|
Z VKV závodů tu situaci známe asi všichni - na protějším kopci je stanice vybavená komerčním zařízením a tranzistorovým PA. Její signál nám křape po celém pásmu a výsledkem je, že naše vzdálenější konkurence má už po pár hodinách závodu o desítky spojení víc. Při návštěvě této stanice se setkáme jen s nechápavým pohledem mladého operátora, který neví, v čem by mohl být problém, protože si přece koupil "profesionální" zařízení. Cesta z tohoto bludného
kruhu rozhodně nevede směrem návratu ke QRP - malé transceivery ruší
stejně, nebo i někdy podstatně více, než dobré kilowattové zařízení. Jedinou
slušnou cestou k lepšímu výsledku a zároveň ke vzájemné ohleduplnosti je
proto nikdy nekončící sebevzdělávání, pochopení fyzikálních zákonitostí,
znalost chování jednotlivých obvodů, a to jak u svého zařízení, tak i u zařízení
na protějším kopci. Provozovat QRP stanici má smysl asi jen v
pásmech krátkých vln, kde nás příroda obdařila darem ionosféry, umožňující
dálková spojení se zcela zanedbatelnými výkony a náhražkovými anténami. Na
VKV je situace jiná a bez QRO se nedá na zajímavější DX spojení ani
pomyslet. Nicméně i mistr tesař se občas utne a i japonští soudruzi někde mohou udělat chybu. Po létech provozu jsme takovou chybu na základě poznatků během posledního mikrovlnného závodu nalezli oklikou přes DM7A sami u sebe. Ukázalo se totiž, že oba naše transceivery FT847 totiž při SSB provozu produkují vyvinuté spletry! Situace je asi nejhorší ve vzdálenosti cca ± 15 až 25 kHz od primárního signálu, ale nějaké ty "prskance" se objevují i dále ve spektru. Naštěstí tohle zařízení nepoužíváme na dvoumetru, ale jen na vyšších pásmech, kde je díky směrovostem antén rušení mezi lízkými stanicemi trochu potlačené - ale i tak... Nějaké to měření a pár hodin úvah nad schematy tohoto transceiveru ukazuje, že pravděpodobně nepůjde o kusovou výjimkou, ale o charakteristickou vlastnost tohoto (a možná nejen tohoto) zařízení. A protože transceivery FT847 jsou pro svou optimální velikost, parametry, výkon a ovladatelnost mezi OK radioamatéry docela oblíbené, chtěl bych se s vámi podělit o informace, jak tuhle pihu na kráse odstranit. Vaši contestoví sousedé vám jistě budou vděčni. (To, že jsme neobjevili žádnou Ameriku se ostatně můžete přesvědčit třeba tady.)
V čem je vlastně problém? Uvedené spletry, které se při SSB provozu projevují charakteristickým "křapáním" a směrem od vysílaného signálu s kmitočtovou vzdáleností velmi pomalu mizí, jsou v tomto případě způsobeny vadným obvodovým návrhem transceiveru. Když ovšem hovořím o chybném obvodovém designu, je zapotřebí říci, že FT847 není výjimkou mezi ostatními komerčními transceivery. Až si někdy říkám, že je s podivem, že vzájemného rušení je mezi radioamatéry tak málo... ALC (automatic limiting control), je obvodem, který má v transceiveru primárně zabránit přetížení vysílací cesty a zejména výkonového polovodičového zesilovače a zajistit za všech okolností nominální výstupní výkon. Ovšem komerční výrobci si s pomocí tohoto obvodu nezřídka řeší zjednodušení výroby a provozu takových zařízení, protože jednotlivé kusy transceiverů mají z pochopitelného rozptylu parametrů jednotlivých součástek při výrobě, a také z důvodu různé provozní teploty při užívání různý zisk a pokud by transceiver tímto obvodem vybaven nebyl, bylo by nutné zisk vysílací cesty řídit v provozu ručně tak, aby nedošlo k přetížení některého výkonového stupně a dosáhlo se požadovaného výkonu. To všechno je možné, ale musí tomu odpovídat obvodový design zařízení. Ryze radioamatérská (doma postavená) zařízení ALC obvykle nemají a operátor se spokojí s ručním řízením zisku. Pokud ovšem transceiver obvody ALC vybaven je, potom v zařízení dochází k následujícím přechodovým jevům: po přepnutí na vysílání je vysílací řetězec otevřen na maximální zisk, první hláska, pronesená do mikrofonu způsobí plné vybuzení koncového stupně transceiveru, na to zareagují obvody ALC a zisk vysílací cesty se automaticky sníží tak, aby výkonový zesilovač nebyl přebuzen. Pomocí ALC se proto rovněž jednoduše reguluje výstupní výkon transceiveru. Až potud je vše OK. Problém nastává ovšem tehdy, pokud je tato regulační smyčka zapojena tak, že reguluje zisk až v "širokopásmové" cestě vysílacého řetězce, totiž až za krystalovými MF filtry vysílače. V takovém případě je časová odezva této regulace závislá jen na zisku ve smyčce (tedy i na zisku regulované VF cesty a strmosti regulačního prvku) a na časových konstantách v regulační smyčce, které definují odezvu smyčky na regulační skok.. Optimálně je smyčka zapojena tak, že regulační prvek (obvykle, ale nikoli výhradně dvouhradlový FET) je zapojen mezi dvěma krystalovými MF filtry, takže případné regulační překmity smyčky (v čase), které mají odezvu jako postranní pásma amplitudové modulace výstupního signálu neprojdou výstupním krystalovým filtrem a tím je zajištěno, že nemůže dojít ke vzniku spletrů při SSB a kliksů při CW provozu. (Toto řešení m.j. splňuje i stále poněkud neobvyklé řešení VKV transvertoru s MF krystalovými filtry, uvedené zde.) Pokud ovšem zařadíme regulační prvek ALC až za poslední krystalový filtr v MF vysílacím řetězci, tyto regulační odezvy mohou ve výstupním spektru způsobit ošklivé rušení. Pochopitelně podmínkou takového rušení jsou takové regulační odezvy, při kterých vznikají překmity. A protože zisk vysílací cesty se u těchto transceiverů mění kus od kusu, od provozní teploty a právě provozovaného kmitočtového pásma, je pravděpodobnost vzniku regulačních překmitů vysoká. A zvyšuje se ještě navíc tehdy, pokud regulačním prvkem stáhneme výstupní výkon, protože tím se vlastně zisk vysílací cesty (vzhledem k požadovanému výstupnímu výkonu) ještě zvýší a zvýší se tak i pravděpodobnost vzniku zákmitů této regulace. Modení transceivery proto mají ve svém menu obvykle zobrazení amplitudy regulačního napětí ALC a v návodu popsáno, že mikrofonní zisk se smí nastavovat jen natolik, aby toto regulační napětí nepřesáhlo doporučenou mez. Pokud si ovšem k takovému zařízení sedne nepoučený operátor, který si (pochopitelně) neprostuduje manuál transceiveru a se staženým výkonem budí větší PA (zejména tranzistorový) bývá na neštěstí zaděláno...
Jak uvedené problémy špatně fungujícího ALC řešit? Druhou cestou, jak problém regulační odezvy ALC řešit, je smyčka se špičkovým detektorem. Při prvním promluvení do mikrofonu se rychle (tak, aby to odpovídalo maximálnímu modulačnímu kmitočtu SSB modulátoru) nastaví požadovaný zisk vysílače a regulační obvod si následně tuto hodnotu "pamatuje", takže ani v dechových přestávkách (pauzách mezi slovy při CW provozu) nedojde ke změně zisku vysílacího řetězce. Po přepnutí na příjem a znovu na vysílání se proces opakuje. Vysílací řetězec tedy nemůže zakmitávat, protože v okamžiku, kdy je zisk jednou nastaven, je zesílení v regulační smyčce již malé a odezva velice dlouhá. První další možný překmit se může objevit až po dalším přechodu na vysílání, což je rozhodně lepší, než aby došlo k překmitu smyčky při každé slabice... Touto druhou cestou jsme se vydali i při úpravě regulačního obvodu ALC obou našich transceiverů FT847. Obvody, kterých se tato úprava týká, najdete na desce označené AF-CNTL. V zapojení se zruší funkce "protikmitacího" RC členu C1070 a R1090 vyjmutím tohoto kondenzátoru (1µF/50V). Do smyčky se zařadí nový (tantalový) kondenzátor C1070 o hodnotě 1µF/35V, který společně s Q1023, R1082 a R1086 vytvoří kvazišpičkový detektor s časovou konstantou regulačního náběhu cca 0,5 msec a doběhu okolo 1sec. Úprava je jednodušší navíc ještě tím, že v transceiveru není nutné nic nastavovat a všechny ostatní obvody, na smyčce ALC závislé (např. reflektometrická ochrana), fungují jako předtím. Na schematu obvodu je vidět, jak se zapojení změnilo. Na místě nového kondenzátoru doporučuji použít nový tantalový kondenzátor, nikoli demontovaný SMD ellyt.
A jaký je výsledek? Posuďte audiozáznamy pořízené před a po úpravě zde a zde. Oba transceivery (vysílací i přijímací) byly na testovacím pracovišti propojeny takovým útlumem, aby přijímaný signál byl cca 100µV (cca S9+20dB) a vzájemně odladěny o 20 kHz. Přestože je kvalita audiozáznamu mizerná (pořídil jsem ji mobilním telefonem, vloženým do sluchátkové mušle přijímače) a vedle signálu ze sluchátek je v záznamu slyšet také audiopřeslech mezi mluvením do mikrofonu vysílacího transceiveru a mikrofonem mobilního záznamníku, je zřejmé, že v prvém případě je rušení spletry výrazné, zatímco ve druhém případě se vlastně zvedá mírně jen šum pozadí (díky překryvu fázovému šumu oscilátorů vysílacího i přijímacího zařízení), ale v přijímaném šumu nejsou patrné žádné případné spletry, jinak velice rušivé v prvním případě. Při porovnávacím měření pomocí spektrálního analyzátoru to vypadá tak, že úroveň spletrů (uzoučké, téměř jehlové, kvazináhodně se objevující impulsy s maximální úrovní cca -30 až -40dB pod vysílaným signálem v druhém případě poklesnou pod detekovatelnou úroveň použitého přístroje (tedy pod úroveň jeho postranního fázového šumu). Tomu odpovídá zlepšení min o 30 až 40 dB, možná i více. (měření bylo limitováno fázovým šumem použitého jednoduchého spektrálního analyzátoru, který má ve vzdálenosti 10kHz od nosné hodnotu cca -90dBc/Hz.
Jak při úpravě transceiveru FT847 postupovat: Odmontujeme spodní polovinu krytu transceiveru (horní může zůstat na svém místě). Odpájíme C1070 a zapájíme nový C1070. Pájíme opatrně pomocí uzemněné mikropájky! Transceiver opět smontujeme a ověříme jeho funkce. Nemělo by dojít k žádné změně funkce. Transceiver má po prevedení této úpravy mnohem čistší signál a snese mnohem robustnější zacházení s knoflíkem mikrofonního zisku. Další výhodou je, že tato úprava je snadno vratná a transceiver tedy neztrácí nic na své ceně. Pohled na neupravenou desku Detail a schematické zakreslení demontáže původního C1070 a přidání nového C1070 Pohled na upravený obvod
Tak trochu "of topic" - ale, když už máte svůj transceiver otevřený - všimněte si na obrázku vpravo dole rovněž bílé "kostičky" pěnového polyuretanu, který od okolí teplotně izoluje opěrný krystal kmitočtové syntézy. Výrazně to zlepší kmitočtovou stabilitu zařízení, což je podmínkou pro EME provoz WSJT. Doporučuji!
|
