Przemienniki FM i DV
MultiTrans
Krótkofalarstwo Strojenie duplekserów
| Przestrajanie filtrów dupleksowych |
 |
 |
 |
| piątek, 09 kwietnia 2010 10:09 | ||||
|
Ze względu na to, że na rynku wtórnym można kupić używane filtry dupleksowe przeznaczone do łączności profesjonalnej w zakresie 450-470 MHz, np. K&L, taki jak użyłem do przemiennika SR2GA (pochodzący z lottomatu) lub inne o zbliżonej konstrukcji, jak wyroby firm Sinclair czy Procom chciałbym przedstawić rezultaty przestrajania przykładowego filtra wykonanego dla odstępu dupleksowego 10MHz na amatorskie pasmo 70cm z odstępem 7,6MHz. Filtr, który został użyty do eksperymentu, to identyczny jak zastosowany przemienniku SR2GA, o następujących oznaczeniach: K&L SALISBURY, MD USA, 50140 S/N 1448, K&L P/N 6CU-00003, G-TECH P/N 55-0035-02 Freq. 459.8375-459.8375.
Przykładowe filtry, zbudowane z trzech obwodów rezonansowych w układzie bandpass-reject w każdej z gałęzi, połączonych odcinkami linii współosiowych o długości 1/4λ prezentuję na poniższych zdjęciach. Mają one identyczną konstrukcję, różnią się nieco drobnymi szczegółami, które mają znaczenie drugorzędne. Wyprodukowane zostały przez innych producentów, ale ich zasada działania i budowa są identyczne.
Poniżej zamieszczam charakterystyki filtra K&L przed, w trakcie i po strojenie przy użyciu wyłącznie stroików rezonatorów ćwierćfalowych (bez zmiany sprzężeń).
Niestety, takie strojenie może nie przynieść oczekiwanych rezultatów, a uzyskane charakterystyki będą zdecydowanie gorsze niż przy zachowaniu oryginalnego odstępu dupleksowego. Wynika to z tego, że odstęp dupleksowy jest uzależniony od stopnia sprzężenia obwodów rezonansowych z liniami łączącymi poszczególne obwody. Przy regulacji sprzężenia zmienia się dobroć obciążanego obwodu (a więc i szerokość pasma). Przy strojeniu należy pamiętać że zmiana sprzężenia ma wpływ na odstęp pomiędzy punktem maksymalnego tłumienia a środkiem pasma przepustowego zaś regulacja częstotliwości środkowej rezonatora ćwierćfalowego przesuwa oba te punkty współbieżnie w tym samym kierunku. Obwody rezonansowe we wszystkich komorach wykonane są w identyczny sposób, różnią się jednakże sposobem włączenia w linię transmisyjną. Każdy rezonator wykonany jest z mosiężnego posrebrzanego pręta z wydrążonymi końcami. Jeden z nich jest nagwintowany i przykręcony do dna komory (od strony zasilania). Drugi, swobodny koniec jest umocowany tak, aby nie wpadał w drgania mechaniczne i zawiera teflonową tuleję z kołnierzem zagłębioną we współosiowym otworze o głębokości ok 4cm. W otwór ten zanurza się stroik - kondensator stworzony przez zewnętrzną powierzchnie posrebrzanej śruby, wewnętrzną powierzchnie otworu w końcówce rezonatora zaś dielektrykiem jest cienkościenna tuleja teflonowa. Wkręcanie śruby w głąb rezonatora zwiększa pojemność i obniża częstotliwość rezonansową obwodu. Więcej uwagi należy poświecić na poznanie budowy i zrozumienie zasady działania pętli sprzęgających. W torze nadajnika (oznaczonym TX, albo HI) sprzężenie następuję przy użyciu pętli, której jeden koniec jest połączony z stykiem "gorącym" wejścia obwodu, zaś drugi z "gorącym" stykiem wyjścia. Praktycznie jest to zrealizowane tak, że ekrany półsztywnych przewodów koncentrycznych o średnicy 2,2mm (RG405) są wlutowane w osi promienia komory, blisko siebie w środku przestrzeni pomiędzy zewnętrzną średnicą rdzenia a wewnętrzną ścianą komory. Odizolowane z teflonu, gołe stalowe posrebrzone druty z obu kabli połączone są w ciasną pętlę o długości i przekroju tak dobranych, aby rezonans utworzonej w taki sposób pułapki (jest to szeregowy obwód LC) wypadał kilka MHz poniżej częstotliwości rezonansowej równoległego obwodu rezonansowego (jakim jest rezonator współosiowy ćwierćfalowy). Zmianę odstępu pomiędzy rezonansem obwodu równoległego, a rezonansem pułapki dokonuje się przez zmianę sprzężenia - np. obrót płaszczyzny pętli względem osi rezonatora (dokładniej, względem promienia utworzonego przez poprowadzenie linni pomiędzy środkiem rezonatora a osią symetrii pętli sprzęgającej), bądź przez jej zbliżanie i oddalanie (na co raczej nie ma miejsca w dość ciasnej przestrzeni pomiędzy rezonatorem a ścianą komory). Z punktu widzenia prądu stałego gałąź nadajnika jest rozwarta pomiędzy masą a stykiem gorącym a zapewnia ciągłość pomiędzy "gorącymi" stykami począwszy od wejścia pierwszego, skończywszy na wyjściu trzeciego obwodu. W torze odbiornika (oznaczonym TX, albo HI) sprzężenie następuje przy użyciu prostego układu autotransformatorowego. Jeden z przewodów półsztywnych, stanowiący wejście jest zalutowany ekranem do dna obwodu, zaś jego żyła gorąca przylutowana jest do rezonatora w niewielkiej odległości od dna obwodu (odległość ta nie przekracza 3-4cm). Przewód stanowiący wyjście jest połączony bezpośrednio do wejściowego, najkrócej jak się tylko da przy samym dnie. Regulację odstępu dupleksowego uzyskuje się przez doginanie i odginanie przewodu łączącego wejście i wyjście z linią rezonansową. Zbliżanie przewodu sprzęgającego powoduje zmniejszanie odstępu dupleksowego, oddalanie zaś jego zwiększanie. Z punktu widzenia prądu stałego obwód o takiej konstrukcji jest całkowicie zwarty pomiędzy masą a linią transmisyjną. Ma to pewien plus - ochrona przed elektrycznością statyczną i ładunkami zaindukowanymi w torze antenowym. Strojenie dopasowania pętli jest bardzo delikatnym procesem. Należy zaopatrzyć się w narzędzia którymi będzie można manipulować przez niewielkie otwory w ścianie komory, wykonane z dobrej jakości tworzywa sztucznego, oraz haczyki metalowe do ew mocniejszego gięcia lub podciągania zbyt mocno wygiętych linii. Dobrze sprawdzają się tu narzędzia stomatologiczne i stroiki do trymerów z końcówkami z niemagnetycznej blachy lub całe z tworzywa. Strojenie odbywa się zatem wieloetapowo, jest procesem wymagającym uwagi i pewnego rodzaju wyczucia. Nie należy się spieszyć, a każdy ruch należy przemyśleć aby uniknąć błądzenia po omacku. Zdecydowanie odradzam strojenie na oko, byle czym, byle jak np. samym reflektometrem czy prostym miernikiem mocy. Opisy takiego strojenia można znaleźć w literaturze - choćby w artykułach które znalazłem w sieci i udostępniłem w dziale pliki do pobrania oraz linki. Zdecydowanie należy mieć dostęp do analizatora sieci o zakresie dynamiki co najmniej 90dB (Można też pokusić się o końcowe strojenie na lepszym przyrządzie). Stare wobuloskopy, analizatory skalarne o zakresie do 30 czy 50dB są po prostu nieprzydatne (można nimi zestroić co najwyżej pojedynczy obwód z osobna. Jeżeli chcecie pojechać gdzieś stroić filtr - zarezerwujcie sobie dostęp do analizatora na kilka godzin. Być może trzeba będzie na miejscu rozkręcać filtr i przelutowywać odczepy, ponownie przylutować oderwany przy wyginaniu sprzęgacz bądź wydłużać pętle. Procedurę można skrótowo opisać w następujący sposób.
Poniżej prezentuję uzyskane tą metodą wyniki oraz zdjęcia, które mogą być pomocne w samodzielnym strojeniu podobnych filtrów.
   
Opisana procedura powinna się dobrze sprawdzić przy strojeniu innych, podobnych filtrów zbudowanych z czterech bądź sześciu obwodów w układzie pasmowo-przepustowym/zaporowym (z pułapką szeregową). Przy rezonatorach o większych wymiarach stroiki mogą być obracane z zewnątrz co znakomicie ułatwia strojenie. Przy odrobinie szczęścia i zdobyciu filtra z odstępem dupleksowym identycznym jak ten który zamierzamy stosować strojenie sprzęgaczy zapewne nie będzie potrzebne – wystarczy regulować linie ćwierćfalowe. Doświadczenie nabyte przy takim strojeniu pomaga samodzielnie skonstruować duplekser nawet na inne pasmo. Postępując w ten sposób zacząłem osiągać w miarę przyzwoite rezultaty przy budowie sześcioobwodowego dupleksera na pasmo 2m od podstaw.
Inne filtry dupleksowe, które z powodzeniem przestroiłem na pasma amatorskie lub stoiłem na wybrane kanały przemiennikowe:
|
