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(更新1---强悍的抗阻塞性能)着手打造一台全模式灵敏度0.5uV级别的超级短波接收机
本帖最后由 edimaeg 于
02:33 编辑
这坛子的帖子过了几天就不能编辑了，实在不方便阅读，重开一个新贴，以便讨论
（文章中涉及到的楼数请查原贴，另外，请朋友们将意见和板砖尽量发到新贴来）
下图是本次DIY机器高放/混频/本振单元电路图，详细论述见楼下
其中高放级利用一枚6N11里面的两只三极管接成栅地-阴地电路，与晶体管的共射-共基电路原理相同，有极高的输入阻抗和稳定性。然后是另一枚6N11中的1/2，工作于非线性区操作混频，另1/2本振。高放级电压增益约10倍混频约1.5~2倍，总增益约20倍折26dB。
好像没啥说了，就这么多了。。。
tube-ssb-receiver-2.gif (20.67 KB, 下载次数: 13)
02:33 上传
准备着手打造一台AM/SSB/CW/FM全模式灵敏度0.5uV级别的超级短波收信机，各位给点意见
1、基本电路框架见1楼（后面的音频低放就不画出来了），目前有修改主要在取消了一级中放，整机计划采用2只6N11低噪声双三极管分别担负高放及混频以及本振，其中高放级利用一枚6N11里面的两只三极管接成栅地-阴地电路，与晶体管的共射-共基电路原理相同。高放级电压增益约10倍混频约1.5~2倍，总增益约20倍折26dB
2、高放的LC输入输出回路以及本振的LC回路，均打算采用变容二极管而不是通常采用的空气三连，除能减少设备体积减少元器件采购难度外，主要的目的还是想尽量将胆管高频电路中，常见的一些什么乱七八糟的杂散分布电容电路自激以及元器件位置选择等问题，其解决难度相对降低一些。
使用变容二极管的最大问题是温飘，解决方法见bh1phl在14楼的建议，实际打算采用的方案及理论依据见16楼。
使用变容二极管的最大问题还有一个：在目前能查到的所有书籍及网络资料中，没有发现谁会拿变容二极管（旧时叫压敏二极管）放到胆机中去使用的先例，很老的资料除外。中文及英文都查了，其它文不懂。
这可能是个挑战，也可能和全世界DIY的接收机一般以非胆电路为主，胆一般搞发射的原因导致的。
3、整机的动态范围及AGC动态范围估算值，见26楼及37楼的论述
4、整机高放/混频/本振单元设计，见36楼
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（备注：在DIY动手前，已经习惯了将想法及实施方案详细地一一列出来，便于别人弄清楚来龙去脉，更方便于别人及时发现问题提出合理化意见，以及猛烈地拍砖~~
将想法及实施方案详细地一一列出来的另一个主要原因是，说不定最后发现自个水平其实很有限压根就不是DIY此机器的料，或者哪天难说我就对这个东东没了兴趣没时间去弄；如果是这样，有动手能力和条件的朋友，请继续下去。）
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上图是本次DIY机器高放/混频/本振电路图，其中高放级利用一枚6N11里面的两只三极管接成栅地-阴地电路，与晶体管的共射-共基电路原理相同，有极高的输入阻抗和稳定性。然后是另一枚6N11中的1/2，工作于非线性区操作混频，另1/2本振。高放级电压增益约10倍混频约1.5~2倍，总增益约20倍折26dB。
好像没啥说了，就这么多了。。。
标题4、由于采用了电子管，本机的抗临频干扰及大信号过载阻塞能力，可以把大多数现代生产的中低端商品机或DIY机远远甩在身后
4.1所谓临频干扰及大信号过载阻塞，譬如你在12.2700MHz DX守听的时候，如果附近有友台在12.2750 cq calling，你通常会发现自个原来的信号S会下降，严重时甚至会被淹没；或者来的信号很强，你反而觉得可懂度下降。这种情况说明你的机器，AGC已经深度启动，或高放级或混频级被阻塞了。
这种情况在军事上就不用说了，在日常的比赛中也很常见？又由于大家架设的天线普遍是谐振天线效率较高，还会出现在同城甚至异地DX中。我就常常发现在7.0拥挤时（多台同时calling）：譬如A守听，却总会被别人提醒“XXX呼叫你”，而他却很奇怪：我怎么没听到？于是calling呼叫者，但对方回应后，他还是没能抄收。
这种情况在NE602之类电路做的简单DIY机器上逾加明显，所以才有人在它的前面额外加了个神马晶体滤波器，性能得以突飞猛进。K1WSL设计的RockMite“弯石”除外，谁叫他和俺一样也用sbl－1呢？呵呵~~~
4.2很多商品机器在说明书里都标称接收时的“动态范围”要优于100dB，这是个含糊不清的指标。我不知道它是指整机增益的“AGC动态范围”，还是面对一个幅度大于100dB强大干扰信号时，设备对微弱信号的分辩能力。这是两个完全不同的概念。如果指的是前者，则基本是个守听时照顾人类耳朵难受程度的玩意；如果指的是后者，它有自个专门的称呼，叫“抗阻塞”。
为了搞这个DIY，我稍微在淘宝查了下普遍使用的日系机器，发现基本没有哪台在手册里，有“抗阻塞”这个指标的注明，包括最新的YAESU八重洲 FT-897D，搞不清楚是怎么回事？
4.3对整波段接收范围及全段的超外差机器，在前级加N个晶体的方法明显是不现实的。前端回路通常采用频率跟踪方式设计；为了生产统调时减少工作量或其他原因，也有设计成多段通带滤波器BPF的。后者如果再搞成固定带宽非调谐的话，基本相当于放弃了设备在当前工作段的临频干扰及过载性能指标，在信号进入IF之前，全部由高放级和混频级元器件自个抗着~~~要不AGC就搞早早动作~~~~。
对那些采用固定带宽非调谐通带滤波器设计，高放（如果有）及第一混频级Mixer及整机电路又不舍得下本钱的机器，临频干扰及过载阻塞能力将会变得恶劣，有部分HAM对这类机器统称为“垃圾”或“玩具”或“学习机”，也是情理之中。
我不打算搞垃圾或玩具，也不想化太多的钱去DIY，还不想搞太复杂的整机电路，那怎么办呢~~~呵呵（待续）
技术贴要顶，持续关注中。。。原帖在哪里呢
楼主这个线路图画的很清晰漂亮，请教楼主用的什么软件画的啊？
本帖最后由
12:32 编辑
支持楼主DIY精神。最近我一直在考虑高灵敏度下管子噪声问题，根据噪声公式
U^2=4kTRf=4*1.38*10^--23*300*200*100kHz
得U=0.58uV&0.5uV
式中：k&&波尔茨曼常数1.38*10^-23&&T 绝对温度，取300K&&R&&电子管噪声电阻，6N11约200欧 f,频带宽度取100kHz
此值仅是管子噪声，电路噪声还未计入，可以看出噪声比信号还大，不知楼主是否考虑此值
<font color="#2670430 发表于
支持楼主DIY精神。最近我一直在考虑高灵敏度下管子噪声问题，根据噪声公式
U^2=4kTRf=4*1.38*10^--23*300* ...
请教与此类似另一问题;有说硅两瓦军用电台CW灵敏度为0.01uV.请教当今大气静电噪声等总水平如何？
另我查一下TF897AM灵敏度是32uV
此等信息论的东西只有专业大学生和教授一级的人才能搞的了，我等已经忘记怎么推导的了，但是只要记住结论就行了，主要数据还是有用的，免得走弯路。看6楼给出的公式，CW搞出0.01UV的灵敏度也不可能。如果那样，需要多窄带的滤波器啊，带宽窄了，频漂又来了，只能折中。我等希望以后自己做出来的胆短波机到20UV就很满意了
继续关注。。。。。。。
成品电子管收信机的灵敏度
WS430 当输出功率50mW（600Ω）保持信号杂音比3:1，在带宽7KHz，灵敏度最高3.5uV。
WS423 通带3KHz 信杂比18db是400hz30%调制AM灵敏度为3uV，CW是1uV。
成品电子管收信机的稳定度
WS423收信机稳定度：开机3小时自热频移不大于1500Hz，以后每小时内小于400Hz。
WS430收信机稳定度：开机十五分钟后半小时内自热频移在二、三、四波段内小于2500Hz，在五、六波段小于3000Hz。允许突然跳频300Hz，和100Hz以内的连续跳频。
出厂指标，摘自WS423、WS430说明书。
别把电子管看那么神，
电子管电路特点是简洁，反过来说是粗狂，在灵敏、精密、细微可控的数字电路横行的领域，电子管早已落伍，留给人们的都是怀旧。
当然在大功率射频放大和音频放大领域，电子管还在发挥余热，独领风骚。
到了接收0.5uV级别的信号时，可能空气流动的干扰噪声，也会对电路产生一定的影响吧？
也来看热闹。
本帖最后由 WS423 于
13:30 编辑
自制电子管收信机，精神可嘉，但要务实，缺少了恒温振荡器和多环PLL等稳频技术，靠普通的LC振荡器，想超过WS430的指标是非常困难的，基本上是不可能实现的。
有些同志标榜自己的DIY水平，可以理解，但最好尽量客观一点，不要误导群众。
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准备着手打造一台AM/SSB/CW/FM全模式灵敏度0.5uV级别的超级短波收信机，各位给点意见
本帖最后由 edimaeg 于
22:01 编辑
准备着手打造一台AM/SSB/CW/FM全模式灵敏度0.5uV级别的超级短波收信机，各位给点意见
1：收信频率范围设计在7-30MHZ，估计要分两段（统调搞不好的话，就缩小范围，呵呵~~~）
短波电台广播频率多有重复，没必要把收信频率范围低段搞得太低；另外，这个频率范围，正好也能将国际业余HAM的40米及20米段及10米段通信覆盖
2：输入回路及第一本振调谐：使用变容二极管配合多圈电位器，可以实现极为细腻的精确调谐。电压取30V，高压经电阻降压然后稳压二极管稳压。如果收信分两段，则用波段开关二极管实现。
3。高放级，参考北京825电子管电视机的电路，使用一枚6N11接成阴地栅地电路。这种电路特点是噪声低，要不然的话，小信号就被电路本身的噪声淹没了~~~
4：本振：使用另一枚6N11，混频用1/2，本振用1/2
5：中频滤波器计划使用4枚配对晶体串联，可以取得极为优越的通带性能效果。4只串连通带大约是正负500H，此通带用于接收CW和SSB时；设一宽中频通带开关，在接收AM及FM信号时，短接掉其中的三只晶体，使滤波器3dB恢复到正负3KHZ左右
6：中放使用6J1，用两级？一级接在混频之后，然后到晶体滤波器，然后再放大一级？
7：中频的频率选择比较头痛，既要考虑接收性能指标，还要考虑元器件的易采购性，还要兼顾电子管的工作极限。打算采用45MHZ，目的是还想再搞一次变频，成为二次变频机器。。。有现成晶体购买。使用45MHZ频率的缺点，是因为电子管的屏极电容及分散电容的存在，调谐中周不好搞；要不中频弄成455KHZ？一次变频就算了，反正准备选用的检波器性能很高，但晶体不好找而且很昂贵~~~
8：检波器sbl－1，这是一枚超级检波器（原用途是桥式二极管混频器），据说灵敏度本身就能达到1uV。。。。sbl－1本身用的第二振荡源由一枚6J1产生，加一个晶体滤波后，信号足够纯洁~~~
9：全部中周用电视机的公共通道用的改，如果中频选455KHZ，则选一般收音机的中周
10：由于采用了晶体滤波器，通带很窄，所有晶体必须加接温度补偿单元
全模式超级短波收信机.gif (22.19 KB, 下载次数: 29)
21:42 上传
补充内容 ( 01:05):
怎么不能编辑了？
本帖最后由 meinhard 于
04:09 编辑
中频 有现成的70MHz左右的晶体窄带滤波器，雷达上使用的，带宽12--15khz，足够用了，做好匹配就是了，
自己做的话AGC电路要设计好，弄一堆自己满意的电路堆到一起 未必会出效果，
自己做这个之前，必须设计一个满足自己各级中频放大或者高放的扫频仪，好测试各级的实际增益以及带宽，高频这玩意，一个元件位置弄的不恰当就满盘皆输。
祝愿楼主早日做成，哪怕是有很大缺陷的，至少有可以完善的基础，总比纸上谈兵的好。
以上的东西算不上建议，就当瞎说吧
高频的东西做起来难度很大，容易失败。
但愿不会半途而废。
一级高放，恐怕难达到0.5微伏灵敏度。阴地栅地主要用于超短波，短波高跨导五极管就能胜任。收信机一般两级高放，三级中放。自制不容易，主要是自激解决不了。
本帖最后由 edimaeg 于
11:46 编辑
meinhard 发表于
中频 有现成的70MHz左右的晶体窄带滤波器，雷达上使用的，带宽12--15khz，足够用了，做好匹配就是了，
说得正是，估计得专门买一台扫频仪，现有的综测没这个功能。。。
<font color="#2670430 发表于
一级高放，恐怕难达到0.5微伏灵敏度。阴地栅地主要用于超短波，短波高跨导五极管就能胜任。收信机一般两级高 ...
检波器sbl－1（sbl－1－1）灵敏度本身就能达到1uV，前面的电路整体只需要10dB增益以上就够了，减去晶体滤波器的损耗约6dB。。。这个增益值对电子管来说太简单了，所以前级的设计重点在于低噪声和控制带宽，我打算连中放都使用三极管。。。
参考一下成品机，56，或是7512。不要胃口太大，先做个单频点的试试，7512好像也没有达到你的指标
edimaeg 发表于
检波器sbl－1（sbl－1－1）灵敏度本身就能达到1uV，前面的电路整体只需要10dB增益以上就够了，减去晶体滤 ...
低噪声场效应晶体管比电子管噪声更低，高灵敏度接收机第一级噪声至关重要，变频级噪声较大，中放噪声不是关键问题，希望早日成功，提前祝贺了。
UW3DI ？？？？
还是免了吧，我认为你连正确的二次变频的结构都还没明白！还是先做一次变频的吧
0.5微伏的灵敏度指标够高的。决定信噪比的关键在第一级，为了防止强信号阻塞，完备的AGC控制非常重要，所以高放、中放使用电子管应该通盘考虑。
这个高频很难做，，，，，，，，
你的0.5uV是指什么状态？SSB还是CW？若AM你做0.5uV累死你也做不出来。那些军用设备大多也是依靠和大型天线配合后获得远距离通信能力，本机的灵敏度指标并非非常高。并且灵敏度也有绝对灵敏度和相对灵敏度之分……精确测量时分项更多！
概念问题，短波频率重复很多这个是广播电台的特点，在不同波段中各设一个播出频率在不同条件下使用是很正常的事情。但问题是很多人用普通的短波收音机收听短波电台，因为镜像选择性差（差到你想不到），同一个频率在度盘上多次重复出现且信号强度相近令很多人认为是电台信号重复。也常有人称：短波灵敏度高，电台密集……云云；还有人第一次用二次变频的机器收短波，曰：灵敏度低，一个波段没有几个台，不如我的飞乐电子管收音机！这种情况很多，但总之是个误区。
其实你若是只收中波，没有镜频的问题，一次变频足矣！
若要很好的接收短波，花大把钞票和时间功夫在机器上不如架设一架好天线，其次再搞一台性能较好的机器就很好了。自己DIY，则电子管能达到7512收信机的水准就很好了（一级高放两级中放）。再好点儿WS430也是个不错的选择，比7512多一级高放和一级中放。SSB的那些边带滤波器估计您也没法弄出来，就用个拍频振荡器对付着听吧，虽然效果差点儿稳定性也不太好但毕竟是业余的嘛，够了。
提高灵敏度的方法可不是放大器的增益越高越好，多在天线、谐振元件、电路方面下功夫而不是盲目增加放大器的级数。
具体实现的途径也不是照搬其它设备的电路……例如电视机的高频头，那是为带宽8MHz而设计的高频头，你用在收音机上怎么也不对劲吧？6J1做FM中放没什么不好，但做AM中放你的AGC怎么办？6N11本振混频理论上没什么问题，但三极管的低内阻怎么和你的中频变压器配合你考虑过了吗？
一般而言，一个LC电路可以给你带来6db的选择性但同时附加给你3db的插入损耗。若你能将插入损耗降低1db选择性增加2db则一个机器上6个中周给你带来的好处远比简单地让中放增益提高20db来的更好。更不用说一旦中放曾以增加，形成自激振荡或者寄生振荡的危险会大上n倍！
说来说去，不如去买一个现成的WS430来玩儿了。不过笑归笑，还真是这么回事儿。
不说了，自己考虑吧！你要做成了，顶楼所说的机器，我请你游黄山！
布帘老湿衷鱼献身乐！故障！
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