3 8 PRAKTYCZNE PORÓWNANIE OBU TYPÓW Obie wersje by³y praktycznie wypróbowane w pracy, wzajemnie porównane i zbadane urz¹dzeniami pomiarowymi pod wzglê

Transkrypt

1 Vážení zákazníci, dovolujeme si Vás upozornit, že na tuto ukázku knihy se vztahují autorská práva, tzv. copyright. To znamená, že ukázka má sloužit výhradnì pro osobní potøebu potenciálního kupujícího (aby ètenáø vidìl, jakým zpùsobem je titul zpracován a mohl se také podle tohoto, jako jednoho z parametrù, rozhodnout, zda titul koupí èi ne). Z toho vyplývá, že není dovoleno tuto ukázku jakýmkoliv zpùsobem dále šíøit, veøejnì èi neveøejnì napø. umis ováním na datová média, na jiné internetové stránky (ani prostøednictvím odkazù) apod. redakce nakladatelství BEN technická literatura redakce@ben.cz

2 3 8 PRAKTYCZNE PORÓWNANIE OBU TYPÓW Obie wersje by³y praktycznie wypróbowane w pracy, wzajemnie porównane i zbadane urz¹dzeniami pomiarowymi pod wzglêdem czu³oœci i mocy wyjœciowej Uzyskane wyniki by³y porównane z uwzglêdnieniem pracoch³onnoœci, nak³adów materia³owych, dostêpnoœci i ewentualnie cen¹ czêœci u ytych w obu urz¹dzeniach Jeœli wykonamy pierwsz¹ wersjê z prostym mieszaczem w falowodzie i obsadzimy diod¹ mieszaczow¹ 34NQ52, zakupion¹ w wyprzeda y za 5 KÈ (w rzeczywistoœci kupujemy kilka sztuk i wybieramy najlepsz¹) i napiêciem oscylatora osi¹gniemy pr¹d 3 ma, to mo emy oczekiwaæ mocy wyjœciowej 1 mw i stosunkowo dobre w³aœciwoœci odbiorcze Jeœli nastêpnie zamienimy tê diodê krzemow¹ na diodê Schottkiego, (wstawion¹ do obudowy od 34NQ52 lub w podobnym wykonaniu BAT ) to jej pr¹d zwiêkszy siê do 5 ma, moc wyjœciowa zwiêkszy siê do 2 mw a parametry odbioru poprawi¹ siê o 3 db Jeœli w generatorze sygna³u oscylatora istnieje rezerwa mocy, która umo liwi dalsze zwiêkszenie wysterowania i tym samym pr¹du mieszacza, to mo na dojœæ a do pr¹du 40 ma, przy czym rosn¹ oba produkty mieszania, to znaczy moc wyjœciowa a do 10 mw, a przy odbiorze po prostu s³abe sygna³y s³yszymy silniej (ale uwaga, nie z optymalnym stosunkiem sygna³/szum i jest on u ka dej diody inny, lecz nie by³ tu mierzony) Nale y oczywiœcie nastawiæ rezystorem w szereg z diod¹ i miliamperomierzem najwiêksz¹ moc; praktycznie wyjdzie to kilka omów niekiedy sam amperomierz z bocznikiem bêdzie jeszcze mia³ zbyt du ¹ rezystancj¹ (patrz rys 3 4) Tak e wysterowanie z transiwera nale y skorygowaæ Na tym mo liwoœci tego systemu koñcz¹ siê Mamy prosty komplet, który jest jednym kablem po³¹czony z transiwerem, nie ma w nim adnego przekaÿnika, ale co najwa niejsze, nie ma potrzeby stosowania prze³¹cznika antenowego To jest istotna wygoda Starsi praktycy twierdz¹, e wykonanie prostego urz¹dzenia op³aca siê dlatego, e element, którego nie ma w urz¹dzeniu nie mo e spowodowaæ usterki Drugi system jest z naszego punktu widzenia znacznie bardziej pracoch³onny i wymaga wiêcej czêœci To e by³ pomyœlany jako zestaw samodzielnych podzespo³ów pozwala na wykorzystanie po stronie nadawczej lub odbiorczej dalszych wzmacniaczy lub innych ulepszonych wzmacniaczy Gdyby wyniki by³y niezadowalaj¹ce, mo na zawsze wróciæ do wersji wyjœciowej Jeœli gotowy bêdzie zespó³ wzmacniacza z przekaÿnikiem prze³¹czaj¹cym, to mo na przy³¹czyæ go do pierwszego systemu Po stronie nadawczej wystarczy tylko jeden stopieñ wzmacniaj¹cy Oba opisane transwertery s¹ jednakowo ywotne i w pracy praktycznej wype³niaj¹ swoje zadanie Drugi system jest technicznie bardziej elegancki (ma mniejszy pobór z baterii) i czêsto jest to sprawa finansowa, która zdecyduje o jego u yciu FET y GaAs mog¹ obecnie byæ tañsze ni dioda Schottkiego i waraktor A P ŠIR: KONSTRUKCJE RADIOAMATORSKIE DLA PASM MIKROFALOWYCH 131

3 W ognisku paraboli znajduj¹ siê promienniki dla pasma 6 i 9 cm Nastawialny uchwyt umo liwia przesuwanie wykorzystywanego promiennika dok³adnie do ogniska 132 P ŠIR: KONSTRUKCJE RADIOAMATORSKIE DLA PASM MIKROFALOWYCH A

4 4 KONSTRUKCJE TRANSWERTERÓW DLA PASMA MHz (D UGOŒÆ FALI 3 CM) Pasmo 3 cm ze wzglêdu na swoj¹ techniczn¹ trudnoœæ jest w ca³ym œwiecie wzglêdnie rozpowszechnione By³o to mo liwe w wyniku profesjonalnego stosowania w radiolokatorach, tak wiêc w dyspozycji znalaz³y siê czêœci i technika pomiarowa Komunikacja przebiega³a jednak modem FM (modulacja czêstotliwoœci) lub ICW (modulowana telegrafia) Obecnie w pobli u tego pasma rozwinê³a siê telewizja satelitarna W Band-planie IARU pasmo jest podzielone w sposób pokazany w tab 4 1 Zastosowanie wszystkie rodzaje pracy w¹skopasmowe CW/ EME/SSB wszystkie rodzaje pracy œrodek czêstotliwoœci aktywnoœci amatorskie satelity (wszystkie mody) Tab 4 1 Podzia³ czêstotliwoœci pasma MHz Znaczne polepszenie jakoœci po³¹czeñ w stosunku do pracy szerokopasmowej FM przynios³y mody w¹skopasmowe CW i SSB Prosty transwerter by³ ju opisany w [26] i pos³u y³ jako pomoc dla wykonania lepszego urz¹dzenia Obie wersje s¹ dalej opisane 4 1 PODSTAWOWE UWAGI NA TEMAT KONSTRUKCJI PROSTEGO TRANSWERTERA Na wstêpie nale y daæ odpowiedÿ na podstawowe pytanie, dlaczego w ogóle stosowaæ SSB na 10 GHz, gdy opanowane s¹ ju od dziesi¹tek lat inne rodzaje pracy w tym paœmie Przecie powszechnie stosowane s¹ diody Gunna i klistrony, które doskonale wype³niaj¹ funkcjê oscylatora i po³¹czenia z nimi s¹ nawi¹zywane na setki a nawet tysi¹ce kilometrów Wyczerpuj¹c¹ odpowiedÿ A P ŠIR: KONSTRUKCJE RADIOAMATORSKIE DLA PASM MIKROFALOWYCH 133

5 da przyk³ad, dla jego dobrego zrozumienia musimy wróciæ do drugiej po³owy pó³wiecza i postawiæ to pytanie w zwi¹zku z pasmem 70 cm i g³ównie 23 cm, gdzie urz¹dzenia pracuj¹ce z solo-oscylatorami uparcie d³ugo siê trzyma³y Zastosowanie w pasmach UKF systemów w¹skopasmowych, znanych z pasm KF, spowodowa³o, e pasma te nabra³y charakteru pasm dla dalekosiê nych ³¹cznoœci (DX), a o mo liwych osi¹gniêciach œwiadcz¹ ka de radiowe zawody organizowane na tych pasmach Wszystkie dobre doœwiadczenia uzyskane na ni szych pasmach s¹ cenne dla dalszej pracy i wskazuj¹ drogê, któr¹ nale y w przysz³oœci wybieraæ Wyobra enie o tym, jak nowoczesne rozwi¹zanie transwertera dla 3 cm mog³o wygl¹daæ by³o od samego pocz¹tku redukowane mo liwoœciami materia³owymi z uwzglêdnieniem powtarzalnoœci Wynikiem tego jest prosta ale funkcjonuj¹ca konstrukcja umo liwiaj¹ca pracê ró nymi rodzajami w paœmie MHz z moc¹ rzêdu mw, i w³aœciwoœciami odbiorczymi okreœlonymi diod¹ odbiorcz¹ Dlatego w urz¹dzeniu nie s¹ stosowane elementy takie jak prze³¹czniki antenowe, cyrkulatory, izolatory i aktywne wzmacniacze dla pasma MHz, które wyraÿnie ulepszy³yby transwerter Z tym jednak liczyæ siê trzeba w przysz³oœci, gdy mo liwoœci materia³owe na to pozwol¹ Schemat blokowy na rys 4 1 pokazuje wersje próbne, które ró ni¹ siê tylko czêstotliwoœci¹ poœredni¹ Jedna jest z pasmem 23 cm, druga z pasmem 2 metrowym 4 2 OPIS OSCYLATORA Dok³adna czêstotliwoœæ, dobra krótko-terminowa i d³ugo-terminowa stabilnoœæ i ma³e szumy to s¹ wymagania które oscylator musi spe³niaæ a porównanie, e oscylator jest sercem urz¹dzenia jest w tym przypadku ca³kiem s³uszne Prawid³owo powinien byæ oparty na nisko szumnym FET mocy, wyposa ony w kilka stopni oddzielaj¹cych i zasilany z dobrego stabilizatora Ca³oœæ ma byæ umieszczona w termostacie FET a mocy na razie nie by³o w dyspozycji i dlatego oscylator oparty jest na tranzystorze bipolarnym i jest wykonany sposobem klasycznym z po³¹czeniami powierzchniowymi i wmontowany do bloku aluminiowego Blok taki uzyska siê ze zdemontowanego ma³ego podwójnego kondensatora z RM31 i przykrêca siê go do skrzynki transwertera w miejscu, w którym temperatura zmienia siê jak najmniej to znaczy e daleko od wszystkich elementów mocy Warunkiem utrzymania dostatecznej stabilnoœci czêstotliwoœciowej jest zastosowanie dobrego rezonatora kwarcowego tzn w szklanej obudowie Rezonatora takiego nie daje siê przestrajaæ, czyli trzeba go szukaæ, jak to siê mówi na œwiecie Wy sze czêstotliwoœci oko³o 100 MHz trudno siê przestraja, tak wiêc nale y u yæ rezonator kwarcowy na ni sz¹ czêstotliwoœæ i czêstotliwoœæ wielokrotnie powieliæ Mo na powiedzieæ, e odpowiedni rezonator kwarcowy dla tego celu jest trudny do zdobycia W koñcu nie pozostaje nic innego, jak u yæ rezonator na zupe³nie niskiej czêstotliwoœci (10 do 21 MHz) i doprowadziæ 134 P ŠIR: KONSTRUKCJE RADIOAMATORSKIE DLA PASM MIKROFALOWYCH A

6 do dok³adnej czêstotliwoœci w sposób opisany przy transwerterze dla pasma 6 cm kwarcem, wzglêdnie szeregow¹ indukcyjnoœci¹ lub pojemnoœci¹ Wa ne jest przy tym aby czêstotliwoœæ mierzyæ bardzo dok³adnie, aby mieæ pewnoœæ, e skala bêdzie zgodna Rezonator w czasie pracy nie mo e byæ przeci¹ ony, producenci dopuszczaj¹ obci¹ enie mniejsze ni 1 mw Zapewnia to uk³ad pokazany na rys 4 1b Sygna³ oscylatora jest powielany ³añcuchem powielaczy a do czêstotliwoœci oko³o 400 MHz, gdzie tranzystory jeszcze dobrze wzmacniaj¹ i da siê uzyskaæ dostateczny poziom sygna³u, potrzebny dla dalszego powielania w powielaczach waraktorowych Schematy s¹ na rys 4 2 i rys 4 3 Jako waraktory by³y próbowane i zastosowane diody krzemowe KA204 (ju w roku 1971 uznano je jako waraktory ma³ej mocy) Zastosowano je w wielostopniowych powielaczach o ma³ym stopniu powielania Do pierwszych prób by³ u yty przestrojony zespó³ powielaczy stosowany pierwotnie w nadajniku na 2304 MHz, patrz rys 2 6 Po pierwszym potrajaczu na czêstotliwoœæ 1133,9 MHz nastêpuje podwajacz na czêstotliwoœæ 2267,874 MHz Bardzo eksponowany jest dalszy podzespó³, który powiela czterokrotnie i jednoczeœnie do powielonego sygna³u dodaje SSB (w opisywanym przypadku na 1296 MHz) W obwodzie wyjœciowym, sk³adaj¹cym siê z kawa³ka falowodu pojawia siê czwarta harmoniczna z czêstotliwoœci 2267,875 MHz to jest 9071,5 MHz, co jest znacznie mniejsze ni od MHz Wykonanie mieszacza dla obu wersji jest pokazane na rys 4 4 do rys 4 7 Oba sygna³y przechodz¹ falowodem dalej i docieraj¹ do tzw przejœciowego mieszacza, rys 4 8 i chocia nie jest to najlepsze rozwi¹zanie, jest rzeczywiœcie najprostsze, poniewa nie ma potrzeby stosowania prze³¹cznika antenowego Na diodê mieszacza D przychodzi z jednej strony wprowadzany sygna³ z oscylatora, z drugiej strony dochodzi sygna³ odbierany przez antenê Miêdzy mieszaczem i anten¹ wstawiony jest filtr wysokiej czêstotliwoœci, który nie tylko ogranicza przenikanie sygna³u oscylatora do anteny, ale g³ównie chroni przed fa³szywym odbiorem szumu na czêstotliwoœci lustrzanej W przypadku opisywanego wykonania z poœredni¹ czêstotliwoœci¹ 1296 MHz wystarcza prosty filtr, gdy powielona czêstotliwoœæ oscylatora 9071,5 MHz jest czêstotliwoœci¹ odleg³¹ W przypadku gdy stosowana jest czêstotliwoœæ poœrednia 144 MHz, to stosowany jest filtr wieloobwodowy, i przy nim nale y liczyæ siê z nieco wiêkszym wtr¹conym t³umieniem na odbieranej czêstotliwoœci MHz Oba typy filtrów s¹ podane, wraz z pomierzonymi wartoœciami na rys 4 9 i rys 4 10 A P ŠIR: KONSTRUKCJE RADIOAMATORSKIE DLA PASM MIKROFALOWYCH 135

7 Blok samodzielny podwajacz + mieszacz mieszacz a) wersja przy przenoszeniu z pasma 1296 MHz od TX 1296 MHz p cz 1296 MHz do odbiornika przedwzmacniacz p cz Blok samodzielny b) Wersja przy przenoszeniu z pasma 144 MHz do odbiornika Rys 4 1a Schemat blokowy transwertera dla MHz 136 P ŠIR: KONSTRUKCJE RADIOAMATORSKIE DLA PASM MIKROFALOWYCH A