Før vi begynder:
Jeg godt klar over pirat radio scene, der findes i en række lande. Mens jeg er et hundrede procent ind for ytringsfrihed, er jeg også hundrede procent overbevist om, at radiofrekvenser skal organiseres og styres, for at undgå interferens og giver en fair adgang for alle interesserede. Derfor beder jeg mine læsere til at afstå fra at bruge mit arbejde til at oprette nogen form for hemmelige, pirat, ikke-licenseret radio station. På den anden side, er der nogen spiller fair, og gøre tingene i henhold til loven, velkommen til at bruge mit design.
Historien i dette projekt
I Chile en betydelig andel af TV-stationer bruger håndlavede sendere. Kvaliteten varierer. Visse sendere er godt lavet, andre er meget fattige, og der er også nogle, som er godt designet, men dårligt bygget, hvilket er typisk resultat af en dårlig tekniker have forsøgt at kopiere et design lavet af en anden.
I 2002 blev jeg bedt om at reparere en sender, der var et særligt dårligt eksempel på genren. Ejeren fortalte mig, at denne meget dårlige ting var det bedste, han havde råd til. Jeg fortalte ham, at en meget bedre sender kunne bygges for færre penge. Den ene ting førte til den næste, og jeg forpligtede mig til at udvikle en billig, billig sender til små FM-stationer.
I løbet af de næste måneder, jeg designet, bygget og fejlrettet de tre vigtigste moduler i min transmitter: Den audio processor og stereo encoder board, den syntetiserede magnetisator samt effektforstærker. Men da jeg var på det tidspunkt, min kære ven med elendig senderen gik ud af markedet, og så der var ingen reel brug længere for senderen jeg byggede! Dette medførte, at projektet bliver hylden, trods det faktum, at kun temmelig simpelt styrekredsløb stadig manglede.
De tre afsluttede moduler er blevet liggende i mit værksted i fire år. I min by skiven er fyldt op med stationer, der sender for det meste meget lav kvalitet musik, og alle synes enige om, at der er bare ikke plads, hverken spektrum-wise heller ikke i antallet af lyttere, for et ekstra station, der ville overføre god musik. .. Og alligevel, jeg har ikke tid til at køre en radiostation, ikke engang en halvautomatisk én! Så der er ingen reel motivation for mig nu, at fuldføre senderen projektet.
I stedet for at smide det hele væk og glemme det (hvilket er noget, jeg kan ikke gøre alligevel!), Har jeg nu besluttet at sætte design i det offentlige rum, så i det mindste nogen derude kan drage fordel af den tid, jeg investerede.
Konceptet:
Denne sender er designet fra bunden til at levere en meget høj lydkvalitet, kombineret med fremragende frekvens stabilitet, pålidelighed, osv. Det kan bruges som en standalone transmitter til at tjene en mellemstor by, eller som en exciter at drive en kilowatt- klasse effektforstærker til at tjene en stor by. Det er designet til at arbejde fra 13.8V nominelle spænding, således at det kan køres fra en fælles kommunikation magt parallelt med en backup-batteri. I tilfælde af en strømafbrydelse, kan senderen holde opererer fra batteriet, på lidt mindre magt som spændingen falder.
Den består af fire moduler, de tre vigtigste, som er klar, testet og beskrevet nedenfor. Det fjerde modul er endnu ikke blevet bygget, og måske aldrig blive bygget, men jeg vil beskrive de grundlæggende funktioner, så du kan designe det, hvis du ønsker det.
Så lad os starte!
Lyden processor og stereo encoder
Den lærebog måde at behandle og kodning et stereosignal til FM transmission går sådan her:
1) Tag begge kanaler og low-pass-filter dem på 15kHz med stejle rolloff;
2) Anvend præ-vægt. Afhængig af den del af verden, skal den have en tidskonstant på 75 µs eller 50 µs;
3) Strengt begrænse lydniveauet for at sikre, at overdeviation kan ikke ske;
4) Opret en stabil, ren 38kHz sinuskurve;
5) Fratræk højre kanal fra den venstre kanal, og multiplicere resultatet med 38kHz luftfartsselskab;
6) Opret en ren 19kHz sinusbølge, fase-låst til 38kHz én;
7) Føj den venstre kanal, højre kanal, den (LR) * 38kHz signal, og 19kHz signal med specifikke amplituder.
Der er flere måder at gennemføre denne algoritme. Moderne fabrik lavet sendere ofte gør det hele digitalt, i en DSP. Men det er stadig billigere og enklere at gøre i det analoge domæne. Det kan gøres på forskellige måder også, og alt for mange sendere i disse dage bruger ultra billig, middelmådige metoder som hard-switched multiplikatorer baseret på CMOS-switche. De gør arbejdet, men er meget støjende! Mit design i stedet bruger en ægte, høj kvalitet analog multiplikator for opgaven. Som et resultat, er signalet fra min senderen så god som de allerbedste signaler jeg kan modtage lokalt, og meget bedre end hovedparten af dem!
Her er den skematiske diagram. Du vil sandsynligvis ikke være i stand til at læse det på denne beslutning, så bedre klikker på det, gemme det i fuld opløsning, printe den og henvise til det for den følgende forklaring. Hvis du har problemer med at åbne den store udgave, skal du højreklikke på diagrammet, så du kan gemme den til disk, og derefter åbne den ved hjælp af IrfanView eller anden GOOD billedfremviser. Dette gælder for alle tegninger på denne side. De fulde opløsning tegninger er store, og afhængigt af mængden af hukommelse i computeren, kan nogle webbrowsere ikke åbne dem og vil rapportere et brudt link.
De to single-ended line-level lydsignaler ind gennem feedthrough kondensatorer og bliver budt velkommen af en LC low-pass filter til at slippe af med nogen RF, der kunne være på dem. I hver kanal er der en buffer fase, og derefter en kombineret forbetoning og soft-limiter fase. Fordelen ved at gøre den begrænsende og forbetoning i ét trin er at man undgår overdeviating fra larmende diskant eller har højt baslyde flade ud diskanten, uden behov for en multiband limiter. Forstærkningen af den ikke-begrænset del af de lydsignaler er justerbar ved hjælp af trimpots. Derefter kommer en seks-polet low pass filter, som fjerner signaler over 15kHz.
En 74HC4060 chip udleder den 38kHz og 19kHz signaler som firkantede bølger fra et custom-made quartz krystal. To resonante kredsløb ved hjælp ferrit pot kerner gøre disse firkantede bølger til meget rene, lav støj sinus bølger. Trimpots muligt at indstille niveauerne, mens de justerbare kerner induktionsspoler tillader præcis justering. Jumpers muligt at deaktivere hver af disse signaler til afprøvning og justering formål.
En temmelig gamle gammeldags, men støjsvag og lav forvrængning analog multiplikator chip modulerer LR signal, produceret af en op amp differential forstærker, på 38kHz subcarrier. Dette kredsløb har tre justeringer for balance. Dens udgangsniveau kan justeres også. De signaler, som kun er nødvendigt til stereo kan kobles til afprøvning ved hjælp af en jumper.
Outputtet adder kombinerer L signal, R signal, (LR) * 38kHz signal og pilottonen. De første to signaler er fastsat på dette stadium, mens (LR) * 38kHz kan justeres ved sin egen trimpot, og pilottonen ved trimpot før dens svingningskreds. Så er der en sidste justering, bruges til at indstille afvigelsen af senderen, og derefter en buffer scenen med lav udgangsimpedans, der driver output gennem en modstand for at undgå ustabilitet fra kapacitive belastninger.
Der er et ekstra kredsløb, som består grundlæggende af en dobbelt superdiode detektor med en tidskonstant og driver med justerbar udgang. Dette kredsløb opfanger komplette multiplekssignal lige før det endelige niveau kontrol, og frembringer en DC-signal til direkte at drive en lille måler, til afvigelsen indikation. Dette er et meget vigtigt redskab for senderen operatøren at indstille den korrekte lydniveau under almindelig drift!
Her er printkortet. Klik på det for at få det i høj opløsning .... Det ses "gennem tavlen", så du kan udskrive det direkte og placere blækket i kontakt med kobberet for at få et korrekt sidet kobbermønster.
Hele kredsløbet er bygget på denne enkeltsidet PCB. Kun få jumperledninger er nødvendige, så det er ikke umagen værd at gøre en dobbeltsidet PCB for dette.
Og dette er en rå dele overlay, bare for at se, hvor en del går. Præcis som del går hvor, er noget, du bliver nødt til at træne med den skematiske! Må ikke være doven!
Og det er sådan det komplette stereo encoder ser ud. Her havde jeg midlertidigt loddet en gammeldags phono-stik bord til indgangene. Senere skulle PCB være indkapslet i et skærmet kasse, med alle input og output går via feedthrough kondensatorer.
Om komponenterne: Alle de kritiske modstande er metalfilm, 1% tolerance, både for stabilitet og for lav støj. De operationelle forstærkere er af lav forvrængning, lav støjtype bortset fra opampen i doseringskredsløbet, som er en simpel BiFET-type. Alle trimpotter er multiturn-enheder af høj kvalitet. Kondensatorerne er for det meste polyester, men i lavpasfilteret brugte jeg 5% sølvglimmer, simpelthen fordi jeg havde meget af dem og kunne matche værdierne meget godt! Matching af kondensatorerne er en god idé, fordi deres 5% tolerance er lidt bred for at opnå det optimalt flade filterrespons. På ukritiske steder finder du keramiske og elektrolytiske kondensatorer. Drosslerne dyppes, fjernes fra en junked VCR, men lignende kan købes nye. Ferritpottekernerne kom fra stereo-dekoderen til en gammel radio (trækasse!), Som jeg fik i en tilstand, der var for ufuldstændig til at gendanne. Jeg har ikke oplysninger om dem, så du bliver nødt til at vælge dine egne kerner og beregne antallet af drejninger for at opnå den induktans, der er angivet på skematisk. Bare opmærksom på, at pottekernerne SKAL have et betydeligt luftspalte for at være stabil nok. Krystallen kan bestilles fra JAN Crystals, der specificerer en frekvens på 2.432 MHz, grundlæggende tilstand, parallel resonans, 30pF belastningskapacitans, HC-49 holder, med standard temperatur, stabilitet og tolerance ratings.
Du er nødt til at forstå dette kredsløb til at være i stand til at kalibrere det ordentligt. Og du har brug et oscilloskop, selvfølgelig! Processen starter med forindstilling alle justeringer til deres midten punkter, og anvende en + /-15V strømforsyning og en audio sinus bølge af 1kHz til begge kanaler, på et niveau 1V peak-to-peak. Set R5 og R23 for netop 4.5V pp ved udgangene fra de lavpasfiltrene, som bemærket i diagrammet. Så du justere L4 og R44 gentagne mens du kigger på outputtet af U9A, tuning spolen for maksimal signal og trimpot for netop 4.4V pp. Så du anvender 1kHz signal til én indgang på brættet, og du kort den anden indgang til jorden. Med oscilloskopet på outputtet af U11A, bør du se en klassisk tofarvet signal. Nu kan du justere R60, R61 og R62 gentagne for bedste jord centrering, symmetri og linearitet. Dette er lettest at gøre ved at bruge en dual channel omfang og sætte den anden kanal på indgangssignalet til den analoge multiplikator (output U6A), sammenføje de to spor. Efter justering af forstærkningen af anvendelsesområdet kanaler, bør modulerede tofarvet signal præcist fylde 1kHz sinus.
Nu installere en jumper på JP2 og sætte rammerne om U6B output. Der vil du se summen af 1kHz signal og dual-tone signal, der kommer fra multiplikatoren. Juster niveauet for den (LR) * 38kHz signal med R55, så at det er præcist nok lig med niveauet på 1 kHz signalet. Det er meget let, for når indstillingen er korrekt, bevæger 38kHz-signalet sig altid mellem nul volt og det øjeblikkelige niveau på 1 kHz sinusbølge. Så du skal kun justere trimpotten for at få denne nul volt linje pæn og lige! Hvis du aldrig har bygget et kredsløb som dette, forstår du måske ikke nu, hvad jeg mener, men det bliver klart med det samme, når du spiller med justeringen! Sørg for at foretage denne justering med den bedste præcision, fordi den gode stereoseparation af denne encoder afhænger af den!
Nu fjerner jumper på JP2 og installere det på JP1. Påfør 1kHz 1V signal til begge kanaler. Tune L5 for maksimal 19kHz signal, og sæt R45 således at pilotsignalet på anvendelsesområdet er omkring 10% amplituden af 1kHz signal. Placer nu de to omfanget sonder på udgangene af U9A og U9B, fjerne jumperen fra JP1 og retouchere L5 at tilpasse faserne i de to sinus bølger, således at den nul passage sker på nøjagtig samme tid. Øget rækkevidde gevinst ved 19kHz signal hjælper med at få kurveformerne mere parallel for at opnå en bedre præcision.
R68 vil blive justeret, når aktuatoren er færdig. For nu, ligger lige det til omkring mellemtone, hvilket vil give omkring 1V på outputtet. Hvis du allerede har din måler til afvigelsen lysmåling (ethvert panel meter fra 10uA til 1mA fuld skala bør arbejde), kan du tegne en skala for det og justere R73 så det lyder 100% afvigelse (eller 75kHz, hvad du foretrækker). Gøre dette med et signal på mere end 1V anvendt til indgangene, således at signalet bliver begrænset. Af den måde, bør aflæsningen være den samme, uanset om du anvender lydsignalet til kun én indgange, eller til begge. Når der ikke er lydindgang, skal måleren læse om 10% af den fulde afvigelse værdi. Det er den pilot tone, og du måske ønsker at markere sin plan om måleren.
Den syntetiserede impulshjul
Errata: De transistorer identificeret som 2SC688 i skematisk er virkelig 2SC668! Tak for rapportering af uoverensstemmelse, Fausto!
Den ydre har de funktioner tilvejebringe en stabil, lav støj, frekvens-valgbar RF-signal, modulere den med multiplekssignal billede af audio bord, og forstærke det til en styrbar udgangseffekt er tilstrækkelig til at drive effektforstærker. Min impulshjul bruger en PLL frekvens synthesizer, der dækker FM-båndet i 100kHz trin. VCO dækker kun et par MHz uden omstilling, hvilket resulterer i lav støj. Modulation udføres uafhængigt af frekvensstyring, og med særligt hensyn til lavt støjniveau. Udgangseffekten kan styres fra nul til 4 watt. En PLL låse detektor er inkluderet, at lukke senderen i tilfælde af en funktionsfejl.
Hjertet af aktuatoren er en Colpitts VCO. Det er drevet af en lokal 9V regulator, og har frekvensen styres af back-to-back Varactors, hvilket resulterer i minimal belastning og dermed ultra lav fasestøj. En prøve af VCO-signalet er delt ned af en prescaler IC og anvendes på en PLL chip, som får sin reference fra en skræddersyet kvarts krystal og deler det ned til 6250 Hz. Frekvensen er sat i binær måde af en ti-vejs dip switch, der styrer den vigtigste programmerbar deler. Hvis PLL er låst op, Q1 kontakter på en udgang, der skal bruges til at deaktivere effektforstærker. Fasedetektoroutputtet af PLL chippen filtreres og niveau-forskudt af en op amp, som skal injiceres i frekvensreguleringskarakteristik Varactors af VCO.
Modulationssignalet tilføres til en separat varaktor, der er forspændt til at køre i et rimeligt lineært område, og er adskilt fra den frekvens kontrol kredsløb, er det ikke påvirkes af PLL spænding. Alle signal-og styrespændingen kobling sker gennem chokes, i stedet for spoler, for at få mindre støj. Båndbredden af modulationsindgang er bred nok ikke kun til stereo, men også at tillade senere tilføjelse af et hjælpeprogram subcarrier (SCA) signal.
Udgangen af VCO går gennem en emitter follower buffer fase, derefter gennem et bredt tunet klasse A forstærker, efterfulgt af en klasse B chauffør og en klasse C-effektforstærker, som bruger medium-Q tunet impedanstilpasning netværk. Disse sidste to etaper er drevet fra en separat indgang, så udgangseffekten kan styres fra nul til 4 W ved at justere denne spænding fra nul til 15V. Hensigten er at bruge denne funktion til automatisk kørsel styring af de sidste faser, og beskyttelse af senderen.
Bemærk, at produktionen af dette modul ikke har nok harmoniske filtrering til at slutte den direkte til en antenne. Hvis du ønsker at bruge denne exciter som en stand-alone lavt strømforbrug transmitter, bør du tilføje et low pass filter.
Den ydre er bygget på en dobbeltsidet PCB, som har sin overside kobber efterlod det meste uforstyrret som et jordplan. Kobberet er kun fjernes omkring ikke-jordede ben. De jordforbindelser er loddet på oversiden, så det er ikke nødvendigt at have forgyldt-gennem huller.
Denne tegning viser de to sider af PCB, så du kan printe den og fold det på midten for at se, hvordan de to dele justere. Du bliver nødt til invertere billedet til at udskrive det for at gøre bestyrelsen, således at den får blæk i kontakt med kobber.
Dette PCB er udstyret med loddede skjolde rundt og mellem etaper, på begge sider af brættet. De er bedst installeret, før befolker den.
Dette billede viser dele layout. Igen, vil du nødt til at finde ud af, hvilken del er der, ved hjælp af skematiske. Det skal være ganske let. Vær forsigtig, fordi der er en komponent på et skematisk, der er IKKE inkluderet i bestyrelsen design! Det blev tilføjet senere, under debugging og loddet under brættet! For at gøre tingene mere interessante og udfordre dig lidt, vil jeg ikke fortælle dig, hvilken del, der er! Du vil finde ud af, når du ender med at have den ene del tilovers efter samling brættet! :-)
Tegningerne af spolerne er rimelig tæt match til deres faktiske størrelse.
Og sådan ser den samlede exciter ud! Du bemærker muligvis den bearbejdede aluminiumsdel, der omslutter udgangstransistoren. Jeg lavede det på min hobby drejebænk. Det er en temmelig sofistikeret måde at forbinde TO-5-kabinettransistoren til en ekstern køleplade! En enklere konsol fungerer også. Min oprindelige idé var at stille dette modul på kanten på et chassis eller mod en skabsvæg for at bruge det som køleplade. Under alle omstændigheder er kredsløbet så effektivt, at transistoren næsten ikke har brug for en ekstra køleplade overhovedet! Jeg testede alt uden at tilføje noget mere end det, der er vist her.
Mange af delene kom fra junked udstyr. Det omfatter trimmere og dyppede kvæler. Men kompatible dele er tilgængelige nye. Krystallen blev foretaget af JAN krystaller. For at bestille den, angive en frekvens på 6.4000 MHz, fundamental tilstand, parallel resonant, 30pF belastning kapacitans, HC-49 holder, med standard temperatur, stabilitet og tolerance ratings.
Udgangen er tilsluttet via en BNC-bøsning. Alle andre forbindelser går gennem feedtrough-kondensatorer. Skjoldet suppleres med push-on dæksler, der er lavet af det samme materiale, der bruges til skærmvægge vist her. Det er ikke andet end dåse til dåse, skåret op og fladt! Nogle chokolader og småkager findes også i egnede dåser!
Justering af dette kredsløb er ikke svært. Først indstiller du alle trimmere til mellemklasse og programmerer frekvensen. Til denne opgave tilføjer du blot switchvægte: Den mindst betydningsfulde switch producerer 100kHz, den anden tilføjer 200kHz, den næste 400kHz og så videre, indtil den ottende, hvilket tilføjer 12.8 MHz. Den niende opretter faktisk forbindelse til to indgange på PLL-chippen, så den tilføjer 76.8 MHz, hvor den tiende switch tilføjer 102.4 MHz. For at beregne omskifterindstillinger for en given frekvens nedbrydes du simpelthen i dets binære komponenter og indstiller de rigtige kontakter. Bemærk, at en switch, der er TIL, IKKE tilføjer sit frekvensbidrag! For eksempel, hvis du vil sende på 96.5 MHz, skal du sætte switch 9, 8, 7, 3 og 1 til OFF, de andre til ON. Hele frekvensområdet, du kan indstille i synthesizeren, dækker hele FM-udsendelsesbåndet og meget mere, men resten af kredsløbet var kun designet til udsendelsesbåndet.
Nu skal du tilslutte en 15V strømforsyning til de vigtigste effekt kun med et voltmeter på outputtet af U3 og en frekvens tæller på samler af Q4. Hvis du får den rigtige frekvens, er du i store held og bør gå og spille lotto! Normalt VCO vil være ude af capture rækkevidde. Hvis voltmeteret læser omkring 14V, betyder det, at frekvensen er for lav. Hvis det lyder tæt på nul, betyder det, at frekvensen er for høj. Hyppigheden counter bør enig i dette. Du er nødt til at justere VCO frekvens at bringe den i rækkevidde. Til denne opgave har du to justeringsmuligheder punkter: Den ene er C20, den anden bøjning L4! Normalt trimmeren alene ikke giver tilstrækkelig rækkevidde, så er du velkommen til at bøje spolen. Når du har justeret VCO nogenlunde ret, vil PLL låse i, og du vil få en stabil udgangsfrekvens, meget tæt på den, du ønsker. Juster L4 og C20 så voltmeter læser nogenlunde 9V. En sådan relativt høj varactor spænding er praktisk for bedste støjniveau, fordi det holder Varactors trænge ind ledning ved RF toppe. Ideelt set bør du justere spolen, så trimmeren er nær centrum sortiment med spænding på 9V. Dette giver dig nemmeste korrektion senere.
Nu kan du indstille reference krystal til den præcise frekvens, ved at justere C12 så frekvensen på tælleren er præcis den rigtige.
Lad os gå til el faser: Tilslut et RF power meter og et 50 ohm dummy belastning til output, og anvende et par volt til den variable spænding input. Juster C28, C32, C37 og C38 for højeste effekt. Hvis du løber tør for rækkevidde i alle trimmer, korrigere ved at bøje spolerne forbundet til det: L5, L7, L11, L10. Nu øge spændingen og retouchere disse trimmere. Du bør få 4 til 5 watt effekt ved 15V af forsyningsspænding.
For at undgå mikrofonlyde skal du efter afslutning af justeringen forsegle oscillatorspolen og måske også de andre luftspolede med bivoks eller andet egnet materiale. Derefter kan det være nødvendigt med en let omjustering af trimmerne.
Nu kan du tilslutte audio bord til exciter. Påfør en 1kHz signal til audio board (begge kanaler er bedst), stærk nok til at drive om bord i moderate begrænsende og justere R68 på audio port for at få + / - 75kHz afvigelse. Hvis du ikke har en afvigelse meter, kan du komme tæt ved at hægte en rækkevidde til audio output af en FM-modtager, tuning det til flere lokale stationer, notere lydniveauer produceret af dem, og derefter stille ind på din sender og indstille dens afvigelse til at matche det niveau. Men dette system er meget upræcise. Det er bedst at få eller gøre en reel afvigelse måler.
Hvis du nogensinde ønsker at ændre frekvensen, er du nødt til at omprogrammere dip switches og derefter retouchere alle trimmere og muligvis spolerne, bortset C12, som kun kræver retouchering efter flere år, hvor krystal har alderen.
Den 80 Watt effektforstærker
Dette er en temmelig konventionel design, ved hjælp bipolære transistorer i en tunet klasse C-kredsløbet. Takket være anvendelsen af to faser, kan forstærkeren drives til fuld effekt med mindre end 1 watt drivkraft, således at en stor gevinst margin resultater i denne sender.
Bipolære VHF power transistorer har en alvorlig affinitet for lav frekvens selvsving. For at opnå stabilitet i denne forstærker, jeg ansat flere teknikker, såsom at placere resonanser base og opkøber chokes langt fra hinanden, dæmpning af chokes med modstande, ved hjælp af RC kombinationer til absorption af uønskede frekvenser, ved hjælp feedtrough kondensatorer for omgåelse på brættet, osv. . Det tog nogle tweaking, men forstærkeren endte ubetinget stabil.
Den impedanstilpasning netværk mellem de to transistorer kræver sådan en lav induktans, at det ville være upraktisk at gøre det med den faktiske ledning. Så jeg brugte en mikro stripline ætset på printet. Også, magt og SWR sensor på outputtet lavet med mikro striplines.
Klik på et skematisk for at få en fuld opløsning version, som også omfatter detaljer om mikro striplines og andre dele.
Denne forstærker har et lavpasfilter på outputtet, hvilket resulterer i et signal ren nok til at blive direkte forbundet til en antenne. Den SWR meter var placeret før filtret, for at rense ud harmoniske produceret af sine dioder. Under alle omstændigheder, mens signalet er rent nok til nemt at tilfredsstille sædvanlige juridiske og tekniske krav bør denne sender ikke bruges på en multi-transmitter site uden yderligere smalbånd filtrering! Det er det, fordi alle andre stærke signaler på nærliggende frekvenser ville blive opfanget af antennen og koblet til power transistor, hvilket ville blande det op med eget signal, at skabe en bred vifte af intermodulationsprodukter, hvoraf nogle vil være re- udstrålede! Dette er en almindelig og meget stort problem i mange multitransmitter sites. I sådanne steder, bør ikke én transmitter være tilladt på luften uden smalbånd filtrering! Sådan filtrering udføres let ved hjælp af et enkelt tunet hulrum, som kan være fremstillet af kobberrør eller ark.
Her er PCB layout, herunder microstrips. Bestyrelsen er 20cm lang og er dobbeltsidet, med backside være en kontinuerlig groundplane bortset fra to små puder på drivtransistoren base og samler. Jeg skære disse puder med en kniv, snarere end at gøre en hel computer tegning til det!
Du bliver nødt til at bore og skære ud åbninger til transistorer. Den effekt transistor er monteret ovenfra, mens driveren transistor, på grund af sin lille højde, er monteret under bordet. Begge transistorer er monteret efter lodning kobberfolier ind PCB åbninger, at slutte sig til de øvre og nedre groundplanes, og chaufføren transistor har også sådanne kobber stropper forbinder basen og opkøber pads til den øvre side af brættet. Her kan du se, hvordan transistorer er loddet til bestyrelsen, og afstandsstykkerne jeg brugte til at give det den rigtige højde. Jeg først monteret bestyrelsen og transistorer til heatsink, og derefter loddet output transistor i blonder, så tack loddet drevet transistor emitter fører fra ovenfor gennem åbningen, så igen fjernet bestyrelsen og loddet chaufføren transistor helt. På denne måde den korrekte mekaniske pasform er sikret. Sørg for, at transistoren monteringsområder er flade! Min power transistor kom med en let afrundet overflade, så havde jeg først at slibe det fladt! Dette er kritisk for god varmeoverførsel. Selvfølgelig bruge en god termisk fedt når endelig montering af forstærkeren til heatsink.
Du kan se, at der også er et par flere steder, hvor tingene forbinder gennem bestyrelsen for bedste jordforbindelse. Selvfølgelig også skjoldet rundt på brættet forbinder de to jordplaner.
Og her er de dele, overlay, som sædvanlig uden dele identifikation!
Dette er, hvordan den komplette effektforstærker ser ud fra oven. Du kan se de striplines, hvordan feedtrough caps (anvendt som opkøber afkobling hætter) er installeret, etc. Bemærk kobber pletterede glimmer kondensatorer i lavpasfilteret øverst til højre.
Men lad os hellere se nærmere på nogle interessante områder:
Her kan du se både transistorer og den matchende netværket mellem dem. Jeg kunne ikke finde trimmere, der ville stå mængden af RF-strøm til stede i dette kredsløb! Hver fabriksproducerede trimmer fandt jeg ville smelte ned! Så jeg gjorde min egen glimmer kompression trimmere, ved hjælp af messing og kobber plader, messing bundplade, messing kompression vasker, og glimmer ark oprindeligt beregnet til TO-247 kapsel montering. Alle tilslutninger i trimmere er loddet, ikke bare nittet som i mange fabriksproducerede trimmere. Det løste problemet, men selv disse trimmere bliver varm under brug!
Bemærk hvordan trimmere på både input og output af effekt transistor har deres jordforbindelser meget tæt på emitter fører.
Output-matchende netværk bruger den samme type trimmere. Den der vises i den lave midten af billedet er den der tager den mest aktuelle, mere end 15 ampere RF! I kontinuerlig service og ved VHF, hvor huddybden er meget lille, er dette en stor strøm. Det samme gælder for tanken "spole", som er lavet af en strimmel af 0.5 mm kobberark bøjet i "U" -form. På trods af sin gode termiske forbindelse til tavlen bliver det varmt nok til at blive umuligt at røre ved! Selvfølgelig skal du alligevel ikke røre ved det, mens senderen er tændt, for ud over en varmeforbrænding vil du få en endnu mere skidt RF-brænding!
Et lignende problem skete med kondensatorer til output lavpasfilter. Jeg forsøgte at bruge RF-ratede dyppet sølv glimmer kondensatorer, som vist på billedet ovenfor i øverste højre hjørne, men de fik så varmt, at de startede ildelugtende! Sikkert deres sølvelektroderne er for tynde. De ville ikke have varet længe i denne tjeneste.
Jeg havde ikke nogen bedre RF kondensatorer på hånden, og i stedet for at bestille tunge metal klædte glimmer kondensatorer på flere dollars hver, besluttede jeg at lave min egen. Her er et eksempel, der er vist ved siden af en TO-92 transistor for størrelse sammenligning. Jeg brugte 0.5mm kobberplade for den eksterne elektrode, 0.1mm kobberfolie for den indvendige og glimmer skåret fra TO-247 isolatorer.
Her er nærbillede kant-på-kig på en af mine kobberklædte glimmerkondensatorer, der holdes i kæberne på et trætøjsklemme til billedet!
Da tykkelsen på disse glimmerisolatorer til montering af halvleder varierer meget, hvilket gør disse kondensatorer en cut and try-proces. Jeg målte glimmerens tykkelse så godt jeg kunne, beregnede overfladen, der var nødvendig for kondensatorerne, byggede dem og målte dem derefter ved hjælp af en testspole og en gitterdypmåler. Jeg skrev værdien på hver og fortsatte med at lave kondensatorer, indtil jeg havde nogle af værdierne tæt nok til mit lavpasfilter. Resten holdt jeg på lager til andre projekter!
Det er sjovt at bemærke, at kobber pletterede glimmer kondensatorer bygget på denne måde udfører lige så godt som fabriksproducerede dem, som du kan gøre enhver værdi, du har brug for, og at de koste omkring 1% så meget som den pæne skinnende mærkevarer dem!
I lavpasfilter, får disse kobber pletterede glimmer kondensatorer knapt varme. Da de er godt loddet fladt til bestyrelsen, jeg ved ikke, om de gennemfører deres tab varme ind i bestyrelsen, eller hvis de kun er varmet op af filterspolerne! Fordi disse spoler sikkert får varm i brug, trods sår fra meget tyk tråd.
For de prøver jeg monterede forstærkeren bord på en temmelig stor køleprofil. Den består af en 10 * 20 cm kobber plade af 6mm tykkelse, som jeg loddede 20 finner, lavet af 0.5mm kobberplade, måling også 10 * 20cm hver, med L-formet lodning kanter. Jeg har lavet denne varme synke nogle måneder før for sådanne efterforskningsmidler formål (se min termisk design siden), og da det var liggende, jeg brugte det. Men den samlede effekttab af denne forstærker er noget lignende 50 watt, ville et meget mindre køleplade være god nok, hvis en lille ventilator anvendes. Stadig en kobber varme spreder er en god idé, fordi strømmen transistor anvendes ved sin maksimale bedømmelse.
Resultaterne
Dette foto viser senderen bliver testet på min ganske vist ikke meget nydelig arbejdsbord! Du kan se den ydre i nederste venstre, og forstærkeren med sin alt for store heatsink stående på aluminium kam understøtter at undgå at bøje de tynde finner. Der er min Aiwa magt og SWR meter, og et stort olie-kan dummy belastning for sikkert sluge 80 watt (faktisk, at dummy belastning kan tage en kilowatt i et par minutter). En analog multimeter viser den aktuelle, og resten er kasser med reservedele, værktøj osv. Lyden bord endte udenfor foto sammen med den digitale multimeter, frekvens tæller, oscilloskop osv. Det var temmelig rodet, men arbejdede meget godt!
Jeg løb flere tests på senderen. Én udholdenhedsprøve bestod i at køre på 80 watt output for én uge nonstop. Ingen problemer blev bemærket. Andre tests omfattede temperatur skiftende, vibration (for at tjekke for microphonics), varierende forsyningsspændinger osv. Senderen synes at være meget velopdragen i enhver henseende.
Så de kvalitative tests blev udført. Stereo separation, målt ved hjælp af min hjemmelavede FM-modtager, kom ud som 52db. Det er bedre end de fleste. Signalet / støjforhold var ud over mine måle kapaciteter, som oven ude på 82dB! Det er bedre end næsten alt man kan høre fra kommercielle stationer! Forvrængningen var også for lav til at kunne måles, et resultat af den omhyggelige afvejning af den resterende varactor linearitet med effekten af serie kondensator.
Så kom øreprøven! Jeg tilsluttede min cd-afspiller, senderen, FM-modtageren, forstærkeren og højttalerne, så jeg kunne skifte lyden frem og tilbage mellem det originale signal fra cd'en og signalet, der gik gennem senderen, et par meter luft ( stråling fra lavpasfilterspiraler er meget mere end nok til denne afstand) og modtageren. Jeg spillede en cd af Roby Lakatos, King of Gypsy fiddlers, som jeg godt kan lide, og som er fantastisk til test på grund af sin skarpe, rene og fulde lyd. Jeg var ganske imponeret over det faktum, at jeg kunne skifte frem og tilbage mellem det originale og det transmitterede signal uden at opdage en forskel efter øre! Så jeg er glad for at fortælle, at denne sender bevarer den fulde hørbare kvalitet af et førsteklasses cd-signal! Den mindre end perfekte stereoseparation er slet ikke noget problem, fordi ingen lyttere, selv i kritisk tilstand, kan skelne mellem 50dB-adskillelse og perfekt adskillelse!
Den fjerde modul: At blive færdig!
Hvad der mangler at fuldføre denne senderen er en fjerde modul, et ganske enkelt, som skulle gennemføre følgende funktioner:
1) A DC-DC konverter til at acceptere 13.8V nominelle input og producere + / - 15V for lyd og impulshjul bestyrelser. Dette kunne være en standard 12V indgang, fabriksfremstillede enhed, eller en hjemmelavet kredsløb.
2) Et effektstyrekredsløbet. Den bør læses udgangseffektsignalet leveres af SWR / power sensor på forstærkeren bord, sammenligne det med fastsættelsen af en front-panel potentiometer, og justere en pass regulator fodre de sidste to etaper af den ydre, således at indstille produktionen strøm til den ønskede værdi. Derudover. dette kredsløb bør gennemføre beskyttelsesfunktioner: Det bør reducere strømmen, hvis SWR signal overstiger en bestemt værdi, hvis temperaturen på kølepladen er for højt (en termistor eller en anden temperatursensor vil være behov), og det bør afbryde strømmen helt hvis PLL bliver ulåst, som indikeret ved den relevante signal, der kommer fra den ydre. Strømmen skal justeres ned hurtigt, og tilbage op langsomt, for at få den bedste beskyttelse.
3) Eventuelt afvigelsen kan overvåges, slå akustisk alarm signal eller endda afskære strømmen, hvis den tilladte afvigelse er overskredet.
Måske jeg en dag får motivationen til at bygge denne fjerde modul, og sætte dem alle i én kasse. Hvis / når jeg gør, vil jeg afslutte dette webside med information om dette modul, og et foto af den færdige senderen!
Vores andet produkt:
