Je ten malý anténní tuner obvodářsky dobře?
Někteří
z Vás se právem zamýšleli nad indikací vyladění, zde uveřejněného
schematu anténního malého tuneru. Původní schéma bylo toto:
Autor sice již předem říká, že je to vyloženě QRP tuner a ještě k tomu
zvláštní, protože je určen pro LW antény LW40m pro band 80m a dále pro
anténu LW20m pro band 40m. Tam se dá předpokládat vysoká impedance
antény. A tak přes diodu 1N4148 je snímán vzorek napětí k indikaci
vyladění. No jo, ale na té anténě mohou být i při QRP provozu stovky voltů (klidně 400V)
a co chudák ta dioda má dělat, pokud je záporná perioda? Vždyť ona v
závěrném směru má povolených nějakých cca 60V. No to přeci musí odejít.
No přiznám se, že jsem to ani nějak nedomýšlel. Ono totiž aby něco
odešlo, tak tam většinou musí projít nějaký proud, který něco přepálí.
Tady je to omezeno. Ale samozřejmě je to časovaná puma a obvodářsky to
není čisté. Taky strkat něco paralelně k anténě, sice s impedancí cca
10x větší než impedance antény a to nesymetricky, asi taky není dobrá
věc. Mohlo by to udělat pěknou paseku u vyšších harmonických. Tedy
připomínatel má určitě pravdu.
Než jsem to začal předělávat, tak jsem to vše proměřil. Samozřejmě na kusu drátu, který mám doma k dispozici.
Tak tuto hrůzu doma používám já. Impedance antény na pracovním kmitočtu 3550 kHz je cca 1 kiloohm.
No nejprve jsem se tedy podíval osciloskopem na signál na anténě, při výkonu z FT817 cca 0,5W.
No vypadá to celkem dobře. Je tam napětí Vpp cca 100V a podle FFT
analýzy (to fialové), je potlačení 2. harmonické cca 40dB (svisle jeden
dílek 10dB). Pak jsem přidal na 1W výstupního výkonu.
Obrázek mne šokoval.
No to je teda průšvih. Potlačení 2. harmonické cca 10dB, třetí cca 13dB
atd. Ale proč? Pak jsem si vzpomněl, že u mého digi osciloskopu píšou
něco o max. napětí se sondou 1:10 o 100V. No jasně, tam musí být nějaký
diodový omezovač.
Vyndavam druhý osciloskop, který funguje do 500V.
Ano tak to je v pořádku. Přeci když připojuji něco paralelně k něčemu,
co má 10x menší impedanci, tak to ovlivnění nemůže být tak hrozné. Ale
přesto to obvodářsky vylepšíme:
Zkrátka to ovlivnění nelinearitou trošku potlačíme a uděláme to trošku
více symetricky. Tak dioda bude méně namáhaná v závěrném směru a pro
všechny případy ještě paralelní zatěžovací impedanci zvětšíme na cca
43K. Tak jsme to obvodářsky trošku vylepšili. No dobrá, ale co bude
dělat ta dioda LED? Jak to ladit? Bude to maximum svitu jasně dáno a
bude souhlasit s údajem o minimálním PSV? No to je otázka, na kterou je
dobré se podívat prakticky. Připojuji svoji anténu k analyzátoru a
pomocí mini anténního tuneru, a to vylaďuji na minimální PSV.
No nejde to lépe než na 1:1,353. Proč, tak to je jasné. Maximální
indukčnost v tuneru jde nastavit na 13uH. A já bych potřeboval tam
trošku přidat, cca na asi 15uH. Ovšem stále mějme na paměti poučku pana
Devoldéra ON4UN. Je-li PSV lepší než 1:2, pak nemá prakticky smysl s
anténou cokoliv dělat (u QRP to platí dvojnásob). No dobrá a co teď to
naladit podle maximálního svitu a pak to znuvu změřit, jestli jsem se
trefil do teoreticky možného nejlepšího vyladění?
Ano dělám to tak. Pokud pracujete v bodě svitu co nejmenším, dá se to
krásně ladit. Pak to naladěné znovu připojuji k analyzátoru.
Tak co? Trefil jsem se? Ale ano, skoro přesně. PSV teď je sice nepatrně
horší 1:1.398. Je to poznat i na jalové složce, která nyní je 38.8 -j
9.73 Ohm. Zkrátka ladění podle svitu funguje. Je to jednoduché, ale
hlavně účinné tehdy, pokud výstupní impedance našeho QRP zařízení je
nastavena téměř na neznámou hodnotu. Snad ještě poznámku, pokud
použijete červené vysoce svítivé LED, pak na antény lambda půl si
můžete dovolit onen rezistor 33K ještě více zvětšit (třeba na 68K) a to
ovlivnění připojené antény bude ještě menší.
Anténní tuner pro letní dovolenou a sotování
Tak
co Vás ještě baví na tom HAM rádiu? Pochopitelně plno věcí. Ale jedna
základní snad úplně nejvíce. A to je "KOMUNIKACE" s malými výkony a to
z "exotických" míst. Do této definice se dá zahrnout třeba spojení z
nouzových tábořišť na Šumavě s domovem. Nebo vysílání ze SOT/GMA...atd.
Pamatuji na své pravidelné ranní skedy s Luďkem OK1HAS, Toníkem OK1AHB
a dalšími. Bohužel většina z nich již není mezi námi. Naštěstí jsem si
"vychoval bráchu OK1USP, Libora OK1DU a na dalších se pracuje. Už jsem
vysvětloval několikrát, že pobyt v přírodě je něco, co se nedá ničím
nahradit. Pokud spíte úplně sami např. na nouzovém tábořišti, tak Vám
tento pobyt přidává měsíce života. Pokud do toho spadne i kus
"patizánštiny" s rádiem, pak neznám větší zážitek (no přiznám se,
testosteronu ubývá HI). Většina radiových radovánek se odbývá v pásmech
80m a 40m. Když bylo sluneční maximum, tak bylo možné i tu osmdesátku
odvrhnout. Čtyřicítka s Fkr někde kolem 10MHz, úplně stačí. No pokud je
sluneční minimum (letos asi ještě taky), pak bez osmdesátky to nejde.
Pak v hlavním táboře používám anténu LW40m a na sotách LW20m (pásmo
40m). Proč anténu LW, tak to je jasné, neznám jednodušší a účinnější
antény. Pochopitelně to musí být délka drátu lambda půl. Anténu
většinou stavím ve stejné výšce a vliv vodivosti půdy kolem můžeme
zanedbat. Pak je přizpůsobení jasné a je pro tyto antény následující
(pro otočný kondenzátor L článku 5-370pF.
LW20m pro 40m pásmu vyžaduje indukčnost L článku cca 5.5 až 8uH.
LW40m pro pásmo 80m vyžaduje indukčnost L článku cca 13uH.
Pro tato doladění jsem až doposud používal universálního anténního
členu podle KD1JV v konfiguraci 8 indukčností. Indukčnost se nastavuje
pomocí jumperu a to zkratováním nepoužité indukčnosti. Přestavení je
tak více méně pracné. Před letošní sezónou mne napadla myšlenka
rychlého nastavování a to pomocí 2 přepínačů na indukčnosti a jednoho
pro přídavnou kapacitu.
V tabulce jsou i hodnoty možného nastavení indukčností a kapacit.
Trošku zvláštní a jednoduché je určení správného naladění. Většinou se
používá PSV měření pomocí můstkového obvodu KD1JV. To je sice
vynikající, ale zbytečně složité. Tento obvod indikuje jen maximální
napětí na anténě. Pokud se jedná o vysokoimpedanční záležitost, pak
tento obvod funguje bez jakýchkoliv problémů. Dokonce je mu i jedno,
zda impedance antény není doladěna na reálných 50 Ohm, ale třeba na
reálných 70 ohm. U QRP si to zkrátka můžeme dovolit. Prototyp jsem dnes
postavil do čínské krabičky o rozměrech cca 80x50x20mm.
https://www.ebay.com/itm/Aluminum-PCB-Instrument-Box-Enclosure-Electronic-Project-Case-80x50x20mm-Tool/393221878131?hash=item5b8dd9b173:g:mDgAAOSw9cZgXXT~
Ladící kondenzátor je též čínský:
https://www.ebay.com/itm/5Pcs-224pF-4-Linear-PCB-Trimmer-Tuning-Variable-Adjustable-Capacitors-Pour-Radio/391877687483?hash=item5b3dbaf8bb:g:OpAAAOSwFqZemFsd
Přepínače jsou typu ON-OFF-ON a dají se koupit třeba zase zde:
https://www.ebay.com/itm/10pcs-New-MTS-103-Mini-3-Pin-SPDT-ON-OFF-ON-6A-125VAC-Toggle-Switches/202993664145
Indukčnosti jsou z hmoty Amidon T37-2 (pro 5W) a dají se sehnat třeba zde:
https://www.ebay.com/itm/5X-Newest-Micro-metals-Amidon-T37-2-Iron-Toroidal-Core-T-37-2-Toroid-BDZ1/303819276593?hash=item46bd0a4131:g:7i8AAOSwAHBaAWsX
Počty závitů si lehce vypočtete v programu
mini Ring Core Calculátor 1.2, který si stáhnete třeba zde:
https://mini-ring-core-calculator.software.informer.com/1.2/
Pokud budete uvedený typ tuneru používat pro super malé výkony (cca
<300mW), pak doporučuji použít červené vysoce svítící LED.
Malý potenciometr 10KO seženete třeba zde:
https://www.ebay.com/itm/B5K-10K-20-50-100-RK097N-Seal-Potentiometer-Single-3-Pin-Audio-Pot-Carbon-Film/173841075643?hash=item2879bc4dbb:g:l-YAAOSwyUpcjwus
Abych ušetřil kabel BNC na BNC, použil jsem na vstup BNC male na panel. Dá se sehnat třeba zde:
https://www.ebay.com/itm/BNC-male-plug-RF-connector-panel-mount-with-nut-solder-cup-50-Ohm-nickelplated/271626672175?hash=item3f3e36182f:g:MJYAAOSwxwdf2s6a
Vše pak se zjednoduší:
Prototyp vypadá následovně:
Jak tuner funguje, je zřejmé z videa.
https://youtu.be/tI-_jw-ONSE