Pohled pod pokličku konstruktérů z OM3W - špičkový transvertor pro pásmo 144MHz k transceiveru K3

Soutěžní úspěchy ve VKV závodech si není možné představit bez vhodné kóty, mnohočetných antén, týmu zkušených VKV operátorů a pochopitelně špičkové techniky. Ale zatímco splnění ostatních atributů úspěchu je především předmětem zvládnutého financování a organizační práce, v případě techniky jsou navíc nutné rozsáhlé znalosti a tvůrčí invence. Zatímco české týmy si většinou svá technická řešení žárlivě střeží, oceňujeme, že jeden ze slovenských týmů nám dal nahlédnout pod pokličku svých technických řešení. Pojďme se tedy na jejich řešení podívat:

V první řadě je třeba říci, že tahle parta VKV nadšenců má za sebou bohatou contestovou historii. Vzpomeňme například jejich mimořádný úspěch ve VHF Contestu 1981, vybudování vysílacího střediska na kótě Chmeľová v JN99BB a řadu contestových úspěchů z této lokality a nakonec přesun veškerého contestového "cirkusu" přímo na česko-slovenskou hranici, na kótu Portáš JN99CH, jen na dohled od OL9W. Nové contestové stanoviště je sice pěkně otevřeno do všech směrů s výjimkou směru do SP5 a LY, ale leží také v oblasti velké VKV contestové aktivity, jenž se postupně přesouvá směrem na východ. A pokud někdo chce v takovém prostředí dosahovat dobrých výsledků, musí řešit nejenom vyzářený výkon, ale - a to především - čistotu svého vlastního signálu, odolnost zařízení proti intermodulacím a obecně všechny faktory, které jsou podmínkou akceptovatelné úrovně elektromagnetické kompatibility s ostatními blízkými stanicemi na pásmu. A těmito faktory jsou, vedle vyloučení hrubých závad, jako je například hořící VF korona někde ve vysílacím řetězci, především co nejnižší úroveň fázového šumu všech oscilátorů, použitých v zařízení, co nejnižší úroveň širokopásmového šumu - jak ve vysílači, tak i také v oscilátorovém traktu přijímače, co nejlepší intermodulační odolnost přijímače a vhodné filtry - jak proti mimopásmovému rušení, tak i na úrovni laditelné MF (používáme přece téměř všichni transvertor a laditelnou mezifrekvenci v podobě intermodulačně odolného KV transceiveru) a konec konců i v traktu vlastního mezifrekvenčního superhetu, jeho dynamickým rozsahem a šumem oscilátoru počínaje, přes jeho signálové zpracování a MF filtry a konče NF zesilovačem a vhodnými sluchátky. A protože MF transceiver si dnes VKV radioamatéři kupují (ani to auto, kterým jezdíte po silnici, si nevyrábáte sami doma v garáži), zbývá spousta konstruktérské práce na transvertoru a MF filtrech. A protože mezifrekvenční filtry OM3W, založené na tomto obvodovém návrhu jsem OK radioamatérům již bez jejich většího zájmu představil na Studnici 2013, budeme se nyní trochu blíže věnovat vlastnímu transvertoru.

Začneme vysílací cestou, protože to plně vystihuje logiku věci: nečiň jiným zlého (QRM) a teprve potom můžeš od kolegů na pásmu očekávat totéž - což je klíčem k omezení vzájemného rušení mezi blízkými stanicemi a tedy možnosti dosáhnout v dvoumetrovém závodě slušného výsledku.

OM3W používá pro závody na 2m MF transceiver K3, provozovaný v pásmu 14MHz, neboť si změřili, že je to z hlediska šumového pozadí jejich nejlepší kombinace. Následuje sada MF (14MHz) krystalových filtrů, které dále čistí vygenerované spektrum. Podívejte se na tento obrázek zachycující měření postranního šumu kombinace mezifrekvenčního transceiveru a přídavného krystalového filtru a porovnejte to s měřením jiných KV transceiverů (rozdíl 10dB představuje desetkrát horší QRM na pásmu...):

Obrázek

Dalším dílem vysílací cesty je směšovač. Již jsme tento stavební modul zařízení OM3W na webu OK2KKW představili - viz zde a zde. Stojí za povšimnutí, že použit je aktivní směšovač HMJ5 kalifornské firmy WJ Communication, která již bohužel neexistuje a proto se tento směšovač velice špatně shání. Jeho parametry jsou ovšem špičkové - a zdůrazňuji fakt, že díky jeho vysokému IP a nízké konverzní ztrátě je možné na úrovni směšovače použít vyšší signálové úrovně, než je to zvykem u běžně používaných diodovývh směšovačů, což má za výsledek, že na nízké signálové úrovni hned za směšovačem není nutné signál (již v dvoumetrovém pásmu) zesilovat z tak nízké úrovně, jako je tomu u jiných transvertorů, což vede k omezení šumového pozadí (širokopásmový šum vysílací cesty) na výstupu z PA vysílače. Miro OM1BM k tomu napsal:

"práve tu je rozdiel medzi naším transvertorom a transvertorom DB6NT....on na TX mixer použil menej odolnejší a teda ho aj budí menšou úrovňou, a vtedy sa s fázovým šumom dostane tak do oblasti medzi -140 až -150 dBc/Hz i s použitím MF Xtalových filtrov. My pri TX ideme do HMJ5 s úrovňou okolo + 10 dBm....a na tých obrázkoch sú výsledky o kus lepšie......tu je obrázok, kde bol HMJ5 budený 2 x 10 dBm.....čo je ekvivalentné 16 dBm jednotónových.....a intermodulácie sú stále nízke. Takže by sa dalo aj pribudiť......"

Obrázek

Ovšem vyšší úroveň buzení již v praxi použít nelze, protože MF krystalové filtry z Hradce Králové mají povolen maximální výkonový limit právě těch + 10dBm. Dalším omezením je fakt, že na trhu jsou tyto směšovače značně deficitní a proto je zapotřebí je využívat jak pro vysílání , tak i pro příjem. Ve směšovači proto musí být zařazeny přepínací obvody RX/TX. Pokud by byly použity přepínací diody (nejlépe PIN), přinese to určitý dodatečný (byť minimální) útlum. Proto autor konstrukce (OM3TRN) použil pro přepínání okolo směšovače (ale také mezi krystalovými filtry) raději vzácná (a drahá) nízkosignálová relé, aby plně využil celého dynamického rozsahu, který krystalové filtry dovolují.

"..za mixerom je 3obvodový TOKO filter a následuje zosilňovač s PGA103. Skúšali sme aj diplexer hneď za mixerom, ale nebolo to o nič lepšie, tak sa vypustil..."

To o vypuštění diplexeru (aby i na zrcadlovém kmitočtu byl směšovač přizpůsoben) je trochu překvapivá informace, ale zřejmě jsou intermodulační parametry HMJ5 tak dobré, že si to nechá líbit. Ostatně obrázek intermodulačního spektra na výstupu PGA103 a tedy de facto na TX výstupu transvertoru (na úrovni +16dBm) to prokazuje.

Obrázek

"Ďalej sa tých 16 dBm deli na 5 smerov a každý má samostatný regulovatelný  útlm 3 až 13 dB a následuje 5 kusov RA60H1317 s dolnou priepusťou a samostatným meraním výkonu. Z každej placky taháme cca 8 W na budenie koncových tranzistorovych koncov.........Ten budiaci signál pre PA vyzerá následovne"

Obrázek

"Takto to celé vyzerá na stole..........transvertor pri K3 obsahuje RX časť, dosku s krystalovými filtrami a TX časť s výstupným výkonom. Druhý obrázok je budič a jednotlivé PA........budič obsahuje delič, regulácie výkonov a 5 ks zosilňovačov ....."

Obrázek

Obrázek

Tolik k vysílací cestě contestové stanice OM3W. Možná bych jen dodal, že i tranzistorové 1kW  PA Tajfun pocházi ze stejného radioamatérské "líhně" (byť od jiného člena klubu). Až najdou konstruktéři této stanice čas k dalšímu popisu jejich zařízení, rádi tyto informace na našem webu zveřejníme.

S použitím materiálů od OM3TRN a OM1BM (a s jejich souhlasem) tento článek pro web OK2KKW v lednu 2015 připravil OK1VPZ.