суббота, 26 ноября 2016 г.

Обзор QRP тюнера из AliExpress

Сделал заказ на AliExpress и уже через 3 недели мне приехал вот такой набор-конструктор QRP тюнера. На сайте AliExpress дословно называется DIY Kit дней QRP ручной Антенный Тюнер Tune 1-30 МГц Для РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ * CW =)
 Замечаний по упаковке и внешнему виду нет. Схемы сборки тоже нет, но подсказка есть на странице товара.
Вот она - схема Т-тюнера:
В комплекте были наклейки с маркировками отверстий тюнера «Drilling location map». Разработчик предполагал, что покупатель должен наклеить эти наклейки и потом просверлить размеченные отверстия. Честно говоря, смотрятся эти наклейки не очень красиво, а после сверления они еще немного стираются в зоне отверстий.  Поэтому я решил, что после сверления сниму их, а подписи сделаю потом маркером или лаком.
Важно! Наклейки снимаются плохо даже после отмачивания. Для стирания этого клея не используйте ацетон, подходит «Уайт-спирит».
            При сверлении отверстия для переключателя, располагайте его ближе к крышке.
На фото видны два отверстия, дальнее – неправильное.
Обратите внимание, что тюнер лежит «лицом» вниз. Подумайте сразу, с какой стороны вам удобнее подключать трансивер, а с какой антенну.
В комплекте поставки идет два разъема BNC. Я собираюсь использовать данный тюнер с антеннами, запитанными с конца типа LW, VP2E, поэтому сразу с одной стороны установил «маму» для банана.
Сборка платы не представляет особых трудностей.
Важно! В моей плате маркировка трансформатора показана неправильно.
Обмотка с 5 витками должна подключаться к диоду (на моей плате показано наоборот). Один виток – это  дуга между контактом и контактом через колечко, т.е. 2 витка - это 1 полный оборот вокруг колечка и как бы два полуоборота.
Кольцо индуктивности наматывается проволокой, которая идет в комплекте. Для удобства можно перемотать ее на челнок (мотовило) или просто сложить в узкий овал. Намотка мне не понравилась, я бы использовал проволоку потолще, чтобы она лучше держала свою форму на кольце. В комплекте идет проволока с диаметром 0.4 мм.
Разметить и зачистить места пайки на кольце заранее трудно, зачищал по мере запаивания галетника.
Внимание! С помощью галетного переключателя вы коммутируете «Землю» (к ней идет синий провод на фото) к контактам 1…12. Каждый контакт должен подключаться к всё большему количеству витков и 12 контакт к концу катушки. Желательно постараться уложить витки так, чтобы их число между контактами нарастало. Например: между 1 и 2 – 1 виток, между 2 и 3 – 2 витка, между 3 и 4 - 4 витка и т.д. Это облегчит использование тюнера при согласовании антенны и трансивера.
Крайние выводы конденсаторов должны быть соединены, чтобы получить максимальную емкость 80+160=240 пФ.
В целом, хорошо учесть все длины проводов-соединителей и собирать весь тюнер вне корпуса, чтобы затем просто расположить его внутри коробки.
Установить ручки для конденсаторов – задача сложная.
В ручках есть цанги. Покрутил и так и сяк, рискнул и отломал два крылышка, чтобы накинуть цангу на ручку конденсатора, надеть сверху пластиковую ручку и затянуть длинным винтиком из комплекта поставки.
Увы! Как легко было отломать два крылышка, так легко отвалились и два оставшихся.
Решение данной проблемы –  использовать свои ручки.
В качестве основы – длинные винтики из комплекта поставки, несколько шайб и пара своих гаек под данную резьбу.


Сразу же после сборки провожу первые испытания тюнера. Антенна – LW около 10 метров длиной, противовес – провод около 1 метра в воздухе для диапазонов 20 М и выше, рама балкона для диапазонов 30М и ниже. Поиск минимума КСВ (без рисок по SWR-метру Yaesu-817).
Индуктивность указываю в «щелчках», емкости условно по вращению. Начальное значение емкости против часовой до упора (максимальная емкость).

Диапазон/f
L
C антенный
C трансивера
Примечание
10М / 28 МГц
11
среднее
минимум
Широкая полоса около 2 МГц (?!)
12М / 24.9МГц
0
среднее
среднее
SWR>1.5
15М / 21 МГц
11
среднее
среднее
+ земля
17М / 18.1 МГц
0
максимум
среднее

20М / 14 МГц
1
любое
среднее

30М / 10.1 МГц
0
минимум
минимум
SWR>1.5
40М / 7 МГц
0
среднее
максимум

80М / 3.5 МГц
6
среднее
среднее
Полоса 300 кГц
160М / 1.8 МГц
7
любое
максимум
Полоса 100 кГц

Производитель заложил SWR-мост с светодиодом для контроля настройки. Т.е. мы подключаем тумблером этот мост и настраиваем антенну до затухания светодиода, затем отключаемся от моста и работаем.
Работа светодиода в моем тюнере показаниям Yaesu-817 соответствует.

Итог  – рекомендации разработчику тюнера:


  1. Разметить отверстия сразу на коробочке
  2. Использовать проволоку для индуктивности толще (0.6…0.8 мм в диаметре)
  3. Положить подходящие ручки для конденсаторов
  4. Внимательно указать детали на плате.

 Лавриненков Игорь Сергеевич 


Для связи mail:  lis-soft /*at*/rambler   точка   ру 




вторник, 22 ноября 2016 г.

Простые схемы генерации CW от R2AJA (Лабораторная работа)

Пришло время провести точные измерения мощности, спектров и вида сигналов от простых схем генерации незатухающий колебаний (CW). Рассмотрены схемы: с биполярным транзистором (Michigan Mighty Mite), c полевым канальным транзистором (UI7K),
составная схема трансивера Pixie, составная схема N7KSB (74HC240)+ двухтактный УМ на биполярных транзисторах, составная схема N7KSB (74HC240) + УМ на полевом канальном транзисторе BS170. Все схемы настраивались на максимальную мощность по ваттметру SX-600 до лабораторных измерений.

Оборудование:
Ваттметр М3-56
Осциллограф Agilent Technologies DSO1022A
Анализатор спектра Agilent Technologies ESA-E4405B (9kHz-13.2GHz)

Первый проверяемый образец - схема Michigan Mighty Mite.
Внешний вид:
Ваттметр показал: 400 мВт. (важно отметить, что все проверяемые схемы имеют спад мощности, после непрерывной передачи, связанной с нагревом транзистора. Измерения ваттметром проводились в первую очередь и его показания получались несколько больше остальных). 
Осциллограмма сигнала:
Мощность можно оценить по формуле P = Vpp*Vpp/8*R, где R=50 Ом, сопротивление нагрузки. Форма сигнала показывает наличие гармоник незначительного уровня.
Спектр сигнала в диапазоне от 1 до 200 МГц:
Здесь и далее показаны спектрограммы при дополнительном ослаблении 20 дБ. Т.е. ко всем значениям нужно добавлять 20 дБ. Пример: 1 гармоника на 7 МГц имеет уровень 6.4 дБм на картинке, истинный уровень = 6.4 + 20 = 26.4 дБм.
Спектр сигнала в диапазоне от 6.8 до 7.2 МГц:
Каких либо паразитных модуляций не обнаружено.

Второй проверяемый образец - схема UI7K на BS170.
В качестве R1 и R2 используется переменный резистор на 220 кОм. Настройка ведется из начального положения: R1=0, R2=220 до появления генерации  (примерно R1=58 кОм, R2=164 кОм.) Индуктивность имеет около 12 витков на оправке с диаметром 10 мм (примерно 1..1.5 мкГн). Емкости С4 и С5 подбираются по максимальной выходной мощности.
Внешний вид:

Ваттметр показал: 800 мВт. 
Осциллограмма сигнала:
Очевидна плохо подавленная  вторая гармоника (нужна оптимизация выходного фильтра)
Спектр сигнала в диапазоне от 1 до 200 МГц:
Интересен "бугорок" гармоник в районе 120 МГц =)
Спектр сигнала в диапазоне от 6.8 до 7.2 МГц:
Каких либо паразитных модуляций не обнаружено.

Третий проверяемый образец - схема "Pixie".
Внешний вид:
Для "Pixie" Ваттметр показал: 850 мВт. 
Осциллограмма сигнала:
Очень достойная! 
Спектр сигнала в диапазоне от 1 до 200 МГц:

Очень хорошее подавление высших гармоник!
Спектр сигнала в диапазоне от 6.8 до 7.2 МГц:
Без паразитных модуляций.
Спектр сигнала в диапазоне от 1 до 200 МГц в режиме приема:
Спектр сигнала в диапазоне от 6.8 до 7.2 МГц в режиме приема:
Четвертый проверяемый образец - составная схема на генераторе N7KSB (74HC240) и усилителе на BS170.
N7KSB подключается к П-контуру с номиналами С1,2 = 470 пФ, L=1 мкГн

П-контур подключается к усилителю на BS170. Можно обойтись и без промежуточного П-контура, но гармоники на выходе возрастут.
Здесь сразу показан выходной П-контур, номиналы которого нужно подбирать по максимальной мощности. В качестве R1 и R2 используется переменный резистор на 100 кОм. Настройка ведется из начального положения: R1=0, R2=100 до появления усиления  (примерно R1=20 кОм, R2=80 кОм.) Индуктивность имеет около 12 витков на оправке с диаметром 10 мм (примерно 1..1.5 мкГн).  Усиление данной схемы получилось до 14 раз ! (чуть более 11 дБ)
Внешний вид:

Ваттметр показал: 2900 мВт. 
Осциллограмма сигнала:
Осциллограмма сигнала на затворе BS170:
Осциллограмма сигнала на выходе фильтра N7KSB, нагруженном на 50 Ом:
Спектр сигнала в диапазоне от 1 до 200 МГц:
Спектр сигнала в диапазоне от 6.8 до 7.2 МГц:
Без паразитных модуляций.

Пятый проверяемый образец - составная схема на генераторе N7KSB (74HC240) и двухтактном усилителе SM0VPO на биполярных транзисторах.
Данная схема в отличии от предыдущих спроектирована под частоту 14 МГц. Полное описание можно посмотреть здесь: QRPP CW Маяк с ключеванием от Arduino
Сейчас я только хочу уточнить характеристики конструкции. Отличие есть в выходном фильтре, он однозвенный (С1=68 пФ, L=0.5...0.7 мкГн (10 витков на 1 см оправке), С2=5.6 пФ) вместо описанного в статье 2-звенного. 
Внешний вид:
Ваттметр показал: 2000 мВт. 
Осциллограмма сигнала:
Спектр сигнала в диапазоне от 1 до 200 МГц:
Спектр сигнала в диапазоне от 13.8 до 14.2 МГц:
Без паразитных модуляций.

Измеренные значения обобщены в виде таблицы.
Самыми точные показания получены из спектрограмм сигналов.
В столбцах показаны:
SX-600, мВт - мощность измеренная на любительском ваттметре;
М3-56, мВт - мощность измеренная на лабораторном ваттметре;
Vpp, В - напряжение пик-пик с осциллографа;
Pvpp-50, мВт - пересчитанное напряжение в мощность;
Pdbm - мощность с анализатора в дБм;
PmW, мВт - мощность, пересчитанная в мВт;
Ipit, A - ток питания схемы;
Pпотр - мощность питания схемы (Up=12 В);
n - КПД схемы;
kgarm - коэффициент гармоник (для 2 и 3 гармоник).
под названиями схем показаны измерения гармоник данных схем.
N7KSB (8 V) - измерение самой схемы с фильтром и без BS170.

Вывод: схемы с транзистором BS170 получились с большой второй гармоникой (около 10%),
требуется оптимизация фильтров.  Все схемы генерации могут быть использованы для работы с микроконтроллерами через электронный ключ на транзисторе  (ключевание по питанию)

Лавриненков Игорь Сергеевич 


Для связи mail:  lis-soft /*at*/rambler   точка   ру 














суббота, 12 ноября 2016 г.

Сравнение Magnetic Loop c разными петлями связи в WSPR

Наконец появилось время и прохождение (МПЧ до 26 МГц!) для эксперимента работы антенны с двумя петлями связи на одной частоте!  Для сравнения используется Magnetic Loop из алюминиевого обруча с D=900 мм, d = 17 мм индуктивность обруча  около 2.431 мкГн. Большая петля с D=45 см, d = 2.5 мм, L около 1,561 мкГн. Малая петля с D=23 см, d = 1 мм, L около  0,833 мкГн.
Сравнение проводится на диапазоне 17М, единственном, на котором антенна согласуется с обоими петлями связи! Программа WSPR 2.0, настроена на передачу. Мощность подводимая к каждой антенне около 1 Вт. Рабочие интервалы по 10 минут на каждом варианте.

Результат:
1) WSPR-17-1W-BIG-10M
8 спотов
2) WSPR-17-1W-Small-10M

7 спотов
3) WSPR-17-1W-BIG2-10M

8 спотов
4) WSPR-17-1W-Small2-10M
11 спотов
5) WSPR-17-1W-LW-10M (Работал Long Wire для сопоставления результатов)
11 спотов

Из таких данных можно сказать, что Magnetic Loop с малой петлей связи работает не хуже чем с большой петлей
Для более детального анализа скачал файл-архив спотов с wsprnet.org. WSPR-18BP-MP.xls Вытащил из него "свои" споты за день эксперимента и составил в таблицу. В таблице показаны усредненные значения принятого SNR в течении 10 минутных включений.

Скиммер   БП1 МП1 МП2 БП2 LW БП МП
DF5FH -19 -22 -16 -21 -16 -20 -19
DK6UG -15 -11 -20 -20 -17 -17.5 -15.5
DK8FT -18 -24 -22 -20 -19 -19 -23
DK8FTA -13 -15 -13 -13 -13 -13 -14
DL0HT -17 -14 -13 -15 -14 -16 -13.5
DL1KAI -21 -24 -19 -21 -15 -21 -21.5
PA7T -15 -18 -16 -20 -18 -17.5 -17
PI4THT -16 -11 -10 -13 -8 -14.5 -10.5
Среднее -16.75 -17.375 -16.125 -17.875 -15 -17.3125 -16.75

БП1 - 1 включение с большой петлей
МП1 - 1 включение с малой петлей
МП2 - 2 включение с малой петлей
БП2 - 2 включение с большой петлей
LW - включение с Long Wire
БП - усредненное значение столбцов БП1 и БП2
МП - усредненное значение столбцов МП1 и МП2
Среднее - усредненное значение всего столбца. 

Данные SNR оказались почти случайной величиной, и говорить о отличии усиления той или другой антенны сложно. Даже при самом большом усреднении см. ячейки Среднее (LW, БП, МП) Long Wire выигрывает в уcилении всего 1.5 дБ. Я ожидал гораздо большую разницу, ведь он расположен на улице, а не на балконе!
В итоге дополнительно провел передачи CW через LW и ML, мощностью 5 Вт. Споты пришли только от LW! Скорее всего, к данным WSPR надо относиться очень осторожно.


Лавриненков Игорь / R2AJA

среда, 2 ноября 2016 г.

Выбор транзистора для выходного каскада Pixie

Схема измерений:
Питание от источника 12 В.
Частота: 7 Мгц

 Выходной П-контур CLC = 470 пФ, 1 мкГн, 470 пФ.

Транзистор
h21
Iприем.
Iпрд
Pпрд
КТ602А
2
20 мА
60 мА
<20 мВт
КТ801Б
40
20 мА
0 мА
-> 0
S8050
206
20 мА
110 мА
500 мВт
D1858
209
20 мА
70 мА
300 мВт
D669А
200
10 мА (нет приема
20 мА
->0
9181Б
270
20 мА
40 мА
<20 мВт
С2655
170
20 мА
30 мА
->0
C2344
170
20 мА
30 мА
->0
C1398
270
20 мА
20 мА
->0













Судя по этим данным транзисторы КТ602А, КТ801Б могут иметь неисправность.
Мощные транзисторы в корпусах ТО-220, ТО-126 не могут быть раскачены маломощным задающим генератором на Q1 (в Пикси)
Еще одна интересная особенность – при настройке П-контура с транзистором S8050 получил максимальную мощность около 500 мВт при значениях С1=0, L=1 мкГн, C2=180 пФ.  (при стандартных 470 пФ/1мкГн/470мкФ мощность всего лишь 400 мВт. 

Лавриненков Игорь / R2AJA