоких частотах только принять, преобразовать, отфильтровать(кварцевыми фильтрами или ЭМФ), минимально усилить обеспечивая необходимый с.ш.. На НЧ можно получать шумы в полосе 300-3000 Гц менее 0.05мкВ и динамка операционных усил. очень высокая. И АРУ то же делать по НЧ. Получатся те же параметры приемника но меньшими силами.

А меньшими ли силами получатся те же параметры?
Кстати такое построение отнюдь не ново.
Яркий пример --- Радио-76М2 .
Из недавних публикаций : http://ru3ga.qrz.ru/UZLY/kw980613.htm
Там два усилителя в тракте ПЧ предназначены только для компенсации потерь в смесителях и ФОС.
Но все дело в том , что обеспечение высокой чувствительности чисто по низкой частоте таит в себе массу подводных камней . Видно не даром в этой публикации нет описания УНЧ . Не так все просто --- наводки по питанию , микрофонный эффект, возбуд и т. д. --- короче простор для экспериментов... Да и эффективную АРУ сделать вряд ли удастся, яркий пример тому опять же Радио-76М2...
Конечно, "прозрачность эфира" в аппаратах с основным усилением по НЧ впечатляет --- помню свои первые самоделки --- приемники прямого преобразования. Да и Радио-76М2 звучал не плохо, но сложности с высокочувствительным УНЧ сводили преимущества "на нет".
Правда я давно с такими вещами не экспериментировал --- элементная база ушла далеко вперед . Может у кого есть проверенная конструкция такого УНЧ? В публикациях что-то более или менее приемлемое я видел здесь:
http://ru3ga.qrz.ru/TX/rd960430.htm
Но и тут --- параметры не сильно "крутые" , а геморроя при практической реализации хоть отбавляй , о чем автор честно пишет... Правда элементная база --- очень старая...

Проблема организации УНЧ как каскада обеспечивающего основные хар-ки приёмника хорошо описана в работах Полякова.Главными недостатками этой идеи являются высокая чувствительность к фоновым наводкам и невозможность обеспечить быстродействующую АРУ. Подобная идея неоднократно приходила в голову разработчикам ведущих фирм и отбрасывалась, как некорректная,вынуждая их производить и продавать классические трансиверы с распределением для устойчивости усиления по лестнице частот ПЧ. Что касается динамики- то это вопрос смесителя.

Попробую возразить по некоторым пунктам:
1. наводки по питанию - возмем м.сх. LT1028(предельный вариант) рекомендованную http://ra3ggi.qrz.ru/UZLY/kw9701.htm, по характеристикам имеем подавление пульсаций напряжения питания >120ДБ, т.е. пульсации 50мВ в питании дадут пульсации на входе ~0.05мкВ, этот вопрос решаем.
2. микрофонный эффект - конечно, резисторы МЛТ и конденсаторы КЛС с ножками по 20мм длинной, вас от наводок и микрофонного эффекта при любых схемотехнических изысках не спасут. Сейчас я выскажу мысль, после которой меня многие закидают шапками, - нужно переходить на поверхносный монтаж(по своей работе я всё чаще сталкиваюсь с тем, что многие фирмы перестают выпускать м.сх. не только в корпусах DIP. но и SOIC, а в новых разработках я ставлю резисторы и конденс. типоразмера 0603 и 0402). Дифференциальное вкл. м. сх. дополнительно ослабит сетевые наводки.
3. Быстродействие АРУ - я видел только одну схему, где использовался сигнал ПЧ, а так во всех схемах использ. сигнал НЧ. А почему нельзя получить эффективную АРУ, мне не понятно? Современные полевые тр-ры имеют сопротивление в открытом канале миллиомы.

Дело не в том какое сопротивление имеют полевики в открытом состоянии. Нам же не запереть усилитель нужно. Нам надо снизить усиление предположим на 110 дБ при сохранении высокой линейности. А вот это уже не просто.
Хотя , предполагаю , что по крайней мере принципиальных теоретических ограничений здесь нет --- можно дерзать в этом направлении, но готовых схемных и главное конструктивных решений я не встречал.
Только перед тем как заниматься этим стоит задуматься "А зачем?" Динамика все равно будет определяться каскадами до первого смесителя включительно. Упрощение схемотехники? Очень сомнительно , что она упростится. А проблем только прибавится , так как всегда лучше (с точки зрения устойчивости) равномерно распределить усиление по всему тракту , чем иметь УНЧ с усилением около миллиона раз.
По-моему есть смысл этим заниматься, если делать прямое преобразование. При другом построении тракта --- проще сделать традиционно.

Если на выходе демодулятора нет сигнала НЧ, то никакой УНЧ не поможет. Нужен хороший УПЧ. Но и он не поможет, если на выходе входного смесителя нет ПЧ, а есть только шум гетеродина. Остаётся надежда на УВЧ и, наконец, на самое главное – антенну. Таким образом, в первую очередь, нужна хорошая антенна. УВЧ подключать в самом тяжёлом случае. Смеситель должен быть с большим входным сопротивлением, непременно пассивным, на маломощных полевых транзисторах. Гетеродин нужен практически не шумящий.
Могу объяснить подробнее, как это сделать.

О схемном и конструктивном решении АРУ. Выпрямленное выходное напряжение УПЧ я использую только для управления сопротивлением полевого транзистора входного пассивного смесителя. Эффективность 100%.

Не надо прописных истин насчет антенн, только почему то антенны согласуют с выходным каскадом передатчика борясь за каждый потерянный ватт, а в приемнике если из 30мкВ, с антенны, на вход поступит 5мкВ ни кого это не озаботит. Многие начитались Реда, не вникая в тонкости согласования. И вот уже можно видеть, 75 Ом антенна, классый смеситель на диодах Шотки, диплексер и УПЧ на КП903 с общим затвором. Т.е. почти вся мощность останется в антенне, т.к. входное сопротивление КП903 равно 10-20 ОМ. Можете посчитать КПД этой цепочки сами!

не надо спорить с ним, почитайте...
http://www.qrz.ru/schemes/contribute/technology/mixer.phtml

Хе-хе...

Действительно, организовать работу АРУ по НЧ - очень просто и,, любительские схемы выполнены именно так. Но сигнал управления усилением здесь формируется очень поздно, относительно перегрузки предыдущих каскадов, а скорость срабатывания определяется RC-элементами схемы, хотя в принципе нам нужно импульсное устройство.При подаче на вход УНЧ живого сигнала (муз.инструмент голос)НЧ АРУ без проблем справится со своей задачей т.к. передние фронты таких сигналов затянуты.Другое дело эфирная обстановка - сигнал помехи несет импульсный характер.Вот здесь и требуется быстродействие схемы.Именно вышеперечисленные обстоятельства с АРУ по НЧ создают удары по ушам от мощных радиостанций.Другое дело организация АРУ по ПЧ. Здесь есть все условия успеха, правда не без недостатков.Таковыми являются: дополнительное усирение сигнала АРУ, а при использовании фильтра основной селекции посредственного качества(скаты хар-ки), возможна реакция системы АРУ на мощные сигналы станций вне полосы пропускания фильтра.Интересно отметить, что в этом смысле АРУ по НЧ, с применением ФВЧ перед АРУ, значительно помогает.Итак АРУ по ПЧ действительно обеспечивает комфорт приема и эффективнее против помех.Именно так выполнены схемы трансиверов от FT-840 и выше.Чего не скажешь про ALINKO DX-70 где разработчики пошли первым путем и, как результат, выпадение сигнала корреспондента в первые секунды.Нетрудно продолжить совершенствование АРУ объединив в одноом аппарате оба кольца АРУ по НЧ и ПЧ.В таком варианте сигналы до 7баллов добросовестно отрабатываются НЧ АРУ, а выше этого уровня активизируется АРУ по ПЧ, облегчая работу первого кольца.Ну а если входной сигнал приемника достигнет аварийного уровня, то автоматически должен включиться аттенюатор по входу приемника....С этой задачей успешно справится схема цифровой АРУ где вышеизложенный алгоритм обоспечивается микропроцессором с АЦП и ЦАП.

Прописные истины нужны. В том числе и та, что всё должно быть согласовано. Так же как и та, что роль УНЧ на последнем месте. УПЧ нужнее.
В моём приёмнике коэффициент усиления УНЧ меньше единицы (повторитель). Регулятор громкости, как правило, на минимуме. Усиливает только двухкаскадный (каскоды) УПЧ. Входной пассивный смеситель, кроме своей основной функции, надёжно защищает остальные каскады от сильного сигнала. Вплоть до полного отключения на некоторое время, если неправильно выбрана постоянная времени АРУ.

А , собственно, почему "... роль УНЧ на последнем месте. УПЧ нужнее..."? Обоснуйте, Николай.
Как раз в сложной эфирной обстановке усиление УПЧ ставится обычно на минимум --- что бы только возможен был прием полезного сигнала --- шумовые характеристики и линейность всего тракта при этом лучше.
И если не трудно, опишите по-подробнее структурную схему Вашего приемника.

Раз каскод, два каскод - кто больше. Этим каскодам уже лет сорок, наверное. В приемнике то важнее, что дороже - это фильтры и высоколинейные смесители и от этого не уйти (по крайней мере, я не вижу альтернативы). Цифровые фильтры еще впереди, но и для них сигнал надо не слабо усилить. Чем меньше мы включим между фильтрами и смесителями дополнительных каскадов, тем меньше испортим сигнал. Аналоговый сигнал при любом вмешательстве только ухудшается. Вопрос в другом, как оптимально обработать полученный сигнал, используя СОВРЕМЕННУЮ элементную базу.

Прежде чем использовать современную элементную базу, нужно вооружиться современными знаниями. Смеситель – это тоже фильтр. Просто фильтры бывают разные. Поэтому нужно начинать привыкать к тому, что перед словом «фильтр» нужно указывать какую физическую величину он выделяет. Смеситель – это временной фильтр. Он выделяет части входного сигнала в определённое время. В приёмнике цветного телевидения, для цветовой синхронизации используются трёхуровневые импульсы. Для выделения их составляющих применяются уровневые фильтры. Направленная антенна является пространственным фильтром. Одновременно она является поляризационным и частотным фильтром.
Теперь по поводу «75 ом антенна». Приёмная антенна – это параллельный колебательный контур, подключенный к передатчику через резистор (эфир). Чем выше её резонансное сопротивление, тем большее напряжение на ней выделяется.
Чтобы не отвлекаться от темы, давайте забудем на время о «сложной эфирной обстановке», так как нужно ещё уточнить, что это такое. Предлагаю пока рассматривать поочерёдно только два уровня принимаемого сигнала: слабый и чрезмерный.
1) Если сигнал чрезмерный, благодаря эффективной антенне, то, как правильно заметил Гриня, не то, что усиливать по НЧ, но и по ПЧ тоже не надо. А УВЧ вообще не должно быть. Но смеситель то не отключишь. Значит, он должен сам себя защищать (конечно, всему есть предел, и, в конце концов, понадобится аттенюатор). Если он способен на это, то коэффициент усиления УПЧ может оставаться большим.
2) Если сопротивление эфира стало очень большим, то, отбирая энергию из антенны, мы уменьшаем её добротность. Вот почему входное сопротивление пассивного смесителя должно быть большим.
Выходной сигнал пассивного смесителя образуется благодаря энергии входного сигнала. Если входное сопротивление УПЧ, как и положено любому идеальному усилителю, большое, то нет смысла брать большое количество энергии для получения ПЧ. Мы же это делаем, т. к. паяя смеситель не ведаем чего творим.

2) Если сопротивление эфира стало очень большим, то, отбирая энергию из антенны, мы уменьшаем её добротность.

Вот с этого места подробнее пожалста.

Насколько я помню из школьных уроков физики максимальную энергию можно закачать в нагрузку, если сопротивление генератора (антенны) равно сопротивлению нагрузки. В нашем случае нагрузкой является фильтр промежуточной частоты, а роль смесителя, стоящего между ними, - фазовая манипуляция принимаемого сигнала (или как вы говорите: смеситель – это временной фильтр), при минимальном воздействии на него. Кварцевые пластины вы раскачиваете энергией приходящей с антенны и, чем её будет больше, тем лучше. Смеситель - это ключ, и в идеале его сопротивление или равно нулю или бесконечности, с мгновенным переходом из одного состояния в другое, над чем сейчас все фирмы и работают, пытаясь, приблизится к идеалу.

Похоже, Вы не послушались доброго совета прочесть мою статью. Представьте следующую историю. В течение суток в Вашей квартире к выключателю освещения подведен сигнал ~220в. Когда стемнело, Вы включили освещение, а перед сном выключили. Ответьте, пожалуйста, на вопрос – ещё какое действие, кроме коммутации энергии, Вы произвели с помощью выключателя?
Об энергии из антенны Вы так и не поняли. В идеале, нам эта энергия не нужна вообще. Если приёмник, как любой идеальный усилитель, имеет большое входное сопротивление, то достаточно ЭДС на концах антенны, как колебательного контура. Другое дело, что так подключиться не реально. Вот с этого момента и нужно плясать. Для передачи напряжения с антенны мы, с помощью пассивных согласующих устройств, в начале понижаем напряжение, а затем, после фидера, повышаем до прежнего уровня, если не считать реальных потерь. Теперь, полностью подключив пассивный смеситель с большим входным сопротивлением, мы не уменьшаем уровень входного сигнала. Вот такая грубая схема. Резонаторы фильтра раскачивает первый каскад УПЧ.
Новым, во всём этом, является Смеситель.

Коля, я очень рад, что ты, наконец-то, стал определять категории собственной философии. Но жаль, что физический смысл процессов ты заменяешь бытовой демагогией. Вот давай для начала про антенну, добротность которой можно уменьшить, «отбирая» у нее энергию.

Резонансная антенна нагружена на согласованный с ней фидер. Фидер только тогда есть линия передачи, когда она нагружена, а нагружена она должна быть на чисто омическое сопротивление, равное волновому сопротивлению фидера. То есть вся энергия, передаваемая антенной в фидер, выделяется на нагрузке этого фидера.
А теперь расскажи, каким образом можно у антенны забрать бОльшую энергию? Рассогласовать фидер? А будет ли это все тогда антенной?

Сколько у согласованной антенны не забирай, все равно все, что она может дать, будет выделяться на нагрузке фидера… Или я где-то не прав?

Приёмник был создан для проведения нескольких экспериментов. Главным из них было обнаружение шума известного гетеродина. Поэтому, в начале в приёмнике было два предварительных малошумящих каскада усилителей напряжения НЧ. Первый эксперимент должен был доказать то, что П – фильтров не бывает. Осциллограф С-120 показал ступенчатую форму демодулированного сигнала (ПЧ 500кгц) на входном конденсаторе (10 000пф) т.н. П – образного фильтра. Крутизна ступенек однозначно подтвердила, что никакой фильтрации нет. Горизонтальная часть каждой ступеньки однозначно указала на режим хранения мгновенного значения входного сигнала. Частота гетеродина через цепочку делителей на 2 понижалась до (500/64), (500/128) и до (500/256) килогерц. Затем формировались короткие импульсы для управления ключом смесителя. Количество ступенек соответственно уменьшалось, а длиннющие горизонтальные части их привели меня в восторг. Эти пониженные частоты гетеродина должны были дать дополнительное, уже не на зрение, а на слух, подтверждение, что в смесителе происходит процесс выборки – хранения мгновенных значений входного сигнала. Действительно, в строгом соответствии с теоремой Котельникова о выборках, в первом случае сохранялись все частоты принимаемого сигнала, во втором случае исчезли частоты выше 2кгц, но разборчивость оставалась, а в третьем случае полностью исчезли частоты выше 1кгц, и сигнал стал неразборчивым.
Получив практическое подтверждение, что входной конденсатор т.н. П – фильтра на самом деле является составной частью смесителя, я выпаял его (для того, чтобы хранить 1/500 000 долю секунды достаточно ёмкости монтажного конденсатора) и приёмник буквально взревел. А смеситель то пассивный!

Николай , почему Вы не отвечаете на конкретные вопросы?
Обратите внимание --- с Вами хотят беседовать , но беседа похожа на беседу немого с глухим, людям это надоедает и они бросают это дело.
Еще раз прошу КОНКРЕТНО и ДОКАЗАТЕЛЬНО ответить на следующие вопросы:
1. Почему "... роль УНЧ на последнем месте. УПЧ нужнее..."?
2. Почему "...Если сопротивление эфира стало очень большим, то, отбирая энергию из антенны, мы уменьшаем её добротность...?"
3. Что зачит фраза "П – фильтров не бывает"? Это же не черти --- это полубытовой термин , по-простому описывающий как включаются реактивные элементы в некоем фильтре и не более того. Если я спаяю две емкости и индуктивность в виде буквы П , погоняю этот фильтр на генераторе , измерю его параметры --- это что мираж, мои глюки , ничего подобного не происходит и я вообще сплю?
3. По поводу Вашего эксперимента: опишите его подробно --- подробно структурную схему приемника, какие демодуляторы , что подавали в качестве тестового информационного сигнала, что означает фраза "приёмник буквально взревел"? Приемник самовозбудился? Резко поднялась чувствительность? Появились повышенные шумы?

И еще одна маленькая реплика: попытайтесь смириться с мыслью , что ничего принципиально нового в Ваших размышлениях и опытах нет. Я понимаю , что это наверное для Вас грустно , обидно ( 16 лет думать про работу амплитудного детектора --- это конечно срок изрядный). Просто Вы рассматриваете работу устройств во временной области , а инженеры --- в спектральной, что в большинстве случаев удобнее. Вы не можете абстрагироваться от привычного для любого человека графика U(t), ну и ради Бога. Думайте так как Вам удобнее. Но не отправляйте Вы постоянно собеседников к своей статье, как сгустку знаний , которые накопило человечество.

Один видит букву П, другой. новые ворота.

Ну, вот и поговорили. Всегда приятно пообщаться с грамотным инженером...

Коля, мой тебе совет - держи все все свои великие мысли и идеи при себе - а то украдут, не ровен час...

Да уж , побеседовали...
Я же говорю --- филолог. Одни прибаутки.
Удачи Вам, Николай, в новых экспериментах с амплитудным детектором. Там еще море непознанного , как и в схеме карманного фонарика.

Угу, а ведь как, шельма, спорить умеет! Платон с Сократом отдыхают, а Цицерон вообще сосет...

Форум инженерный, а дискуссия ушла в околонаучные дебри.
Рекомендую всем книгу: "Радиоприемные устройства с большим динамическим диапазоном", автор - Б. М. Богданович, 1984г. Книга старая, но теория не стареет, да и практика там есть.

Вам же дали ответ. Скорость распространения сигнала через ФНЧ, который непременно должен быть перед УЗЧ, настолько мала, что сигнал УНЧ не может быть эффективно использован в системе АРУ. Загляните в справочник бытовой техники и найдите в нём хоть один приёмник, в котором сигнал АРУ берётся после ФНЧ.
Дискуссия – это когда не только сами задают вопросы, но и отвечают на вопросы оппонентов. Вам был задан только один вопрос. Где ответ?

Под заголовком "Инженерный форум" написано: "Форум инженеров-электронщиков, где всегда приятно пообщаться с умными людьми, и найти единомышленников. Да и без оппонентов разработки слабыми получаются". И дискуссия показала слабые места в моем предложении. А знаете, у меня нет справочника по бытовой технике. В нашей классике UW3DI(2) сигнал АРУ сформирован вообще после УНЧ и ничего.
А почему вы решили, что сигнал на формирование АРУ нельзя брать после ФНЧ? Все зависит от полосы ФНЧ. И усилить сигнал АРУ отдельно, нет проблем.

Как видно из контекста моего последнего сообщения, я, как и Вы, имею в виду точку съёма напряжения для системы АРУ - выход УНЧ. Но важно то, что она находится после основного временного тормоза быстро нарастающего уровня входного сигнала приёмника - ФНЧ. Дополнительным тормозом, задерживающим информацию о возникновении чрезмерного по уровню сигнала, от которого нужно как можно быстрее защитить приёмник и уши оператора, является малое быстродействие транзисторов УНЧ.