Skrzynka przy antenie

[3Z6AEF]

W załączniku obliczone, wykonane i pomierzone cewki powietrzne
dla znamionowych wartości: 0.2, 0.4, 0.8, 1.6, 3.2 uH.
Ostatnia jest już trochę niestabilna mechanicznie (należałoby użyć jeszcze
grubszego drutu), albo raczej już zastosować rdzeń proszkowy, jak dla
kolejnych wartości 6.4, 12.8, 25 uH.

Natomiast dla pierwszych 4 wartości jestem zdecydowanie za wykonaniem
cewek jako powietrznych: zajmują mniej miejsca i są tańsze.

Na foto dla porównania jest T130-2. Jednak z obliczeń wynikają spore ilości
zwojów... Dodatkowo przy niekorzystnych warunkach może jednak dojść
do przekroczenia dopuszczalnych wartości strumienia. Dlatego zamówiłem
toroidy T157-2 (większe i mają też trochę większą AL) - te same,
które stosowane są w SGC-230 (tam nawet składane po dwa!).

Dane w tabeli:
- obliczenia za pomocą miniRingCore-Calculator DL5SWB
- pomiary przy pomocy NWT-500 i E-318
- średnice cewek: wiertło 11.5 mm, rurka instalacyjna ALU-PEX 18 mm, rurka kanalizacyjna 32 mm

[SP5FCS]

Niestety przy większych indukcyjnościach gabaryty cewek są pokaźne, robiłem próby nawet z cewkami o średnicy 50mm ale trudno je ustabilizować mechanicznie. Tak jak sugeruje Waldek optymalnym rozwiązaniem jest kombinacja cewek powietrznych z cewkami na rdzeniach.

Z względu na miejsce oraz stabilność mechaniczną cewek w prototypie skrzynki zastosowałem rdzenie T68-2 (3 pierwsze), T80-2 (zmieszczą się T106-2) co przy mocach 100W powinno wystarczyć. Pierwsze 4 cewki mogą być wykonane zamiennie (na rdzeniu lub jako powietrzne).
Na zdjęciu prototyp modułu do nastawy indukcyjności, 256 nastaw (0,1...25,5uH) z "teoretycznym" krokiem co 0,1uH .

Dla zapewnienia poprawnej zmiany indukcyjności musimy uzyskać dość dokładne wartości poszczególnych cewek oraz uzyskać ciągłość zmiany wartości, tzn. kolejna cewka w ciągu binarnym musi dawać indukcyjność większą od sumy cewek ją poprzedzających. Niedokładne wykonanie cewek oraz dodatkowe indukcyjności połączeń mogą dawać taki efekt, że mimo zwiększania nastawy uzyskamy mniejszą indukcyjność. Brak ciągłości zmian nastawy będzie wprowadzał w błąd układy realizujące algorytm optymalnego dopasowania.

[SQ4AVS]

Mimo że układ kształtowania sygnału na diodach dopomiaru częstotliwości jest nietypowy (skopiowany z sg230) to działa. Pojawiają się pewne problemy do roztrzygnięcia

ciche strojenie -bardzo dobry pomysł zaproponowany przez Waldka, nasz nadajnik widzi zawsze praktycznie 50 om, Przy 100W nadanika 99 procent w naszymym wypadku (sprzężenie -20dB) traci się w jednym oporniku 50 0m (w przypadku mostka oporowego dzieli się na ich większą ilość) co jest trudniejsze do realizacji ikosztowne (oporniki 50 om bezindukcyjne do sztucznego obciążenia, zapewnienienie chłodzenia , parę izolowanych radiatorów), pojedyńczy opornik można kupić z bloków gsm za około 15zł. Dodatkowy koszt dwa rdzenie. W antene podczas strojenia wysyłamy przy 100W tylko jeden wat. Ten układ powoduje jednak problemy związane z wymaganiem dużej dynamiki układu pomiarowego bo ma działać podczas cichego strojeniatak naprawdę z z mocą 1W (nadajnik 100w) i z 0,1W (nadajnik 10W) (moduły pomiaru impedancji i fazy, wymaga dodania wzmacniaczy) jak i podczas normalnej pracy gdy idzie na niego 100W. Daje to stosunek mocy sygnałów 1 do 1000 (ampltud sygnałów około 1 do 32). To samo dotyczy pomiarów mocy, przy niskich mocach szczególnie przy pomiarze fali odbitej trzeba dodać układ linearyzujący charakterystykę diod (jeszcze nierozrysowana), w celu rozszerzenia dynamiki ewentualnie układu logarytmującego sygnał po detekcj,i ewentualneie torów z różnym wzmocnieniem wybieranym automatycznie przez procesor (coś w tym stylu narysowane jest przy pomiarze flai odbitej). Sposwoduje to dalszą komplikację, rozbudowany ukłąd wzmacniacy operacyjnych, zastosowanie tylu wzmacniaczy ma na celu wykorzystanie całej dynamik przetworników AC. Układ z cichym strojeniem musiałby ulec dalszej rozbudowie.

Możliwości dalsze:
1 zrezygnować z cichego strojenia, otrzymamy układ podobny do sg230 (nienajlepsze dla nadajnika), można wyrzucić parę elementów z proponowanego schematu.
2 dalej rozbudowywać ten układ z pdf-a? wiele osób może mieć problemy z jego uruchomieniem
3 zaprojektować układ z cichym strojeniem na ad8302 i ad8307, prosto, przerzyście i niestety drogo z dwa scalakczki ze 150zł
1,2 koszt rozwiązania w przypadku posiadania mieszacza diodowego np z demontażu to <10złm, koszt nowego mieszacza to około 6 usd

Ja skłaniam się za cichym strojeniem i niestety wersji 3 nie podoba mi sie ona ze względuy na koszty.

Pomiar fazy i impedancji jest ważny gdyż od razu mamt wskazówkę w którą stronę należy stroić i jako konfigurację lc wybrać. Czekam na dyskusję.

[SP5FCS]

W miarę postępu dyskusji nad koncepcją skrzynki umieszczanej przy antenie coraz częściej zadaję sobie pytanie czy aby nie nazbyt mocno przyglądamy się rozwiązaniom fabrycznym:
- dlaczego układ pomiarowy musi być w zewnętrznej skrzynce a nie przy radiu ?
- czy musimy mierzyć częstotliwość nadajnika, może pobierać ją z radia ?
- czy musimy mieć układ cichego strojenia w skrzynce, może redukować moc przy radiu albo poprzez ALC radia ?

Skrzynki fabryczne to zintegrowane urządzenia umieszczane przy antenie realizujące autonomicznie cały proces pomiarów i dopasowania. My możemy wykonać wydzielone moduły i przypisać im realizację wybranych funkcji.
Osobiście jestem zwolennikiem maksymalnego zredukowania zewnętrznego modułu skrzynki oraz realizacji pomiarów i sterowania przez sterownik umieszczony obok radia albo jeszcze lepiej przez oprogramowanie na PC.

[3Z6AEF]

(29-09-2010 22:29)sp5fcs napisał(a):  Osobiście jestem zwolennikiem maksymalnego zredukowania zewnętrznego modułu skrzynki oraz realizacji pomiarów i sterowania przez sterownik umieszczony obok radia albo jeszcze lepiej przez oprogramowanie na PC.

Czy to oznacza, że zewnętrzny moduł ma być bez procesora?
Ewentualnie tylko jako 'inteligentny' przełącznik przekaźników - czyli tak, jak to opisał Jarek w poście #121?

[SP5FCS]

Moduł musi mieć procesor do obsługi komunikacji szeregowej oraz wykonywania komend układu pomiarowego. Początkowe funkcję rzeczywiście mogą ograniczać się do "inteligentnego przełącznika przekaźników" czyli cyfrowego nastawnika wartości L, C tak jak w skrzynce manualnej. Nie oznacza to, że procesor nie może realizować bardziej złożonych funkcji, np. realizacji dopasowania na podstawie zapamiętanych nastaw.
Jeśli zakładamy, że docelowo będzie kilka zewnętrznych skrzynek to optymalna wydaje się konfiguracja jednego rozbudowanego sterownika z pomiarem oraz kilku prostych nastawników wykonujących jego polecenia.

HMG - easyATU projekt prostej wersji skrzynki antenowej

Jeden z możliwych wariantów realizacji skrzynki przy antenie.

[SQ4AVS]

Wywalenie cichego strojenia dużo uprości,
Jestem za układem autonomicznym typu sg230,
Co do pomiarów przez pc, wiem że ludzie używają zwykle komputera przy pracy na radiu, ale zdecydowanie wolałbym autonomiczne urządzenie które nie wymaga uruchomienia pc-ta,
Nie każde radio amatorskie ma alc i nie każdy jest w stanie zmodyfikować je
Ją osobićscie nie rezygnowałbym z pomiazr fazy, impedancji (o swr nawet nie dyskutujemy), skłaniam się jednak na razie ku trzeciej wersji,
ciche strojenie, ad8307, ad8302, plus jeden rezystor 50 om dużej mocy. Jak dojdziemy do konsesu to będę robuł dalej.

[HM_DIPOL]

Przełączenie radia HM na mniejszą moc jest bardzo proste wystarczy włączyć odpowiedni tłumik na wejściu PA. Jeśli radio fabryczne nie ma ALC to możemy zastosować ten sam układ cichego strojenia ale tuż przy radiu, tak chyba jest prościej.

Co do układu pomiarowego, to może dać prosty miernik swr przy antenie a rozbudowany przy radiu. Nie szkoda nam kasy na NWT, VNA i kilka innych przyrządów które najwięcej czasu leżą w szufladzie a zastanawiamy się czy warto budować dobry miernik na układach AD do anten.
A dodatkowo taki rozbudowany układ pomiarowy możemy używać do pomiarów innych anten, które nie wymagają skrzynki antenowej.
A może takie nowe VNA, które może mierzyć anteny albo dawać dane do sterownika skrzynek?
Jarek miałby pole do popisu!

[SQ4AVS]

Ciche strojenie zapronowane przez Waldka jest znacznie bardziej eleganckie niż tłumik, bo wykorzystuje się sprzęgacz który i tak musimy zbudować do pomiaru SWR. Henryku niestety wydatek dla wielu osób 150zł w stosunku do powiedzmy 20 zł to dla wielu osób duża różnica. Niestety ja też kieruję się na ad bo jest mniej roboty z uruchomieniem a po co robić układ z którym wiele osób może mieć problemy.Przypominam że większość odtwórczych konstrukcji np. nwt to powstało na próbkach gdzie ich twórcy je poprostu dostali.

[SQ6OXK]

A ja chyba gdzieś kiedyś czytałem, że pomiar SWR przy antenie jest lepszy, bo uwzględnie ewentulane błędy w wykonaniu lini zasilającej.

Co do cichego strojenia, jest jeszcze jeden aspekt który przemawia za nim. Bardzo czesto niestety słyszy się kolegów którzy stroją się na częstotliwości pracującej stacji, wierzę w to że robią to nie swiadomie, nie słysząc jej.

Napewno takie strojenie uchroni nas przed błędami tego typu.

Ciekawi mnie czy dłuższa praca na taki sprzęgaczu jak zaproponował Władek jest możliwa. Pytam dlatego, że chcałem z poczatku wystartować z klubu w zawodach QRP które odpyły się w minioną sobotę.Niesety w moim poczciwym, TS-520, po rozstrojeniu odowdów wyjściowych pi-fi uzuskałem minimalnie aż 20W.