Trzy obwody, to zawsze lepiej niż dwa... Tyle, że oczywiście trochę się traci na tłumieniu w paśmie przepustowym, znacznie zyskując na tłumieniu w paśmie zaporowym. Trzy rezonatory ćwierćfalowe z pułapkami szeregowymi, połączone odcinkami kabla semi-rigid RG402 i złączami N dają w sumie ok 2.1dB tłumienia w paśmie przepustowym (~0,5dB na każdy rezonator - pozostałe 0,6dB tracę na ew. niedopasowaniu, 6 wtykach N, 3 trójnikach N i dwóch odcinkach przewodu półsztywnego). Charakterystyka odniesiona jest do 0dB (normalizacja analizatora do beczki N wkręconej zamiast całego filtra). W takim układzie udało się uzyskać wyjątkowo dobry WFS. Myślę że to zakończy poszukiwanie rozwiązania konstrukcyjnego dla gałęzi filtra przeznaczonej dla nadajnika.
Zapraszam do obejrzenia zdjęć gotowych pętli sprzęgających (25x12,5mm, odległość 4mm od rezonatora) i samego strojenia trzech połączonych obwodów.
W najbliższym czasie zajmę się torem odbiornika. Tu sprawa przedstawia się nieco trudniej. Pierwsze próby nie wyglądają zbyt obiecująco, ze względu na trudność z uzyskaniem pułapki ulokowanej z prawej strony pasma przepustowego. Okazuje się, że odwrócenie filtra nie koniecznie musi być takie proste, jak się na początku wydaje. Rozwiązanie z większą indukcyjnością a mniejszą pojemnością daje niewiele - ponieważ wraz ze zwiększeniem rozmiarów pętli rośnie wartość sprzężenia i pogarsza się stromość zboczy. Zdecydowanie pozostanie układ autotransformatorowy, jednakże doprowadzenie będzie wykonane taśmą Ag 6mm a nie drutem Cu-Ag 2mm. Wynik pierwszego strojenia zamieszczam poniżej.
Prace nad przepudową dupleksera trwają. Dziś udało się zmierzyć charakterystykę pojedynczego rezonatora w nowym układzie zasilania, z szeregowym obwodem rezonansowym pętli sprzęgającej. Zawdzięczam to temu, że w końcu zdobyłem analizator sieci. Dzięki niemu mogę dużo szybciej dobierać wartości sprzężeń i w końcu dokonywać wiarygodnych pomiarów. Przyrząd nabyłem jako uszkodzony i w krótkim czasie doprowadziłem do pełnej sprawności a także zwiększyłem jego funkcjonalność wymieniając wewnętrzne oprogramowanie.
Zwiększanie pojemności przy jednoczesnym zmniejszaniu indukcyjności powoduje zwiększanie tłumienia w paśmie zaporowym (niestety, także w przepustowym) i pogarszanie współczynnika odbicia. Maksymalne tłumienie ~30dB osiąga się kosztem tłumienia 1.13dB w paśmie przepustowym i współczynnikiem WFS ~1.4. Zdecydowałem się więc zmniejszyć nieco sprzężenie, dołożyć pojemności i zmniejszyć rozmiary pętli, uzyskując ostatecznie -25dB w paśmie zaporowym, -0,43dB w paśmie przepustowym i WFS <1,2
Przygotowałem także drugi, identyczny rezonator i zmierzyłem charakterystykę dwóch obwodów połączonych. Wyniki wyglądają obiecująco.
Trzeci rezonator przerobię w najbliższym czasie...
Na podstawie przeprowadzonych komputerowych symulacji i pomiarów w terenie, jak również ze względów organizacyjnych i technicznych postanowiłem zmienić lokalizacje przemiennika. W związku z tym 18.05.2004 do URTiP w Gdyni złożyłem wniosek o zmianę lokalizacji z Celbowo 4 na Gdynia, ul. Chwarznieńska 136/138. Przemiennik SR2C zostanie zainstalowany wspólnie z działającym juz przemiennikiem SR2GA.
Rozpocząłem przebudowę dupleksera przemiennika SR2C na układ pasmowo-zaporowy. Zmiana ta ma celu poprawienie separacji pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem i poprawienie WFS na porcie nadajnika.
Ponieważ w wyniku wielokrotnego transportu dupleksera okazało się, że rozwiązanie które wymyśliłem dawniej, polegające na mocowaniu rdzenia rezonatora do podstawy jedynie przez połączenie gwintowane i kryzę dociskową okazało się niewystarczające mechanicznie (od wibracji poluzowały się rdzenie w dwóch rezonatorach) zdecydowałem się polutować lutem miękkim rezonatory do dna. Ze względu na problem z nagrzaniem tak dużej masy metalu i niemożliwością użycia palnika (aby nie uszkodzić powłoki galwanicznej) musiałem użyć nagrzewnicy gorącego powietrza (660°C).
Nowe łączniki pomiędzy rezonatorami wykonałem z przewodu półsztywnego (semi-rigid) RG402/U, lutowanych złącz N (Amphenol-Connex) oraz trójników N (Radiall). W celu uzyskania układu trzech trzech rezonatorów w torze odbiornika i trzech w torze nadajnika (wszystkich w układzie pasmowo-zaporowym) potrzeba sześciu łączników i siedmiu trójników.
Eksperymentalna zamiana sposobu zasilania rezonatorów z mieszanego - za pośrednictwem pętli sprzęgających na autotransformatorowe. nie przyniosła oczekiwanych rezultatów. Po przeprowadzeniu wielu prób, okazało się, że w takim wykonaniu obwody można by użyć tylko w torze odbiornika (ze względu na nachylenie charakterystyki tłumienia), pod warunkiem, że odstęp dupleksowy wynosiłby 800kHz. Niestety, takie rozwiązanie nie jest możliwe. Wyniki pomiarów przeprowadzonych w katedrze Systemów i Sieci Telekomunikacyjnych Politechniki Gdańskiej przy użyciu analizatora sieci Rohde & Schwartz wyraźnie pokazały, że w ten sposób nie uda się osiągnąć zamierzonego celu.
Kolejna próba, wykonania filtrów pasmowo przepustowych / zaporowych (z pułapką) wymaga kolejnej przebudowy - dodania kondensatora dostrojczego i wykonania pętli sprzęgających w postaci szeregowych obwodów rezonansowych zestrojonych na częstotliwości odpowiednio wyższe bądź niższe od częstotliwości rezonansu równoległego rezonatora 1/4λ. Po przeanalizowaniu wielu artykułów na temat budowy rezonatorów w układzie band-pass/reject (artykuły dostępne w dziale do pobrania) postanowiłem zastosować w pętlach sprzęgających trymery powietrzne Johanson 5200 (1-10pF, 250V, 6obr) i pętle wykonane z taśmy Ag 6/0,6mm. Niestety, ograniczony dostęp do analizatora i konieczność dobierania elementów wyłącznie na podstawie pomiarów mocy sprzęgaczem kierunkowym i miernikiem mocy powodują, że dobieranie elementów i strojenie przebiega bardzo powoli. Wstępne wymiary pętli i ich indukcyjność oszacowałem na podstawie wzorów i analizy rozwiązań komercyjnych. Pomocne okazały się też skrypty umieszczone na stronie Claudio Girardi IN30TD, które pozwalają na obliczenie indukcyjności cewek jednozwojowych o rozmaitych kształtach i przekrojach, nawiniętych drutem lub płaskownikiem.
Rys. Rozwiązanie które zostanie zastosowane wkrótce
Zdjęcia:
Po wielu próbach, jak na razie niezbyt udanych, i kilku momentach zniechęcenia, mogę z czystym sumieniem powiedzieć wszystkim chętnym do samodzielnego zbudowania dupleksera o odstępie równym 0,4% częstotliwości bazowej (a takim jest 600kHz na 145MHz) - Nie zabierajcie się do tego bez solidnego warsztatu mechanicznego, dostępu do przyrządów (co najmniej wobuloskopu lub analizatora sieci).. W dzisiejszych czasach łatwiej kupić gotowy, niż samodzielnie wykonać sprawny duplekser o przyzwoitych parametrach. Jedynym uzasadnieniem, jakie jeszcze widzę jest chęć nauczenia się czegoś i udowodnienie samemu sobie, że da się to zrobić ;-).
