Расширяем возможности nanoVNA. Часть 2. Внешние аттенюатор и АМ модулятор

Как известно, nanoVNA в режиме генерации не модулированного сигнала (CW FREQ)  может выполнять функцию высокостабильного по частоте ГСС, что удобно при настройке радиосвязной аппаратуры. Но отсутствие режима амплитудной модуляции (АМ) сильно затрудняет настройку радиовещательных АМ приемников. Эту проблему можно решить применением внешнего модулятора АМ. Поскольку изначально сам испытательный сигнал  nanoVNA представляет собой меандр, то нет никакого смысла заморачиваться особой линейностью модуляции, излишне усложняющей схему, и остановиться на простом «ключевании» ВЧ сигнала с частотой модуляции порядка 400-1000Гц.

Верхняя граница корректных амплитудных измерений по входу nanoVNA  (POPT2) равна 0 дБ, такой же и выходной уровень испытательного сигнала у неё на выходе (POPT1). Поэтому при измерениях в цепях, увеличивающих напряжение испытательного сигнала выше 0 дБ, например в резонансных контурах, усилителях ВЧ  и т.п., во избежание перегрузки входа nanoVNA  и/или измеряемого тракта необходим внешний резистивный 50-омный аттенюатор, ослабляющий уровень испытательного сигнала на выходе (POPT1). Требуемая величина ослабления зависит от конкретных условий, поэтому   аттенюатор желательно иметь  переключаемый с шагом порядка 10 дБ и максимальным  уровнем ослабления, например для измерения АЧХ УПЧ приемников, не менее 70дБ.

Для удобства пользования оба узла (внешний аттенюатор и АМ модулятор) были объединены в одну компактную конструкцию, схема и устройство которой показаны ниже.

АМ модулятор состоит из ключевого транзистора VT1 и модулирующего генератора, выполненного по схеме симметричного мультивибратора на транзисторах VT2,VT3.

Выходной-сигнал-мультивибратора-модулятора

Частота его генерации задаётся величиной конденсаторов С1,С2 и резисторов R5, R7 и при указанных на схеме номиналах примерно равна 1 кГц. Для себя я выбрал частоту модуляции порядка 600 Гц (R5, R7 по 120 кОм) – такой сигнал показался приятнее для моего уха (HI!). Величина резистора R1 задаёт глубину модуляции АМ и при указанных на схеме 51 Омах он равна примерно 30%.

ВЧ сигнал nanoNVA с 30% АМ

В пределе, если заменить R1 простой перемычкой, глубина модуляции определяется только омическим сопротивление открытого транзистора VT1 и достигает 90%. Светодиод HL1 индицирует подачу напряжения питания на модулятор переключателем S4. АМ модулятор устойчиво работает при напряжении питания от 3 до 9В. Ток потребления при этом составляет , соответственно, от 1,5 до 4 мА. В качестве VT1-VT3 можно применить любые ВЧ n-p-n транзисторы с Н21е не менее 100: 2N3904, BC547, 2N4401, КТ3102 и даже КТ315.

Ступенчатый 50 омный резистивный аттенюатор выполнен по П-образной схеме и состоит из трёх ячеек с ослаблением -10, -20 и -40 дБ. Комбинируя число включённых ячеек можно выбирать степень ослабления от 0 до -70 дБ с шагом -10 дБ. Коммутация ячеек производится вручную переключателями S1, S2 и S3, так что аттенюатор не требует подачи напряжения питания.

Собранная-плата-АМ-модулятора-и-аттенюатора US5MSQ

Собранная-плата-АМ-модулятора-и-аттенюатора

На фото показан экспериментальный образец устройства был собранный из SMD компонентов на обычной китайской макетной плате. Снизу плата закрыта изоляционной платиной из прозрачного пластика. Результаты испытаний аттенюатора показаны на графике ниже.

Работа аттенюатора в полосе 2 и 30 МГц

В полосе частот до 2 МГц ослабление аттенюатора полностью совпадает с заданным переключателями. На пределе -10 дБ реальное оказалось чуть больше — 12 дБ из-за низкого качества переключателя S1, имевшего большое переходное сопротивление между контактами. Но я не стал его менять, поскольку на практике применения nanoNVA это, в общем-то, не критично. В полосе обзора до 30 МГц при ослаблении больше 40 дБ уже заметно сказывается прямое, в обход аттенюатора, прохождение сигнала. Это обусловлено малой площадью «земли» и относительно близким расположением ячеек аттенюатора. По хорошему, плату нужно выполнять на двухстороннем фольгированном стеклотекстолите с максимальной поверхностью  «земли».  При данном конструктивном исполнении на частотах выше 10 МГц  аттенюатор не дает калиброванного значения ослабления больше 40 дБ, но тем не менее продолжает выполнять свои функции, позволяя во многих случаях избежать перегрузки входа nanoVNA  и/или измеряемого тракта, что меня пока вполне устраивает.

В качестве примера практического применения аттенюатора и АМ модулятора на фото показан процесс настройки приемника ВЭФ-202.

Укладка-нижней-границы-СВ-диапазона-525-кГц

Для проверки и укладки границ диапазонов включаем совсем не обязательно подключаться к приёмнику. Достаточно рядом с ним проложить кусок провода, подключённого к выходу АМ модулятора. При этом испытательный сигнал хорошо слышен на всех диапазон сигнал даже при включённом аттенюатора -20дБ.

Процесс-настройки-УПЧ-ВЭФ-202

Для настройки и/или проверке АЧХ тракта ПЧ приемника ВЭФ-202 барабан переключаем в положение с отсутствующей диапазонной  планкой. Выход nanoVNA  (POPT1) подключаем через аттенюатор к выводу 7 платы.  Вход же nanoVNA  (POPT2) через высокоомный малоемкостной пробник подключаем к аноду диода Д2.  Сначала, закоротив перемычкой катушку L30 фильтра-пробки, проверяем и при необходимости подстраиваем АЧХ УПЧ. Затем, убрав перемычку с катушки L30, подстраиваем фильтр-пробку на центральную частоту (465 кГц)полосы пропускания.

Измерение-АЧХ-УПЧ-ВЭФ-202

Как видим, для проведении корректных измерений АЧХ нам потребовался  максимум (-70дБ) ослабления аттенюатора.

Обсудить статью, а также скачать Руководство начинающего пользователя NanoVNA на русском языке и дополнительные материалы можно на форуме.

С.Э.Беленецкий  US5MSQ                      май 2026г.                                  г.Киев

Tags: , ,

Подписаться
Уведомить о
0 комментариев
Старые
Новые Популярные
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x