,%20czyli%20wchodzimy%20na%20pasma.png)
Zasięgi podano na schemacie tylko orientacyjne (względnie pewne, emisje dzienne, fala przyziemna, ewentualnie NVIS) i zależą od mnóstwa czynników, jednak nawet w najgorszym możliwym i niekorzystnym/katastroficznym wypadku nie powinno być mniej niż kilkaset metrów, a w optymalnych (i nieczęsto występujących) warunkach propagacyjnych to i na drugi koniec Polski można "dolecieć" (oczywiście "na telegrafii"). Układ dopasowujący antenę (nawiązujący pośrednio także do koncepcji rozwiniętej w okresie międzywojennym przez austriackiego "radiomaniaka" Josefa Fuchsa) jest obowiązkowy, ponieważ nadajnik emituje dość znaczny poziom niepożądanych harmonicznych (np. na częstotliwościach 14 oraz 28 MHz). Przy prawidłowym nastawie uzyskamy więc zarówno dopasowanie impedancyjne do anteny, jak i (do pewnego stopnia) tłumienie harmonicznych (być może trzeba będzie sięgnąć po ustawienia kompromisowe, bo lepiej ująć te kilkanaście miliwatów i uzyskać dobre tłumienie harmonicznych niż "dmuchać" większą mocą i "bruździć" kolegom-krótkofalowcom na pasmach wyższych częstotliwościowo). Układ dopasowujący antenę spełnia dwie funkcje, gdyż jest zarówno "matcherem", jak i podstawowym oraz skromnym filtrem LPF (wszystko zależy od nastawu "kondziora" strojeniowego).
Indukcyjności można wykonać na wiele innych sposobów, na różnych rdzeniach, a nawet bez nich i w oparciu o różne ilości zwojów, średnice, długości nawinięcia (ważne jedynie, aby "wstrzelić się", choćby w przybliżeniu, w podane wartości w mikrohenrach oraz żeby układ dopasowujący nie miał żenująco niskiej dobroci). Generalnie grubszy drut to lepsza dobroć, czyli korzystniej. Pręcik ferrytowy może przewodzić prąd elektryczny, czyli powodować zwarcie, więc sięgamy po drut nawojowy w emalii (DNE) lub pręciczka traktujemy choćby taśmą izolacyjną. Nadajnik może się wzbudzać (pisk/popierdywanie w odbiorniku). Należy tak przesuwać pręcikiem, aby wzbudzenie nie występowało.
Ten układ ma lepsze parametry w trybie telegraficznym (CW). Modulacja AM w paśmie 40-metrowym jest dopuszczalna na określonych warunkach. Częstotliwość nośną można w niewielkim zakresie zmieniać poprzez np. równoległą/szeregową pojemność lub szeregową indukcyjność dopierdykniętą do kwarcu (do plus/minus 1...2 kHz raczej nie powinno być większych problemów ze stabilnością). Istnieje możliwość dodania modulatora transformatorowego lub tranzystorowego (wraz np. z mikrofonem elektretowym), ale skomplikuje to układ nadajnika i nie będzie onże aż tak genialnie i rewelacyjnie prosty.
W nadajniku modelowym użyłem tranzystora z ogromnym zapasem możliwości — to na wypadek, gdyby antena "się odpięła" lub wystąpiło w niej zwarcie. Przy napięciu 12 V i w oparciu o tranzystor BDAP54 radiator jest zbędny (w przypadku wystąpienia zwarcia anteny do masy lub pracy nadajnika bez podłączonej anteny metalowa obudowa tranzystora może być prawie gorąca, ale raczej nie parzy). Przy napięciach podniesionych do ponad 20 woltów radiator (nawet z BDAP54) będzie konieczny. Proszę nie przekraczać napięcia 28 woltów. Wyższe napięcie to oczywiście wyższa moc (dla 19 V "telegraficznie" nawet do pół wata i jeszcze kapkę powyżej, a dla napięć jeszcze wyższych to i ewentualnie ponad wata idzie z tego "wydusić"), ale i poziom harmonicznych będzie większy, a także pojawiają się kłopotliwe "do ogarnięcia" samowzbudzenia nadajnika.
Przy zasilaniu 12 V i jako takim rozsądnym dopasowaniu w miarę przyzwoitej kompromisowej anteny strychowej — u mnie akurat dipol skrócony na pasmo 80 metrów (mirror), ukształtowany mniej więcej jako odwrócone "V"; jedno ramię do wyjścia RF, drugie do masy, impedancja najprawdopodobniej w okolicach 50 omów — nadajnik w trybie telegraficznym powinien pobierać przynajmniej 40 mA, co przekłada się na 250 mW mocy na zaciskach wyjściowych (ale przed obwodem dopasowującym*), czyli sprawność nadajnika wynosi około 50%. Ponieważ energia RF nie "cofa się" do nadajnika, to i masywny całometalowy oryginalny PRL-owski tranzystor BDAP54 (produkcji CEMI) jest całkowicie zimny, wzgl. minimalnie letni przy długotrwałej emisji ciągłej (dotyczy to napięcia zasilania 12 V). Podwajaczowa sonda wielkiej częstotliwości na zaciskach wyjściowych przed układem dopasowującym) pokazuje nieco powyżej 10 V peak-peak (oczywiście odczytane ze stosownego nomogramu, gdyż podłączony do sondy multimetr wyświetlił ponad 28 V DC).
* igła sondy wielkiej częstotliwości podłączona do lewej (na schemacie) strony układu dopasowującego (jeszcze przed nim), a kabel masowy tejże sondy podłączony do prawej strony sekcji dopasowującej (prawej na schemacie); zakończenie koncentryka strychowej skróconej (otwartej) anteny dipolowej podłączone na zasadzie takiej oto ---> oplot koncentryka bezpośrednio do masy nadajnika (kabel ten "idzie" poza układem dopasowującym), a gorąca żyła koncentryka anteny podłączona do prawej (na schemacie) strony układu dopasowującego (który jest notabene również statorem kondensatora strojeniowego, czyli jego masą/obudową zewnętrzną oraz masą sondy wielkiej częstotliwości); stroimy na maksymalny sygnał (zarówno poprzez przesuwanie pręcika ferrytowego, jak i pokręcanie kondensatorem strojeniowym); warto przy okazji kontrolować prąd pobierany przez nadajnik (amperomierz prądu stałego na kablu plusowym zasilającym nadajnik, oczywiście pomiar szeregowy, bo "amperomierz włączamy jak wodomierz") ---> jeśli przy napięciu zasilania 12 V jest pobór rzędu przynajmniej 40 mA i słyszymy czysty (nie wzbudzony) sygnał nośnej w dowolnym znajdującym się w pobliżu odbiorniku radiowym z zakresem fal krótkich (nastrojonym oczywiście na częstotliwość naszego nadajnika/kwarcu), to wszystko jest w porządku i możemy uznać, że nasza "radiopierdziawka" nadaje i jest wstępnie zestrojona, czyli gotowa do użycia (telegraficznego); wszystkie pomiary i strojenia mają być wykonane przy wciśniętym kluczu telegraficznym (emiter tranzystora bezpośrednio podpięty do masy); w czasie użytkowania nadajnika będziemy mogli jeszcze "dopieszczać" dostrojenie anteny, aby węzły prądowy i napięciowy znalazły się dokładnie na początku fiderda (= koncentryka), co możemy uzyskać przez pokręcanie gałką kondensatora strojeniowego
Na powyższym zdjątku modelowy układ prototypowy (tu akurat jeszcze bez sekcji dopasowania antenowego, czyli bez "matchera"). Cewka w obwodzie kolektora ma nieco inną konstrukcję niż podano to na schemacie ideowym. Mamy tutu pięć zwojów "gołym" drutem Ø 1.2 mm na średnicy wewnętrznej 4.8 mm oraz z długością nawinięcia 7.5 mm. Brakujący milimetr został skompensowany taśmą izolacyjną (która jest tutu bezwzględnie konieczna, ponieważ musi być dodatkowa osłona dielektryczna pręcika ferrytowego z uwagi na fakt, że nielakierowany drut miedziany nie ma emalii, więc bez zaizolowania rdzenia mielibyśmy zwarcie, czyli cewka nie spełniałaby swojej roli). Pręciki takiego typu pochodzą ze starych telewizyjnych PRL-owskich dławików wielkiej częstotliwości (ale naprawdę bardzo podobne, ze współczynnikiem przenikalności magnetycznej µ dochodzącym do 12 ... 13, możemy również spokojnie "wydłubać" z okolic magnetronu dowolnej "złomowej" kuchenki mikrofalowej). Uwaga!!! Metalową puszkę magnetronu rozbieramy w rękawicach, żeby się nie pokaleczyć!!! Piszę o tym w oparciu o własne nieprzyjemne doświadczenia.
Układ ten ma tę zaletę, że emisje foniczne (AM) można odbierać na zwykłym radioodbiorniku z zakresem fal krótkich, a przy odpowiednim ruszeniu mózgiem będzie możliwa także recepcja telegraficzna (CW).
 |
| układ dopasowania impedancyjnego wraz z sondą wielkiej częstotliwości i multimetrem, pomiar przy napięciu zasilania 12 V (28 V DC na multimetrze z podpiętą sondą wielkiej częstotliwości, mierzone przed układem dopasowującym, co odpowiada 10 V peak-peak); na zdjęciu widoczny jest proszkowy rdzeń pierścieniowy (= toroidalny) T37-2, na którym nawinąłem 56 zwojów drutem DNE coś około 0.25 mm (po prostu taki rdzeń się mi akurat wyjął z szuflady i musiałem nawinąć trochę więcej zwojów w stosunku do tego, co jest napisane na schemacie, bo T37-2 ma liczbę AL na poziomie 4, a wzmiankowany na schemacie T50-2 charakteryzuje się współczynnikiem AL na poziomie 4.9); po zwiększeniu wartości napięcia zasilającego do 19 V odczyt na wyświetlaczu multimetru wzrósł do 45 V DC, co przekłada się na jakieś 14 V peak-peak, czyli dla anteny 50-omowej będziemy mieli przynajmniej około pół wata mocy wyjściowej (500...600 mW PEP), a łączny pobór prądu "wypijany" przez nadajnik wzrasta do niecałych 60 mA (1.2 wata mocy input) |
Jakość audio w oparciu o "brutalną" oporową metodę modulowania w emiterze oraz na bazie mikrofonu węglowego nie jest oczywiście powalająca, ale lepsze to niż nic. Osoby, które nie posiadają mikrofonu węglowego, mogą wykonać nadajnik bez toru fonicznego (= po prostu nie montujemy "węglowca") i korzystać jedynie z klucza telegraficznego. Zaleca się oczywiście instalację przycisku PTT (włączającego mikrofon/nośną), bo na schemacie nie został uwzględniony. Zamiast tranzystora o polaryzacji NPN można zainstalować także tranzystor PNP (np. BDAP55, BC313, BD136, BD140 itp.), ale trzeba będzie odwrotnie "podpiąć" bieguny zasilania. Kondensator 470 pF między kolektorem a układem dopasowania anteny można również w razie potrzeby zmienić na większy (1 nF lub lepiej, nawet do 10 nF). Osoby lubiące eksperymenty zawsze mogą spróbować dołożyć kondensator 220 pF między lewym (na schemacie) wyprowadzeniem kondensatora 470 pF (tego separującago między kolektorem a układem dopasowania anteny) oraz masą. Cały układ nadajnika powinien być umieszczony w jakiejś ekranowanej obudowie, np. w metalowej puszce, którą połączymy z masą nadajnika.
Uwagi dotyczące pracy fonicznej (modulacja AM):
Zastosowałem telefoniczny mikrofon węglowy CB-68 (PRL, Tonsil). Jakość dźwięku bardzo kiepska i należy uważać, aby nie mówić zbyt głośno. Pomaga umieszczenie mikrofonu w dużej blaszanej puszce po masie makowej. Przy zasilaniu 12 V moc nadawania dla emisji audio jest symboliczna (około 30 mW), więc podniosłem napięcie do 19 V i moc nadajnika wzrosła do około 150 mW. Potwierdziłem eksperymentalnie, że można jeszcze podnieść napięcie do nawet 28 V, aby uzyskać moc "foniczną" porównywalną z emisją telegraficzną (przynajmniej 250 mW). Praca emisją AM wymaga innego ustawienia pozycji pręcika ferrytowego (inny punkt nastrojenia niż dla telegrafii), jednakże jak najbardziej da się znaleźć pośrednie ustawienie pręcika, co również "przerobiłem organoleptycznie". Emisja AM wymaga, aby nadajnik był znakomicie ekranowany (łącznie z kablami mikrofonowymi, przyłączem klucza telegraficznego i zasilania). Zasilanie musi być bezwzględnie niskobrumowe (zalecane chemiczne źródło prądu w postaci akumulatora). Mimo dość miernej jakości audio układ sprawia wiele frajdy i radości. Jak na aż tak wielką prostotę konstrukcji uważam go za rewelację techniczną o bardzo "zabytkowych" korzeniach.
Skrót QRP oznacza moce nie większe niż 5 wat (wzgl. 10 wat dla emisji SSB czy AM), a QRPP to wszystko poniżej jednego wata (PEP). A jeszcze słabsze nadajniczki, tzn. o mocy PEP mniejszej od 100 mW, określa się mianem QRPpp.
Jednym z najbardziej spektakularnych pierwszych polskich sukcesów w pracy mocami QRP było osiągnięcie kolegi Leszka Sicińskiego (TPFO), który w roku 1928 przy użyciu mocy zaledwie 0.4 W input (około 200 mW PEP) nawiązał łączność telegraficzną na odległość 4500 km (ze stacją w Tomsku). Działo się to we Lwowie, a na dodatek przy użyciu ... anteny pokojowej. Kolega Leszek został niebawem znanym inżynierem-radiotechnikiem, działał w Polskich Siłach Zbrojnych na Zachodzie, a po zakończeniu wojny aż do przejścia na emeryturę w roku 1970 pracował w British Telecommunication of Research. Był bratem profesora Zbigniewa Sicińskiego, również bardzo znanego naukowca-radiotechnika.
O mikrofonach węglowych oraz inspiracji, która skłoniła mnie do zbudowania niniejszego nadajniczka, można se doczytać w tymże blogowpisku.
Jeśli Ci się spodoba i zapragniesz "dmuchać" pięcioma watami, to zrób se sam takie ło coś oto.
Życzę udanych eksperymentów oraz dalekich łączności!
(Marcin Perliński)
uzupełniątko (12-04-2023) ---> tak to słychać w rekordowej odległości 130 km od nadajnika
uzupełniątko (22-04-2023) ---> odebrano sygnał w miasteczku Heide w Szlezwiku-Holsztynie w Niemczech, na południe od Flensburga, nie tak znowu daleko od granicy z Danią, 640 kilometrów w linii prostej od Dzierżoniowa, moc 1 wat PEP (Uz = 24 VDC, 20 V peak-peak "w antenie"), ledwo dekodowalny sygnał, godzina 21:45
uzupełniątko (25-04-2023) ---> odebrano sygnał w Pulham Market, w Wielkiej Brytanii, 1000 kilometrów w linii prostej od Dzierżoniowa
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz