@MT4S301 能不能搞个增益可调的前置放大电路

海河 · 发表于 2024-9-25 20:45:39

本地强台和远方弱台信号差距很大，天线放大器/前置放大器又没有AGC。
能不能搞个增益可以手动调节的放大电路

MT4S301 · 发表于 2024-9-25 22:31:44

本帖最后由 MT4S301 于 2024-9-25 22:32 编辑

被超版点名，我何德何能呀

不巧可控增益天线放大器我一窍不通，临时想出下面这种结构：

RF_VGA_idea.jpeg (127.38 KB, 下载次数: 6)

电路需要3根JFET和2个至少有一侧含中心抽头的巴伦。假设9V电池供电，电压按8V设计。

大致的想法是：因为差分放大器的增益受差分尾电流控制，所以手动改变尾电流制成“可控增益放大器”。
选择FET放大的意图是它们的3次互调可能*比BJT更小些，利于降低强台阻塞等干扰。
最下方的FET倒是可以换成BJT，就看电位器电压是否能达到0.7V以上
*印象里听别人说过

不同增益状态，电路的输入输出阻抗可能不同。我猜最好在高增益状态匹配好阻抗，低增益状态下不匹配问题不大。

MF35_ · 发表于 2024-9-26 09:33:04

MT4S301 发表于 2024-9-25 22:31
被超版点名，我何德何能呀

不巧可控增益天线放大器我一窍不通，临时想出下面这种结构：

这不就是二象限乘法器嘛，我比较喜欢这种电路，原理清洗、拓扑工整、调整方便，不会冒出一些奇奇怪怪的问题，那些巴伦也不是什么难事，中波用中周绕就行了，调频就更简单了

MT4S301 · 发表于 2024-9-26 10:51:07

上午网络冲浪，又看到一种思路：BJT共基cascode下面的共源FET

利用FET显著的【沟道长度调制】效应。即利用gds改变共源FET的总gm。
比上面3管乘法器版VGA简单不少：不需要匹配差分对管，但损失差分电路的偶次谐波抑制力。

MF35_ · 发表于 2024-9-26 10:58:44

MT4S301 发表于 2024-9-26 10:51
上午网络冲浪，又看到一种思路：BJT共基cascode下面的共源FET
利用FET显著的【沟道长度调制】效应。即利 ...

这个电路画的有问题，C1应该接电位器抽头，cascode的增益控制范围不是很大，这个电路效果比你上面那个差不少，至于偶次谐波（非线性）问题，其实也不大，作为前置放大器，信号幅度很小，不用太关心非线性

MT4S301 · 发表于 2024-9-26 11:22:06

MF35_ 发表于 2024-9-26 10:58
这个电路画的有问题，C1应该接电位器抽头，cascode的增益控制范围不是很大，这个电路效果比你上面那个 ...

非也。版主的需求显然是在强弱电台混杂的复杂电磁环境里做接收，提升Rx链路的线性度合情合理
无论三次非线性还是偶次非线性，我认为都是越低越好

MF35_ · 发表于 2024-9-26 11:52:34

MT4S301 发表于 2024-9-26 11:22
非也。版主的需求显然是在强弱电台混杂的复杂电磁环境里做接收，提升Rx链路的线性度合情合理
无论三次非 ...

你是担心某个频率的谐波正好落在混频器带宽之内？
我觉得正常信号都是没问题的，小信号下非线性的影响很弱，谐波不足以达到信号的水平。
如果是比较强的环境电磁波干扰，那这种非调谐放大器无论如何都是无能为力的，宽带高放天然无法抑制环境噪声

longshort · 发表于 2024-9-26 12:41:15

MT4S301 发表于 2024-9-26 10:51
上午网络冲浪，又看到一种思路：BJT共基cascode下面的共源FET
利用FET显著的【沟道长度调制】效应。即利 ...

cascode結構不變，但上管保留差分，其中另一管通過控制偏壓來控制下管電流被旁路的比例，效果更好，無論寬帶窄帶均可使用，亦無須考慮阻抗匹配問題，這也是個經典用法了。

MT4S301 · 发表于 2024-9-26 13:04:04

MF35_ 发表于 2024-9-26 11:52
你是担心某个频率的谐波正好落在混频器带宽之内？
我觉得正常信号都是没问题的，小信号下非线性的影响 ...

Simple math。
假设俩强台-30dBm，附近弱台-50dBm，LNA对-30dBm的三次互调是-30dB。
那么强台互调产物就有-60dBm，只比弱台低10dB。
这对于DIY玩家的DIY解调（往往是模拟实现的）电路比较不友好。

MF35_ · 发表于 2024-9-26 13:57:52

本帖最后由 MF35_ 于 2024-9-26 14:02 编辑

MT4S301 发表于 2024-9-26 13:04
Simple math。
假设俩强台-30dBm，附近弱台-50dBm，LNA对-30dBm的三次互调是-30dB。
那么强台互调产 ...

我和你的看法不同，-30dBm在50欧负载上是7mVrms，除非特意把工作点调到特别弯曲的部分，否则我认为半导体的传递曲线的大部分区域在这么窄的范围内，其非线性度应该是不足以产生-30dBc互调（-30dBc好大了

），否则分立模拟电路的性能简直没法看了，我们天天和互调作斗争吧

MF35_ · 发表于 2024-9-26 14:09:48

MT4S301 发表于 2024-9-26 13:04
Simple math。
假设俩强台-30dBm，附近弱台-50dBm，LNA对-30dBm的三次互调是-30dB。
那么强台互调产 ...

而且，你要考虑一个实际问题，场管的传递曲线，基本遵循平方律，哪怕是线性最不好的那段，其三次项系数也是很小的，而只有三阶互调才会落到接收范围造成干扰。即便是BJT，也只有一小段的三次项系数比较大，通过工作点避开就好了

MT4S301 · 发表于 2024-9-26 18:02:27

MF35_ 发表于 2024-9-26 14:09
而且，你要考虑一个实际问题，场管的传递曲线，基本遵循平方律，哪怕是线性最不好的那段，其三次项系 ...

我担忧的依据是这楼的互调仿真：
http://www.crystalradio.cn/forum ... &fromuid=322954
这里BJT有3.2mA静态电流，还有（聊胜于无的）5kΩ电阻负反馈，两个因素降低非线性。

假如今后想用1mA的低功耗高放、再用简单共射没有负反馈5k，谨慎考虑很可能-30dBm输入的三阶互调达到-30dBc

长沟大尺寸FET的平方律转移特性确实三次非线性成分少，但FET在VHF段有难以解决的问题：
1、栅极阻抗太高，匹配到50Ω过程冗长繁杂痛苦。而且每根FET的栅阻抗都不一样，需要逐个手工调整；
2、FET直流特性很分散，静态工作点也要逐个调整。而BJT同一袋里的hFE难分散超过20%
3、平均每毫安电流得到的跨导（gm/Id）比BJT低许多，能效不太好。
我是懒得逐个手工调试的大懒猪，所以不喜欢用FET放大

海河 · 发表于 2024-9-26 20:49:57

MT4S301 发表于 2024-9-25 22:31
被超版点名，我何德何能呀

不巧可控增益天线放大器我一窍不通，临时想出下面这种结构：

果然是大师啊

MT4S301 · 发表于 2024-9-28 21:31:58

来向版主报告，今天有空做的实验板。
主要是坏消息。。。

J309_VGA_Brd.png (500.81 KB, 下载次数: 0)

差分放大管是两根用某宝35元玩具测试仪匹配的MMBFJ309，Vgs=-1.1V时沟道电流分别1.6、1.7mA。。。
手头没啥巴伦，输入巴伦1:2带抽头、输出巴伦1:9带抽头。下方电流源管是某宝国产2SC3356_R25。
丢进50欧信号源+50欧示波器里，电源电压8V，这块板子的差分尾电流可从0调到13mA。
输入激励28MHz，尾电流13mA时电路偶尔自激，增益大概8dB。尾电流从0.5mA到12mA变化，电路增益变化了10dB。

此电路板作为【可变增益天线放大器】而言很差，其它方面也没啥可圈点之处。
而且J309是真难配对，大概六七个才找到这一对。。。

海河 · 发表于 2024-9-29 20:46:27

MT4S301 发表于 2024-9-28 21:31
来向版主报告，今天有空做的实验板。
主要是坏消息。。。

理想很丰满，现实跟骨感啊

分立元件差分，不是这么容易搞的。

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