Τετάρτη, 11 Μαρτίου 2009

Φορητό transverter από τα 2Μ στα 40Μ.


O 2Mδης ακούει στα 2Μέτρα τα… 40Μέτρα (;;;)

Παλιότερα οι ραδιοερασιτέχνες έφτιαχναν μόνοι τους τις συσκευές που χρησιμοποιούσαν. Αργότερα οι κατασκευές περιορίστηκαν σε βοηθητικές συσκευές (προενισχυτές, φίλτρα, κεραίες…) και με γοργά βήματα φθάσαμε σε ραδιοερασιτέχνες που αγνοούν το περιεχόμενο της έτοιμης συσκευής που αγόρασαν. Στο παρόν άρθρο θα σας παρουσιάσω μια εύκολη κατασκευή, η οποία είναι χρήσιμη και εξαιρετικά φθηνή σε υλικά.
Πως γίνεται λοιπόν να ακούμε στα 2Μέτρα τα 40Μέτρα; Με ένα τρανσβέρτερ! Ιδού!
Το τρανσβέρτερ είναι μια συσκευή με την οποία μπορούμε να δουλεύουμε σε μια ζώνη συχνοτήτων Α, χρησιμοποιώντας έναν πομποδέκτη ζώνης συχνοτήτων Β. Παράδειγμα: χρήση ενός πομποδέκτη 28ΜΗΖ βγαίνουμε στα 6Μέτρα.
Τα τρανσβέρτερς ήταν δημοφιλή στο παρελθόν όταν δεν υπήρχαν (ή ήταν πανάκριβοι) οι πομποδέκτες στα VHF και UHF. Συνήθως είχαν είσοδο από τους 28 ΜΗΖ και έξοδο στους 144 ή τους 432. Με τέτοιες συσκευές οι αρχαιότεροι ημών συνάδελφοι έκαναν πειράματα στις υψηλότερες συχνότητες, εν αντιθέσει με σήμερα που ορισμένοι κάνουν(;) πειράματα στα βραχέα.
Τα χαρακτηριστικά ενός τρανσβέρτερ είναι τα εξής: η συχνότητα λειτουργίας , η IF, και η ισχύς εξόδου. Πχ ένα τρανσβέρτερ για τα 6M, 50W, με IF 28MHZ, σημαίνει ότι εκπέμπει και λαμβάνει στους 50ΜΗΖ με έξοδο RF 50Watts, αν του συνδέσουμε έναν δεκαμετρικό πομποδέκτη.

TRANSVERTER 40M/20W IF 145MHz
Η κατασκευή μας λοιπόν εκπέμπει και λαμβάνει στα 40 μέτρα, χρησιμοποιώντας ένα διμετρικό, και έχει έξοδο 20 «βατάκια». Οι κυριότερες βαθμίδες είναι οι εξής: ο τοπικός ταλαντωτής, ο μίκτης, ο ενισχυτής λήψης, ο ενισχυτής εκπομπής, ένα ή περισσότερα φίλτρα και το κύκλωμα μεταγωγής. Στο σχήμα βλέπετε ένα απλό διάγραμμα. Ο τοπικός ταλαντωτής είναι η σημαντικότερη βαθμίδα στην οποία δίνουμε την μέγιστη προσοχή κατά την κατασκευή, γιατί απ’ αυτήν κρίνεται η σταθερότητα συχνότητας. Η συχνότητα του είναι ίση με την διαφορά που προκύπτει αν αφαιρέσουμε την συχνότητα λειτουργίας fo από την IF:
IF-fo=f local=>145 MHz-7 MHz = 138 MHz

Ο τοπικός ταλαντωτής επομένως πρέπει να παράγει την συχνότητα των 138ΜΗΖ. Αυτή θα οδηγηθεί στον μίκτη μαζί με την εκπομπή των 145ΜΗΖ και στην έξοδο του μίκτη θα έχουμε την συχνότητα των 7ΜΗΖ (και 283ΜΗΖ) από την αφαίρεση (και πρόσθεση) των 145 και 138 μεγακύκλων. Μετά με ένα φίλτρο διέλευσης ζώνης θα πάρουμε την επιθυμητή συχνότητα (7ΜΗΖ) και θα απορρίψουμε τις άλλες. Έτσι όταν συνδέσουμε έναν Π/Δ και «πατήσουμε» στους 145,000 η έξοδος θα είναι 7,000. Αν πατήσουμε στο 145,080, η έξοδος θα είναι στους 7,080ΜΗΖ. Αυτό που μένει είναι να ενισχύσουμε το σήμα και να το οδηγήσουμε στην κεραία.
Κατά την λήψη η λειτουργία είναι αντίστροφη: το σήμα που έρχεται από την κεραία ενισχύεται από τον ενισχυτή λήψης, φιλτράρεται και οδηγείται στο μίκτη. Εκεί προστίθεται η συχνότητα του τοπικού (7+138) και προκύπτει το σήμα των 145ΜΗΖ που αποδιαμορφόνεται στον δέκτη του διμετρικού. Έτσι όταν λαμβάνουμε στο 7,080 το ντισπλέι θα δείχνει 145,080.
Το κύκλωμα μεταγωγής τώρα, είναι αυτό που θα αναγνωρίζει την κατάσταση που βρίσκεται ο πομποδέκτης μας, εκπομπή ή λήψη, και θα τροφοδοτεί τα αντίστοιχα κάθε φορά κυκλώματα. Αυτή είναι περιληπτικά η περιγραφή ενός τρανσβέρτερ.
Ας δούμε τώρα σε τι υπερτερεί μια τέτοια κατασκευή, και σε τι υστερεί. Υπερτερεί έναντι ενός έτοιμου μηχανήματος στη λήψη, γιατί στην ουσία εισάγει άλλη μια βαθμίδα μέσης συχνότητας. Ακόμα στο τμήμα εισόδου του δέκτη έχουμε καλύτερα αποτελέσματα γιατί μπορούμε να τον σχεδιάσουμε όπως θέλουμε και με ότι υλικά εμείς επιθυμούμε: GaAsFET χαμηλού θορύβου, φίλτρα cavity, helical κλπ. Όλα αυτά βέβαια συνθέτουν έναν μεγάλο όγκο και σε αυτό υστερεί έναντι των εργοστασιακών.
Η κατασκευή μου όμως δεν είχε σκοπό να χτυπήσει τα εργοστασιακά, αλλά να καλύψει ανάγκες φορητής χρήσης. Κι όταν λέω φορητό το εννοώ. Δηλαδή ένα μηχάνημα που να μπορεί να μπει σε ένα σακίδιο και ανά πάσα στιγμή να μπορεί να λειτουργήσει με μια επίσης φορητή κεραία. Οι φορητοί πομποδέκτες που υπάρχουν στην αγορά έχουν ελάχιστη και οριακή ισχύ 5βαττ, πανάκριβες μπαταρίες και για να λειτουργήσουν συνήθως απαιτείται και ένας ενισχυτής ή μεγάλη κεραία πράγμα που δεν τους καθιστά πλέον φορητούς! Το συνολικό τους κόστος δε, είναι μεγάλο για συσκευή που θα την χρησιμοποιήσουμε δυο-τρεις φορές το χρόνο. Αντίθετα η κατασκευή μου έχει σχεδόν μηδενικό κόστος, αφού όλα τα υλικά υπήρχαν στα συρτάρια μου. Χρησιμοποιώ ένα φορητό VHF FT290 All mode που έτσι κι αλλιώς κουβάλαγα για φορητή χρήση στις εξορμήσεις μου…
Η τροφοδοσία είναι από δυο φθηνές μπαταρίες μολύβδου 12V (10-20€) τις οποίες μάλιστα ενσωμάτωσα στην κατασκευή, σε ένα υδατοστεγές κουτί από σκληρό πλαστικό (για βροχή, χιόνι, χαλάζι, αστροπελέκια, μετεωρίτες…)

Το πιο πάνω σχήμα δείχνει το μπλοκ διάγραμμα των βαθμίδων της κατασκευής μου. Θα διαπιστώσετε ότι είναι περισσότερες από το βασικό σχέδιο. Το επόμενο σχήμα δείχνει το αναλυτικό κύκλωμα. Επικεντρώστε την προσοχή σας στον ενισχυτή εκπομπής: παράγει 20W από δυο τρανσίστορς των 2€ έκαστο!! Είναι τα πασίγνωστα 2SC1969.
Στον δέκτη επίσης χρησιμοποίησα το υψίσυχνο και χαμηλού θορύβου BF961 με συντονισμένη είσοδο, εν αντιθέσει με το 2Ν5109 που ακολουθεί και δουλεύει πιο «ευρυζωνικά». Το συνολικό κέρδος είναι πολύ μεγάλο, αλλά είναι απαραίτητο γιατί η σχεδίαση και κατασκευή έγινε για φορητή χρήση, και ο δέκτης θα πρέπει να έχει λήψη ακόμα και με μια μικρή φορητή κεραία.
Ο μίκτης είναι παθητικός, τύπου SRA-1, και δουλεύει και στην εκπομπή και στη λήψη. Το ίδιο συμβαίνει και με τα φίλτρα, διέλευσης ζώνης μετά τον μίκτη, και LOW PASS στην κεραία. Ο τοπικός ταλαντωτής βασίζεται σε ένα κρύσταλλο 46ΜΗΖ (από ασύρματο τηλέφωνο!!), και έναν τριπλασιαστή. Στην έξοδο του υπάρχει ένα φίλτρο διέλευσης στους 138ΜΗΖ.
Αν προσέξετε τις φωτογραφίες θα δείτε ότι δεν τύπωσα πλακέτες αλλά χρησιμοποίησα διάτρητες. Είναι φθηνές, δίνουν ευελιξία διορθώσεων, και δεν απαιτούν χρόνο σχεδίασης και παραγωγής. Στο εξωτερικό τμήμα τώρα η κατασκευή είναι λιτή: η είσοδος λαμβάνεται με έναν συνδετήρα BNC ενώ για την έξοδο ένας N-TYPE με τέσσερις βίδες μπορεί να κρατήσει μια κεραία στρατιωτικού τύπου 3-4μέτρων. Υπάρχει επίσης ένα βύσμα τροφοδοσίας και φόρτισης, και ένα ψυγείο στο κάτω μέρος το οποίο εκτός της ψύξης των τρανσίστορς εξόδου αποτελεί και βάση στήριξης. Το ψυγείο είναι αγώγιμο και συνδεμένο με το αρνητικό της κατασκευής ώστε όταν στηρίζεται σε υγρό περιβάλλον (υγρό έδαφος, χιόνι κλπ.) να βελτιώνει την γείωση της κεραίας.


Ελπίζω να έκανα την λειτουργία της κατασκευής κατανοητή και να κέντρισα σε κάποιους το ενδιαφέρον να την φτιάξουν. Τα υλικά υπάρχουν, το σχέδιο υπάρχει, και εγώ είμαι πρόθυμος να σας βοηθήσω. Αν χρειαστεί οποιαδήποτε επιπλέον πληροφορία η ηλεκτρονική μου διεύθυνση είναι στη διάθεση σας.


2Μδης
danaos1@vodafone.net.gr

Α. Στον παρακάτω πίνακα δίνονται πληροφορίες κατασκευής των πηνίων.
Β. Οι τιμές των πυκνωτών είναι σε pF εκτός αν σημαίνονται διαφορετικά.
Γ. Οι τιμές των αντιστάσεων είναι σε Ω εκτός αν σημαίνονται διαφορετικά.
Δ. Τα 2SC1969, το 2SC2078, και το 2Ν5109 θέλουν ψήκτρα.
Ε. Ο τοπικός ταλαντωτής θέλει θωράκιση από το υπόλοιπο κύκλωμα.

7 σχόλια:

2Μδης είπε...

Κάνοντας κλικ πάνω στη πρώτη φωτογραφία, την μικρή κάτω από τον τίτλο, με το σχέδιο (ναι αυτή!) μπορείτε να δείτε σε υψηλή ανάλυση το σχέδιο της κατασκευής.
Αν νομίζετε ότι θέλετε σε παρόμοια ποιότητα και αλλες φωτογραφίες επικοινωνήστε...

Ανώνυμος είπε...

Τι ισχύ εισόδου θέλει για να δουλέψει νομίζω δεν το γραφεις κάπου. Ευχαριστώ.

2Μδης είπε...

Εγώ το δουλεύω με 100μιλιβατ. Αντέχει μέχρι και 2βατ όμως. Αν μπουν μεγαλύτερης ισχύος αντιστάσεις στην είσοδο (220Ω) μπορεί άνετα να διαχειριστεί και μεγαλύτερη ισχύ χωρίς πρόβλημα. Βέβαια αυτό είναι σπατάλη ενέργειας γιατί δεν έχει κάποιο πρακτικό αποτέλεσμα: Είτε οδηγήσεις με μισό είτε οδηγήσεις με 2 βαττ η ισχύς εξόδου δεν αλλάζει...

Ανώνυμος είπε...

Συνέχισε αν είναι δυνατόν την δημοσίευση παρόμοιων άρθρων ή δυνατόν και απλούστερες κατασκευές.
(Μέχρι τώρα τα τεχνικά άρθρα έχουν βγεί νοκ-άουτ σε σύγκριση με τις καταιγιστικές δημοσιεύσεις αναρτήσεων με θέμα γρίνιες, κλάψες και παράπονα - τί κατάντια).
6146

2Μδης είπε...

Το πρώτο από τα σχόλια περιγράφει σε ποιο σημείο μπορείτε να δείτε με λεπτομέρια το σχέδιο.
Το έβαλα σαν σχόλιο και δεν το ενσωμάτωσα στην ανάρτηση, ώστε να μείνει εκεί (στην ανάρτηση) ατόφια η δημοσίευση του περιοδικού. Για τον ίδιο λόγο υπήρξε και ξεχωριστή ανάρτηση που συνόδευε την κατασκευή.

Αγαπητέ "6146" η κατασκευή αυτή είναι σχετικά απλή! Για την ακρίβεια αποτελείται από αρκετές απλούστερες κατασκευές (προενισχυτές, ενισχυτές, ταλαντωτές, φίλτρα κλπ) όπως φαίνεται και στο μπλόκ διάγραμμα.
Έχω ήδη κατασκευές στα σκαριά (ρίξε και μια ματιά στον αντίστοιχο χώρο στην αρχική) που κάποια στιγμή θα δημοσιευτούν.

Να σημειώσω ότι τα σχόλια εδώ είναι πολύ λιγότερα, το ίδιο είχε συμβεί και στο περιοδικό όταν είχε δημοσιευτεί. Συνεπώς μπορούν να βγουν κάποια συμπεράσματα τα οποία θα εκθέσω σε (μεθ)επόμενη ανάρτηση, σχετικά με το τι πρέπει και τι δεν πρέπει να δημοσιεύει κάποιος κατά την γνώμη μου.
Στην παρούσα στιγμή μπορεί να παρεξηγηθεί από κάποιους.

sv1gap είπε...

Καλησπέρα και εννοείται πολλά συγχαρητήρια για το AEOLUS-2 way!

Με αφορμή το FT-290R, θυμήθηκα το άρθρο για το transverter 2m/40m που είχα διαβάσει πριν κάποια χρόνια στο SVΝΕΑ. Είχα παρατηρήσει τότε στο σχέδιο ένα λάθος. Το λάθος, προφανώς, δεν είναι στο "κανονικό" σχέδιο αλλά έγινε εκ παραδρομής στο καθαρογραμμένο προς δημοσίευση. Ευτυχώς είναι ένα λάθος πολύ εύκολα αντιληπτό.
Συγκεκριμένα το λάθος είναι μεταξύ της εξόδου των 7MHz από το φίλτρο μετά τη μείξη (SRA-1) και της 1ης βαθμίδας ενίσχυσης 7MHz. Μεταξύ της 1N4148 και της αντίστασης 560Ω έχει έναν 10nF προς τη γη. Αυτός ο πυκνωτής 10nF θα έπρεπε να είναι από την άλλη μεριά της αντίστασης 560Ω. Έτσι όπως είναι o 10nF τώρα, γειώνει το σήμα RF.
Δεν έχω πρόχειρο το τεύχος εκείνο, ίσως είχα σημειώσει και άλλα σημεία, δεν θυμάμαι.

Ένα δεύτερο σημείο είναι με το κύκλωμα (επάνω αριστερά) που ανιχνεύει την εκπομπή 144MHz και δίνει +12V στα κατάλληλα σημεία. Όταν πολώνεται το BC877 από την εν σειρά 1N4148, το σημείο TXV έχει 0V και το RXV έχει +12V (κάπου 11,5V, τεσπα). Μάλλον στο κύκλωμα επάνω αριστερά πρέπει να ανταλλαγούν μεταξύ τους τα TXV και RXV. (Τα TXV και RXV είναι τροφοδοσίες και όχι απλώς σήματα ελέγχου. Εάν ήταν σήματα ελέγχου, θα μπορούσε, σε κατάλληλο κύκλωμα, κατά την εκπομπή να πηγαίνει 0V και κατά τη λήψη +12V).

Ένα σημείο που δεν κατανοώ είναι πώς κλείνουν κύκλωμα στο DC οι 2 1N4148 στο μέσον του σχεδίου στον κόμβο με το φίλτρο του μίκτη. Σαν να λείπει ένα RFC από τον κόμβο (με τις 2 1N4148 και τον 470pF) προς τη γη. 12V/560Ω=21mA. Εάν θες στις 1N4148 2mADC χρειάζεται RFC και κάπου 4,7kΩ ή 5,6kΩ εν σειρά (ή και σκέτα 5,6kΩ, χωρίς RFC, δεδομένου ότι η αντίσταση RF στο σημείο είναι ήδη αρκετά χαμηλότερη).
w2aew #82: How to use a Diode as a Switch

Ένα σημείο βελτίωσης (ίσως, ξεκαθαρίζω ότι δεν έχω σχέση με ηλεκτρονική) θα μπορούσε να είναι ο έλεγχος τροφοδότησης του PA και του driver. Τώρα έτσι όπως είναι, στο PA (2*2SC1969) ρέει ρεύμα ηρεμίας διαρκώς (και σε Tx και σε Rx). Για χρήση με μπαταρία και ιδίως με μικρό duty-cycle εκπομπής (δηλαδή κυρίως για ακρόαση) δεν είναι ό,τι καλύτερο. Θα μπορούσε το LM317 (πόλωση βάσεων 2SC1969) να οδηγείται από το σημείο TXV και όχι από το +12V.
Στο driver (2SC2078) υπάρχει έλεγχος για Rx/Tx. Συγκεκριμένα η τροφοδοσία γίνεται από το TXV. Θα μπορούσε η τροφοδοσία να γίνεται από τα +12V και το TXV να οδηγεί το LM317. Έτσι γλυτώνεις και κάποια mA στο BD139. Η μετατροπή θα απαιτούσε επιπλέον την προσθήκη μίας αντίστασης από τη βάση του 2SC2078 προς τη γη ( δεν έχει τώρα) για να αποκόπτεται σε Rx.

Καλή ξεκούραση από το ΑΙΟΛΟΣ-2 και καλή συνέχεια για το ΑΙΟΛΟΣ-3
73 de sv1gap

Chrestos SV1GAP είπε...

test 1 2 1 test
Διαβάζει κανείς εδώ;