Трансвертер 6см F6BVA модифицированный
Назад-
Здравствуйте.
Спектр действительно очень хороший. Моя бяка была прозаична - в новом
опорнике забыл поставить электролиты по питанию и полезла пакость.
Тщательнее надо.
-
Всем привет, была такая же проблема в опорнике на 10 Ггц, пока не поставил конденсаторы по питанию.
-
Здравствуйте, коллеги. Вопрос к R3GC. Володя. Я разобрал старый вариант комплекта трансвертера с ПЧ 144 МГц и в его коробку поставил новый вариант с ПЧ 430 МГц. Хочу применить в конечном итоге ПЧ именно 144 МГц по определенным причинам и поставить для старого варианта платы LO с синтезетором на 5616 МГц. Умножители не использовать. Есть шанс, что эта плата лучше работает на прием, хотя платы по шумам не сравнивал. Пока не чем, но транзисторы в приемном тракте там стоят хорошие. Сигнал гетеродина подвести от разъема в нужное место кабелем. VCO доработать и перегнать его выше по частоте. Вопрос следующего характера - на какую частоту будет просто и разумно сделать LO на твоей плате без ее переделки и какие опорные генераторы лучше применить. Какая будет ПЧ. У меня ICOM-706MKII без диапазона 432 МГц. Хотелось бы оставить вариант с 13 МГц опорным генератором. Он просто есть. Юрий. RZ4HD.
-
Юрий на прием в этом варианте 3 каскада, а в варианте трансвертера с синтезатором 2 каскада для того чтобы можно было применить внешний МШУ. С доролнительным МШУ примерно одинаково получается. Но прибавка шума на трансивере у старого варианта больше и от этого трудно избавиться. Почти всегда S-метр без сигнала отклоняется. Оптимально -это когда прибавка шума едва заметна и S-метр не реагирует. Уровень гетеродина для предыдущей версии должен быть меньше на 10-15 dB. Поэтому в синтезаторе не устанавливать одну STA5063 или применить гетеродин на базе маяка с ГУНом от сотового. ПЧ при опоре 13 МГц будет 144 МГц. Прошивку сделаю как придут TINY13. Закончились и проверить не на чем. Описание здесь: http://rv3gc.narod.ru/
73! -
Всем вечер добрый, решил обновить комплект новой модифицированной платой трансвертера и столкнулся с проблемой настройки первой банки фильтра по LO (сделаны по размерам также с этой ветки обсуждения), точнее сказать она вообще не строится, пробовал разные винты, безрезультатно. Кто скажет на какие подводные камни налетел?
-
Здравствуйте. Как задан вопрос, таков и будет ответ.... Без обид. Вы опишите подробно как, чем и в каких точках производили измерения. Здесь не в болтах дело... Куда подали сигнал? С какого ГСС? Чем и где измеряли? Я строил сначала банки от ГСС на 5760 МГц минуя смеситель. Юрий.
-
Не нашел отдельной ветки по смесителям/преобразователям частоты, поэтому выкладываю здесь, тем более сейчас на выходе трансвертер 5760 МГц (вопрос нескольких дней), и в связи с тем, что в нем несколько нестандартных вариантов схемотехники, выкладываю эти моменты отдельно.
В галерее слева вверху – классическая схема построения узлов тракта преобразования частоты трансвертеров. Здесь все понятно: гетеродин, смеситель и полосовой фильтр (тракт ПЧ детально не разрисован). В данном случае имеется ввиду реверсивный тракт преобразователя частоты. На рисунке два варианта смесителя: балансный диодный с кольцевым мостом и двойной балансный с применением специализированной микросхемы. Обе схемы свою работоспособность уже достаточно подтвердили.
Также часто применяется еще одна схема (схема слева внизу). Наиболее массовое применение в TV SAT конвертерах (рядом фото платы смесителей). Эта схема применяется в 10 ГГц трансвертерах версий DB6NT и RA3EME. Это однобалансный (со стороны сигнального входа) смеситель. Конструктивно имеет некоторое преимущество в отсутствии цепей связи с полосовым фильтром: например в вышеупомянутых трансвертерах связь «подковы» фазовращателя выполнена прямо с помощью зонда, подключенного к одному из плеч подковы. Назначение этой подковы – просто в инвертировании сигнала на второй диод, питание происходит непосредственно в одно из плеч (как и питание –U колена антенн ВК). В связи с тем, что часто нами применяемые полосовые фильтры выполнены в виде свернутых в колено звеньев, возникла мысль интегрировать смеситель прямо в полосовой фильтр. Был рассчитан фильтр и изготовлена соответствующая платка. Это – в правой части галереи.
Мысль пришла давно и частично я проверил, но были некоторые сомнения. На отдельном фото (TEST PCB) – у меня была платка с ПФ 5616МГц + Ус каскад. Плата не со мной, нашел ее рисунок. Я к выходному колену фильтра припаял диодную сборку и решил проверить настройку этого колена (меня интересовало шунтирование подковы диодной сборки). К моему удивлению, это колено все равно настраивалось и настройка оставалась довольно острой! Но я все же на 100% уверен не был, т.к. сомневался, что это не только настройка в резонанс, а из-за подключения Ус каскада (не совсем согласованного) это могла быть еще настройка согласования. Кроме этого, предположительно могли быть проблемы (как я сначала думал) с настройкой фильтра/преобразователя вообще – без соответствующих приборов. Но затем пришла одна мысль, и все подтвердилось – настройка заняла несколько минут (легче даже, чем узлов трансвертера С.Г.Жутяева). Для настройки нужно иметь гетеродин и маячок. Затем подключается трансивер (можно даже портативку) и по сигналу маячка настраивается фильтр. У меня был гетеродин 5616 МГц и маячок 1152 МГц. Сигнал я услышал сразу. В связи с тем, что и гетеродин и маячок были не термостатированы, настройку лучше производить в режиме AM или FM. Настройка довольно острая, напоминает настройку банки. Настраиваются все звенья фильтра. Связь смесителя с маячком была следующая: к выходу маячка /входу смесителя два отрезка 30...50 мм тлф кроссировки (в изоляции), скруткой регулируется связь. После настройки - слышно на значительном удалении, до нескольких метров. Реакция на настройку выглядит следующим образом: при установке начального уровня S метра в 2 балла настройка одного колена приводит к S 6…7 баллов, двух колен – к S 9+. Третье (входное) сейчас настраивается слабо, т.к. никуда не подключено. После этого включил режим ТХ – на выходе (диодным индикатором) остаток напряжения гетеродина к полному уровню порядка 25%, т.е. предположительно – для ПЧ 430 МГц достаточно одного фильтра (может и проверю - есть и гетеродин 5330 МГц). Поведение фильтра во многом напоминает баночный фильтр. Сейчас еще отработаю один узел (есть вариант уйти от потерь при делении мощности в мосту Уилкинсона тракта разделения сигналов RX/TX). Не получится – оставлю мост. Эта топология (проект) уже почти готов, по активным узлам тоже – было много «лабораторных работ» по отработке схемотехники, там все устойчиво. 73!
MIXER.JPG
TEST PCB.JPG
-
...тем более сейчас на выходе трансвертер 5760 МГц (вопрос нескольких дней), и в связи с тем, что ...
Смеситель из предыдущего сообщения был встроен в трансвертер. Схему и фото прилагаю.
Немного о трансвертере. Вообще в настоящее время вопрос не актуальный. Выбор схем и конструкций сейчас – масса. При желании его изготовить – есть что почитать, посмотреть, и если нужно – у кого и спросить. Но при изготовлении любого трансвертера могут возникнуть (и часто возникают некоторые проблемы). Основная – это поиск и приобретение элементной базы. Это не случай с КВ техникой, где КТ315 можно заменить на КТ312 или 2N2222. Необходимо искать именно то, что заложено в трансвертер. При массовом изготовлении, как это было в РФ с трансвертерами F6BVA/RX3DR/R3GC и R3GC ver 2 – тоже проблем думаю не было, сам лично изготовил по 2 шт каждой версии на платах, полученных различными путями + 1 или 2 на самодельных платах (R3GC ver 2). У нас тоже изготавливали эти трансвертеры, но это было единичное выполнение. Ко мне несколько раз обращались за помощью по позициям MGAxxx, STAxxx и к сожалению, я не всегда мог чем-нибудь помочь. Если бы эта проблема была у меня, я как-нибудь «выкрутился» из ситуации - сделал бы дополнительный узел или даже вырезал под него окно в плате… Но подобные вещи – даже не предлагал. В этом случае через различные фирмы – посредники доставали 1-2 экз по *5…*10 цене.
По обзору зарубежных конструкций (это 20…30 летней давности, с начала освоения диапазона) можно увидеть, что и в этих конструкциях предпринимались (и успешные) попытки применения р/э несколько более низкого частотного диапазона (например встречал AG604-89). Я на это обратил внимание, когда начал применять очень недорогие MMIC BGA2709 – несмотря на свое назначение (кабельный усилитель ТВ конвертеров 1…2 ГГц), они неплохо работают в диапазоне 5…6 ГГц. Без особых проблем усиление каскада 10 (даже 10+) дБ. Также доступные транзисторы (Ft = 25 ГГц), это BFP420, BFG424,425, 2SC5507,5508 (наверняка есть еще – нужно искать), позволяют получить усиление до 10 дБ (реально я получал 8…9). Есть еще несколько позиций с Ft = 45 ГГц – это BFP520,740. При разработке своих плат я увидел, что можно сделать универсальный макрос для применения любых из перечисленных полупроводников. Я сделал несколько плат усилителей и опробовал их. Затем из стандартной схемы трансвертера (на базе F6BVA) и составил эту схему. Единственное отличие – в тракт ТХ пришлось в тестовой версии установить 3 каскада усиления (Ку р/э, предполагаемых к установке, несколько меньше чем в схемах оригиналов, да и + замена банок на МПЛ фильтры - неизвестно, как это все себя поведет). Естественно, при такой постановке задачи вопросы согласования с учетом S параметров решить нельзя.
Т.е. приблизительная блок-схема выглядела так: по 3 каскада усиления в каналах RX и TX + смеситель (описание выше) + МПЛ фильтры. Печать – на универсальных макросах. На вход предполагал установить BFP520 или BFP740 (позиция доступна, даже BFP520 лет 5 назад покупал в одной из Киевких фирм). Остальные каскады – что угодно: к вышеперечисленным позициям еще добавить MGA62(81,82,85,86)563 + ERA + GALI…..+….наверное 2-3 десятка можно добавить.
Но уже перед составлением печати я вспомнил еще об одной позиции – это транзистор BFU725. Транзистор очень даже доступный, предложений масса, цена его от 7…10 центов и имеет параметры: Ft = 55 ГГц, NF=0,7dB/5,8GHz, Gpmax=18dB/5,8GHz. Тогда решил несколько по-другому: первые два каскада RX – транзисторы, все остальные (4 каскада) универсальные макросы. Сначала думал сделать очень упрощенный вариант, затем добавил упрощенный секвенсор. Отсутствует только ВЧ VOX, но при желании его легко добавить: вывод (вход Ext PTT) предусмотрен. Сейчас спаял тракт RX. Паял покаскадно. По сравнению с предыдущей платкой (один смеситель) очень ощущаются потери цепи деления мощности: мост Уилкинсона – фильтр. Похоже, что один каскад усилителя (последний в тракте RX) всего лишь только компенсирует потери этой цепи. Далее, после установки транзистора второго каскада (BFP740) появился характерный «суперный» шум. Первый каскад (BFU725) уже «оживил» S-метр (порядка 2-х баллов). При изготовлении платы я немного скорректировал топологию фильтра по предыдущей настройке (материал – тот же). Поэтому у второй подковы нет элемента настройки (одинаково хуже как укорочение, так и удлинение). Первую подкову подстрою при включении тракта ТХ. Ее настройку я видел (приблизительно укорочение 0,3…0,4мм).
Полный результат теперь будет при настройке на ТХ.
Затраты на р/э комплектующие – порядка 3…5 долл, это если все покупать. У многих р/л подобного СВЧ "хлама" достаточно и без этого. Как вариант "омега"
- когда нет ничего вообще - купить 6 шт 25 ГГц транзисторов. Уровень ТХ должен обеспечить, а если трансвертер окажется "тупой" на прием - МШУ должен "вытянуть", в крайнем случае - 2-х каскадный, но должно бы хватить и одного. По крайней мере я никогда не подключал трансвертер без МШУ, какой бы вход у него ни был. Плата 100*50мм, ФР-4/0,5мм. ...включил режим ТХ – на выходе (диодным индикатором) остаток напряжения гетеродина к полному уровню порядка 25%, т.е. предположительно – для ПЧ 430 МГц достаточно...
Здесь была некоторая ошибка. Я при настройке фильтра видел: настройка очень острая, а уровень... см.выше, как бы многовато. Но измерения были обычным диодным пробником, был большой фоновый уровень от ТХ ПЧ144. Когда я к платке подключил усилитель (а он у меня имеет завал на сотнях МГц) я точно подстроил фильтр и получил остаток несущей 10% (это уже точно - по изм. мощности), т.е. еще несколько манипуляций с фильтром и можно даже ПЧ 144 МГц на одном фильтре.
Вообще по настройке подобной платы - настройка плат с банками вспоминается как страшный сон.73!
P.S. На схеме указаны реальные номиналы р/э тех узлов, которые собраны (это тракт RX и узел коммутации). Сейчас режимы: 1-й каскад 2,2В/7ма (режим близкий к min NF), 2-й каскад 2,8В/12мА, еще буду корректировать, ток 2-го каскада можно добавить ближе к режиму max Gain.
T101.jpg
CH3.GIF
-
Хотел сегодня завершить, но к сожалению из-за нехватки времени... работы осталось максимум на час.
В приемном тракте немного изменил режимы транзисторов. Сейчас по первому (входному) транзистору Uk=2,05V Ik=9mA, по второму Uk=3V Ik=18mA. Больше с этим трактом ничего не делал. На фото (специально не сжимаю размер) - установил два каскада усилителя тракта ТХ. Первый каскад - транзистор 2SC5508, второй - такой же MMIC, как и в тракте RX - BGA2709. Режим транзистора Uk=3V Ik=18mA (еще немного подниму ток до 25мА).
Немного по монтажу.
По макросу печатной платы видно - вокруг полупроводникового р/э - "карусель" из резисторов К-Б для установки рабочей точки транзистора. Я сделал эскиз монтажа MMIC/Tnpn, думаю из него понятно. При установке MMIC лучше подрезать высокоомные проводники к резисторам. На усиление каскада влияют (не сильно, но заметно).
При установке транзистора один эмиттер попадает на фольгу, соединенную с общим проводом, другой попадает на контактную площадку, которая свободна (крайняя, в MMIC это вывод питания). Она каплей припоя соединяется с соседней, заземленной площадкой. Аналогично устанавливаются MMIC в корпусе "вертолет" (такие, как ERAхх). Я наверное его и поставлю на выход. По настройке - можно сказать никакой настройки. После установки рабочего тока транзистора включил в режим ТХ. Для передачи использовал портативку ,которая имеет на ТХ режим мощности "Extra Low" - десятки мВт. Похоже, я фильтром попал почти на 100% в нужную частоту (я отмечал, что его скорректировал по тестовой плате. Точную настройку сделаю после установки 3 каскада. Смотрел индикатором, но я уже приблизительно по уровню могу сказать приблизительно небольшой минус, порядка /-/ 2...3...4 дБм, т.е. теоретически выхожу на запланированный мною уровень (порядка +3...5 дБм). Внутренний нагрузочный резистор 50 Ом из-за работы с малыми мощностями пока не устанавливал, но сейчас уже буду производить полную сборку, т.к. резистор установки входного уровня (переменный) уже влияет: отчетливо видно ограничение смесителя.
На плате (и на схеме) в цепях выхода усилительных каскадов есть элементы подключения, отмеченные штриховой линией. Во вложении я разрисовал варианты комбинаций нагрузок. Я ранее делал платы для предварительного тестирования, фрагменты этих плат перенес в трансвертер. Но скорее всего - все их удалю,
оставлю вариант как в каскаде 2 ТХ и первом каскаде RX: Lконструктивная + R. Это вариант с максимальной устойчивостью, то, что я подписал - все варианты на усиление влияют слабо. С такой выходной цепью у каскада завал в диапазоне до сотен МГц/единиц ГГц (зависит от длины линии, оптимально для нас - 7,2 мм). Просто есть лишние элементы - их можно убрать. В схеме изменений нет, те р/э, которые добавились, я в схему внесу. Межкаскадные разделительные конденсаторы везде 3...5 пФ, в дальнейшем посмотрю - возможно получится сделать их унификацию к одному номиналу.
Еще, не знаю, может не так принципиально, т.к. схема имеет хождение по всем "клонам" F6BVA, я внимательно изучил смеситель TV SAT (фрагмент схемы во вложении) - у смесителя только одна точка гальванической связи с землей, со стороны входа гетеродина (LO). Я этот фрагмент платы просто скопировал с оригинала F6BVA/RX3DR/R3GC с небольшими конструктивными доработками, сейчас разрезал дорожку у реле, установил 1000 пФ. На работе никак не отразилось, но наверное, так и оставлю.
Сейчас придется делать еще одну плату: по ходу монтажа обнаружились некоторые нюансы в сторону оптимизации топологии. Это не "проколы" или какие-то ошибки, просто на файле это не так видно как на готовой конструкции. Некоторые связи можно изменить. 73!
TX12.jpg
NPN_MMIC.JPG
MIX.GIF
-
Завершил сегодня с платой трансвертера (почти). Осталось - установить разъемы + небольшие коррекции по номиналам и блокировкам.
Последний каскад сделал транзисторный (такой же, как и 1-й каскад ТХ). В процессе настройки добавил 3 шлейфа. Сейчас буду составлять
новую печать, 1-й и 3-й шлейфы наверное оставлю заложенными в плату. Так 1 транзистора ТХ добавил до 22 мА. После настройки произвел измерения:
мощность 4...5 дБм!!! Остаток гетеродина - не более 3%!!! Затем подключил делитель частотомера, измеряю частоту ... очень устойчивые показания 5472 МГц... Т.е. F_LO - F_IF (5616 - 144)...
Когда я настраивал тестовую плату (один смеситель), я производил измерения как мощности, остатка гетеродина так и частоты! Для этого подключал однокаскадный усилитель.
Пришлось немного подумать с дальнейшей настройкой. Дело в том, что я бы мог настроить фильтр на частоту 5760 МГц - у меня под руками был маячок на ADF4350 с прописанной частотой 2880 МГц. Фильтр бы настроился на вторую гармонику, уровень сигнала там довольно мощный, но меня больше нтересовала настройка более простыми средствами! Как вариант решил попробовать следующий способ:
- настраиваю на частоту гетеродина, затем произвожу уменьшение физической длины сторон "подковы".
Процесс довольно трудоемкий, но все получилось! Я мелким квадратиком фольги находил резонанс гетеродина на подкове, затем включал ТХ несущую 144 МГц - контролировал,
что вижу и эту частоту и припаивал фольгу в этом месте или, если не в этом, то хотя бы по частоте немного в + от гетеродина. После этого с другой подковой то же самое, только здесь уже можно настраивать на нужную нам (LO+IF) частоту, т.к. первая подкова уже все же сдвинута в + по частоте от LO. Процесс трудоемкий (сначала), но потом вполне реализуемый. Я немного был в недоумении, почему у меня в тестовой плате все получилось, а здесь вдруг - проблема?
Затем стало понятно... Если взять хотя бы в TX_Line калькуляторе L/4 для 5472, 5616 и 5760 МГц, получим 7,44мм, 7,25мм и 7,06мм (а это приблизительно и есть длина плеч каждого звена фильтра), т.е. по 0,2мм на каждый из 144 МГц интервалов. Для 430 МГц - все несколько проще. Тем не менее, все настроилось!!! Правда, выход я получил несколько меньше - порядка +1...2 дБм, но считаю, что это уже не вопрос. Просто выберу время - тщательнее настрою или простой вариант - заменить один транзистор на транзистор с Ft=45GHz или MMIC. Как видно с фото, настройка роизводилась перемычкой U - колена. Это несколько сложнее, чем удлиннением плеч колена, т.к. перемычка фактически уменьшает сразу две длины плеч, но для того, чтобы работать на удлиннение, пришлось бы в расчет вводить заведомо более высокую частоту, например 5850...5900 МГц, что не очень бы и хотелось. Добавил нагрузочный резистор, пробовал даже на вход QRO! (1Wt), но все же настраивать лучше при малой мощности.
По приему ... я не ожидал. Я с приемом вообще ничего не делал, кроме установки режимов. У меня к сожалению, нет свободного рупора, чтобы оценить хотя бы приблизительно параметры.
Оценка (по крайней мере я так делаю, правда плату без МШУ никогда не смотрел) следующим образом - после того, как с маячками - все ОК, слышно везде и громко, берется энергосберегающая (газонаполненная) лампа (они обычно нечетного номинала мощности - 9,11 или 13 Вт).
в настольной лампе или просто в патроне, как "переноска", располагается и проводим перед рупором. Если слышно
1. 30...40...50 см - ОК, нормально, работать можно.
2. 20...25 и менее см - плохо (может и можно, но не пробовал никогда)
3. 70...80 см...1м и дальше - ОК, супер!
Сейчас составляю новую плату. На эскизе основные изменения.
1. Защитные диоды - добавляются. Просто забыл, даже на эту плату добавлю без проблем. Если они спасут от Pin ...
2. Узел разделения трактов RX/TX. Соединение фильтра с мостом Уилкинсона производится с помощью L/4 отрезка МПЛ. Но здесь - согласованное (причем идеально согласованное) соединение двух узлов. Длина линии может быть любой! В идеале - нулевой длины. Здесь будет технологический зазор для исключения прямой связи этих узлов, возможны 4 варианта соединения:
- перемычка (полоска фольги)
- резистор 0 Ом
- конденсатор малой емкости
- конденсатор большой емкости
Работать будет любой, какой лучше - нужно пробовать. Зазор я оставлял и в этой плате. Причина в том, что в зависимости от нагрузки фильтра (в частности на его последнее/первое колено) при сильной связи
плохо ощущается настройка в резонанс из-за сильного шунтирования. При ослаблении этой связи (конденсатор малой емкости, сейчас 3,9 пФ) фильтр лучше настраивается, мало того, связь как будто бы меньше, а общий коэффициент передачи увеличивается из-за улучшения резонансных свойств фильтра.
3. Полосовой фильтр - немного уменьшается полоса пропускания (программа это делает зазором между звеньями, например сейчас 0,35мм - я раздвину их до 0,4мм).
4. За счет этого убирается второй фильтр и один каскад усилителя.
5. По тракту RX - может быть немного переделаю входную цепь: просто короче связи МПЛ, там такие цепи не нужны, с остальным в этом тракте все ОК! 73!
P.S. Сейчас только вспомнил (по проверке RX) - у меня есть собранный трансвертер, т.е. в принципе, могу. Даже с МШУ. Только придется вывести из корпуса трансвертера от АНТ реле короткий кабельный переходник.
PL1.jpg
PR1.JPG
-
Решил немного поработать с фильтром. Вариантов настройки ПФ (ФОС) трансвертера много, но меня больше интересовал именно тот метод, который хотелось бы применить – с помощью маячка и приемника ПЧ. Кроме того, что это самый простой, не требующий приборов способ, он дает однозначную, гарантированную настройку на частоту, т.к. приемник ПЧ (трансивер с индикатором уровня S метром) выступает в роли селективного измерителя, причем диапазон измерения его (пусть даже только 0…9 баллов без особенных +) порядка 60 дБ, что нельзя сказать о настройке на ТХ с помощью диодного детектора. Мне стало понятно, почему
… почему у меня в тестовой плате все получилось, а здесь вдруг - проблема?...
– я настроился на зеркальный канал. При настройке тестовой платы был только смеситель, на который приходилось подавать относительно мощный сигнал маячка почти контактным методом. Но все настроилось. Когда фильтр уже был встроен в трансвертер, я настраивал его можно сказать «эфирным» сигналом, а здесь много дополнительных факторов – влияние рук, проводников на плату… и т.д. и т.п… Да и некоторая трудоемкость настройки – для ПЧ 144 МГц необходимо «поймать» длину звена фильтра с допуском 0,2мм. Решил немного поработать с фильтром. Для этого к имеющемуся генератору ADF4350 добавил платку – диодный удвоитель частоты + фильтр + усилитель. Ниже фото и схема. В синтезатор были записаны 2 частоты: 2880 МГц и 2808 МГц (фактически 2807,5 МГц, т.к. ОГ синтеза 25МГц, чтобы не уходить на частоту сравнения 1 МГц, сделал 2,5 МГц, т.е. F_Lo = 5615 MHz и F_If = 145+ MHz). Фильтр с усилительным каскадом - взял готовые макросы из трансвертера (материал платы тот же), только укоротил его длины плеч на 0,7мм, для того, чтобы сместить «вверх» по частоте и в дальнейшем работать на «понижение» частоты. Для этого засверлил напротив каждого звена отверстия 2мм, снизу припаял гайки М2 и приготовил диэлектрические накладки (ФЛАН-2,8, 2мм). Результат настройки на фото. Накладки сделаю новые из FR-4 – просто не знал, какая будет «плавность» настройки и нахлест диэлектрика на МПЛ (для этого эксперимента выбирал с небольшим ЭПС), теперь все понятно. Здесь возможна вариация как ЭПС, так и толщины диэлектрика. В блоке Var Tune показаны фото настройки фильтра на частоты 5760 и 5616 МГц – это эквивалент регулировки по фольге 0,2мм! Настраивается очень даже легко: слегка отпускается резьба и передвижением пластинки находим максимум. Прижим винта влияет, но не в такой степени как контргайка банки, намного проще. Снизу платы в финале можно зафиксировать резьбу каплей краски. Третье звено фильтра можно слегка укоротить фольгой, первое еще не настраивал, похоже его тоже нужно немного укоротить. В принципе прототип для трансвертера готов, даже в имеющемся трансвертере я без труда добавлю эту подстройку (в этом плане топология довольно удачная – рядом с ПФ место свободное). Хотя бы у основного фильтра (в новой версии второго не будет, будет только один). Этот фильтр с усилителем оставлю на 5616 МГц для проверки ADF4350 в качестве гетеродина.
M2.JPG
Var_Tune.JPG
-
Подготовил к монтажу новую версию платы трансвертера. Запланированные изменения – в сообщении №99. Кроме этого – пересчитан ФОС на МПЛ фильтр 4-го порядка. Вообще в предыдущей версии последнее звено фильтра (к которому подключена диодная сборка) слабо проявляет свои резонансные свойства из-за сильного шунтирования, его длина значительно уменьшается из-за подключения к «горячим» концам (почти на 30%). Правильнее было бы смоделировать фильтр с таким укороченным звеном, чтобы корректнее «найти ему место» в фильтре (не исключено, что должен быть продольный сдвиг этого звена). Я пользуюсь упрощенной студенческой версией Ansoft Designer SV2.
В трансвертер добавлен ВЧ VOX. Схема взята без изменений с трансвертера R3GC. Стабилизатор питания канала ТХ установлен такой же, как и в канале RX - 78L05 (ранее был 78M05 - сейчас не актуально, достаточно и 100 мА, был установлен 0,5 А для возможности питания 3-х каскадов с учетом применения MMIC до 60...70 мА). Возможно применение выводных стабилизаторов (имеются отверстия). Выведена дополнительная точка +5V TX. В прежней версии был только выход +TX (выход полного напряжения питания ТХ, транзистор ключа IRML5203 (3А) – теоретически достаточно для питания 4 или даже 8 Вт РА). Если же нужно не напряжение, а команда +ТХ для включения РА, то правильнее брать ее с шины +5V TX. Плата немного меньше предыдущей (90*50мм). На плате (забыл нарисовать) отсутствует точка гальванической связи диодной сборки с общим проводом – в любом удобном месте соединю тонким проводником. Вообще раньше замечал – подобные проволочные высокоомные проводники для подачи постоянного напряжения работают лучше, чем МПЛ проводники. Просто своей технологией с фоторезистом пока не могу реализовать зазоры и ширину менее 0,2мм. Также уменьшил количество внешних проводников с тыльной стороны платы с 5 до 3-х. 73!
TRVR21.jpg
CH222.GIF
-
Вячеслав спасибо! Очень интересный материал. У меня вот какой вопрос: получилось ли измерить затухание в этом смесителе или хотя бы коэффициент передачи всего трансвертера со входа RF до выхода ПЧ (без учета аттенюаторов) и наоборот?
-
получилось ли измерить затухание в этом смесителе или хотя бы коэффициент передачи всего трансвертера со входа RF до выхода ПЧ
Игорь, точных цифр по этим точкам привести не могу. Есть отдельные цифры по узлам и относительные (от предыдущих версий больше не цифры, а экспериментальные измерения). Например по смесителю - от входа ПЧ до выхода (направление ТХ) - заметно меньше затухание, чем в версии кольцевой мост + смеситель + мост Уилкинсона. В направлении RX ничего сказать не могу, т.к. этот тракт в принципе (по усилению) соизмерим с трактом предыдущих версий: G каскадов (от ANT к ПЧ) 17 + 13 + 10 дБ на каждый из каскадов (даже пусть с /-/ 1...2 дБ на "косяки" монтажа, включения и режимов). Здесь (я упоминал) все будет зависеть уже от МШУ. Мало того, я 3...4 года эксплуатирую трансвертеры с кабельным АТТ 10 дБ. Это сняло все проблемы для ТХ (ошибочно подавали и 25...30 Вт - все ОК) и для RX - прибавка шума от включения хорошо ощущается и с АТТ. По тракту ТХ - ставил задачу получить уровень (как минимум) порядка +3...5 дБм - это удалось. По МПЛ фильтру - я был несколько озадачен, когда
1. Нужно было просто проверить его работу - полосу, технологичность перестройки и т.д... Нарисовал несколько фильтров, сделал переходники.
2. Включил, проверил интересующие моменты и увидел неплохую прозрачность фильтра
3. Довольно точно измерил затухание, получил /-/ 5...6 дБ - А (субъективно), он - на уровне банки
Поэтому дальше я пошел по пути просто минимизации потерь между узлами (каскадами). В последней версии это удалось получить (пока только в топологии) еще в большей степени, сейчас соберу - думаю, будут видны некоторые параметры. 73!
-
Подготовил к монтажу новую версию платы трансвертера.
Плату спаял давно, но после предварительной настройки временно отложил из-за других проблем. Вообще по монтажу – можно назвать «конструкцией выходного дня», несмотря на то, что нет металлизации переходных отверстий, эта работа (пайка перемычек на нижнюю сторону платы) – максимум 1,5…2 часа (с перекурами).
Сначала я полностью спаял узел коммутации (там никаких вопросов нет – все сразу работает), затем тракт RX – полностью, включая входной разъем.
Подключил к трансиверу, услышал маячок и фольгой настроил последнее звено фильтра (у диодной сборки). Прием получился – все ОК+++, но как мне показалось, уровень собственного шума несколько меньше предыдущей версии (до или около 1 балла). Затем впаял в тракте ТХ два транзистора 2SC5508 (T79) и включил тракт на передачу.
Я не увидел на выходе сигнала гетеродина! Я заменил первый транзистор (со стороны смесителя) на BFP740 (Ft = 42 GHz) – сигнал гетеродина все равно не наблюдаю. Причин могло быть две – или фильтр сильно «в стороне» или у него большое затухание. Тогда я добавил уровень гетеродина – с 2,5 ДБм до 7,5 ДБм. Я увидел сигнал и настроил фильтр. Но в результате оказалось, что степень фильтрации у него не такая, как я ожидал, а затухание значительно больше, чем у фильтра 3-го порядка. После полной настройки я смог получить выходной уровень до 0 Дб (а точнее – в небольшом минусе), что явно мало. Получилась следующая картина – для ПЧ 144 МГц степени фильтрации недостаточно, а для ПЧ 430 МГц достаточно было бы и фильтра 3-го порядка, а этот фильтр имеет повышенное затухание. После детального изучения своей же топологии решил вырезать фрагмент платы и вернуть фильтр 3-го порядка. Предполагал, что для ПЧ 432 МГц этого будет достаточно, а для ПЧ 144 МГц сделать дополнительную, типа «опционной» платы. То, что я предполагал ранее ( увеличить порядок фильтра до 4-го и обойтись одним) – можно было бы и не делать, достаточно обратиться к истории начала освоения диапазона. Во всех конструкциях с ПЧ 144 МГц в подавляющем большинстве как минимум 2 банки в тракте ТХ. Из той же истории – основная масса трансвертеров разрабатывалась под ПЧ 144 МГц. Здесь 2 причины:
1. Более обширное наличие основных трансиверов под эту ПЧ (сейчас не актуально).
2. Этот период (приблизительно 25…30 лет назад) совпадает с началом внедрения мобильной связи, что дало широкий доступ к ХО 13 (26 МГц). Как правило гетеродины тогда строились по принципу последовательного умножения частоты.
Сейчас же, при использовании ПЧ 432 МГц вполне можно обойтись только ФНЧ(ФВЧ), как например это сделано в последней версии трансвертера (одноплатный вариант) Владимира R3GC и в трансвертере US4ICI.
Далее, я спаял дополнительную плату (ПФ + каскад усилителя). Все нормально настроилось, но уровень мощности сигнала оставался недостаточным. Я получил 0 ДБм (или 0 с очень слабым +). Причина в том, что затухание фильтра порядка 5…6 дБ, усилитель на транзисторе 2SC5508 обеспечивает +7…8 Дб. Если еще взять потери на кабельное соединение плат + еще различные неучтенные потери, то все становится понятно. В итоге – 3 каскада усилителей (на очень «слабой» элементной базе) + 2 фильтра между каскадами не позволили получить гарантированный уровень выходного сигнала. В оригинале трансвертера 2 каскада на более «нормальных» (по тому времени) р/э – и то многие, кто повторял конструкцию, сталкивались с недостаточным выходным уровнем. Тогда я взял и просто в этой дополнительной плате установил ERA-2. Здесь все стало на свои места – я получил сразу (то, что и ожидал) +5 ДБм. Попробую теперь подключить любой из имеющихся РА (1W/2W). Логичнее эту сборку было бы установить на основную плату (последний каскад), но это актуально при ПЧ 432 МГц – тогда дополнительная плата не нужна и уровень сигнала с основной платы будет такого же порядка. Т.е. сейчас итоговая картина получилась такая: для ПЧ 432 МГц достаточно основной платы, но с условием, что хотя бы один из усилителей (а лучше – оба) будет с G более 12…15 дБ, для ПЧ 144 МГц необходима дополнительная плата.
Теперь о тракте RX. Я упоминал, что мне показалось, что уровень собственных шумов оказался меньше. Когда я собирал 1-ю версию, я впаивал транзисторы покаскадно (от смесителя к входу) и наблюдал последовательный прирост собственных шумов. При этом я для контроля маячка припаивал к базе (входу каскада) короткий отрезок проводника (5…8мм). В итоге имел около 2 баллов собственных шумов. Сейчас же я запаял все каскады + разъем. Все работало как-то подозрительно тихо (около 1 балла) . Тогда я через переходник ко входу в качестве антенны подключил разъем с удлиненной штыревой частью (на фото в галерее возле платы). Эфир от этого, можно сказать «взорвался»… Я по S-метру получил до 4…5…6 баллов при минимальном положении резистора уровня ПЧ RX. Были подозрения на «флуд», но после некоторых манипуляций с этой АНТ (вынес ее на кабельный переход, делал экран на нее в виде гильзы…) – все абсолютно устойчиво. Это действительно прием со входа всего «мусора» который могут усиливать каскады УВЧ трансвертера. Я раньше никогда не включал трансвертеры без МШУ установленного прямо у рупора/АНТ реле , хотя по различным фото (даже и здесь на сайте) есть конструкции, где от рупора к блоку трансвертера кабельные соединения до 20…30 см. Постараюсь обязательно теперь проверить по лампе на Кш. Не исключено, что на этом транзисторе (BFU725), учитывая его параметры - Ft = 55 ГГц, NF=0,7dB/5,8GHz, Gpmax=18dB/5,8GHz, можно делать простые МШУ для этого диапазона.
По сравнению с 1-й версией в этом тракте произведены следующие манипуляции:
- изменена связь между мостом Уилкинсона и ПФ
- оптимизирована топология УВЧ. При разработке топологии я под прототип больше использовал промышленные конструкции (TV SAT), а не р/л разработки.
+ к этому добавить смеситель, интегрированный прямо в фильтр ПЧ. В результате усиления по ВЧ явно с избытком.
Ранее (в первой версии) я применял гетеродин с уровнем приблизительно +2,5 ДБм, сейчас же с уровнем +7,5 ДБм. Я пробовал теперь уже вернуть к прежнему уровню - были опасения, что мощность полезного сигнала снава упадет. Но, к счастью, этого не произошло - мощность уменьшается, но не пропорционально уровню гетеродина, в моем случае - может на /-/ 1 Дб, поскольку гетеродин напрямую не принимает участия в преобразовании сигнала (мощность гетеродина используется для коммутации диодов). Для ТХ актуально при недостаточном уровне сигнала (позволяет увеличить уровень ПЧ для ТХ - сейчас здесь хватает мощности). Для RX - влияет на ДД (для этого диапазона пока не актуально), поэтому для данного смесителя можно считать оптимальным уровень порядка + 5ДБм (+-).
P.S. В процессе настройки постарался как можно более точно измерить остаток гетеродина на выходе.
Результаты следующие:
- для одного ПФ - порядка -10...12дБ (8...10%)
- для двух ПФ - порядка -17...18дБ (2...3%).
Это хуже, чем с "баночными" фильтрами, но вполне достаточно для наших уровней мощности. 73!
V333.jpg