Навигация по журналу

Разное о радио, регенеративные и детекторные приемники

  1. Рускоязычные веб-ресурсы о детекторных приемниках

  2. Выбор современных наушников для детекторного приема, ч.1
  3. Выбор современных наушников для детекторного приема, ч.2
  4. Тест старых наушников для детекторного приема

  5. КВ-регенератор с рамочной антенной
  6. КВ-регенератор на одном транзисторе

  7. Прием УКВ ЧМ (FM) на детекторный приемник
  8. Детекторный приемник из упаковки от CD-R болванок
  9. Мифы детекторного приема

  10. Все заметки о детекторных приемниках в этом журнале
  11. Все заметки о регенеративных приемниках в этом журнале

Расчет детекторного приемника

  1. Расчет сопротивления заземления вертикальной антенны.
  2. Калькулятор простейшего диодного амплитудного детектора
  3. Расчет входного сопротивления амплитудного детектора
  4. Калькулятор входной цепи детекторного приемника с проволочной антенной
  5. Калькулятор детекторного приемника с рамочной антенной
  6. Калькулятор параметров вертикальной заземленной антенны
  7. Калькулятор напряженности поля вещательных радиостанций ДВ и СВ диапазона

  8. Все калькуляторы

Велохроники. Логи поездок.

IMG0378A

Обновления калькулятора напряженности поля ДВ/СВ станций

Еще несколько мелких обновлений калькулятора напряженности поля ДВ/СВ р/станций.

R-REC-P.832-3-201202-I!!PDF-R_050


  • Произведена калибровка коэффициентов в формуле Остина для учета затухания радиоволн из-за дифракции на криволинейной поверхности Земли. Использовались графики рекомендаций ITU-R на частотах 150 кГц и 1,5 МГц для разных типов земной поверхности. Расчет напряженности поля земной волны начиная с расстояний порядка десятков км теперь более точен.

  • Добавлена поправка на ближнее поле антенны в соответствии с рекомендациями ITU-R. В принципе, ей можно пренебречь, т.к. даже для волн длиной в 2 км (150 кГц) начиная с расстояния в 1 км она оказывается малой.

  • Добавлен расчет глубины замираний, вызванных интерференцией земной и ионосферной волн.

  • Скорректированы параметры некоторых почв под принятые в рекомендациях ITU-R.

  • Исправлена ошибка в расчете эффективной излучаемой мощности. Во всех формулах теперь используется эффективная изотропно-излучаемая мощность.

  • Ссылка на карту проводимости почв бывшего СССР заменена на карту из рекомендации ITU-R, т.к. есть сведения, что на карте бСССР указаны неверные параметры.

  • Добавлена возможность ввода точности прогнозирования напряженности поля ионосферной волны (1%, 10%, 50%, 90%, 99%), или, что то же самое, процентного числа дней в году, у которых напряженность поля для указанного часа будет не менее рассчитанной.

  • Теперь существует возможность расчета не только исходя из известной выходной мощности передатчика, но и по эффективной излучаемой мощности. Убран чересчур переусложненный выбор антенн, оставлены только несколько моделей идеальных вертикальных штырей разной длины, отображающих основные виды диаграмм направленности используемых на практике антенн.

  • Проведена проверка эмпирической формулы МККР для расчета напряженности поля ионосферной волны. Использовалась простая геометрическая модель отражения пространственных волн с вертикальной поляризацией от ионосферы и земной поверхности без потерь. Получено практически полное соответствие результатов. Значение по формуле МККР с максимальными поправками для 10% вероятности прогнозирования как раз оказывается сравнимым с напряженностью поля, рассчитанной по данным геометрической модели. Для 1% вероятности (3-4 дня в году) отмечено превышение напряженности поля в 1,5-2 раза. Это может быть объяснено только удачным сложением радиоволн, приходящим по разным путям распространения и/или отражением от более низкого ионосферного слоя D. При сравнениях учитывалась диаграмма направленности передающей антенны.

Обновления радиотехнических калькуляторов

Обновления калькуляторов:

  • Применена более продвинутая модель рамочной антенны, точно показывающая поведение входного сопротивления рамки вплоть до частоты собственного резонанса.

  • Добавлен точный расчет собственной добротности вибраторных антенн.

  • Улучшен расчет напряженности поля поверхностной волны радиостанций. Учитывается затухание из-за кривизны поверхности Земли. Раньше значения напряженности на дистанциях больше 500-1000 км были несколько завышены.

  • Добавлен ввод поправок на точное время суток, солнечную активность и магнитное наклонение для расчета напряженности поля пространственной волны в соответствии с рекомендациями Международного консультативного комитета по радио. Эти поправки дают поразительное совпадение с реальными наблюдениями! Например, они в точности показывают увеличение напряженности поля радиостанций в промежутке между 2-4 часами утра — именно в это время 1179 кГц/850 км/250 кВт проходит у меня с максимальной громкостью.

  • Расширен диапазон волн для расчета напряженности поля. Теперь официально™ 150-2000 кГц, ДВ и СВ.

Обновление «движка»:

  • Мелкие улучшения дизайна, типографики, отображения чисел.

Расчет сопротивления заземления вертикальной антенны + обновление калькулятора

Наконец-то собрался с духом и осилил расчет заземления вертикальной антенны по методике, изложенной в [1].

В отличие от эмпирической формулы Шулейкина (Rз = A⋅λ/λ0), здесь используется более серьезный подход к делу — учет распределения плотности ВЧ токов, растекающихся от заземлителя. Привожу выдержки из книги, чтобы не разводить лишнее бла-бла. Формулы позволяют рассчитать два типа заземления: с вертикальным стержнем и системой радиальных проводников.

Надененко С. - Антенны_144 Надененко С. - Антенны_145 Надененко С. - Антенны_146 Надененко С. - Антенны_147 Надененко С. - Антенны_148 Надененко С. - Антенны_149

Насколько точны расчеты по этим формулам? К сожалению в книге не приводятся границы применимости, а получить первоистоники формул нереально (книги и периодические издания 20—40х годов XX века). При анализе формул и результатов расчетов отмечено следующее:

  • В расчетах не учитывается диэлектрическая проницаемость грунта и токи смещения.
  • Принято, что глубина растекания тока не зависит от глубины погружения заземляющей системы.
  • Не учитывается зависимость комплексной проводимости грунта от частоты.

В результате для антенн со штыревым заземлением наблюдается рост сопротивления заземления с увеличением частоты, что в корне противоречит расчетам по формуле Шулейкина и реальным измерениям [2].

Однако, если ограничить глубину растекания тока фиксированной величиной, то всё приходит в норму. Поэтому формулы были колхозно доработаны напильником. Глубина растекания тока берется как минимальное значение из глубины погружения заземляющей системы и толщины скин-слоя. Токи смещения и проводимости учитываются «оптом» — в качестве проводимости почвы берется модуль комплексной проводимости на данной частоте. Это хорошо отражает тот факт, что с ростом частоты до определенного предела проводимость почв растет. Надеюсь, когда-нибудь найдется время на более научно-обоснованную модель.

Расчет антенны, описанной в [3] (с учетом отсутствия емкостной нагрузки) дал достаточно хорошее совпадение параметров — расхождение КУ при получилось в пределах нескольких дБ.

Напоследок о границах применимости формулы Шулейкина для заземления. По-видимому, её можно использовать либо для весьма коротких по сравнению с длиной волны антенн, либо для радиоцентров с серьезной системой заземления. Для простейшего заземления в виде одиночного штыря она даже с самым «плохим» коэффициентом качества дает слишком заниженное сопротивление.

P.S. Обновлены калькуляторы вертикальной заземленной антенны и входной цепи детекторного приемника с электрической антенной.

Источники

  1. Надененко С. И. Антенны. — М.: Гос. изд-во лит-ры по вопросам связи и радио, 1959 г., 552 с.
  2. Поляков В.Т. Измерить параметры антенны? Совсем не сложно! — «Радио» №2, 2004 г.
  3. Поляков В.Т. «Парасол» — зонтичная антенна на 160 метров. — «Радио» №2, 2004 г.

Три заметки из интернета о самодельных высокоомных наушниках

...или когда командир орёт «ДАЁШЬ СВЯЗЬ!», а под рукой нет ничего кроме автомобильных реле и консервированной тушенки.

1. Высокоомные наушники из консервных баночек , (авт. Daniel Savel F5ITU).
Перевод оригинальной статьи от француза.

Vyisokoomnyie-naushniki-iz-konservnyih-banok

2. Building the "Tea Time" Headphone (автор H. P. Friedrichs AC7ZL).
Наушник в банках из-под чая.

photo11

3. Building High-Impedance Piezoelectric Headphones (автор H. P. Friedrichs AC7ZL).
Пересадка пьеозопищалок в корпус фабричных наушников.

fig4

BONUS: Статья об истории появления наушников (авт. Сергей и Марина Бондаренко).

sm-20

Калькулятор простейшего диодного детектора

Введение

Допилил калькулятор для расчета простейшего диодного детектора.

detector

Позволяет, исходя из параметров диода, нагрузки детектора и источника сигнала расчитать основные параметры детектора (входное сопротивление, амплитуду ЗЧ-напряжения на нагрузке и т.д.) и непосредственно оценить слышимость передачи по среднему уровню звукового давления, развиваемого излучателями наушников. Для гурманов строятся графики ВАХ диода, частотной характеристики импеданса наушников, статическая, выпрямительная и частотные характеристики детектора.

Весьма точен, т.к. моделирование выполнено численным методом. Вычисления проверены в симуляторе электросхем "Multisim", типичная погрешность — не более нескольких процентов.

В калькулятор зашиты модели германиевых диодов 1N34A и FO-215, кремниевого (для сравнения) 1N4148, диодов Шоттки BAT-62, BAT-85, SD101B и 5082-2835, а также модель идеального диода для оценки влияния «некачественности» диода на характеристики детектора. Вменяемых SPICE-моделей отечественных детекторных диодов, к сожалению, найти не удалось. Наушники представлены советскими головными телефонами с высокоомными электромагнитными капсюлями типа ТОН-2, ТОН-2М, ТА-4, ТА-56м и ВП-1.

Данные об Э.Д.С. и внутреннем сопротивлении эквивалентного генератора, замещающего реальный детекторный приемник, можно получить с помощью вот этого или этого калькуляторов.

Ссылка на калькулятор

Работоспособность проверена в браузерах Google Chrome 34, Mozilla Firefox 28, IE 9, Opera 12.


Collapse ) Collapse ) Collapse ) Collapse )

Расчет входного сопротивления амплитудного детектора

Откопал потрясающе простую формулу для расчета входного сопротивления амплитудного детектора, работающего в квадратичном режиме.

am-det-circuit

Rвх = 0,5Rн/Kд, где
Rвх — входное сопротивление детектора;
Rн — сопротивление нагрузки детектора;
Kд — коэффициент передачи детектора, определяемый по графику.

am-det-k

Диод, по всей видимости, германиевый.

Источник: Чистяков Н. Справочник радиолюбителя-конструктора. 1983 г.

Калькулятор входной цепи детекторного приемника с проволочной антенной

Введение

Рад представить новейшую модель javascript-калькулятора для расчета детекторного приемника с проволочной антенной, дамы и господа. Сие программное обеспечение заточено под наиболее распространенные в детекторостроительстве типы антенн и варианты построения входных цепей:

antenna-electrical-tiny

circuit-1K

Варианты использования:

  • исследование характеристик антенн и их влияния на параметры приемника;
  • выбор схемы и её параметров для работы с конкретной антенной или некоторым набором антенн;
  • оптимизация параметров приемника для получения максимальной чувствительности, селективности;
  • определение перекрываемого диапазона частот;
  • получение АЧХ.

Ссылка на калькулятор

Работоспособность проверена в браузерах Google Chrome 34, Mozilla Firefox 28, IE 9, Opera 12.


Collapse ) Collapse ) Collapse )

Калькулятор детекторного приемника с рамочной антенной

Введение

В деле детекторного ретрорадиоприема в современных урбанистических условиях большой проблемой становится устройство антенны. Где развесить десяток метров провода, чтобы не вызывать подозрение агрессивно или алкогольно настроенных соседей? Куда воткнуть заземление: тянуть к электрощитку, сесть на «ноль» в розетке или содрать напильником краску с батареи центрального отопления? И ведь помехи от всех китайских электрических бытовых изделий будут успешно собраны в любом случае.

В некоторых ситуациях неплохой альтернативой будет использование магнитной рамочной антенны, которая, как известно:

  • реагирует только на магнитную компоненту электромагнитного поля (а это значит, что в некоторых случаях она лучше противостоит помехам);
  • обладает пространственной селекцией;
  • может быть весьма компактна.
Основной недостаток компактных рамочных антенн — малоэффективность. Например, если развернуть электрически малую (с размерами много меньше длины волны) круглую одновитковую рамку и сделать из её провода вертикальную антенну, то даже при довольно плохом заземлении вертикальная антенна окажется на порядок эффективней.

Так стоит ли браться за постройку рамочной антенны или отбросить эту идею как бредовую? Все зависит от конкретной конструкции антенны, приемника и напряженности поля станции, которую рассчитываем принять. Чтобы эта затея с уверенностью, без хождения к гадалке, увенчалась успехом, предлагаю воспользоваться еще одним онлайн-калькулятором, который заточен для выяснения ТТХ такой конструкции:

loop-circuit

Считалка позволяет определить параметры (импеданс, КПД, КУ, добротность) электрически малых одновитковых магнитных рамок круглой, квадратной, прямоугольной форм и многовитковых квадратных. При заданной напряженности поля и сопротивлению нагрузки определяет мощность и напряжение на нагрузке. Также рисует частотную характеристику сквозного коэффициента усиления (по отношению к коэффициенту усиления идеальной изотропной антенны).

Сразу оговорюсь, что детектор с наушниками для упрощения моделируются в виде активного сопротивления, значение которого задается при расчетах. В общем случае, оно зависит от сопротивления наушников, типа диода и режима работы детектора — линейного или квадратичного (который определяется также и входным напряжением). При детектировании на квадратичном участке передаточной характеристики входное сопротивление детектора, нагруженного высокоомными наушниками, может достигать десятков и даже сотни килоом (по результатам моделирования, которые здесь не приводятся). При работе на линейном участке обычно считают, что входное сопротивление равно половине сопротивления нагрузки.

Например, у германиевого диода квадратичный участок простирается от 50-100 мВ (напряжение, при котором он начинает приоткрываться) до 150-300 мВ.

Кроме того, калькулятор пригоден для прикидки и более сложных схем (например, с дополнительным резонансным контуром, который позволит более качественно согласовать детектор с входной цепью). В этом случае эффективность работы рамки можно оценить по мощности, отдаваемой в нагрузку. Для германиевого диода и чувствительных высокоомных наушников ориентировочные значения при оптимальном согласовании можно принять за следующие: 1 мВт — очень громко, 100 мкВт — громко, 10 мкВт — уверенно, 1 мкВт — разборчиво, 100 нВт — на грани слышимости.

Ссылка на калькулятор

Работоспособность проверена в браузерах Google Chrome 34, Mozilla Firefox 28, IE 9, Opera 12.


Collapse ) Collapse )

Калькулятор вертикальной заземленной антенны

antenna-vertical

Введение

Выкладываю еще один онлайн-калькулятор для детекторных маньяков. На этот раз будем считать параметры одной из самых простых и распространенных антенн — заземленного вертикального штыря, или, по-научному, несимметричного вертикального заземленного вибратора. Предпосылкой к созданию этой считалки было отсутствие простых в использовании методик расчета параметров вертикальных антенн с высотой больше 1/10 длины волны. Распространенные формулы применимы только для коротких антенн, упрощенно отображают зависимость импеданса антенны от частоты и имеют другие ограничения.

Предлагаемый же калькулятор позволяет считать основные параметры заземленных несимметричных вибраторов высотой до λ, их диаграмму направленности и зависимость полного электрического сопротивления от частоты в широком диапазоне. При этом точность вычислений сопоставима с точностью моделирования данного типа антенн в программе MMANA.

Хочу отметить, что расчет длинных антенн высотой до λ может понадобится, например, при постройке детекторного КВ-приемника.

Два примера, как этот калькулятор можно использовать на практике:

  • Прикидываем для заданного диапазона частот граничные значения реактивного сопротивления антенн различной высоты, с тем, чтобы правильно рассчитать входные цепи приемника для более качественного согласования.

    Пусть требуется прием в диапазоне СВ 500-1500 кГц на антенны высотой от 3 м до 30 м. Реактивное сопротивления антенн будет емкостным в пределах 0,4-15 кОм. Если мы конструируем простой одноконтурный детекторный приемник без КПЕ, то реактивное сопротивление его катушки должно меняться в тех же пределах, от 15 кОм на частоте 500 кГц до 400 Ом на частоте 1500 кГц. Из этих данных по формуле индуктивного сопротивления находим искомые пределы изменения индуктивности — от 40 мкГн до 4,8 мГн.

  • Оцениваем возможность приема сигналов станций с заданной частотой и напряженностью поля на антенну указанной конфигурации по отдаваемой в нагрузку мощности и Э.Д.С. эквивалентного генератора.

    Пусть у нас есть все тот же одноконтурный приемник с чувствительностью в 5 мВ, и мы хотим слушать голос некоторой страны на частоте 999 кГц, излучаемый станцией мощностью в 500 кВт на расстоянии 1000 км от нас (ближе никак нельзя подойти). Мы находимся где-то в поле возле одиноко стоящего дерева высотой в 5 м, на которое и закинули наш кусок провода. Почва влажная, заземление считаем хорошим. Естественно, дело происходит ночью.

    Считаем напряженность поля. Получили уверенные 4 мВ/м. Считаем антенну. Оказывается, далекая станция наводит в антенне Э.Д.С. аж в 10 мВ; при этом антенна способна отдать в оптимальную нагрузку до 1 мкВт мощности. Вполне неплохо, 10 мВ достаточно для работы приемника, а 1 мкВт — это довольно много, если учесть, что речевой сигнал в нормальных наушниках гарантированно разборчив уже при мощности в 1 пиковатт! (См., например, заметку о тестировании наушников).

    То есть, даже если учесть, что АМ модуляция имеет КПД меньше 20%, катушка намотана колючей проволокой вокруг ствола дерева, а детектор сделан из безопасной бритвы и имеет никакой коэффициент передачи, у нас все равно есть запас в 60 дБ на возможные потери. Делаем вывод: если ожидается нормальный прием на такую короткую вертикальную антенну, то тем более можно получить отличные результаты при использовании более совершенных антенн.

    Расчеты вполне подтверждаются практикой — неоднократно принимал в полевых условиях 150 кВт/800 км на 5 метровую веревку без особых усилий.

Ссылка на калькулятор

Работоспособность проверена в браузерах Google Chrome 34, Mozilla Firefox 28, IE 9, Opera 12.


Collapse ) Collapse )