Wysokiej jakości transwerter do 144 MHz od S53WW

wierzę, że wielu odwiedzających ten portal przeczytało już opis przedwzmacniaczy wysokooporowych firmy Robi S53WW. Robi zgodził się przetłumaczyć wszystkie artykuły, które są na jego stronie internetowej: http://lea.hamradio.si/~s53ww/. Dziękujemy!

Wstęp

Javornik 144/14 MHz to wysokiej klasy transwerter do 144 MHz zoptymalizowany do użytku z FT-1000MP jako stacja włączona 14 MHz i utrata zasilania 0,5 dB między anteną a wejściem transwertera (bez użycia dodatkowych przedwzmacniaczy!).

on ma dva (synchroniczny) Konwerter RX z wystarczającym wzmocnieniem, aby przewyższyć współczynnik szumów FT-1000MP, czyli gdy IP0 jest włączony 18 dB. FT-1000MP będzie wymagał nieznacznej modyfikacji – wydobyć złącze na tylnym panelu z SUB RX tak, aby nie zakłócać wyglądu urządzenia.

Lokalne oscylatory (130 MHz) są w obwodzie Buttler z niskoszumowymi tranzystorami BFR93a. Dwie oddzielne ścieżki sygnału oscylatora prowadzą do mikserów RX. Maksymalna moc LO do mikserów wynosi 23 dBm i można go regulować za pomocą tłumików (można stosować różne typy mikserów). Jeśli wystarczy Ci jeden konwerter, nie musisz budować pary LO.

Konwerter TX obsługuje poziom wejściowy sterownika na 14 MHz w zakresie -20 dBm do +20 dBm. Sterownik z tranzystorem BFG196 pracuje w klasie A i zapewnia bardzo wyraźny sygnał poziomu +15 dBm, co wystarczy, aby podekscytować hybrydę Mitsubishi M57727 (20W) lub M57713 (10W).

Konwerter RX

Schemat konwertera RX, pierwsza część
Schemat konwertera RX, druga część

Całkowity współczynnik hałasu zespołu (0,5 straty dB w zasilaczu + XVRT + JEŚLI RIG) jest przeznaczony do poziomowania 2,0 dB (170K), co jest lepsze niż wymagane dla TROPO on 144 MHz. Straty 0,5 dB reprezentuje na przykład 33m 7/8″ kabel, 18m 1/2″ kabel lub 11m AircomPlus / H2000. Pamiętać, ta inwestycja w dobro (czytać: obrzydliwy) jest dużo lepsze niż zainwestowanie tej samej kwoty w przedwzmacniacz pod antenę! W przypadkach, gdzie nie ma możliwości zastosowania krótkiego zasilacza zawiera propozycję sposobu podłączenia przedwzmacniacza 4xBF998 do złącza antenowego (czy napięcie jest dostarczane przez kabel koncentryczny RX lub RX / TX?).

Tabela 1: parametry techniczne części RX Javornik 144/14 MHz:

	JAVORNIK-144/14	JAVORNIK-144/14 + FT-1000MP (IPO włączone, GŁÓWNY RX)
NF	0,9 dB	1,5 dB
g	25,0 dB	–
wejście IP3	+ 4 dBm	– 2 dBm (@15 kHz, obliczony, na podstawie mojego pomiaru IP3 przy 14 MHz)

Wzmocnienie transwertera jest ustawione na bardziej odpowiedni poziom w przypadku korzystania z innych typów RIG (więc, aby ogólny zakres dynamiki był jak najbardziej idealny) za pomocą tłumików przed mikserem. Poniższa tabela przedstawia wartości rezystorów pi-cell (R do masy / szeregowy R) dla różnych poziomów hałasu RIG tak, tak, że całkowita liczba szumów wynosi 1,5 dB.

Tabela 2: wartości rezystorów pi-cell przed mikserem, aby osiągnąć całkowity współczynnik szumów 1,5 dB:

g [dB]	NF [dB]	T [K]	IP3out [dBm]	DO [dB]	Wartości PI ATT R	JEŚLI RIG NF [dB]
26,5	0,75	55	30	2,5	330/15	20
26,0	0,8	58	30	3,0	300/18	19
25,5	0,85	63	30	3,5	270/22	18
25,0	0,9	67	29	4,0	240/27	18
24,5	0,95	71	29	4,5	220/30	17
24,0	1,0	75	29	5,0	200/33	16
23,5	1,05	79	29	5,5	180/36	15
23,0	1,1	84	28	6,0	150/39	14
22,5	1,2	92	28	6,5	150/43	13
22,0	1,3	101	28	7,0	135/47	11
21,5	1,35	106	28	7,5	130/51	9
21,0	1,45	115	27	8,0	120/56	5

Jeśli tłumienie kabla koncentrycznego jest większe niż 0,5 dB, przeliczyć wymagane wzmocnienie XVRT przy wymaganej wartości NF około 2,0 dB (T=170K) użyj następującego wzoru:
T_JEŚLI/g + T_RX = T
T = 170 – 290*(10^L/10 – 1)
Gdzie t_JEŚLI = 290*(10^NF/10 – 1) w_RX jest funkcją zysku (g) zgodnie z tabelą nr 2.

Na przykład: T_JEŚLI = 11200 K (16 dB) i L = 0,8 dB ==> T = (170 – 58) = 111 ==> Najpierw próbujemy z G = 446 (26,5 dB) oraz T _RX = 55 K da T = 80 która jest podstawowa, więc próbujemy innej wartości z tabeli 2 i liczymy do tego czasu, dopóki nie osiągniemy G = 281 (24,5 dB) oraz T _RX = 71 K, który spełnia oba warunki.

Ustalenie wartości współczynnika szumów HF RIG jest trudniejsze niż mogłoby się wydawać. Dane z recenzji G3SJX i ARRL są oparte na wrażliwości, G3SJX w 10 dB (S+N)/N i SSB (BW = 2,4 kHz) nagroda ARRL 0 dB S/N i CW (BW=500 Hz). Pod warunkiem, że, że szerokość szumu jest taka sama jak szerokość filtrów (2400 lub 500 Hz) każdy może łatwo obliczyć poziom hałasu (na przykład NF = MDS dotyczy danych ARRL – (-174 + 10DZIENNIK(BW))). Ale przepustowość przesyłanego szumu nie jest taka sama, fakt ten jest również widoczny przy porównaniu obliczonych wartości hałasu według danych ARRL i G3SJX. Na stole 3 istnieje kilka obliczonych wartości HF RIG dla porównania. Na hałas BW wyraźnie wpływają obwody częstotliwości pośredniej. nadal chcę powiedzieć, że NF obliczone na podstawie danych z G3SJX są zbyt optymistyczne, ponieważ obwody AF zawężają BW, przez co niektóre liczby nie są wykrywalne (IC-775, TS-870).

Tabela 3: Wartości NF różnych RIG HF na 14 MHz z włączonym AIP (przedwzmacniacz WYŁĄCZONY) obliczone na podstawie danych G3SJX i pomiarów ARRL przy założeniu, że filtry szumów BW i IF są identyczne:

ZESTAW HF	NF [dB] zgodnie z danymi G3SJX (BW = 2,4 kHz)	NF [dB] według ARRL BW = dane 500 Hz)
FT-1000MP	16	19
FT-1000MP MARK-V	17	20
TS-870	18	18
IC-775DSP	12	9
IC-756PRO	12	13
IC-738/736	12	14

Dlaczego 14 Częstotliwość pośrednia MHz, a nie standardowa 28 MHz? Ponieważ liniowość odbiorników HF RIG jest zoptymalizowana pod kątem 7 a 14 MHz. W niższych pasmach można to poprawić, dołączając tłumiki przy jednoczesnym zmniejszeniu czułości. Liniowość w wyższych pasmach niektórych urządzeń jest słaba (bez dobrego wyjaśnienia technicznego). W szczególności liniowość nowszych urządzeń włączonych 28 MHz jest bardzo zły (z wyjątkiem TS-870). Tabela 4 daje odpowiedź, takich jak IP3 różnych urządzeń HF.

Tabela 4: Wartości IP3 różnych RIG HF na 14 a 28 MHz pri AIP ON (przedwzmacniacz wyłączony) podane przez G3SJX (odległość sygnału 50 kHz):

ZESTAW HF	IP3 [dBm] @ 14 MHz	IP3 [dBm] @ 28 MHz
FT-1000MP	24	6
FT-1000MP MARK-V	24	2
TS-870	17	20
TS-850	25	16
IC-775DSP	12	1
IC-756PRO	13	14
IC-738/736	21	22

Teraz porównajmy zespoły w miejscu pracy VHF z 0,5 utrata decybeli w kablu koncentrycznym, XVRT i HF RIG w użyciu Javornik 144/14 LT2S. LT2S jest uznawany za dobry “standard” transwertor tak zsikom 20 dB, liczba szumów 1,0 dB a IP3out +27 dBm. Na stole 5 są dane dotyczące NF i IP3in przy użyciu Javornika 144/14 i LT2S z różnymi urządzeniami HF (dane dotyczące NF i IP3 pochodzą z tabeli numer 3 a 4). Ponieważ LT2S ma zbyt duże wzmocnienie dla niektórych urządzeń HF, ogólna czułość będzie niska (zależy od szumu anteny,, która jest zróżnicowana geograficznie). Dane w nawiasach dotyczą Javornika 144/14 z zyskiem ustawionym na taką wartość, że NF jest identyczny z LT2S. Dane dla Javornika 144/14 są w osobnej kolumnie. Widać uważne porównanie, że wzmocnienie i NF XVRT wpływają na całkowitą wartość systemu RX.

Weźmy na przykład FT-1000MP z LT2S: może się wydawać, że czułość będzie słaba, więc od razu dołożylibyśmy przedwzmacniacz ze wzmocnieniem 10 dB przez antenę. W tym przypadku liniowość pogarsza się o 10 dB (IP3w = -23 dBm) chociaż przedwzmacniacz jest idealnie liniowy. Alternatywnie włącz przedwzmacniacz w FT-1000MP (IP0 Twój OFF) – w takim przypadku IF NF spada z 18 dB na 8 dB i całkowity NF z 3,2 dB na 1,7 dB. Ale! IP3 spada również z +6 dBm włączony -1 dBm, a ogólna liniowość spada do mniej więcej poziomu -20 dBm! Wreszcie można zamknąć, że LT2S może być używany tylko z urządzeniami HF, z czego NF to 10-14 Wartości dB i IP3 są pewne +20 dBm (na 28 MHz!!!).

Tabela 5: Wartości NF i IP3 podczas korzystania z Javornika 144/14 na 14 MHz i LT2S i 28 MHz:

ZESTAW HF	JAVORNIK-144/14			LT2S
	NF [dB]	IP3 [dBm]	g [dB]	NF [dB]	IP3 [dBm]
FT-1000MP	2,0 (3,2)	-2 (+2)	25 (21)	3,2	-13
TS-870	2,0 (3,2)	-8 (-4)	25 (21)	3,2	+0
TS-850	2,0 (2,7)	+0 (+2)	24 (21)	2,7	-4
IC-775DSP	2,0 (1,8)	-9 (-10)	22 (23)	1,8	-18
IC-756PRO	2,0 (2,1)	-9 (-9)	22,5 (22)	2,1	-6
IC-738/736	2,0 (2,2)	-2 (-1)	22,5 (21,5)	2,2	+1

Rozważając wymaganą wrażliwość na 144 MHz w zawodach musimy również brać pod uwagę szum termiczny anteny (T_A). W niektórych źródłach podaje się przynajmniej T_A na 144 MHz 200K, jeśli antena jest skierowana na zimną część nieba. Ale rzeczywistość zawsze jest trochę gorsza. Na zdjęciu widać T_A na naszym konkursie miejsce pracy JN75DS, 1269 m npm podczas pomiaru 2.7.1999 O 19.00 LT. Najniższa zmierzona wartość to 370K, co jest równoważne 3,5 dB NF. Maksymalne wartości są w kierunku miejscowości Postojna (mniej więcej 10 km, 500m npm) 1600K = 8,1 dB miejsce Cerknica / Lublana.

Jest znany, że jeśli hałas systemu RX jest taki sam jak hałas anteny,, wtedy pogorszenie S/N wynosi 3 dB. To jest dyskusyjne, jakie pogorszenie S/N jest dopuszczalne w przypadku zawodów VHF. Myślę, że T_RX powinna być 0,6 razy większa od wartości T_{Jestem w} – powoduje pogorszenie S/N o 2 dB. W_{Jestem w} jest brane jako 300/2 + 200/2 = 250K (pół hałasu ziemi i pół hałasu nieba). W przypadku systemu NF 2,0 dB (170K) więc mamy wystarczającą rezerwę na nieprzewidywalne straty w przekaźniku, swetry i tym podobne.

Lokalne oscylatory

Schemat oscylatora, pierwsza część
Schemat oscylatora, druga część
Schemat przełączania T/R
Schemat okablowania XVRT

Lokalne oscylatory (130 MHz) są połączone według Buttlera z tranzystorami niskoszumowymi BFR93a. Obwód ma dwa oddzielne oscylatory dla dwóch mikserów RX. Maksymalny poziom wzbudzenia z LO powinien wynosić 23 dBm, które ustawiamy tłumikami przed mieszaczami. Możliwe jest użycie różnych mikserów (Polecam TUF-1H). Kiedy jest używany 23 Mikser dBm (np. RAY-1 lub SAY-1) możliwe jest zwiększenie wartości IP3 o 1 lub 2 dB (własny konwerter RX, ponieważ IP3 jest określany przez IF RIG więc, to jest niższe niż +25 dBm). Jednak użycie RAY-1 przy tym samym wzbudzeniu co TUF-1H . nie jest szkodliwe (+14 dBm) – lepiej użyć SAY-1 niż for +20 dBm P1dB. W każdym razie, cena +23 Nie warto poprawiać dBm LO miksera 1-2 dB IP3.
Jeśli nie jesteś zainteresowany obydwoma konwerterami RX, wtedy wystarczy zbudować tylko jedną część.

Konwerter TX

Schemat konwertera TX, pierwsza część
Schemat konwertera TX, druga część
Schemat konwertera PA TX

Konwerter TX może przetwarzać sygnał wzbudzenia 14 MHz w poziomach od -20 dBm po +20 dBm. Dla TRX, który ma bardzo niski poziom sygnału (-10 do -20 dBm) możliwe jest włączenie etapu amplifikacji. Za mikserem niskiego poziomu znajduje się niskoszumowy wzmacniacz szerokopasmowy. Sterownik pracuje w klasie A z BFG196 i zapewnia bardzo wyraźny sygnał poziomu +15 dBm (IMD5 jest w pobliżu -60 dBc). Na ostatnim etapie najbardziej wydajne jest użycie bezszwowego hybrydowego PA firmy Mitsubishi M57727 (20W) lub M57713 (10W). To nie jest najlepsze rozwiązanie techniczne, ponieważ moduły nie są najbardziej liniowe, ale przy mocy 20/10 W lub mniejszej łatwo jest stłumić produkty o wyższej IMD o więcej niż 120 dB poniżej poziomu nośnej (co do tego wystarczy, żeby nie pomylić pobliskich stacji).

Największym problemem całej części TX jest szum szerokopasmowy. Są dwa źródła, zaangażowany w jego produkcję: XVRT RIG HF. Mierząc Javornik 144/14 MHz przy mocy wyjściowej 20W wartość została osiągnięta -118 dBc / 2,4 kHz i można go dodatkowo poprawić o 10-15 dB przy użyciu miksera TX z wyższym poziomem oscylatora (Uwaga – Hałas TX będzie tylko -108 dBc/2,4 kHz przy mocy wyjściowej 2W!). Jednak widmo szumów HF RIG jest znacznie gorsze! Patrząc na dane z G3SJX (ARRL mierzy szum TX tylko w odległości do 20 kHz, który można uznać tylko za szum fazowy, brak szerokopasmowego szumu TX) można zobaczyć, że żaden z nowoczesnych RIG-ów nie ma szerokopasmowego szumu TX lepszego niż -110 dBc / 2,4 kHz w odległości 200 kHz z częstotliwości nośnej. W węższym zakresie to około 100 dBc/2,4 kHz, co nadal nie jest wartością dominującego szumu fazowego. To znaczy, że stosunek S/N przesyłanego sygnału jest tylko 100 -110 dB!!! Dve 500W VHF stanice tak 16 Anteny dBi w oddali 100 km (!) przy widzialności radiowej wytwarzają sygnał o sile -27 dBm – Co jest 111 dB powyżej poziomu hałasu SSB (biorę wrażliwość -138 dBm). Tylko przez naciśnięcie przycisku PTT na urządzeniu z transmitowanym poziomem hałasu -111 dBc / 2,4 kHz oznaczać będzie wzrost szumu o 3 dB!

Ktoś może osądzać, że szerokopasmowy szum TX jest szczególnie problemem podczas zawodów VHF w ruchliwych miejscach. Na przykład, w S5 to średnia odległość między dobrze wyposażonymi stacjami 50 km i odległości 10-20 km nie są specjalną cechą!

Połączenie JAVORNIK 144/14 FT-1000MP

Na to, aby w pełni wykorzystać możliwości FT-1000MP z dwoma oddzielnymi wejściami RX, będziemy potrzebować prostego obwodu, który łączy XVRT i IF RIG. Włącznik krzyżowy można uznać za minimum 14 MHz, który w jednej pozycji łączy oba konwertery RX z wejściem MAIN RX. To jest ponieważ, że SUB RX nie ma takiej samej jakości jak GŁÓWNY RX i nie zapewnia DSP. Ale przypuszczam, to tylko w 20% Przełączę połączenie z SUB na MAIN RX.

Interfejs może również zawierać obwód, co pozwoli systemowi S działać&P do SUB RX z obydwoma konwerterami RX niezależnymi od przełącznika o jakości NB, filtry kryształowe i tak dalej.

Dalszy rozwój

Rozwiązuje problemy z przesyłanym szumem szerokopasmowym. Możliwe jest zbudowanie wysokiej jakości VFO na 130 MHz (najlepiej VXO lub DDS / PLL) i używaj HF RIG na jednej częstotliwości. W takim przypadku może być włączony 14 Filtr kwarcowy MHz między RIG i XVRT. Rezultatem byłby lepszy stosunek S/N przesyłanego sygnału i niższy poziom produktów IMD w odbiorze.

Robi, S53WW
Tłumaczenie słowackie przez Viliam, OM3-0122