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Alla riscoperta del circuito REFLEX . Ricevitore per onde medie con triodo - 3/4

circuito REFLEX . Ricevitore per onde medie con triodo

Il circuito d’ingresso di questo REFLEX e più in generale dei ricevitori mono-valvola che ricalcano questa soluzione, determina le prestazioni fondamentali di selettività e sensibilità.

E’ intuitivo che - a parità di altre condizioni – aumentando il numero di circuiti risonanti interposti tra l’antenna e la griglia controllo della valvola, aumenti la selettività, ovvero la capacità di separare e selezionare in frequenza il segnale desiderato tra i diversi presenti. Meno intuitivo è il fatto che la sensibilità, a parità di numero di risonatori, dipende invece in modo determinante dal fattore di merito Q dei risonatori. Se la griglia controllo è polarizzata sufficientemente lontana dalla conduzione questa non assorbe potenza sicché la tensione RF (riferita al catodo) è pari alla sovratensione ai capi del risonatore ad essa connesso.

Pertanto se consideriamo ad esempio un circuito d’ingresso costituito da un solo risonatore, è evidente che questa sovratensione è massima allorquando la resistenza d’antenna è adattata alla resistenza equivalente di perdita (parallelo) del risonatore. In queste condizioni il valore teorico della tensione alla griglia controllo vale Qo/2 volte la tensione d’antenna. In altri termini, con antenna adattata, il circuito d’ingresso del ricevitore realizza un guadagno in tensione direttamente proporzionale al fattore di merito a vuoto Qo del risonatore. Analoga deduzione si applica nel caso di più risonatori.

Ciò è vero sino ad un valore massimo di guadagno, oltre il quale il circuito diventa potenzialmente instabile per effetto della reazione interna della valvola dovuta alla capacità tra placca e griglia controllo (Cg-p) che nel nostro caso vale 1,4pF. Tale limite risulta ovviamente superiore nel caso di valvole con griglia schermo, come i pentodi, essendo la capacità di reazione interna ordini di grandezza più bassa. Per una sintesi del significato e calcolo del fattore di stabilità incondizionata si rimanda alla Ref.3. Ai fini didattici è stata condotta una simulazione del circuito d’ingresso utilizzando PC ed il pacchetto software PUFF (Ref.4). Trattasi di un programma di pubblico dominio molto diffuso, accessibile ed intuitivo, nato a metà anni ’80 per l’analisi e simulazione di circuiti a costanti concentrate e/o distribuite, dalle frequenze audio alle microonde.

E’ un semplice strumento che suggerisco ai neofiti ed ai non esperti che desiderano dedicarsi all’attività sperimentale ed all’autocostruzione. In Fig.11 è riportata la risposta in frequenza del circuito d’ingresso con impedenza d’antenna nominale di 150? resistivi alla frequenza di 1180 kHz. Osservazioni relative alle diverse finestre di Fig.11 sono le seguenti.

Analisi del circuito d’ingresso del ricevitore con il programma PUFF

Fig. 11 - Analisi del circuito d’ingresso del ricevitore con il programma PUFF

Essendo un circuito a componenti discreti nella finestra F4 viene definita solo l’impedenza caratteristica di progetto Zo ed il tipo di la rappresentazione grafica nella finestra F1: quest’ultima deve essere impostata come Manhattan. In tal modo i vari componenti assumono la forma grafica di rettangoli, trapezi e triangoli, indipendentemente dal valore o caratteristiche.

circuito-reflex-layout-plots-parts

Con riferimento ai valori calcolati osserviamo che la perdita del circuito vale 3dB. Ciò significa che metà della potenza del segnale d’antenna all’ingresso del ricevitore raggiunge T2 e metà è dissipata dal risonatore T1. Conoscendo il valore della resistenza equivalente parallelo di T2 (Req=80k?) ed il guadagno di tensione (Av=24dB) la perdita, in dB, può essere anche calcolata: A= 10log(Req/Zo) –Av (6) Ovvero: A=10log(533) -24 = 27-24 = 3dB; in altri termini la perdita espressa in decibel è data dallo scarto tra il valore ideale di sovratensione dovuto al solo salto d’impedenza e quello reale comprensivo delle perdite. La carta di Smith in questo caso non è di particolare utilità, mentre altre informazioni possono essere dedotte con letture dei dati calcolati nella finestra F2 a frequenze diverse o condizioni diverse, quali derivanti da modifiche di uno o più componenti del circuito.

Ad esempio, movendo il cursore a destra ed a sinistra del picco di risposta del filtro possiamo rilevare le frequenze per le quali il guadagno in tensione diminuisce (o la perdita in potenza Fig. 12 - Confronto tra banda passante stretta e banda passante larga per le curve di trasferimento in tensione (colore rosso) e potenza (colore blu) (asse x:20 kHz/ div. asse y: 10dB/div.) aumenta) di 3dB sicché la differenza dei valori letti costituisce la banda passante RF del ricevitore @-3dB.

Confronto tra banda passante stretta e banda passante larga per le curve di trasferimento in tensione (colore rosso) e potenza (colore blu)

Fig. 12 - Confronto tra banda passante stretta e banda passante larga per le curve di trasferimento in tensione (colore rosso) e potenza (colore blu) (asse x:20 kHz/div. asse y: 10dB/div.)

Nella simulazione di Fig.11 la banda passante risulta circa 15kHz. Questa valutazione può essere condotta per qualunque altro valore arbitrario di attenuazione, potendo in tal modo dedurre anche il fattore di forma dei filtri. Se ripetiamo l’operazione riducendo il valore del condensatore “d” ovvero sintonizzando il circuito a frequenza più alta, osserveremo un incremento della banda passante. Possiamo anche eseguire confronti sovrapponendo i grafici delle curve di risposta. Ad esempio nel grafico di Fig.12 abbiamo sovrapposte le curve di risposta relative alle condizioni di banda passante stretta e banda passante larga quali derivanti dalla commutazione dell’interruttore S1 nel circuito del ricevitore. Si lascia al lettore interessato ad apprendere l’impiego del PUFF il piacere di ripetere la simulazione descritta, scoprendo le notevoli possibilità di questo strumento.

radiokit elettronica

 

 

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ritratto di Cristian Nocerino

Informazioni riguardo il PUFF

Salve a tutti. Innanzitutto mi presento, mi chiamo Cristian Nocerino e sono uno studente in Ingegneria Elettronica. Dato che in questi giorni sto preparando l'esame di circuiti a Microonde stiamo per iniziare lo studio dell'adattamento mediante l'utilizzo del simulatore PUFF. La mia domanda è: dove trovo il programma in questione?qualcuno per caso ha il link per poter scaricare questo programma? vi prego di aiutarmi sono alla disperata ricerca di questo magico strumento. In Attesa di una vostra risposta vi invio i miei più sinceri saluti e complimenti per il vostro sito.
Grazie e alla prossima...
Cristian Nocerino

ritratto di Emanuele

Puff simulatore per Microonde

Puff software CAD per Linux

Prova a seguire questo link e fammi sapere, io non ho potuto testarlo, ma puoi farlo tu ed aggiornare l'articolo tramite i commenti, in perfetto stile collaborativo web 2.0 :)

 

 

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