Local oscillator (intro)

Ένα από τα πρώτα προβλήματα που πρέπει να λυθούν όσο ανεβαίνουμε σε συχνότητα είναι η «ποιότητα» του τοπικού ταλαντωτή. Η κυριότερες παράμετροι που τον χαρακτηρίζουν από πλευράς επιδόσεων είναι η ακρίβεια (accuracy, ποσό κοντά είμαστε στην επιθυμητή τιμή)   και σταθερότητα (stability, ποσό «παίζει» αυτή η τιμή) της παραγόμενης συχνότητας.

Ένας εξαιρετικός ταλαντωτής 0.5ppm σημαίνει πως στα βραχέα θα έχει μεγίστη απόκλιση 15Hz τιμή αποδεκτή για τυπικές ραδιοερασιτεχνικές εφαρμογές. Αν τώρα χρησιμοποιήσουμε τον ίδιο ταλαντωτή πολλαπλασιάζοντας την έξοδο του ώστε να φτάσουμε στα 10GHz η μεγίστη απόκλιση αυξάνεται στα 5KHz!  Ένα SSB σήμα εύρους 2,7KHz μπορεί να μην γίνει ακουστό για τον απλό λόγο ότι ακούμε σε άλλη συχνότητα από αυτή που νομίζουμε.

Παρότι η χαμηλή συχνοτική ακρίβεια είναι πρόβλημα από μονή της, αν αυτή είναι σταθερή και γνωστή μπορεί να διορθωθεί στην πράξη με διαφόρους τρόπους. Αν δεν είναι σταθερή άλλα μεταβάλλεται στον χρόνο εκεί είναι που τα πράγματα  αρχίζουν και ζορίζουν.

Αν ο ταλαντωτής στα 10MHz έχει ένα «τσούλιμα» της τάξης του 0,1Hz/sec, πολλαπλασιάζοντας αυτό το σήμα ώστε να φτάσουμε στους 10GHz αυξάνουμε το τσούλιμα στα 100Hz ανά δευτερόλεπτο.  Αυτό αυτόματα καθιστά μη δυνατή την γνώση της ακριβής συχνότητας (όπως και την χρήση στενών διαμορφώσεων)

Συνώνυμο της σταθερότητας είναι και ο λεγόμενος φασικός θόρυβος (phase noise), ένα μετρό της (πολύ) βραχυπρόθεσμης σταθερότητας του ταλαντωτή. Γίνεται αντιληπτός ως επιπρόσθετος λευκός θόρυβος στην λήψη και spatter στην εκπομπή.  Ο πολλαπλασιασμός κατά Ν φορές της συχνότητας του ταλαντωτή έχει ως αποτέλεσμα να χειροτερεύει αυτή η επίδοση κατά Ν^2 (δηλ. 6dB ανά οκτάβα) . Ένα αρχικά καθαρό σήμα πχ.10MHz πολλαπλασιαζόμενο συνολικά χίλιες φορές για να φτάσει στην X band σημαίνει ότι ο φασικός θόρυβος θα έχει αυξηθεί κατά 1000^2 φορές (δηλ. 1000000 φορές). Αυτό αντιστοιχεί σε 60dB degradation. Ο κατά τα άλλα υπερκαθαρός ταλαντωτής μας ξαφνικά δεν είναι και τόσο!  Σε ακραίες περιπτώσεις οδηγεί στην μείωση του μεγίστου SNR που μπορεί να επιτευχτεί (εκπομπή-λήψη).

Με λίγα λόγια χρειαζόμαστε καλό ταλαντωτή στα μικροκύματα.

73 de SV1IXP

13cm (2320MHz) transverter

  Ο πυρήνας του transverter βασίζεται στην πλακέτα του W1GHZ. Το σήμα του τοπικού ταλαντωτή παράγεται από το τμήμα του RFSynthesizer που βρίσκεται στο κάτω μέρος της κύριας πλακέτας του transverter. Δέχεται εξωτερικό σήμα αναφοράς 10MHz από GPSDO (απαραίτητο στην πράξη όσο ανεβαίνουμε στην συχνότητα…) και παράγει το σήμα των 1890MHZ του τοπικού ταλαντωτή. Μιξαριζόμενο με το σήμα των 70 εκατοστών της ενδιάμεσης συχνότητας βγαίνουμε στα 13 εκατοστά (1890MHZ+430MHz=2320MHz) !  Ένα sequencer υλοποιημένο με χρήση ενός ΑΤtiny2313 αναλαμβάνει καθήκοντα τροχονόμου κατά την διάρκεια της μεταγωγής ανάμεσα στην εκπομπή και λήψη. Επειδή η οδήγηση του transverter δεν πρέπει να ξεπεράσει τα 0dBm αυτό αναγκαστικά οδηγεί στην χρήση ενός εξασθενητή  στην IF (Για να μπορεί να χρησιμοποιηθεί και το 817 εκτός από το SDR). Κατά τη διάρκεια της λήψης ο εξασθενητής πρέπει να βγαίνει εκτός (για να μην έχουμε 27dB εξασθένηση στην λήψη…). Αυτό οδηγεί στην ανάγκη κατασκευής μιας πλακέτας η οποία βρίσκεται κολλημένη στο πάνω μέρος του transverter και αναλαμβάνει με χρήση pin diodes (BAR50-02V) την μεταγωγή. Ακόμη υπάρχει πρόβλεψη για τοποθέτηση κάποιου MMIC στη διαδρομή της λήψης για βελτίωση του συνολικού conversion gain (στην συγκεκριμένη υλοποίηση δεν είναι απαραίτητο εξαιτίας του μικρού μήκους του ομοαξονικού καλωδίου ανάμεσα στο transverter και στον π/δ που θα χρησιμοποιηθεί). Η μεταγωγή εκπομπής-λήψης  γίνεται με ένα ρελέ της OMRON (G6Z-1F-A). Η ισχύς εξόδου της πλακέτας του W1GHZ είναι περίπου 15mW (Με μισό Watt οδήγηση στην IF).  Αυτά ενισχύονται στο 600-700mW  με την χρήση ενός SZA-2044 τοποθετημένου σε ξεχωριστή πλακέτα. Οι συνδέσεις εσωτερικά γίνονται με SMA (Τα μήκη των καλωδίων δεν εχουν ελαχιστοποιηθεί ακόμα!). Υπάρχει πρόβλεψη για τοποθέτηση 10W γραμμικού ενισχυτή στο εσωτερικό του κουτιού στο μέλλον. Το κουτί είναι κατασκευασμένο από λαμαρίνα πάχους 1 χιλιοστού. 13 εκατοστά QSO κανείς;

73 de SV1IXP

Sheet metal enclosure!

Μια πτυχή του homebrew είναι το κέλυφος της κατασκευής. Είτε είναι σχεδιασμένη να κάθεται στο γραφείο είτε να είναι στον ιστό της κεραίας κατά κανόνα είναι το ακριβότερο τμήμα της κατασκευής. Ένα άλλο πρόβλημα ίσως σοβαρότερο είναι το απλό γεγονός των διαστάσεων του κουτιού. Αυτά που κυκλοφορούν στο εμπόριο σπάνια «είναι αυτό που ακριβώς χρειαζόταν». Το τελικό αποτέλεσμα είναι κωλοτούμπες για να χωρέσουν όλα μέσα (κάνοντας το service άσκηση νευρών σε περίπτωση που χρειαστεί) είτε κουτί κουνελοκασόνα (κουνέλι-box για τους γνωρίζοντες).  Αυτά τα προβλήματα ξεπερνιούνται πολύ απλά αν φτιάξουμε μονοί μας το κουτί!

Ένα φύλλο λαμαρίνας πάχους 1 χιλιοστού διαστάσεων 1χ2 μέτρα κοστίζει 15-20 ευρώ και μπορούν να κατασκευαστούν πολλααά κουτιά στην διάσταση ακριβώς που χρειαζόμαστε!

Οι διαστάσεις των κομματιών χαράζονται με κοπίδι και πολύ προσοχή πάνω στο λαμαρινόφυλλο (δίνοντας σημασία στην λεπτομέρεια!). Στην συνέχεια τα κομμάτια αποκόπτονται από το υπόλοιπο φύλλο με χρήση γωνιακού τροχού. Τα αρχικά βήματα θα καθορίσουν τελικά την ποιότητα κατασκευής του κουτιού. Όσον αφορά το δίπλωμα της λαμαρίνας (επειδή δεν έχω ακόμα στραντζόπρεσα…) αυτό γίνεται με τα χέρια. Το «μυστικό» για να γίνει σωστά η τσάκιση είναι να χαραχτεί ελαφρώς με τον γωνιακό τροχό η λαμαρίνα στο σημείο όπου θα τσακίσει. Τα κομμάτια δένονται μεταξύ τους με λαμαρινόβιδες ή ηλεκτροκολλούνται αναλόγως.

Το βάψιμο γίνεται με απλό σπρέι για μέταλλο.

Το επόμενο βήμα είναι η χρήση λαμαρίνας μαζεμένης από τον δρόμο (βλέπε εικόνα). Τίγκα στην σκουριά! Με ένα απλό πέρασμα με flapping disc η οξείδωση αφαιρείται και γίνεται brand new (λέμε τώρα…). Με ένα καλό βαψίμο όλα οκ.

Κάποιοι βλέπουν ένα σκουπίδι… κάποιοι βλέπουν κουτί για S band transverter! :-)

73 de SV1IXP

Upcoming: 2320MHz transverter

Βασίζεται στον χαμηλού κόστους και απλής σχεδίασης πυρήνα του W1GHZ. Το ενδιαφέρον αυτής της κατασκευής είναι πως σχεδόν όλα τα υλικά ήταν ήδη διαθέσιμα στο απόθεμα του shack από άλλα projects! Οπότε το κόστος κατά μια έννοια ήταν σχεδόν μηδενικό…

73 de SV1IXP