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 (ještě jako OK3KGW), vybudování vysílacího střediska na kótě Vršatec/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 nejen 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 problémů 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 i vysílače a v neposlední řadě 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 přestože MF transceiver si dnes VKV radioamatéři už téměř výhradně kupují (ani to auto, kterým jezdíte po silnici, si přece nevyrábíte sami doma v garáži), zbývá spousta kvalifikované konstruktérské práce na transvertoru, MF filtrech, PA a všem ostatním. A protože mezifrekvenční filtry OM3W, založené na tomto obvodovém návrhu jsem již OK radioamatérům 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 parametrů šumového pozadí vysílací cesty a slušného šumového čísla přijímače nejlepší dostupná kombinace. Obrázky spektra šumu výstupního signálu transceiveru K3 porovnejte s měřením jiných KV transceiverů (rozdíl 10dB představuje desetkrát horší QRM na pásmu...):

Obrázky: výstupní spektrum transceiveru K3 - kmitočtové spektrum a spektrum postranního šumu
(pro zvětšení na obrázky klikni )

Následující úlohou je tento MF signál ofiltrovat v mezifrekvenčním krystalovém filtru. V TX cestě za transceiverem (trv výstup má cca 0dBm) tedy následuje sada MF (14MHz) krystalových filtrů - zvlášť pro CW a zvlášť pro SSB provoz - viz tady a tady, které čistí vygenerované spektrum od postranního šumu, dolní propust 15MHz a zesilovač s MMIC GALI-6, který dá na svém výstupu + 10dBm pro buzení směšovače.

Obrázky: konstrukce mezifrekvenčních filtrů OM3W

Ovšem než je možno začít směšovat, je nutno mít k dispozici dostatečně čistý lokální oscilátor (OCXO 130MHz). To je samo o sobě předmět pro výzkumný projekt a protože času je málo, konstruktéři použili osvědčené zapojení DC8RI i s modifikacemi DL6NAA. Takto vypadal první vzorek. Na webu OK2KKW jsme se tomuto tématu již věnovali, detaily si je možno přečíst tady. Zajímavé je měření postranního šumu OCXO s běžným krystalem a vybraným krystalem s nejvyšším Q.

Obrázky: postranní šum oscilátoru podle DC8RI s různými krystaly (vlevo běžný komerční krystal, vpravo vybraný kus)
(zajímavé - úroveň šumu se liší jen málo, tedy stačí běžný krystal. Největší rozdíl je v referenční úrovni měření.)

Dalším dílem vysílací cesty je směšovač. Již jsme tento stavební modul zařízení OM3W na webu OK2KKW představili - viz zde a detaily zde. Stojí za povšimnutí, že použit je 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 diodových 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 vysílače. Miro OM1BM k tomu napsal:

"práve tu je rozdiel medzi naším transvertorom a transvertorami inných výrobcov....bežne sa na TX mixer používajú trochu menej odolné zmiešavače (napr. ADE-1H) a teda ho konstruktéri aj budí menšou úrovňou, a vtedy sa taký transvertor s postranným 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 šumového spektra 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: intermodulační spektrum na výstupu směšovače HMJ5 při buzení dvěma MF signály s úrovní (2x) +10dBm

Nepříjemným omezením je fakt, že na trhu jsou tyto směšovače už 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 tu 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 směšovač a krystalové filtry dovolují. OM1BM píše:

"..za mixerom je 3-obvodový TOKO filter a následuje zosilňovač s PHA-1. Skúšali sme aj diplexer hneď za mixerom, ale nebolo to o nič lepšie, tak sa vypustil... za MMIC je ďalší 3-obvodový filter...nie TOKO, ale home made.....potrebovali sme menší útlm (TOKO má 2,7 a ten home made helical len okolo 1 dB ). Z neho je vyvedený výstup vlastného transvertoru o úrovni +16 dBm..."

To o vypuštění diplexeru (aby i na zrcadlovém kmitočtu byl směšovač přizpůsoben) je pro mne (OK1VPZ) trochu překvapivá informace, ale zřejmě jsou intermodulační parametry HMJ5 tak dobré, že si to nechá líbit. Ostatně obrázek intermodulačního spektra na TX výstupu transvertoru (na úrovni +16dBm) to přesvědčivě prokazuje.

Obrázek: kmitočtové spektrum dvoutónové zkoušky (2x10dBm, t.j. +16dBm PEP) na výstupu transvertoru

Obrázky: postranní šum na výstupu transvertoru při úrovni +16dBm. Vlevo s vypnutým MF krystalovým filtrem,
vpravo s krystalovým filtrem pro telegrafní provoz. Poznámka - při buzení transceiverem K3.

Obrázky: postranní šum na výstupu transvertoru při úrovni +16dBm. Vlevo s vypnutým MF krystalovým filtrem,
vpravo s krystalovým filtrem pro SSB provoz. Poznámka - při buzení transceiverem K3.

A jak vypadají další obvody vysílacího řetězce OM3W? OM1BM odpovídá:

"Ďalej sa tých +16 dBm delí 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 tranzistorovych koncov.........Ten budiaci signál pre koncové PA vyzerá následovne"

Obrázek: intermodulační spektrum na výstupu jednoho z výkonových modulů RA60H1317 při maximálním projektovaném výkonu (8W PEP)

Poznámka OK1VPZ: oproti výstupu transvertoru je už vidět výrazné zhoršení potlačení intermodulačních produktů - tyto 12,5 voltové obvody opravdu nejsou příliš lineární - ale IMD3 produkty na úrovni -37dB (-43dB proti PEP) a -60dB u IMD5 jsou stále pro SSB provoz vynikající. Je to ale rovněž ponaučení pro ostatní -> používáte také tyto 60W obvody při buzení PA opravdu jen do 8W výkonu?.... a potom už OM1BM uzavírá:

"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 ....."

Obrázky: vlevo transvertor OM3W ve stavu zrodu, vpravo již ve finálním stavu při měření postranního šumu celé vysílací cesty

Obrázky: celková sestava zařízení OM3W ve VKV závodech -vlevo transvertor a transceiver K3, vpravo budič s 5 hybridy RA60H1317 a kW SSPA.

"...a este dačo, treba napísať, že sme neskúšali vynájsť koleso....ale iba vyberali z toho, čo už bolo publikované, meraním overovali vlastnosti a optimalizovali ku K3."


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

Závěrem: OM3W zřejmě má v současné době z hlediska vysílaného spektra na dvoumetru zdaleka nejčistější signál na území celého bývalého Československa. Nezbývá, než jejich konstruktérům pogratulovat k tomuto úspěchu a všem ostatním OK i OM radioamatérům popřát, aby na protějším kopci měli při závodě stanici s podobným zařízením. A já osobně jsem navíc rád, že ten starý nápad o možnosti filtrace šumového spektra mezi mezifrekvenčním transceiverem a transvertorem zde konečně došel svého plného uplatnění.

Tady je blokové schéma celého transvertoru:

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