Po dłuższym czasie udało mi się zakończyć prace nad przebudową przemiennika SR2C. Oprócz opisywanego wcześniej przebudowanego filtru dupleksowego przekonstruowałem całość aparatury w taki sposób, aby zapewnić jak największą separację pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem. W tym celu zastosowałem dwie oddzielne obudowy aluminiowe doposażone dodatkowo w uszczelki EMI.
W jednej obudowie znajduje się radiotelefon odbiorczy i mikrokontroler zbudowany w oparciu o mikroprocesor ATMEGA32. W drugiej obudowie znajduje się zasilacz, radiotelefon nadawczy, filtry zasilania oraz termostaty odpowiedzialne za załączanie wentylatorów.
Jako źródło zasilania posłużył 150-cio watowy zasilacz impulsowy Mean-Well RS-150-12 (z możliwością ustawienia wartości napięcia wyjściowego do 13,5V). Wybór zasilacza został podyktowany rozmiarami obudowy nadajnika. Połączenia pomiędzy obudowami wykonałem przewodami wielożyłowymi w ekranie zakończonymi złączami typu 2RM22 i WSz. Tak wykonany przemiennik jest bardzo kompaktowy, nie posiada na zewnątrz dostępnych elementów regulacyjnych a każda pokrywa i złącze ma możliwość zaplombowania. Rozwiązanie takie może być przydatne wtedy, gdy przemiennik będzie zamontowany w dostępnym dla wielu osób miejscu.
Obecnie trwają poszukiwania nowej lokalizacji dla przemiennika SR2C. Wysłałem zapytania do instytucji dysponujących odpowiednimi obiektami na terenie Gdyni i czekam na odpowiedź. Planuję także przeprowadzenie prób - w tym celu jednakże musze znaleźć osobę chętną do pomocy, dysponująca anteną na 2m zainstalowaną w Gdyni w jednej z wyżej położonych dzielnic.
Być może, w trakcie prób, okaże się korzystne doposażenie przemiennika w cyrkulator ferrytowy w środkowym węźle dupleksera, np.takiego jak JCC0144T0148N15 firmy JQL. Mam nadziję, że w najbliższym czasię będę mógł wykonać taką próbę.
73!
Przebudowa dupleksera została ukończona. Właściwie powinienem napisać, że budowa została ukończona, ponieważ to, co uzyskałem dawniej nie umywa się do tego co udało się uzyskać dziś.
Parametry, które uzyskałem:
- dopasowanie portu nadajnika = 1,15 (43 + 1.4j),
- dopasowanie portu odbiornika = 1,08 (53 + 2,1j)
- dopasowanie portu antenowego (f TX) = 1,2 (50 +16,7j),
- dopasowanie portu antenowego (f RX) = 1,4 (54 + 8,6j),
- tłumienie przepustowe w gałęzi nadajnika = -2.0 dB,
- tłumienie przepustowe w gałęzi odbiornika = -2,4 dB,
- tłumienie zaporowe w gałęzi nadajnika = -82 dB,
- tłumienie zaporowe w gałęzi odbiornika = -78 dB.
Powyższe parametry gwarantują, że przy mocy nadajnika równej 44dBm (25W) na złączu antenowym uzyskuje się 42dBm 15W, zaś poziom sygnału nadajnika na porcie odbiornika nie przekracza -36dBm (0,25µW).
Wyniki uznaję za satysfakcjonujące, jako że wykonany całkowicie własnymi siłami duplekser odbiega od rozwiązań komercyjnych tylko wartością jednego parametru - tłumienia w paśmie przepustowym. Liczyłem się z tym, że przy mniejszych wymiarach (średnica mniejsza o 25% , długość mniejsza o 8cm, ze względu na skrócenie relatywnie dużą pojemnością) oraz nie stosując lutów srebrnych nie uzyskam -1,5dB.
W dość długim okresie czasu zdarzało mi się słyszeć opinie kilku kolegów, którzy twierdzili że nie da sie zbudować dupleksera ze stali i cała moja praca pójdzie na marne. Jak widać - były to twierdzenia błędne. W literaturze znalazłem informację, że niektórzy producenci stosują na rezonatory współosiowe stal miedziowaną a następnie srebrzoną tyle że nie jest to rozwiązanie polecane do celów amatorskich ze względu na trudności związane z wykonywaniem powłok galwanicznych.
Wszystkim, którzy chcieli by zbudować własny duplekser w podobny sposób podpowiem kilka wskazówek:
-
Komory powinny mieć największą średnicę, jak to tylko jest możliwe. Rura stalowa bez szwu 100mm miedziowana i srebrzona wewnątrz + stalowy wałek/rura o średnicy 32mm pozwoli uzyskać parametry jak wyżej. Gdybym budował kolejny duplekser szukałbym rur o średnicy w zakresie 150-200mm. Stosunek średnic nie jest aż tak istotny. Równie dobrze pracuje rezonator o stosunku średnic dający Z0
w zakresie 45-90Ω.
-
Kondensator dostrojczy na końcu rezonatora powinien mieć jak najmniejszą pojemność. Oznacza to w praktyce, że rezonator powinien mieć maksymalnie dokładnie dobraną długość (i co z tym związane - wąski zakres przestrajania). Polecam zatem zrobić najpierw jeden rezonator, a później na podstawie opracowanego wzoru kolejne.
-
Niezwykle istotna jest jakość wypolerowania powierzchni rezonatora i jakość lutu pomiędzy dnem a rdzeniem. Jakość połączenia pomiędzy rurą zewnętrzną a dnem jest mniej krytyczna ze względu na dużo większą powietrznię styku.
-
Warto przemyśleć, jak będzie się zmieniać współczynnik sprzężenia - zapewne lepiej zastosować obracane płytki z gniazdami - podobnie jak w duplekserach fabrycznych. Zrezygnowałem z tego, ponieważ komplikuje to mocno wykonanie i ma sens przy produkcji seryjne a nie jednostkowej, ale może można zapewne znaleźć jakieś pośrednie rozwiązanie.
-
Sprzęgacze i pętle lepiej wykonać z płaskownika srebrzonego a nie drutu. Zdecydowanie lepsze wyniki uzyskałem z taśmą Ag 6/0,6mm niż z drutem Cu/Ag ø4mm.
-
Kondensatory dostrojcze muszą być bardzo wysokiej jakości - powietrzne, wieloobrotowe z korpusem ceramicznym. Lepiej dwa lub trzy o pojemności do 10pF niż jeden 33pF - daje to więcej obrotów - precyzyjniejsze strojenie pułapki i większą moc.
-
Dobór długości łączników pomiędzy obwodami w każdej z gałęzi nie jest krytyczny. Wystarczy wyliczyć z dobrym przybliżeniem 1/4λ, uwzględniając długości połączeń wewnątrz wtyków i trójników (przyjmując stałą wartość współczynnika skrócenia taką jak zastosowany kabel - nieciągłości w złączach są tu pomijalne). Długość łączników pomiędzy gałęziami a trójnikiem w który włącza się fider antenowy jest niezwykle istotna. W tym miejscu następuje transformacja zwarcia na rozwarcie przez transformatory ćwierćfalowe naprzemiennie w dwóch gałęziach. Odcinki łączące trójnik antenowy z trójnikami gałęzi nadajnika i odbiornika muszą być dostrojone eksperymentalnie metodą wykonywania zwarcia i rozwarcia wewnątrz komory rezonatora - z uwzględnieniem całego trójnika i gniazda wkręconego w podstawę rezonatora. Jest to dość czasochłonne, wymaga dostępu co najmniej do precyzyjnego miernika mocy a zdecydowanie lepiej - analizatora sieci.
-
Niezwykle ważne jest zapewnienie bardzo dobrego ekranowania łączników - kable które nadają się do tego celu to Semi-Rigid RG402 - teflonowa izolacja i ekran w postaci rurki miedzianej, RG142 - teflonowa izolacja podwójny oplot srebrzony - pasują tanie wtyki do kabli RG58 i RG214 - najłatwiejszy do zdobycia, izolacja polietylenowa, podwójny oplot. Zdecydowanie polecam RG402 - najwyższe możliwe ekranowanie, łatwe wielokrotnie demontowalne wtyki (gorącym powietrzem). RG214 odradzam - gruby, sztywny, drogie wtyki - te od RG213 zazwyczaj nie dają się zacisnąć ze względu na większą średnicę podwójnego ekranu, pożytek z mniejszego tłumienia na odcinku 20cm niemierzalny.
-
Bardzo trudno uzyskac pułapkę szeregową na częstotliwości wyższej niż czestotliwość rezonanu równoległego rezonatora cwierćfalowego skróconego pojemnością. Tak trudno, że poddałem się i zrobiłem dopasowanie autotransformatorowe. Obwody w gałęzi nadajnika i odbiornią różnią się zatem konstrukcją i nieco inaczej się je stroi.
-
Jeżeli nie macie możliwości srebrzenia - rury musza mieć większą średnicę i musza być miedziane lub w ostateczności mosiężne. Zewnętrzna rura może też być aluminiowa, ale trzeba rozwiązać wtedy problemy z łączeniem różnych metali (np chromianowanie aluminium)- płyną tam duże prądy i w obecności wilgoci szybko dojdzie do korozji elektrochemicznej.
-
Jeżeli nie macie dostęu do przyrządów - analizatora sieci, miernika mocy lub chcoiażby dobrego wobuloskopu i zestawu tłumików - zbierajcie środki na zakup fabrycznego dupleksera. :-)
73!
Wczoraj udało się zakończyć strojenie i ostateczne skręcanie rur toru odbiorczego. W celu obniżenia tłumienia w paśmie przepustowym zdecydowałem sie nieco pogorszyć tłumienie w paśmie zaporowym - czas pokaże czy było to dobre rozwiązanie. Zależy mi jednak na wprowadzeniu jak najmniejszego tłumienia w tor odbiornika.
W celu jak najmocniejszego skręcenia rur z pokrywami wykonałem przyrządy pomocnicze - klucze, które do złudzenia przypominają oprawy do narzynek. Aby można było je zastosować, każda z pokryw została zaopatrzona w trzy stożkowe otwory na obwodzie wykonane rozwiertakiem stożkowym o lekko oszlifowanym wierzchołku.
Sprzężenie z rezonatorami zostało wykonane, jako autotransformatorowe. Doprowadzenia mają bardzo małą indukcyjność, wykonane zostały z takiej samej taśmy Ag 6*0,6mm jak pętle sprzęgające w torze nadajnika. Końce taśm mają nawiercone otwory 3,5mm. Jeden koniec jest zalutowany do gniazda N, drugi zaś przykręcony cynowaną śrubą do rezonatora na wysokości 65mm od podstawy, następnie zalutowany na całej powierzchni styku. Taśma ukształtowana jest w sposób zbliżony do krzywej wykładniczej i biegnie na odcinku 40mm bardzo blisko powierzchni rezonatora. Strojenie dopasowania odbywa się przez gwintowany otwór rewizyjny, który po zakończeniu strojenia zaślepia się śrubą M4. Rozwiązanie to jest niezwykle proste i trwałe. Strojenie polega na odginaniu taśmy w taki sposób, aby zwiększać odległość od rezonatora. Strojenie, zatem przebiega tylko "w jedną stronę", czyli należy uważać, aby nie przesunąć wierzchołka charakterystyki tłumienia poza żądaną częstotliwość. Strojenie odbywa się, zatem w następujący sposób:
- dogiąć taśmę sprzęgającą do rezonatora najbliżej jak to możliwe,
- mocno skręcić obwód rezonansowy,
- nastroić częstotliwość przepustową kondensatorem dostrojczym rezonatora ćwierćfalowego,
- poprzez otwór rewizyjny odpychać taśmę sprzęgającą do momentu, aż uzyska się maksymalne tłumienie na częstotliwości leżącej 600kHz wyżej od częstotliwości środkowej pasma przepustowego. (odginanie taśmy zwiększa odstęp dupleksowy),
- zaślepić otwór rewizyjny.
Tak zestrojony obwód przestraja się już tylko samym kondensatorem, gdyż oba ekstrema przesuwają się współbieżnie.
Dziś zrobiłem próbę wszystkich rezonatorów połączonych dobranymi odcinkami przewodów półsztywnych.
Co prawda rury od strony odbiornika wymagają poprawek mechanicznych, ale to co udało się uzyskać zaczyna mnie cieszyć. W końcu pułapki mają wystarczającą głębokość, a odstęp dupleksowy jest zachowany. Jedyne co nie podoba mi się zbytnio to dopasowanie na porcie antenowym (punkcie połączenia gałęzi filtra) - trudne do poprawienia.
