1. 3. 2021

Jednoduchý stackmatch pro dvě KV antény / Simple two HF antennas stackmatch

V naší kontestové stanici OK5Z jsme potřebovali řešit sdružování dvou KV antén do soustavy neboli stacku. Princip a důvody stackování jsou známé a nebudu je zde znovu podrobně opisovat. Technické provedení je pak poměrně jednoduché. Dvě antény (nejlépe identické)  se propojí stejně dlouhým identickým koaxiálním kabelem do jednoho bodu. V případě, že je impedance antén 50Ohm  je výsledná impedance v bodě spojení 25 Ohm a obě antény jsou pak přes stejně dlouhé kabely napájeny signálem se stejnou fází (tzv. Both-In-Phase) neboli BIP zapojení. Napájí-li se jedna z antén s fázovým posunem 180°, což lze realizovat invertorem fáze pomocí koaxiálního kabelu lambda/2 nebo za pomocí toroidu jedná se o zapojení s opačnou fází (tzv. Both-Out of-Phase) neboli BOP zapojení.  BOP zapojení modifikuje vyzařovací charakteristiku soustavy tak, že dochází ke zvýšení vyzařovacích úhlů jednotlivých laloků vyzařovací charakteristiky soustavy. Tuto vlastnost nepožadujeme, protože naše stacky jsou určeny zejména pro spojení s DX stanicemi, jejichž signál přichází pod nízkým úhlem. Proto se funkce mého stackmatche redukuje pouze na možnost provozu do horní, dolní a obou antén.

Pro provoz do horní nebo dolní antény se jednotka chová jako přepínač 1:2 s nízkým průchozím útlumem. V případě zapnutí obout antén společně, pak jednotka plní funkci sdružovače a transformátoru impedance z 25 Ohm na 50 Ohm.

Velmi často se tato transformace řeší za pomocí širokopásmových toridních transformátorů 1:2, respektive 1:2.25 protože přesný poměr 1:2 nelze lehce realizovat.  Jádro musí být dostatečně dimenzované aby vydrželo kontestový provoz a zejména na RTTY pak dostává pořádně zabrat. Takové jádro není levné, ani jednoduše dostupné. Nehledě na to, že stejně nelze dosáhnout přesného přizpůsobení již z výše uvedeného důvodu. Stackmatch je sice širokopásmový, pracuje třeba od 160m do 10m, ale kdo využije takový rozsah? Pokud mám například dvě monoband antény na 20m ve stacku, tak rozhodně nepotřebuji stackmatch od 160m do 10m. Samořejmě jiná je situace u stackování například tribanderů 20/15/10m. Tam se samozřejmě bez širokopásmového stackmatche neobejdete a moje řešení není pro Vás vhodné.

Transformace impedance 25 Ohm na 50 Ohm bez toroidního transformátoru je velice jednoduchá věc. Stačí na to obyčejný L-článek. Čili kus drátu na cívku a keramický kondenzátor na vyšší napětí. To je vše. 

Hodnoty součástek si lehce spočítáte zde, nebo je máte níž uvedeny tabulce. 


Stackmatch lze naladit i na stole za pomocí PSV metru, transcieveru a dvou kvalitních 50 Ohm zátěží. Ladí se samozřejmě na co nejnižší PSV v rozsahu požadovaných pracovních kmitočtů. 

Takto provedený stackmatch má dvě další výhody, oproti často používanému řešení s toroidy. L-článek funguje zároveň dolní propust, čili filtr. Případná druhá harmonická vysílaného signálu je L-článkem potlačena řádově o cca 7 dB na každém výstupním portu (viz. měření). Další výhodou je, že v případě, že impedance sloučených antén není optimální tzn. není 25 Ohm +-0j a výstupní PSV se nám nelíbí, lze změnou hodnot L-článku transformovat sloučenou impedanci na impedanci napáječe a vysílače. Toto není v  případě širokopásmového stackmatche možné. 


Stackmatch je realizován na plošném spoji. Použitá relátka jsou ověřená z jiných konstrukcí jako spolehlivá a patřičně výkonově zatížitelná. Celý stackmatch je zabudován do hliníkové krabice Gainta , BS39F,  kterou lze zakoupit ve firmě TME.  PCB pro případné zájemce mám k dispozici.


Konektory jsou přitaženy k víků pomocí distančních sloupků M3x5mm





Hotový a naladěný stackmatch na 14MHz

V krabici s krytím IP66.

Přenosová charakteristika OUT to ANT1 nebo ANT2. Průchozí útlum (ztráty) v přepínači jsou pouze -0.02dB až do 30MHz. To je zcela zanedbatelná hodnota na úrovni přesnosti mého měření.

Přenosová charakteristika  OUT to ANT1. Zapojen L-článek, výstup ANT2 zatížen  zátěží 50 Ohm.
-3dB je polovina budícího výkonu a vlastní ztráty v obvodech jsou na úrovni -0.06 dB!!!

Totéž pro druhý výstup ANT2. Přenosová chrakteristika je v pracovní oblasti, tj. 14-14.350 MHz konstatní.

Přenosová chrakteristika OUT to ANT2 v rozsahu 1-65MHz. Zde je vidět, že L-článek funguje jako dolní propust.

30. 11. 2019

Praktická realizace filtru typu horní propust pro KV pásma

V radioklubu OK5Z připravujeme stavbu přijímací antény typu SALA podle konstrukce uveřejněné ZDE . Fázovací jednotka se dá osadit různým druhem filtrů. Protože chceme anténu používat na 160-40m zvolil jsem místo pásmového filtru filtr typu horní propust se zlomovým kmitočtem 1.8MHz. Nemá smysl vymýšlet již vymyšlené, takže jsem sáhnul k osvědčené konstrukci dle  K8ZOA (Clifton Laboratories). Jedná se horní propust 11-tého řádu (ne 9-tého jak je chybně uvedeno ZDE).Pro jistotu jsem ještě provedl simulaci, která potvrdila parametry propusti. Jako jádra jsem zvolil železoprachová jádra T68-2. Plošný spoj jsem navrhl tak aby se vlezl do konstrukce fázovací jednotky SALA. Velmi důležité jsou použité kondenzátory! Pro dosažení co nejlepších parametrů, zejména zvlnění v propustném pásmu, nízkému průchozímu útlumu a lehkému naladění jsem koupil kvalitní kondenzátory u firmy Mouser. Jedná se o typy CC0805FRNP09BN101  a VJ0805A122GXAPW1BC. Jedná se o kondenzátory z hmoty COG a NPO s přesností 1 respektive 2 procenta.
Cívky jsou navinuty CuL drátem o průměru 0.8mm pro co nejvyšší jakost. Cívky je třeba předladit před osazením do konstrukce. Nejlépe na pracovním kmitočtu 1,8MHz. Značně to pak usnadní finální ladění.



Simulace filru


Ladění ve svěráku....






Praktická realizace


 Na naměřených charakteristikách je vidět praktický výsledek. Útlum na zlomovém kmitočtu se podaří při precizní práci a ladění dosáhnout i pod -1dB. Maximální útlum v nepropustném pásmu jsem dosáhl cca -88dB kolem kmitočtu 1.1MHz. Tady se simulace rozchází s praktickým výsledkem.
Je to dáno zejména tím, že cívky jsou umístěny v těsné blízkosti a dochází k přeslechům. Pokud by byly cívky umístěny daleko od sebe, byl by útlum vyšší. Ale byl jsem limitován místem a rozměrem původního plošného spoje pro konstrukci SALA.



25. 9. 2019

Jednoduchý galvanicky oddělený USB/RS232/Audio interface / Simple galvanically isolated USB/RS232/Audio interface

Pro potřeby CDXP jsem navrhnul a zrealizoval jednoduchý galvanicky oddělený interface zejména pro digitální módy. Většinou jsme sebou na expedice vozili zařízení od firmy Microham Mikrokeyer II. Tento inteface je vynikající, ale má jednu velkou nevýhodu, i s příslušným kabelem váží cca 1.5kg. Pokud jich potřebujete vzít 5-7ks, už je to na spotřebované váze zavazadel poznat.

Proto jsem vymysel lehčí variantu, plně dostačují pro provozování digitálních módů za pomocí vestavěné zvukové karty v PC. Nejedná se o žádné převratné zapojení. Část audio je klasické koncepce s oddělovacími transformátory od firmy Bourns LM-NP-1001-B1.

Digitální část je zajímavější. Pro ovládání TCVR (CAT, PTT) je třeba sériová linka. CDXP většinou používá TCVR Elecraft K3 nebo Kenwood TS480, čili je třeba disponovat linkou RS232. Po lince RS232 lze jak ovládat kmitočet TCVR tak ho zaklíčovat (PTT via CAT). Novější notebooky však již většinou nedisponují sériovým portem, takže bylo vhodné do interface vestavět i konvertor USB/Serial. Jako konvertor jsem použil svůj oblíbený obvod Prolific PL-2303SA. Jedná se o asi nejmenší USB/Serial interface s minimem vnějších součástek. Obvod je podporován ve všech verzích Windows a taktéž v Linuxu.   Ovladač je poměrně nenáročný a má nízkou latenci. Rovněž tak cena obvodu je velmi příznivá.

Další zajímavou součástkou je obvod od Analog Devices ADM3251E. Jedná se o izolátor RS232 s izolační pevností 2,5kV a maximální rychlostí 460kbd. Jeho velkou výhodou je, že nepotřebuje externí DC/DC konvetor pro výrobu napájecího napětí pro budiče sekundární strany (strany RS232).
Veškerá potřebná napětí si obvod vyrobí sám. Stačí mu k tomu 6 kondenzátorů s kapacitou 100nF.
Tím se celá konstrukce značně zjednoduší. Na následujícím obrázku je schéma zapojení.


Celá kontrukce je postavena na oboustranném plošném spoji o rozměrech 80x55mm. Tento je vestavěn do hliníkové krabičky of firmy TEKO.


Kabely jsou vyvedeny přímo přes stěnu krabičky a k plošnému spoji jsou fixovány příchytkami vytištěnými na 3D tiskárně. Vlastní plošný spoj je do krabičky připevněn přes samolepící distanční sloupky.


Kabelu mají délku "tak akorát" cca 30 cm.  Jeden kus včetně kabelů (zde pro TS480) pak váží pouhých 180 gramů, což je cca 8x méně než Mikrokeyer II s kabelem.


Interface byl ověřen v praktickém provozu a pracuje naprosto bez problémů. V případě zájmu, mám pár plošných spojů navíc. Většinu součástek lze zakoupit ve firmě TME nebo na eBay.


15. 8. 2019

Nová YAGI 50MHz dle G0KSC / New 50MHz G0KSC YAGI

Moje původní YAGI na 6m dle designu YU7EF dosloužila tak nazrál čas udělat novou anténu. Tentkrát jsem zvolil design dle G0KSC a to 7 el. OWA o délce boomu cca 7,2m. Původní YAGI EF0607 měla boom 8,9metru, ale zisk větší jen asi o 0,6dB. Nárůst zisku jsem oželel, protože anténa vychází menší a méně je zatěžován stožár a rotátor. Boom je vyroben z jeklu 40x40x2mm, prvky pak z trubek 12x1mm. Dipól zústal původní. Mechanické provedení je patrné z vložených obrázků. Anténu jsme na stožár zdvihli a namontovali z plošiny, takže to šlo celkem rychle a snadno. Za pomoc s montáží TNX Rudovi OK2ZA.

















28. 3. 2019

Yaesu band dekódér pro ovládání anténních přepínačů Mk. II / YAESU band decoder Mk. II

ZDE jsem popsal YAESU band dekódér s 9-ti výstupy, který dekóduje BCD kód pro 9 spodních radioamatérských pásem. S příchodem multi-bandových TRX kdy máme v jednom TRX i pásma 6m, případně i 2m a 70cm vyvstala potřeba rozšířit dekódér o dekódování dalších pásem. Proto jsem původní dekódér rozšířil na plných 16 výstupů, tj. plný počet stavů jež lze kódovat pomocí 4 bitů.

Schéma dekódéru je následující:


Kódování pásem:

Oproti 9-ti výstupové verzi je navíc přidán konektor D-SUB9 a separátní napájecí konektor.
Navíc lze pomocí jumperu JP1 uvést dekódér do inhibice a tím pádem všechny výstupy budičů uvést do plovoucího stavu. Této možnosti lze využít v případě, že potřebujeme například doplnit manuální ovládání.

Jinak platí vše co je napsáno v článku o původním dekódéru.



Dekódér je postaven na oboutsranném plošném spoji o rozměrech 65x90mm.

English manual is HERE.

21. 11. 2018

80m TX filter

Jako pokračování filtrů pro omezení vzájemného rušení při kontrstingu v M/S kategorii jsem vyrobil filtr pro 80m. Opět osvědčená konstrukce dle DL7PV. Naměřené parametry jsou v přiloženém grafu.




28. 12. 2017

Předzesilovač W7IUV měření II. / W7IUV preamplifier - measurement II.

Kevin ZL1UJG si postavil předzesilovač na mém plošném spoji a následně provedl měření na profesionální měřícím pracovišti. Výsledky poslal a dal souhlas s jejich zveřejněním. Sami můžete posoudit, že parametry předzesilovače jsou skutečně vynikající.

Pozor!! OIP3 je ve skutečnosti +42.5dBm. V předzesilovači byl osazen 5dB attenuátor.
Z toho můžeme spočítat IIP3 jako 37.5dB-16dB (zisk na 14MHz) = 21,5dB. Uvážíme-li použití 5dB atenuátoru v předzesilovači dostaneme se na hodnotu vstupního IP3=26,5dB.