Рубрика: Електроника
Радиопредавател за многу долги бранови (1)
Автор: Дејан Трајковски, Z31RQ
Објавено на 11.11.2024 - 11:30

Поглед однапред на кутијата од предавателот.

Напоредно со експериментите на долги радио бранови (low frequency - LF), веќе се подготвувам и за активирање на многу долги бранови (very low frequency - VLF). Ако на долги бранови ја работам единствената македонска станица, можно е на многу долги бранови да ја активирам и првата станица на Балканот, но ќе морам да проверам за ова. VLF инаку е фреквентното подрачје на поморската навигација со долг досег, комуникациите со подморници и геофизичките испитувања.

Завршен е и успешно тестиран предавателот за VLF, за фреквенции од 5-15 kHz. Тестиран е на 8,97 kHz (бранова должина од 33 km), но лесно може да се менува фреквенцијата во дијапазонот со чекор од 1 Hz.

Ова беше лесна градба, бидејќи на толку ниска фреквенција можеше да се искористи комерцијален аудио засилувач. Иако деклариран за моќност од 1000 W, засилувачот работи без хармониски изобличувања до моќност од 100 W. Дури ни превозбуден, со силни хармоници, не дава повеќе од 150 W, што значи дека се работи за трговска измама.

Поглед во внатрешноста на кутијата од предавателот. Лево е капакот, на кој што е монтиран засилувачот на моќноста, а десно е долната половина од кутијата каде то се сместени останатите склопови. Во металната кутија (Фарадеев кафез) е сместен директниот дигитален синтисајзер на фреквенции, којшто треба да обезбеди стабилност на фреквенцијата од редот на стотина микрохерци. Крајно десно е изворот за напојување 12 V / 750 W. Уредот инаку е дуобандер, и има трансформатори на импеданса за LF (137 kHz) VLF (9 kHz). За жал, иако деклариран до 200 kHz, овој кинески засилувач не работеше задоволително на 137 kHz

Предавателот се состои од следните четири главни единици:

• Директен дигитален синтисајзер (DDS) на фреквенции базиран на колото Si5351. Тој се состои од PLL единица и управувачка (програматорска) единица. PLL единицата се состои од референтен TCXO осцилатор, напонски управуван осцилатор (VCO), фазен детектор (PD) и нископропусен филтер (PLL). Управувачката единица е базирана на микроконтролерот STM32, LCD дисплеј и тастери. DDS-от е сместен во метален оклоп (Фарадеев кафез) заради елиминирање на пречките од излезниот степен. Користењето на PLL со TCXO треба да обезбеди стабилност на фреквенцијата од стотина микрохерци, што е важно заради дигиталното филтрирање на приемната страна.

• Нископропусен филтер со гранична фреквенција 15 kHz, којшто четвртастите импулси од DDS-от ги претвора во чист синусоиден сигнал.

• Излезен степен – транзисторски аудио засилувач што работи на 12 V, за импеданса на товарот од 4 Ω. Бидејќи засилувачот работи во линеарен режим, излезниот сигнал е чисто синусоиден, па на излезот не е потребен нископропусен филтер.

• Излезен трансформатор на импедансата 4 Ω / 50 Ω за прилагодување на излезниот степен на преносната линија кон антената. Уредот е дуобандер LF/VLF, па затоа има посебни трансформатори на импедансата.

Поглед однапред на кутијата од предавателот. Од горната страна се наоѓа засилувачот, а дополнително му е монтиран и вентилатор за ладење.

Експерименталната постановка за мерење на предавателот. Десно е самиот предавател, лево е SWR метарот (што додуша работи само на LF, но не и на VLF). Во средината е изворот за напојување на 12 V, а под него е вештачкото оптоварување со водено ладење за моќност до 2 kW. Долу десно е телеграфскиот тастер (иако при работа тастувањето ќе биде со помош на компјутер), а се гледаат и дигиталниот осцилоскоп и AVO-метарот.

Предавателот е тестиран на вештачко оптоварување (лажна антена) со водено ладење и измерени се следните карактеристики на сама граница на хармониски изобличувања:

• Излезна моќност (output): Pout = 100 W на вештачкото оптоварување.

• Влезна моќност (input): Pin = 183,3 W (колекторска струја Ic = 14,7 A при колекторски напон Vcc = 12,5 V)

• Ефикасност на излезниот степен: η = 55%

Бидејќи излезниот степен работи во линеарен режим и AB класа, ниската ефикасност е цената што мора да се плати за ниските изобличувања и можноста да се изостави нископропусен филтер на излезот.

Излезниот сигнал, мерен на вештачкото оптоварување, после делител на напон 82,7 : 1. При ова ниво на моќност излезниот сигнал е чист фундаментал, без хармоноци. Бесмислено е да се превозбудува засилувачот заради поголема моќност, бидејќи таа оди исклучиво во хармоници, кои потоа или мора да се филтрираат или ќе се рафлектираат назад кон предвателот и непотребно ќе го загреваат. Со филтриран сигнал за возбудување на излезниот степен, нема потреба од гломазен и скап нископрпусен филтер на излезот.

​​​​​​​Мерниот инструмент покажува колекторска струја од 14 A (20 А при полн отклон). 

Антената, поточно нејзиниот вертикален зрачечки елемент и подземната мрежа ќе бидат истите што се користат за долги бранови. Тука најголем предизвик, што допрва треба да се реши и од што ќе зависи успехот на целиот потфат, ќе биде склопот за прилагодување на антената за оваа многу долга бранова должина. Серискиот индуктивитет треба да има индуктивитет од неверојатни 1,2 H, при задоволителен Q-фактор. Веќе започнав да работам и на овој проблем, па да видиме дали ќе биде успешно.

Експериментите немаат крај!

Клучни зборови:
Поглед однапред на кутијата од предавателот.

Поглед однапред на кутијата од предавателот. 

Поглед во внатрешноста на кутијата од предавателот.

Поглед во внатрешноста на кутијата од предавателот. Лево е капакот, на кој што е монтиран засилувачот на моќноста, а десно е долната половина од кутијата каде то се сместени останатите склопови.
Во металната кутија (Фарадеев кафез) е сместен директниот дигитален синтисајзер на фреквенции, којшто треба да обезбеди стабилност на фреквенцијата од редот на стотина микрохерци. Крајно десно е изворот за напојување 12 V / 750 W.

Поглед однапред на кутијата од предавателот.

Поглед однапред на кутијата од предавателот. Од горната страна се наоѓа засилувачот, а дополнително му е монтиран и вентилатор за ладење.

Експерименталната постановка за мерење на предавателот.

Експерименталната постановка за мерење на предавателот. Десно е самиот предавател, лево е SWR метарот (што додуша работи само на LF, но не и на VLF). Во средината е изворот за напојување на 12 V, а под него е вештачкото оптоварување со водено ладење за моќност до 2 kW. Долу десно е телеграфскиот тастер (иако при работа тастувањето ќе биде со помош на компјутер), а се гледаат и дигиталниот осцилоскоп и AVO-метарот.

Излезниот сигнал, мерен на вештачкото оптоварување, после делител на напон 82,7 : 1.

Излезниот сигнал, мерен на вештачкото оптоварување, после делител на напон 82,7 : 1. При ова ниво на моќност излезниот сигнал е чист фундаментал, без хармоноци. Бесмислено е да се превозбудува засилувачот заради поголема моќност, бидејќи таа оди исклучиво во хармоници, кои потоа или мора да се филтрираат или ќе се рафлектираат назад кон предвателот и непотребно ќе го загреваат. Со филтриран сигнал за возбудување на излезниот степен, нема потреба од гломазен и скап нископрпусен филтер на излезот.

Мерниот инструмент покажува колекторска струја од 14 A (20 А при полн отклон).

Мерниот инструмент покажува колекторска струја од 14 A (20 А при полн отклон).