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单调谐回路放大电路的工作温度问题

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maychang| | 2017-1-6 17:11 | 只看该作者
这是谐振放大器,C28和T5应该调节到输入信号频率上。但图中并无可调节之处。

温度变化使得放大倍数变化,是因为C28的电容量和T5电感量变化所致。C28电容量变化主要是由于电容器材质,T5电感量变化主要是由于铁芯材料。
要想让C28容量变化小,只能采用温度系数小的介质,如聚苯乙烯、云母等。要想让T5电感量变化小,同样要采用低温度系数铁氧体,甚至不用铁氧体,使用空心线圈。

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maychang| | 2017-1-6 17:13 | 只看该作者
另由一个使谐振频率变化小的方法,是让电容量变化和电感量变化方向相反,相对变化绝对值相等。但这很难在宽温度范围内实现。

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雨下枫|  楼主 | 2017-1-6 17:27 | 只看该作者
本帖最后由 雨下枫 于 2017-1-6 17:29 编辑
maychang 发表于 2017-1-6 17:11
这是谐振放大器,C28和T5应该调节到输入信号频率上。但图中并无可调节之处。

温度变化使得放大倍数变化, ...

谢谢,老师的耐心解答!
图画的不够严谨,T5是可调的中周,目前C28用的是NESSI(日精的)APS系列的电容,材质是聚丙烯薄膜电容。
中周磁芯没有具体的参数。
中周用热风枪380℃,边吹边用电桥测试,测得的感量变化不大,但Q值变化很大
                                          3~5                                      1~2                                 3~5                                            1~2        
                                          感量               Q值                感量                Q值           感量差异%        Q值差异%        感量差异%        Q值差异%
T5-2        常温                   303uH            0.675              70.97uH         0.255        0%                     17.04%           1.51%                13.73%
        加热至烫手                303uH            0.56                69.9uH           0.22                                

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雨下枫|  楼主 | 2017-1-6 17:32 | 只看该作者
maychang 发表于 2017-1-6 17:13
另由一个使谐振频率变化小的方法,是让电容量变化和电感量变化方向相反,相对变化绝对值相等。但这很难在宽 ...

可以确认中周和电容的变化方向正好是相反的,现在常温和50℃的高温柜里的性能都能达到要求,低温条件下未能达标

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6
雨下枫|  楼主 | 2017-1-6 17:38 | 只看该作者
雨下枫 发表于 2017-1-6 17:27
谢谢,老师的耐心解答!
图画的不够严谨,T5是可调的中周,目前C28用的是NESSI(日精的)APS系列的电容, ...

也有可能在低温条件下,中周的特性(感量,Q值)变化很大,这个下周一会安排实验具体测一下,测试结果会及时放到网上

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7
Jack315| | 2017-1-6 18:34 | 只看该作者
雨下枫 发表于 2017-1-6 17:27
谢谢,老师的耐心解答!
图画的不够严谨,T5是可调的中周,目前C28用的是NESSI(日精的)APS系列的电容, ...

这个测试表明放大倍数的变化主要是由中周的损耗温度系数(即 Q 值变化)比较大引起的,
而不是由于中心频率失谐导致的。因此想到的解决方法大致有两个:

1. 要求中周供应商改善损耗温度系数,或重新寻找中周供应商。
如果使用这个方法来解决,需要确定可接受的中周损耗温度系数范围。

2. 采用陶瓷谐振电路。
如果使用这个方法来解决,可能整个电路都得变了。

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8
maychang| | 2017-1-6 20:19 | 只看该作者
雨下枫 发表于 2017-1-6 17:27
谢谢,老师的耐心解答!
图画的不够严谨,T5是可调的中周,目前C28用的是NESSI(日精的)APS系列的电容, ...

从测试数据看,7楼所说“放大倍数的变化主要是由中周的损耗温度系数(即 Q 值变化)比较大引起的”是对的。问题出在铁氧体磁芯的损耗上。
不知道你的电路要实现什么样的目标。如果允许降低增益,可以考虑减少R31。R31减少后,增益降低,但增益不均匀程度也降低。
不知道为何与VR1并联零欧电阻,这样VR1完全没有作用。

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9
gmchen| | 2017-1-6 21:13 | 只看该作者
很怀疑楼主的测量结果。根据我的经验,带磁芯电感的Q值至少有几十,不会像楼主报告的那样低到小于1的。

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10
Lgz2006| | 2017-1-7 06:12 | 只看该作者
楼主,这是做着玩,还是调指标?

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雨下枫|  楼主 | 2017-1-9 09:16 | 只看该作者
Jack315 发表于 2017-1-6 18:34
这个测试表明放大倍数的变化主要是由中周的损耗温度系数(即 Q 值变化)比较大引起的,
而不是由于中心频 ...

谢谢耐心解答,
1、中周损耗温度系数已和供应商沟通让对方提供
2、陶瓷谐振器的方案,估计455K的陶瓷谐振器得定制。

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12
雨下枫|  楼主 | 2017-1-9 09:33 | 只看该作者
maychang 发表于 2017-1-6 20:19
从测试数据看,7楼所说“放大倍数的变化主要是由中周的损耗温度系数(即 Q 值变化)比较大引起的”是对的 ...

整个完整的电路是实现超声波信号的放大,实现在水中探测鱼群。工作频率有50Khz/200Khz 2个频点
图中所示的电路是处理经混频滤波后输出455Khz,对这个中频信号做最后选频放大。
减小R31的做法我尝试一下,看增益减小有多大。
VR1在实际的电路中是没有焊接,为了提高增益。

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13
雨下枫|  楼主 | 2017-1-9 09:34 | 只看该作者
gmchen 发表于 2017-1-6 21:13
很怀疑楼主的测量结果。根据我的经验,带磁芯电感的Q值至少有几十,不会像楼主报告的那样低到小于1的。 ...

测试过程中我也怀疑过,但电桥上显示的数个就是这么大,今天会再次安排测试。

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14
雨下枫|  楼主 | 2017-1-9 09:36 | 只看该作者
Lgz2006 发表于 2017-1-7 06:12
楼主,这是做着玩,还是调指标?

仪器的使用温度就是-20~60℃,指标上要求的。所以高低温都得达标。

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15
Jack315| | 2017-1-9 09:46 | 只看该作者
本帖最后由 Jack315 于 2017-1-9 09:50 编辑
雨下枫 发表于 2017-1-9 09:16
谢谢耐心解答,
1、中周损耗温度系数已和供应商沟通让对方提供
2、陶瓷谐振器的方案,估计455K的陶瓷谐振 ...

估计 LZ 公司做的是出口的车船用收音机。如果没有猜错,质量和可靠性就非常重要。

古老的中周质量通常难以保证,而且可靠性也比较差,特别是在车船的振动环境中,中周的磁芯很容易松掉。
因此,如有可能宜尽量采用单片集成收音机芯片(陶瓷谐振中放):
调式简单(生产成本低),质量稳定,可靠性高。

国内做陶瓷谐振器的很多。LZ 找找看, 中放用的 455KHz 陶瓷谐振器供应商国内应该不难找的,而且估计都有现成的。

PS.
想到的另一个方法是加负反馈。但中放对 Q 值的指标有要求,因此这个方法不能成为一个理想的解决方案。
其它的方法,凡是不能保持 Q 值稳定的也一样,都不能成为好的解决方案。

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16
雨下枫|  楼主 | 2017-1-9 10:12 | 只看该作者
Jack315 发表于 2017-1-9 09:46
估计 LZ 公司做的是出口的车船用收音机。如果没有猜错,质量和可靠性就非常重要。

古老的中周质量通常难 ...

谢谢解答
公司做的是一款出口日本的渔探仪,探测深海中的鱼群。用的也是超声波技术,也属于音频放大的电路。

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17
雨下枫|  楼主 | 2017-1-9 11:21 | 只看该作者
gmchen 发表于 2017-1-6 21:13
很怀疑楼主的测量结果。根据我的经验,带磁芯电感的Q值至少有几十,不会像楼主报告的那样低到小于1的。 ...

经再次测量,确认中周的测试结果没有问题

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18
Jack315| | 2017-1-9 11:34 | 只看该作者
雨下枫 发表于 2017-1-9 11:21
经再次测量,确认中周的测试结果没有问题

比较认同 @gmchen 的说法。再比如:1~2 电感量差异 1.51%;3~5 电感量差异 0%……
或许 LZ 的测量系统本身就存在问题。

LZ 能不能晒晒测量仪器型号(性能指标等)、测量方法,或者测量系统分析(MSA)报告?

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maychang| | 2017-1-9 11:47 | 只看该作者
雨下枫 发表于 2017-1-9 09:33
整个完整的电路是实现超声波信号的放大,实现在水中探测鱼群。工作频率有50Khz/200Khz 2个频点
图中所示 ...

对首帖电路还有疑问:为何要使用两支二极管?此处用一支足矣。另外,二极管并未加偏置,那么T5的1-2两端电压峰值比较小的时候二极管根本没有什么作用。

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gmchen| | 2017-1-9 13:42 | 只看该作者
雨下枫 发表于 2017-1-9 11:21
经再次测量,确认中周的测试结果没有问题

Q值肯定是有问题的。如果Q值真的不到1,你那个中周根本就没有选择性可言了。实际Q值一定不是你测的那个值,或者是仪器的问题,或者是测量方法的问题。

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