donderdag 24 mei 2012

APRS: amaai,amaai!

Zo vlot het met de eindtrap ging zo moeilijk gaat het met de stuurtrap!
Eerst en vooral zijn niet alle configuraties van impedantieaanpassing geschikt als men een vrij hoge stap moet nemen .Van ca 370 ohm naar een goeie 10 ohm is met een simpele LC configuratie niet te verwezelijken .Een methode zou zijn om dit in twee stappen te doen maar ik heb geen zin en plaats om uitvoering met spoelen te googelen .Een oplossing zou zijn om dmv een parallelkring met twee in seriegeschakelde condensatoren de impedantie aan te passen , waar dan over de grootse condensator in waarde de kleinste impedantie gevonden wordt .Na wat rekenwerk en invulwerk op het net zou dit theoretisch lukken .Deze weg is dan ook bewandeld maar ik heb in een tijdspanne van 1 uur er drie BFR96 torren "doorgedraaid" Telkens bleek het een CE doorslag te zijn . De tor stond in klasse C en zonder RE natuurlijk.Ik vermoed dat de doorslag te wijten is aan het niet correct afstemmen van de LC collectorkring , omdat ge nu éénmaal de kring moet afregelen om de impedantieaanpassing te vinden .De tor ziet dan geen belasting meer ( of toch niet de correcte) en dan wordt het een snelweg voor de collectorstroom waar de sky the limit is . Nochtans was mijn stroomregeling ingesteld maar misschien is deze te lui voor deze snelle transistor .Ik zal iets anders moeten verzinnen.

zaterdag 19 mei 2012

APRS : ingangsfilter

Het gaat stap voor stap .Normaal moet het ingangsfilter berekend worden aan de uitgang van de vorige trap, maar hoe kan ik dit controleren op de goede werking ?Daarom eerst maar eens gekeken hoe goed ik met het Smithdiagramma overweg kan en een filter berekend naar 50 Ohm voor de insturing met de portabel.Met de reeds eerder vernoemd programma " Pasan" en met RFsim99 als bijstand de impedantieaanpassing berekend .Eerst nog het moeilijkste : de data vinden van de ingang van de 2N3866. Ik heb wel een databoek van Motorola met de MRF3866 en alhoewel deze in een andere behuizing zit kwamen de "normale" data wel overeen , het zal dan wel van de chip zelf zijn zekers .Hier stonden ook de S-parameters in voor 100MHz en 200MHz ( en verder) Ik heb me dan geoorloofd om een interpolatie te maken tussen die twee.De ingang gedraagt zich capacitief .
Eerst had ik mij laten verleiden door de miniVna eraan te hangen met het gedacht , ik meet lekker zélf de parameters , maar toen bedacht ik mij dat de transistor dan " dood" ligt maw zonder sturing en spanning en dat daardoor de ingang zich héél anders gedraagt dan in werking.gelukkig heb ik dit snel ingezien .
Dus terug naar de databoek en de gegevens in Pasan.
Klik op de foto om te vergroten !


Linksonder waar ZL staat zijn de S11 parameters uit de databoek .Uiteindelijk via de kringelementen komt ge aan Zin , welke natuurlijk 50 Ohm zou moeten zijn .U ziet de configuratie rechtsboven . De spoel parallel over ZL is de sms-spoel om de basis aan de massa te leggen ; Als je die groot genoeg neemt heeft deze geen invloed . U kunt dit zien omdat Z1 knal op ZL ligt.
De spoel van de impedantieaanpassing kwam uit op ca 30nH en dat is weinig .Uiteindelijk had ik nog een draadje over ipv een spoel. Het draadje is ca 3cm lang . De gebruikte formule gaf mij echter 4wnd op 4mm maar dat was echt teveel .Ik moest met 30nH en 100pF op 91MHz uitkomen om te dippen en ik geraakte niet boven de 60MHz.Het resultaat ziet U op de foto .Aan de kant van de parallelcondensator bij een LC kring vindt U altijd de hoogste impedantie terug . Zo hier ook . De ingang van de basis is een stuk lager dan 50 Ohm( ongeveer 9.55 ohm -j 4.36 ohm)


Op de foto: rechts is de ingangstrap met het draadje ( spoeltje 30nH) en de variabele capaciteit met nog een vaste capa erboven op om aan 45 pF te geraken .

Wat is nu het resultaat :

Ik hoef geen 200mW in te sturen waarvan er 100mW terug komt !
Ik volsta nu met 50 mW in te sturen om net geen 1W te krijgen .
Er komt bijna geen vermogen op de ingang terug , een kleine uitwijking op de BIRD , ik schat iets meer dan 5mW.

Dus berekening OK , uitvoering OK en ikke weer blij .
Nu de aanpassing naar de vorige trap berekenen .

donderdag 17 mei 2012

APRS : eindtraptest

Nu het filter ok bevonden was heb ik deze tezamen met een 2N3866 opgesteld .
De sturing was gewoon recht op de raap af met een 2 maal 100 ohm tussen basis en massa , niets aangepast dus . We staan dus in klasse C.
Via email overleg gehad met PA4TIM (bedankt Fred) of het wel zou lukken .Fred had mij een beetje bang gemaakt dat de 2N3866 het misschien niet zou halen wat het beoogde vermogen betreft,maar ik heb het er toch maar op gewaagd.Op de foto de proefopstelling met de componenten die ik berekend had .

In gestuurd vanuit de portofoon met 200mW waarvan er echter 100mW terug kwam . Dus de basis is niet goed aangepast wat te verwachten was ( ik zou versteld staan mocht het wel OK zijn).Op de uitgang , na de nodige afregeling , perfekt 1 watt en de afregeling kan gebeuren zonder hikken zodat er geen ongewenste aktiviteiten optraden ! De voedingsspanning was 12.5V en de opgenomen stroom ongeveer 180mA op de ampmeter van de voeding . Dat geeft 2.16W opgenomen vermogen of ca 46 % rendement.Dat zou willen zeggen dat er meer dan 1Watt opgestookt wordt . Dat moet ik nog even nakijken of die tor dat wel aankan .Hij is alleszins voorzien van een koelsterretje. Ik heb eventjes de lokale repeater opengeduwd met het eindtrapje en mezelf gemonitord op een tweede portofoon en alles klonk rustig .

Op de onderstaande foto het bewijs van de 1watt.
Volgende stap is de basiskring berekenen en aanpassen , maar ik ga eerst de transistor eens vervangen door een 2N3553. deze kan meer vermogen in theorie maar heeft wel een kleinere Ft zodat er minder zou moeten uitkomen .
De aanpassing zou wel moeten lukken omdat deze vooral afhankelijk van het gevraagde vermogen en die is volgens formule ergens in de buurt van 37 ohm voor 1.5W en 55 ohm bij 1W.


Wel Fred had gelijk wat de Ft betreft . De 2N3553 die een veel kleinere Ft heeft dan de 2N3866 kwam nog niet aan de helft van het vermogen , namelijk ongeveer 450mW. Ook de ingang gaf veel meer reflectie . Misschien als deze goed aangepast is dat het toch nog goed komt.

Voor de lol er nog eens een 2N2219A ingestoken .Ik hoor U al denken , hoe komt ge daar bij ?
Wel in één van mijn boeken wordt die als driver gebruikt voor een 2m zender en ik was toch wel wat benieuwd.Awel , hij doet het even goed of de 2N3553 ! En deze is gemakkelijker te verkrijgen !
Ik ga hem eens wat voorsturing geven en kijken wat er mee te brouwen valt.

Wel , het scheelt niets , zelfs niet bij een basisopening van reeds 550mV is er geen merkbaar verschil , eerder een kleine vermindering in uitgangsvermogen .
Genoeg gespeeld , ik ga nu verder bouwen aan het ingangsfilter voor de 2N3866.

zaterdag 12 mei 2012

APRS : achterstevoren

Nu ik het gevoel heb dat ik de aanpassing min of meer onder de knie heb , denk ik eraan om de laatste twee trappen vanachter naar voren te bouwen . Dus eerst de aanpassing tussen eindtransistor en antenne . daarna tussen ingang eindtrap en uitgang stuurtrap .Ik hoop 1.5W te halen en moet van daaruit de kringelementen berekenen.
Ik heb de berekeningen in een werkblad gestoken zodat er snel iets kan gewijzigd worden . De uitkomst weer getoetst in PASAN en uiteindelijk de spoeltjes gewikkeld op iets stevigere draad dan de eerste maal .De configuratie is zoals op de tekening bijgevoegd.


Vervolgens de ganse configuratie opgesteld en bekeken met de miniVNA. In de praktijk had de capaciteit C1 duidelijk een afregelbereik , maw hij zat daar niet voor niets .De andere capaciteit C2 moest 14.1p hebben , ik heb er een vaste van 15pF ingestoken.Daarna de opstelling "achterstevoren" aangesloten op mijn 2m portabel en de antenne kwam nu op de plaats waar de eindtransistor zich moet bevinden . Deze is berekend op een impedantie van 37 ohm ( voor 1.5 W). Daarom is de afsluitweerstand zó gekozen dat hij tezamen met de 50 ohm die de afsluitweerstand of de antenne vertegenwoordigt ook die 37 ohm bekomt . De waarde daarvoor is 150 ohm.
De resultaten op de Bird (tussen Trx en aanpassing) liegen er niet om . Het teruggekaatst vermogen is minimaal , minder dan 10mW bij uitsturing met 400mW .
Dat is ongeveer dan 2% en dus minder dan 1.5 SWR .





Op de foto's de opstelling , met rechts in het kleinere doosje een topdetector met inwendige afsluitweerstand . Hier kan uit de DC topwaarde ook nogmaals het vermogen berekend worden . De krul in de draad dient niet echt als spoel , mijn draadje was te lang !

Volgende stap is de eindtransistor voorzien van dit netwerk en dan de basis aansturen en kijken wat er gebeurd .

APRS : impedantie-aanpassing

Eénmaal je in de buurt van een eindtrap(je)komt kun je niets anders dan je concentreren op de impedantieaanpassing tussen de onderlinge trappen en/of de antenne.
Meestal wordt er hier of daar een schema nageaapt maar ik wil wel eens er iets meer over weten .
Mijn oude schoolboeken terug opgesnort en het hoofdstuk nog eens hernomen .
Ik heb altijd al twijfel gehad over de rol van de Q die ze altijd aannamen . Zo in de trand van " ergens tussen de 5 en 10 zit ge wel goed). De vraag is : waar zit ik dan wel goed en waarom ?
Op het web ook een stukje gelezen aan de hand van ON5JI en na een electronische briefwisseling , is het één en ander over de Q al duidelijker , bedankt Georges !
Lees Georges zijn stukje op :
ON5JI

Deze berekeningen heb ik dan ingevoerd in het zeer toegankelijk programmaatje van PA0MVW , pasan genoemd .Zie Pasan. Hieruit bleek dan de waarde van de C héél kritisch is .Dit had ik nooit uit de berekening kunnen halen maar dit is mooi grafisch vast te stellen in "pasan" Zekers als je de SWR curve erbij zet .Het bleek namelijk dat er bij een waardeverandering na de komma , je reeds de SWR flink kon doen toenemen !
Om het één en ander eens te testen , heb ik de configuratie die Georges beschreven had eens omgerekend naar 145MHz.De spoeltjes gewikkeld en uitgetest.
De spoeltjes test ik nu uit dankzij mijn miniVNA. Ik maak een seriekring met een bekende condensator en zoals je wel weet is dat een zuigkring . Door deze nu tussen de leiding en massa te plaatsen , sluit je als het ware de kring kort en zal de TL waarde flink in elkaar zakken en de fase een sprong maken .Door deze methode trim ik mijn spoeltjes . Zie ook de foto.Links een loshangend spoeltje dat al OK is en rechts de tweede spoel aan de tand gevoeld.



Het resultaat in miniVNA








Daarna heb ik de transmissiemode verlaten en de kring opgesteld . De uitgang is afgesloten met 300 ohm en nu wordt er op reflectie gemeten .Nu wordt er met RL gemeten . U ziet het resultaat hieronder .Het wérkt ! De formules kloppen en ikke blij.
Zoals uit " pasan" naar voren kwam is de instelling van de capaciteit inderdaad erg kritisch .U kunt er gemakkelijk enkele MHz-en ernaast zitten .

Ik voeg nog de data van de miniVNA erbij zodat je kunt zien wat het resultaat is .



Weer een stapje verder

woensdag 2 mei 2012

Geleidbaarheid

Ik heb het lang kwijt geweest maar hier is de link naar een overzicht van de geleidbaarheid van de grond in de EU-landen .

Geleidbaarheid