вторник, 30 декабря 2025 г.

Самодельный аттенюатор

Разбирая коробки наткнулся на DVB-T приёмник который когда-то покупал ради экспериментов с SDR (Software Defined Radio). Он не может принимать частоты ниже 24 МГц, поэтому послушал FM радиостанции, переговоры с соседней стройки, но до приема ADS-B или авиа диапазона руки не дошли. В итоге приёмник на долгое время отправился в коробку.

В этот раз решил собрать апконвертер чтобы была возможность принимать сигнал ниже 24 МГц. А поскольку установить коротковолновую антенну в квартире представляется маловероятным (да и не факт что там что-то будет принимать в плотной застройке), то решил начать эксперименты с генератором сигналов, который будет подавать модулированный сигнал на вход апконвертера. А с наступлением тёплого времени года можно будет выехать на природу и попробовать с реальной антенной уже отлаженный приёмник.

В радиосвязи уверенным приёмом считается сигнал уровня S9 (-73 dBm или 50 мкВ). Мой генератор сигналов не позволяет выставить уровень сигнала ниже -56 dBm и следовательно мне ещё нужен аттенюатор как минимум на 20 dB. В таком случае я могу выставить на генераторе амплитуду -53 dBm и через аттенюатор на 20 dB получить -73 dBm что будет соответствовать уровню S9.

Готовые аттенюаторы на 20 dB в продаже есть, но тут либо платить в разы больше за вариант "на завтра", либо подождать месяц пока придёт из Китая. Ну или вариант на сегодня в виде "сделай сам".

В своё время читал статью рассчитываем и паяем аттенюатор на 20 дБ и там описан простой вариант, который можно собрать буквально за полчаса. Поигрался с калькулятором аттенюатора в программе Qucs-S и наивно решил делать сразу на 92 dB, хотя я не видел готовых вариантов больше 40 dB.


Номиналы сопротивлений использовал: R1=50 Ом, R2=1 МОм, R3=50 Ом. R1 и R2 состоят из двух параллельно соединённых сопротивлений по 100 Ом. Все SMD сопротивления размера 0805 и дополнительно понадобились два SMA разъёма и кусочек стеклотекстолита.

После сборки проверил характеристику фильтра с помощью NanoVNA и она оказалась сильно нелинейной

На диапазоне 1-30 МГц картина получше, но всё равно нелинейность более 20 dB

Погуглил и выяснил что эта нелинейность связана с паразитной ёмкостью резистора когда на большой частоте паразитная ёмкость шунтирует сопротивление и ослабление уменьшается. В документации на использованные резисторы не указаны значение паразитной ёмкости, но часто встречал упоминание что для 0805 это 0,1 пФ и 1 нГ для индуктивности.

Попробовал смоделировать фильтр с использованием "реальных" сопротивлений в Qucs-S 

Результат моделирования довольно близок к результатам измерений так что не стоит пытаться сделать аттенюатор на большое ослабление.

Далее смоделировать аттенюатор на 20 dB (R1=60 Ом, R2=255 Ом, R3=60 Ом), где R1 и R2 это два соединённых параллельно сопротивления по 120 Ом, а R2 - два параллельно соединённых сопротивления на 510 Ом. 

Моделирование показывает довольно линейную характеристику. Заменил сопротивления и сделал измерение для диапазона 50 кГц - 900 МГц

Сейчас выглядит сильно лучше прежнего варианта на 92 dB, но в модели нет нелинейности которая растёт после 450 МГц. Проверяю на диапазоне 1 МГц - 30 МГц

Тут и вовсе хорошо, во всяком случае чтобы поиграться на КВ диапазоне его вполне достаточно. 

Полезные ссылки

  1. Рассчитываем и паяем аттенюатор на 20 дБ 
  2. Frequency Response of Thin Film Chip Resistors
  3. Resistor Capacitance

Комментариев нет:

Отправить комментарий