Измерения

[sgk]

Вопросы измерения фазовых шумов как правило вызывают дискуссию. Читаем о фазовых шумах гетеродина приёмника конструкции Игорь Тихомиров:

Ваша версия - сколько надо, и почему именно так?

очень интересный ответ:

Этот вопрос последний, который следует обсуждать в рамках темы.

Если обратиться к опыту любителей конструкторов, то этот параметр (ФШ) влияет на реальную селективность приёмника и вопросы уменьшения ФШ были главным требованием в работе В. В. Дроздова "Любительские КВ трансиверы" (МРБ выпуск 1118) .

[Мусатов Константин]

производство микрочипов требуют еще более высокой точности параллельности поверхностей и точности операций над кристаллами.

Не совсем. Толщина подложки мало влияет на результат. Важна только поверхность и ближайшие слои под ней.

[Игорь Тихомиров]

Если обратиться к опыту любителей конструкторов

У них все возможно, особенно у упертых на чем то.

[sgk]

У них все возможно, особенно у упертых на чем то.

Обратимся к профессионалам. Фирма ICOM, возможно производит лучшие в мире трансиверы. Уменьшение фазовых шумов, копия из сравнения двух моделей

Ссылка на оригинал
https://www.youtube.com/watch?v=E7VtRJR_cEA
Внимание уделили уменьшению уровней ФШ сигнала гетеродина в новой модели.

[Владимир R-V-A]

Важна только поверхность и ближайшие слои под ней.

Я говорил про разный уровень точности операций над кристаллом или подложкой.

Внимание уделили уменьшению уровней ФШ сигнала гетеродина в новой модели.

Почему ФШ? Просто уровня шума ( и помех - спектроанализатору всё равно) на более низких частотах.

О ФШ есть смысл говорить применительно к несущей - к синусу. А на этих картинках нет сигнала.

В этом нет ничего удивительно, с каждым годом параметры транзисторов и микросхем по шумам улучшаются...

Шумовые свойства уже определяются, в основном, шумом навесных элементов, преимущественно, резисторами во входных цепях усилительных элементов "на рассыпухе". И часто выгодней делать каскады не на полевых транзисторах, а на биполярных по схемам с низким входным сопротивлением.

[sgk]

О ФШ есть смысл говорить применительно к несущей - к синусу. А на этих картинках нет сигнала.

Спектр сигнал покажет анализатор спектра. Это экран прибора от Роде и Шварц. Название прибора замазано для конспирации. Измерение в режиме анализа фазовых шумов, где показан спектр плотности мощности фазового шума. Сигнал гетеродина на частоте 78,655 МГц. Уровень сигнала 2,25 дБм для IC-7800 и 1,63 дБм для IC-7851. Значения показаны в верхнем левом углу экрана анализатора. Посмотрите внимательно. Для уменьшения фазовых шумов в модели трансивера IC-7851 полность переработали схему синтезатора в сравнении с IC-7800. Схему синтезатора IC-7851 не приводят в "сервис мануале", засекретили. Цена на IC-7851 до повышения курса была выше 1 млн. рублей.

[Владимир R-V-A]

Схему синтезатора IC-7851 не приводят в "сервис мануале", засекретили. Цена на IC-7851 до повышения курса была выше 1 млн. рублей.

Вы рассчитываете тут на мозговой штурм, чтобы рассекретить эту схему?

Я ещё 40 лет назад написал дипломную и сделал две установки для проведения лабораторных работ по курсу РПУ.

Одна из лаб. работ была направленна на исследования шумовых свойств маломощных ВЧ транзисторов. А установка была сделана в виде параметрического, многокаскадного усилителя на гт329 - несколько каскадов с общим усилением, точно не помню, где-то, не меньше 500 или даже 1000.

Все в линейку - корпус из 1,5 латуни с проходными конденсаторами по питанию. Связь емкостная - ножка конденсатора через небольшое отверстие 3-4 мм в воздушном зазоре между стенками каскадов.

Источником шума был стабилитрон.

Питание только от батареек.

Измеряемый транзистор вставлялся в керамическую панельку от радиолампы и закрывался не алюминиевым, а специально сделанным из 1,5 латуни экраном.

Измеритель - стрелочный микроамперметр.

Устройство измеряло шум, практически всех, популярных советских ВЧ транзисторов с точностью 3-5% от даташита.

[sgk]

Одна из лаб. работ была направленна на исследования шумовых свойств маломощных ВЧ транзисторов. А установка была сделана в виде параметрического, многокаскадного усилителя на гт329 - несколько каскадов с общим усилением, точно не помню, где-то, не меньше 500 или даже 1000.

Схему пожалуйста, на какой частоте усиливали, какой частотой накачивали. Если усилитель параметрический.

Источником шума был стабилитрон.

Это очень мощный шум, если стабилитрон. У меня без параметрических усилителей источник шума резисторы.

Устройство измеряло шум, практически всех, популярных советских ВЧ транзисторов с точностью 3-5% от даташита.

Любопытно, что пишут о Советских транзисторах. Вы КТ329 применяли, читаем:

В справочнике разброс Кш = 25%, а у Вас точность 3-5%. Тогда слова "даташит" не существовало, был нормальный русский язык.
Уточнение к сообщению в пост #154. В измерениях ФШ сигналов синтезаторов IC-7800, IC-7851 применяли анализатор R&S FSUP. По ссылке описание прибора.
FSUP 8, 26, 50 || ROHDE&SCHWARZ. Технические характеристики анализаторов спектра и сигналов FSUP8, FSUP26, FSUP50. Описание приборов измерения величины и формы сигнала РОДЕ и ШВАРЦ. Продажа оборудования завода-изготовителя ROHDE & SCHWARZ. Производство в Германии. Дилер ГКНТ. Поставка Россия, Казахстан, Таджикистан, Белоруссия, Армения, Киргизия. (nt-rt.ru)

[Владимир R-V-A]

В справочнике разброс Кш = 25%, а у Вас точность 3-5%.

https://www.youtube.com/watch?v=MKbiFpeH9tU

Не совсем. Толщина подложки мало влияет на результат. Важна только поверхность и ближайшие слои под ней.

Ну, согласен - это мелкие детали, которые и не увидеть...

А вот как услышать их, вы так и уклонились от ответа...

'"...вот вам за это...

https://www.hiend-audio.pro/showthre...0188#post20188

Константину тоже полезно послушать, а то он так ещё и не придумал, как нужно измерять и демонстрировать слушателям и зрителям, с помощью микрофона, или по проводам, звуки ИНИ и прочие артефакты, например ФШ генераторов в проигрывателях звуковых гаджетов на уровне -170 - 120 дБ."

- - - Добавлено - - -

Схему пожалуйста, на какой частоте усиливали, какой частотой накачивали. Если усилитель параметрический.

Не помню - ручка была - калибровка, это вам не гаджет какой-то - сделано студентом из СССР... старею как Маугли, но мысль ещё теплится.

Поставили за диплом 5 баллов, но я там намучался с одним доктором наук с другого факультета - профессором, который докопался ко мне с теоретическими вопросами, типа как связаны между собой переходная и импульсная характеристика в идеальном усилителе, и что будет, если переходную характеристику продифференцировать?

Короче, я его убедил, что вопрос уже давно решен, он извинился и снял все вопросы от матросов...

[sgk]

Не совсем. Толщина подложки мало влияет на результат. Важна только поверхность и ближайшие слои под ней.

На фото кварц частоту 19975 кГц, первая гармоника. Толщина пластины такая, что кажется нет толщины. Это кварц из синтезатора радиостанции 70-80 годов. Другие кварцы из синтезатора частоту выше 20 МГц гармониковые, 3-я гармоника, толщины пластины на взгляд намного толще. Наверное технология тогда не позволяла делать серийные кварцы на 1-ю гармонику частоту выше 20 МГц.

[Владимир R-V-A]

На фото кварц частоту 19975 кГц,

[Игорь Тихомиров]

Вот до чего доходит одичание и алкоголизм.
Уже началось. После нового года будет обострение. Может почти вся страна уйдет в запой из которого может не выйти.

[sgk]

Уже началось.

В продолжение темы измерений с применением звуковых карт. Макет самодельного синтезатора с ФАПЧ. Классика. ГУН 56-58 МГц в петле ФАПЧ, диапазон частот 14 -14,3 МГц. Спектр сигнала и ФШ с применением карты E1DA USB.

[Владимир R-V-A]

В продолжение темы измерений с применением звуковых карт.

Ты вроде умный инженер, поэтому буду краток - поставь в свой генератор эл. аналоговый фильтр по питанию для генератора и всех остальных приблуд. Если после этого шумы не снизятся на 10 -20 дБ, то Волга не река. Схему эл. фильтра рисовать тут не буду из принципа - с дураками дел не имею...

Для тех, кто давно не слушал музон 70-80 тут есть как бы удовлетворительные записи https://youtu.be/BI2wKz7yFiQ

Всех с наступающим Новым Годом, не судите строго мои критерии ума - я и сам еще тот фрукт и гад, от меня дождаться похвалы, это как похвалить самый адский, инженерный ад!

https://www.youtube.com/watch?v=V5-kRpRaU8A

sgk пойми, тут я тебе не враг - делай, что тут я говорю и будет и у тебя успех.

Я с 17 лет профорг, а не просто тут так...чувак...

Понял смысл мысли, кент?

Вот и молоток!

Просто не хочу писать в стихах, чтобы инопланетяне поняли, что не удалась атака на планету- их, а не мою...мне то проще - профорг с 17 лет и им уже крыть будет нечем...сочиняю на ходу - я тоже жил тогда и был - пил, я не помню вас там ниху... сердце то моё, вам его не познать даже из прошлых грез вкурить не полдучится, у меня своя судьба и песня, и не смотрите косо на меня, я не ваша жизнь, это всё моя судьба - не ваша песня, лампы вспышки над головой. или голой жопой, и море денег - как бы с неба, раз и навсегда, дамы, и господа.

Чтобы поговоритьс чекистом, вы должны представить его в виде медыедя

Ивлева, учись как нуно, чьтобы все кончили и тебя не обокрали и не посадили голой жопой на кол правосудия и на кончик моего безответного тут стиха вокруг жопы и изумродов - на всю зарплату любой, простой тетки и неиз США бабы, примерно твоего умаразума.

Патрушева уважаю - профи. всё я молчу. чтобы не замочили с дуру - как всегда по борьбе с дурачьем...)))

А другой весии и не было у меня, как у самого тупого агента за всю историю ЦРУ и КГБ - с 17 лет...))



Повторяю Путин молодец. Он просто супер професионал.

Долгих лет жижни ему и его образу для планеты по имени Земля.

Подсказали ты, тобишь я буду жить тенперь вечно... спасибо китайца - вы там сами с собой разберитесь вы непоняли кто у вас уже вождь?

Прикольные пацаны. я себя представил путиным окружении бандиитов из США. знраетие, что я с ними сделаю через секувнду?

Вы все - кощзлы станете по стойке смирно - я просто моделиирую урар по США самымыми совершенными атомными финоыванами

Повторяю,пацаеы у вас нет возможнрости нажать на курок - как у ПАутина. путин модет вас всех уничтожить и это факт.

Не перебивайте меня. путин может уничтожить США за пол часа 0 максимум 45 миныт - так ему гаретрируб егогшенералы.
Повторяю -х если вы разозлите путина, он уничтожит всю США - как бвы в отместку и вы готовы это стркепрреть?

- - - Добавлено - - -

Вы готовы умереть? - dct d CIGF, РФ готовится уничтожить фапшистов на ураине, а потом и в США

Tot hfp djghjc

Dsd ujnjds gj;thndjgdfnm gjkjdbyjq cdjtuj yfctktybz yf nthhbnhjhbz[? gj rjnhjhsv elfhbn HA\.

В рф очень кокретные пацаеы - вы готовы?

мне проще - пропали концы в воду....

Нет не так - прорал и концы в воду - чекист

для спавки - ппросто уничтожить супер апгента это уже отдельная те ма. супер агету нудны миллионеы. а вам его жизнть х- в ыпроиграли в с упеорагента нет смычсла жизни, ес ли всы ему рот не заткнете.\

Всех расстрелять.Профи с 17 лет

Ну, ка я вас всеэх - за пол минцты и без всякихз фокусов. шпионы и шпилонки. аожалуйста окредитируйтесь или делайте, что хотите. потом с вами оразберемся конкретно да хоть и из ЦРУ.
Мне проще - я тезка и не из США. Можете мееня пинать,ковбои, если что - сразу ударим по всем центрам в США так, что светпогасчгнет не только в украинке.

[sgk]

Ты вроде умный инженер, поэтому буду краток - поставь в свой генератор эл. аналоговый фильтр по питанию для генератора и всех остальных приблуд. Если после этого шумы не снизятся на 10 -20 дБ, то Волга не река. Схему эл. фильтра рисовать тут не буду из принципа - с дураками дел не имею...

Копия спектра ФШ кварцевого генератора с сайта производителя
Кварцевые генераторы :: Производство и Поставки :: НПФ БМГ ПЛЮС (bmgplus.ru)
выбран генератор частоту 20 МГц с минимальными шумами из числа показанных на сайте производителя

На копии экрана анализатора спектр сигнала и ФШ, генераторы на логике. Фото кварца в сообщении ранее, собран второй кварцевый генератор на логике. Питание генераторов и смесителя от батареек, разностная частота 19 кГц подана вход звуковой карты.

Так как Вы публикуете (даёте) советы об уиеньшении уровней ФШ, то поясните:
почему у профессионального производителя ФШ выше чем в макете генератора любителя?

[Мусатов Константин]

Владимир, еще одно сообщение в состоянии опьянения и блокировка на месяц

[Владимир R-V-A]

Согласен, мне пить нельзя!

Но тем немнее, я зла на своих оппонетов не держу никогда, ибо проворг с 17 лет! А это, как вы сами понимаете, очень ответсвенная позиция - всегда в президиуме. Естественно после партийной и комсомольской органицации. Но не в стороне - рядом, чтобы народ понимал ХУ-ИЗ-ХУ!



А теперь сердечно поздравляю всех членов нашего тут профсоюза и примкнувших к ним лиц из прошлых веков, но патриотов - с Новым 2024 Годом!

Мы с мамой уже провожаем старый год с единордунодушным мнением, что он был неплохой - мы выжили и победили, хотя бы виртуально, поскольку пенсионеры и в отставке, чтобы мочить фрицев из автомата или миномета влизи от Авдеевки.

Константин, не усугубляйте, я вас умоляю - наливайте и пейте - пользуйтесь моментом пока ещё живой и не злитесь на меня. Я есть такой, как есть - профорг с 17 лет и не на Доргомиловском рынке, как все тут уже поняли!



А, если по существу вопроса, то мои рекомендации остаются в силе для всех тут кто хочет выжать из железа самые высокие показатели, будь то УНЧ или генератор. Ставьте в цепи питания электроные фильтрвы с умножением емкости в бетта раз емкости на базе первого ( составного) транзистора.

А, вот, потом благодарите профорга с 17 лет... и не с Тишинского рынка, которого умные чуваки когда-то приглашали в свою компанию - посидеть, с умным лицом в президиуме и, например, послушать речи генерала, а не домохозяйки, которая прет в Президентки РФ.

скромней надо... и к вам потянутся девственицы из ваших снов....



С Новым годом всех - без исключения - вот лозунг мой и Солнца!

Если честно, я как профорг. Сам ездил в отпуск ( за свой почти что счет) - на Пиунду от канторы в марте и даже в феврале - чтобы осталась та же вкота на июнь и август в моем отделе...



Не злоупотреблял и не судим!

но по железкам - профи...с 11 лет...



Спас от угона от 100 авто в конце 80-х. даже у бандитов и всё еще живой. Просто я профорг с 17 лет и, глубинный, народ это понимает и ценит! Угадайте почему?

[Владимир R-V-A]

Посмотрел на днях интересное видео. Думаю оно может быть полезным разработчикам звуковой аппаратуры.



Повторил измерения Сухова и обнаружил у него ряд ошибок в плане получения реальных данных по искажениям сигнала и толкования метода дисиринга.

1.Главый просчет в измерениях состоял в том, что он зря нажал кнопку Manual fundamental ... . В результате таких измерений уровень гармоник получается сильно занижен, с нереальным количеством нулей. Моя версия, что тут ошибка происходит на величину Peak semple, которая при измерениях может быть от - 10 дБ до любого значения, например - 20 или даже - 35 дБ. Если эту кнопку (Manual fundamental ...) отключить, то получаются реальные измерения искажений.
2. А идея дисиринга заключается не в том, чтобы снизить собственно сами гармоники искаженного сигнала, а более точно их измерить, когда они находятся на уровне шума или ниже. Если гармоники торчат над шумом хотя бы на пару дБ и уж тем более на 5-25 дБ, то их уровень не станет уменьшаться на спектрограммах. Тут совсем другой эффект. Подмешивая шум и выбирая большое время накопления сигнала как в одном измерении так и по их числу можно получить (фактически рассчитать) более низкие искажения сигнала при малом его уровне. Чем меньше уровень сигнала, тем меньше он искажается. Понятно, что у УНЧ на 7293 искажения на мощности порядка 1-5 Вт могут быть порядка 0,001-0,005%, При мощности на порядок меньше и искажения будут примерно на порядок меньше. А при мощности больше 15-20 Вт начинается резкий рост искажений. И эти гармоники уже на много вылазят из шумов УНЧ. И тут уже ничего нельзя поделать. А при измерении искажений (по сути уровней гармоник в шумах) сигналов малого уровня, при определенном уровне сигнала и его гармоник, измеритель нелинейных искажений и спектроанализатор уже не может точно определить уровень гармоник. Программа все гармоники аппроксимирует примерно на уровне шума. Так вот дисеринг и способ когерентного накопления параметров сигнала позволяет за счет увеличения времени измерения вычислять истинный уровень гармоник, которые уже в шумах, вплоть до уровня, примерно в -20 дБ относительно уровня шума. И кроме того, дисеринг, изменение размера окна спектроанализатора, многократное повторение опытов (измерений 2-4-8...) и накопление данных позволяет существенно снизить реальный уровень гармоник на графике спектрограммы, а также снизить и сами шумы на этом графике. Шумы, особенно в области НЧ, буквально на глазах, начинают с каждым циклом измерений проседать вниз и как бы становиться реже.

Что касается реальных искажений ВВ-шника Сухова, то там естественно никакой речи о искажениях на уровне в -138 дБ нет. Еще раз повторяю, этот режим теоретический - как бы в предположении, что дальше шумы расти не будут, если увеличить уровень первой гармоники до Peak semple до 0 дБ или хотя бы до уровня - 10 дБ.

Вот, в чем разница значениях искажений на графиках.



На первом графике заниженные показатели уровня гармоник. На втором графике реальный уровень гармоник звуковой карты E-MU0202 (24/44,1).

Обратите внимание на выбранные значения в окнах настроек измерений. От их выбора зависит точность измерения искажений в шумах сигналов с низким уровнем. Измерения при разных настройках могут существенно отличаться, примерно в 2-3 раза. На измерения влияют в той или иной степени все параметры в окнах настройки.

Вот еще картинки по этой теме.



Если есть сомнения в показаниях вычислителя искажений, поступайте проще - определите уровень самой высокой гармоники, например 2 или 3-й, и найдите разность между первой гармоникой и ней. Грубо говоря, это и будут (несколько заниженные) искажения УНЧ. И тут не надо пытаться ловить блох и гнаться за высокоточными измерениями сигналов малого уровня, как это делал Сухов. Надо измерять искажения на эквиваленте нагрузке, например в 4 или 8 Ом на номинальной или максимальной мощности. Слушать то вы будете УНЧ не на мощности в 100 мВт в пиках. А скорей всего на мощности 5-50 Вт. Реально его УНЧ имеет искажения порядка -106 дБ на сигналах малого уровня. Точней найти эти искажения вы можете опираясь на графики в ролике. Такого же порядка искажения у микросхем 7293 3886 на мощности до 1 Вт.

А вот сколько его усилитель даст искажений на мощности хотя бы в 50 Вт, и уж тем более на мощности в 100 Вт, пока не ясно.

В его ролике об этом ничего не говорится. Но ролик я считаю полезным в плане стимулирования освоения методик прецизионных измерений параметров радиоапаратуры с помощью современных, бесплатных, измерительных программ.

[Владимир R-V-A]

Что касается собственно честных искажений усилителя Сухова, то если включите на паузу, на 1.48 мин. ролик, то увидите, что уровень первой гармоники (основного измерительного тона на частоте 10 000 Гц) составляет - 13,93 дБ (см. значение в верхнем правом квадрате - таблице), а Peak semple составляет - 20 дБ. Таким образом THD, измеренное при заданных параметрах настроек составляет -128 дБ + 20 дБ = -108 дБ. Это примерно 0,0003%. Но!!! эти измерения сделаны при нажатой кнопке Manual fundamental ... В реальности, искажения будут еще выше из - за того, что в программе уже есть некоторый уровень Peak semple. В моей программе он порядка -10 дБ. Поэтому даже оценочный расчет искажений по одной, самой высокоторчащей (на уровне -109 дБ - второй) гармонике, даст значение искажений порядка -109 +13,93 = - 95,07 (дБ). Это где-то 0,004%. А реально, с учетом остальных гармоник искажения будут еще выше, где-то в районе 0,005-0,006%. И никаких тут стотысячных процентов нет даже близко. Для сравнения у бюджетной звуковой карты E-MU 0202, по этой методике (правда с другими настройками) можно намерить искажения порядка 0,0002% на 1 кГц даже в программе RMAA.



И это без всяких фильтров и с использованием нескольких холодных контактов разъемов типа Джек 3,5 и 6 мм.

А если настроить измерения в режим длительного накопления сигнала (4М и 8), то искажения карты с несколько пониженным уровнем сигнала (примерно до 70% или -10 дБ), за 10-15 минут измерений, и на частоте уже 10 000 Гц, могут составить порядка - 123 дБ (примерно 0,00007%) - см. картинки и расчеты выше. Заметил, что чем выше частота тона, тем можно больше снизить уровень гармоник.

Графики искажений УНЧ на 7293 на разной мощности (относительно карты), снятые по программе RMAA, могут выглядеть примерно так.



Поэтому утверждение Сухова, что его УНЧ имеет искажения -138 дБ не соответствуют реальным, им же самим снятым, с помощью программы REW, графикам и измерениям искажений УНЧ ВВ.