SP5QWJ

 Niezawodny MARIUSZ-SN5CBA przygotował mój znak krótkofalarski na "resorach".....

Pomiar mocy nadajnika z pasma 23 cm.

W Ham Radio Shack w pewnym momencie każdy zada sobie pytanie, jak mierzyć moc RF dla zakresów powyżej 1 GHz. Fabryczne mierniki mocy, ze względu na wysoką cenę, nie są dostępne dla krótkofalowców. Zeszłowieczne, używane mierniki, to poziom cen zaczynający się od 3 tysięcy złotych; godne uwagi kosztują od 6 tysięcy złotych w górę.

Mikro-watomierz podpięty pod tłumik 40 dB 50 W.

Ja zdecydowałem się zastosować mikro-watomierz oparty o układ firmy Analog Devices: AD8319 uzupełniony o komplet tłumików przelotowych 50 Ω, dzięki którym pomiar można przesunąć do kilku, (kilkudziesięciu) watów mocy. O dokładności pomiaru decydować będzie dokładność wykonania tłumików. Odczyt dla tłumika 40 dBm to 10 W, ale jeśli faktycznie tłumik będzie miał zaniżoną wartość do 39 dBm to mamy tylko 7,94 W. Jeśli wartość realną będzie 41 dBm to zmierzony wynik  wyniesie 12,59 W. Wartości tłumienia tłumika wynosiła raz na minus 2,5 %, drugi raz na plus 2,5 % co przełożyło się na błąd pomiaru raz -20,6 % drugi raz +25,9 %. Jak widać bardzo istotna jest znajomość rzeczywistej, dokładnej wartości poziomu tłumienia zastosowanego tłumika w funkcji częstotliwości.

Zakres pomiaru 5,8 GHz do 8,0 GHz.

Zakres pomiaru do 900 MHz.

Wprowadzenie wartości tłumienia dla tłumika 40 dB.

Wprowadzenie wartości wzmocnienia.

Na znanym portalu aukcyjnym, w cenie poniżej 60 zł,  zakupiłem miernik mocy RF z 24-bitowy przetwornikiem AD8319 o zakresie pomiarowym -50 dBm do -5 dBm. Przekroczenie zakresu o 5 dBm skutecznie niszczy miernik ! Pomiary możliwe są od 100 MHz do 8 GHz w 6 podzakresach: 0,9; 1,9; 2,2; 3,6; 5,8; 8,0 GHz. Miernik zasilany jest napięciem 4,5 V  ÷  5,5 V z gniazda USB-C. Impedancja wejścia wynosi 50 Ω. Wynik prezentowany jest na dwuwierszowym, 16-znakowym wyświetlaczu LCD.

Dla posiadanych tłumików w.cz. należy zdjąć ich charakterystykę: tłumienie w funkcji częstotliwości. Pomiary można wykonać z użyciem VNA lub wzorcowego źródła sygnału. Kupując tłumiki wzorcowane jesteśmy w komfortowej sytuacji; mamy dołączoną metryczkę z pomiarów. Wiemy dokładnie jaką wartość tłumienia uwzględnić przy pomiarze dla konkretnej częstotliwości. Tłumiki należy dobierać z dwukrotnym zapasem mocy. Przykładowo dla mierzonej mocy 10W tłumik powinien mieć obciążalność przynajmniej 20W. Pamiętać należy, że najczęściej tłumiki są zbudowane jako jedno-kierunkowe. Wyraźnie mają oznaczone wejście dużej mocy. W przypadku kiedy sami budujemy tłumiki dużej mocy w oparciu o RFA przykręcane do radiatora, ich wejście dużej mocy jest od "góry" napisu na module.

Wejście tłumika.
Poziom tłumienia: 40 dB. 
Moc maksymalna: 50 W.
Pasmo przenoszenia: DC÷3GHz.
Zmierzona rezystancja: 50,26 Ω dla 100 kHz.
 Zmierzona rezystancja: 50,00 Ω dla DC.

Wejście tłumika dużej mocy IN.
RFA Radio Frequency Atenuator.

Duży radiator fabrycznego tłumika 40 dB. Średnica 38 mm długość radiatora to 145 mm. 

Tłumik wykonany przeze mnie na radiatorze aluminiowym 30 x 38 x 180 mm.
Pierwsze gniazdo to rezystor 50 Ohm 200 W, drugie gniazdo to 3 dB 100 W
i dalej 6 dB 100 W, 10 dB 100 W, 20 dB 100 W, 30 dB 100 W.

CT9/SP5QWJ, CR3L, CT9L, CQ3L

Zdobyłem pewne doświadczenie podczas poprzedniego pobytu na Maderze w 2022 roku; myślę sobie tym razem tak przygotuję swój sprzęt, ze nawiąże wiele łączności ze stacjami krótkofalowców z całego świata.

Zabrałem ze sobą: 

• TRX YAESU FT-818, 
• ATU-100, 
• MiNi-PA50, 
• antenę EndFed balun 64:1,  100 W
• zasilacz MeanWell EDR-120-12 ustawiony na 13,8 V. 

Poprzednio materiał na antenę kupiłem na Maderze, zabrałem jedynie balun 9:1 przygotowany pod Long Wire - to w tym miejscu upatrywałem swoje niepowodzenie w braku nawiązanych łączności.

Tym razem przygotowałem wyjazdowa antenę w całości w domu. Na krajowe wyjazdy zabierałem antenę EndFed, która stroiła od pasma 80 m. Ze względu na wagę zdecydowałem się zrezygnować z cewki wydłużającej. Miedziana linkę antenową o przekroju 2,5 mm² zamieniłem na linkę miedzioniklową o przekroju 1 mm². Antenę zestroiłem wstępnie w domu w Milanówku. 

Po rozwieszeniu anteny w Funchal uzyskałem dla: 

28,360 MHz   SWR 1:1,28

24,950 MHz   SWR 1:1,96

21,285 MHz   SWR 1:1,09 

14,285 MHz   SWR

  7,165 MHz   SWR 1:2,25

Antena zawisła miedzy poręcza balkonu a latarnią uliczną stojącą na ulicy Dr. Pito.

QTH lokator IM12MP85bf. Jest to południowa część wyspy odizolowana wysokimi wulkanicznymi górami od północy.

Wysokość nad poziomem morza 168 m (poprzednie pomiary wskazały 177 m n.p.m.).

Po załączeniu TRX´a usłyszałem stacje z Norwegii, Szwecji, Polski, Niemiec, Włoch, Hiszpanii, Portugalii kontynentalnej oraz najmocniej z Azorów. Oczami wyobraźni widziałem, jak zapełnia się mój log.....

Wywołanie zaczynam od stacji z Azorów. Zero odpowiedzi. Okazało się, że podczas montażu zestawu obluzowało się gniazdo antenowe we wzmacniaczu i upaliłem tranzystor mocy w. cz. Gniazdo UC1 nie było mocowane do obudowy czterema śrubami, zamontowane było nakretką, która obluzowała się.

Dobrze, ze moją skrzynkę antenowa przeprogramowałem i stroi teraz od 1 W mocy sterującej !

Kolejny raz pozostały mi tylko nasłuchy. Na jednym z postów czytałem o konieczności wymiany gniazd UC1 na tylnej ściance wzmacniacza w.cz. ponieważ przysparzają one kłopotów; teraz już wiem jakich kłopotów !!!

Ładuję akumulatory i postaram się podjąć próbę łączności wysoko w górach na przełęczy Enkumeniada.

Podczas zwiedzania wyspy odnalazłem pole antenowe i RadioShack stacji kontestowej CR3L.

Wyspa Madera, miejscowość Santana, stacja CR3L. 
Foto: SP5QWJ.

Stacje kontestowa CR3L zorganizował Walter DJ6QT, który z Madery nadaje od 60 lat.

Stacja w zawodach występuje również pod znakami: CT9L  oraz CQ3L.

Kolejne anteny stacji CR3L zlokalizowane na południe od RadioShack.
Foto: SP5QWJ

Autor bloga SP5QWJ przed RadioShack  CR3L.
Foto: Elżbieta-SP5EBB.

Stację odnalazłem dzięki internetowym wpisom Henryka Kotowskiego SM0JHF.

Na Maderze funkcjonuje również stacja kontestowa CR3A zlokalizowana w Porto Moniz.

BURZENIN 2024 Zjazd Techniczny

Podczas Zjazdu w Burzeninie zakupiłem 16 ogniw LiFePO4 o następujących parametrach:

Lithium Iron Phosphate Battery

napięcie nominalne …………………………….…...……. 3,2 V
napięcie odcięcia ładowania …………………………….. 3,65 V
napięcie odcięcia rozładowania …………………………. 2,0 V
wymiary ………………………………......……. 15x65x150 mm
masa …………………………………………..………... 275 g
pojemność ogniwa ……………………..…….…………. 10 Ah
rezystancja wewnętrzna …………………….…………. ≤ 3,5 mΩ
standardowy prąd ładowania …………………………….. 2 A
maksymalny prąd ładowania …………………………….10 A
ogniwa ładować aż prąd osiągnie wartość ………..…. 200 mA
standardowy prąd rozładowania …………………………. 2 A
maksymalny prąd rozładowywania …………………….. 30 A
maksymalny prąd rozładowywania w czasie do 1 minuty 50 A

Pojedyńcze ogniwo 10Ah.

Postanowiłem zbudować pakiet 12 V na potrzeby naszego hobby. W tym celu użyłem:

Pakiet ogniw spięty mostkami.
Napięcie nominalne: 12,8 V.
Napięcie maksymalne: 14,6 V.
Napięcie odcięcia po rozładowaniu: 8 V.
Pojemność pakietu: 20 Ah.
Skrajne blachy odizolowane poliwęglanowym izolatorem.

Masa pakietu ogniw wynosi 2.624 gramy.
W tym skrajne blachy mają masę 290 gramów.

BMS – 4 S

prąd roboczy 100 A
prąd chwilowy 250 A
wymiary 56 x 86 x 9 mm
napięcie ładowania 14,8 V do 15,2 V
zabezpieczenie przed przeładowaniem 3,75 V z dokładnością +0,025 V
zabezpieczenie przed nadmiernym rozładowaniem 2,10 V z dokładnością +0,05 V

BMS z rozdzielonym torem ładowania.

 

BALANSER – 4 S

dokładność wyrównania napięcia między ogniwami 0,01 V
prąd równoważenia dla różnicy napięcia 1 V wynosi ok. 3 A
prąd równoważenia dla różnicy napięcia 0,5 V wynosi ok. 1,2 A
maksymalny prąd równoważenia napięć 6 A
pobór mocy spoczynkowy 1,5 mA do 2,5 mA

 

Balanser aktywny pojemnościowy.

Balanser aktywny zamocowany w obudowie.

Pierwsze kabelki...

Kolejne kabelki...

BMS na poliwęglanowym izolatorze.
Masa zestawu 3.824 g.
Obudowa, gniazda i kabelki ważą 1.200 g.

Gdybym bazował na żelowym akumulatorze AGM, to jego masa wyjściowa wynosi 5.600 g.

Akumulatory skuterów elektrycznych (12 V, 20Ah) mają masę nawet 6.770 g.

Akumulatory motocyklowe potrafią przekroczyć masę 7.000 g.

Uzyskałem całkowitą masę akumulatora LiFePO4 wraz z systemem nadzoru ładowania i rozładowania, w estetycznej i trwałej obudowie 3.824 g.

OBUDOWA 

to hermetyczna walizka narzędziowa YATO YT-08900
o wymiarach: 

- zewnętrznych : 232 x 192 x 111 mm

- wewnętrznych: 208 x 144 x   92 mm

YT-08900

Widok bocznej ściany obudowy.
Dwa gniazda XT60E-F ze źródłem prądu.
Jedno gniazdo XT60E-M  do ładowania pakietu ogniw.

 

ZASILACZ 15 V 4 A

Po przeprowadzeniu pierwszych prób ładowania ogniw z użyciem zasilacza laboratoryjnego zdecydowałem się  na docelowe zastosowanie zasilacza od laptopa marki Toshiba.

Tabliczka znamionowa zasilacza.
Zmierzone parametry:  15,2 V  4,2 A.
Masa 394 gramy.

ELEMENTY METALOWE

Skrajne blachy utrzymujące pakiet ogniw.
Wykonałem ze stali kwasoodpornej grubości 2 mm.
Skręciłem czterema nierdzewnymi szpilkami M4.

Ołytka gniazd ze stali kwaśnej gr. 1,5 mm.

Mostek ogniw podwójny.
Wykonałem ze stali kwasoodpornej.
W orginale mostki wykonane były
z niklowanej miedzi.

Wzorzec częstotliwości OCXO.

OCXO high-stability oscillators.

Mam generator FLUKE & PHILIPS PM-5390 o zakresie pracy od 0,1 Mhz do 1 GHz. mimo to postanowiłem uzupełnić narzędzia w swoim RadioShack'u o wzorcowe generatory częstotliwości typu OCXO czyli Oven Controlled Crystal Oscillators. OCXO miały najlepsze parametry stabilności ze wszystkich rozwiązań dostępnych na rynku. Tradycyjnie były stosowane w wysokiej klasie generatorach i miernikach częstotliwości oraz precyzyjnych zegarach. Rezonator, dobrze wyizolowany od otoczenia, utrzymywany jest w stałej, podwyższonej, temperaturze, dzięki czemu jego stabilność jest zachowana. Konstrukcja OCXO umożliwia kompensację częstotliwości, która ulegała zmianom z tytułu starzenia się kwarcu lub wstrząsów transportowych. Średnia zmiana roczna częstotliwości może sięgnąć +1 ppm (jedna część na milion) 5.000.000 / 1.000.000 x 1 = 5 Hz. Po 10 latach trzeba się liczyć ze zmianą +2 ppm. OCXO do termostatowania pobiera dość znaczny prąd sięgający 1 A; eliminuje to stosowanie OCXO w urządzeniach bateryjnych. Stabilny sygnał uzyskiwany jest z OCXO po dość długim czasie wygrzewania. Wyniki moich pomiarów demonstruję po 12-godzinnym wygrzewaniu. W pierwszych 5 minutach wygrzewania zmiany w odczycie na częstotliwościomiarce sięgały +2 Hz.

Przez chwilę myślałem o cezowym lub rubidowym RbXO wzorcu częstotliwości, jednak ich ceny skutecznie mnie odstraszyły. Na rynku pokazują się od czasu do czasu rubidowe źródła częstotliwości pochodzące ze starych stacji bazowych sieci komórkowych. Źródłem częstotliwości jest zegar atomowy wykorzystujący rezonans izotopu rubidu o częstotliwości 6.834.682.610,904 Hz. 

Mój generator FLUKE & PHILIPS wyprodukowany w Holandii + 88 stron instrukcji.

Prosty generator zakupiony przeze mnie w ZSRR.
Zakres 3,15 Hz do 250 kHz. 
Wzmocnienie sygnału  od 0 do 40 dB.
Sygnał sinus i prostokąt.   
Zasilanie sieciowe 230 V.
Rok produkcji kwiecień 1992 rok.  

Na giełdzie komputerowej w Burzeninie natrafiłem na  kwarcowy generator OCXO-10 wyprodukowany przez Instytut Tele- i Radiotechniczny w Warszawie. Z tabliczki znamionowej można odczytać datę produkcji - listopad 1985 roku. Zakupiłem nowiutki, nigdy nie używany generator, mający jedynie 39 lat. Stabilność termostatowanych generatorów OCXO wynosi 2 x 10^-8. 5.000.000 / 100.000.000 x2 = 0,1 Hz Dla porównania popularne ostatnio generatory oparte o sygnał GPS określane skrótem GPSDO posiadają stabilność 4 x 10^-8.

Generator o częstotliwości f = 5.000.000 Hz powinien być zasilany napięciem 12 V i generować sygnał sinus 3 V. Są to jedyne informacje jakie zdobyłem w necie. Generator podłączyć można za pośrednictwem złącza składającego się z sześciu szpilek umieszczonych w jednym rzędzie. Pierwsza szpilka oznaczona jest kropką. Cenną zaletą tego generatora jest możliwość korekcji częstotliwości przez zewnętrzny dzielnik napięcia (np.: z GPS). 

Wykonałem szczątkową obudowę ze stali kwasoodpornej z wyprowadzeniami: sygnału w.cz. na gniazdo SMA a zasilania na gniazdo HT60E1-M. 

Wyprowadzenia generatora pomógł mi rozpoznać Grzegorz-SP5WCG. 

Mój wzorzec częstotliwości 5.000.000 Hz.
Szczątkową obudowę wykonałem z blachy kwasoodpornej grubości 1,5 mm.
Niebieska kostka to wieloobrotowy potencjometr montażowy do kalibracji generatora.
Suwak potencjometru podlutowany jest pod pin 2. Nóżki potencjometru pod pin 5 i do masy.
Wyjście HF to pin 3. Zasilenie 12 V pin 6.
Podłączenie tak jak na niżej zamieszczonym schemacie z pominięciem pierwszego pinu.

Pomiar miernikiem MESCONT MFC-112s.
Odczyt do 1 Hz.

Pomiar miernikiem RACAL 9919.
Odczyt do 1 Hz.

Pomiar miernikiem RACAL.
Odczyt do jednej dziesiątej Hz.
Na tym mierniku wykonano kalibrację generatora.

Pomiar miernikiem opartym o PIC 16F648A
na wejściu z dwubramkowymi FET'ami BF 988.
Odczyt 7 cyfr.

                               

Sinusoida jest nieco poszarpana !

Sposób podłączenia starszych wersji generatorów.

Stosunkowo łatwo dostępnym, na rynku wtórnym, jest wysokostabilny generator OMIG GWM-5-1.

Zaletą tego generatora jest dostępna na stronach www pełna dokumentacja techniczna.

Układ wyprowadzeń GWM-5-1.

Wysokostabilny generator GWM-5-1 wyposażony jest w rezonator kwarcowy RWS-53
w szklanej obudowie, pracujący przy piątej harmonicznej. 

Produkowany był w XX wieku przez firmę OMIG oraz przez firmę ELPOD.

Częstotliwość znamionowa 5.000.000 Hz Stałość dobowa 5 x 10^-9
Moc pobierana w czasie nagrzewania 12 W (czyli 1 A). Moc pobierana po nagrzaniu 5 W.
Czas nagrzewania wynosi około 30 minut. Temperatura pracy 65÷67^oC
Generator ma własny układ korekcji częstotliwości w zakresie: +2 x 10^-7.

Generator należy zasilić napięciem 12 V +5% przykładanym do nóżki 4 masa i nóżki 6 plus.
Nie należy zasilać generatora poprzez wyprowadzenia 1 i 3 ponieważ pomija się wyłącznik bimetaliczny zabezpieczający przed przegrzaniem. Numery nóżek oznaczone są grawerką.

Wymiary generatora 63 x 63 x 83 mm. 

Masa 0,4 kg.

Kilka zdjęć generatora GWM-5-1: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:GWM-5-1_PCB.jpg

Kolejny generator kwarcowy, tym razem f = 10.000.000 Hz, zakupiłem na znanym chińskim portalu. Generator wraz z kosztami przesyłki do Polski okazał się tańszy niż ten Polski zakupiony w Burzeninie. Generator ma dwa wyjścia SMA. Jedno TTL drugie SINUS. Sprzedawca gwarantuje dokładność kalibracji 0,01 Hz. Generator należy zasilać napięciem w zakresie od 7 V do 13 V o wydajności prądowej 1 A. Na płytce wlutowany jest generator  CTI OSC5A2B02 zasilany napięciem 5 V.

Wyprowadzenie nóżek generatora CTI OSC5A2B02 OCXO

Strona producenta

Obudowę generatora 10 MHz wykonałem
z kwasoodpornej blachy grubości 1,5 mm
Pierwsze od lewej gniazdo SMA - sygnał TTL.
Drugie gniazdo SMA - SINUS 2 V.

Po umieszczeniu  generatora w obudowie rozpocząłem sprawdzanie swoich mierników częstotliwości.

Na pierwszy ogień poszedł miernik MESCONT:

Odczyt wzorcowej częstotliwości
na mierniku MESCONT MFC-112s.
Miernik daje nam odczyt tylko na 8 cyfrach.

Odnalazłem wyprowadzenia z obudowy generatora TCXO-3.
Myślę, że takie same posiadał generator TCXO-2.
Napięcie zasilania 12 V DC + 5%
Sygnał wyjściowy 0,4 mV.

Na drugi ogień poszedł miernik RACAL-9919.

Odczyt do jednego Hz.
Wynik identyczny z pomiarem na pierwszym mierniku.

Odczyt do jednej dziesiątej Hz czyli dziewiątej cyfry.

W trzecim etapie zmierzyłem częstotliwość generatora z użyciem miernika MJM MC-66:

Miernik MC-60 ustawiony na zakres MHz.
Odczyt pierwszych sześciu cyfr.

Odczyt siódmej cyfry na mierniku MC-60.
Niestety miernik nie pozwala na odczyt kolejnych cyfr !

Przebieg prostokątny daleki jest od doskonałości.
Częstotliwość właściwa.

Sinusoida wygląda dobrze.

Klasyfikacja generatorów zaczerpnięta z opracowania Antoniego Masiukiewicza.

Jeszcze troszkę historii PRL-u: rezonator TCXO-2 firmy OMIG. Papierowa, krzywo przyklejona etykieta, ręcznie wpisana częstotliwość, ręcznie wpisana data produkcji marzec 1981 roku (!!!)

Vintage !
Foto: autor bloga Sławek-SP5QWJ

Generator TCXO-2 zakupiłem w 2010 roku. 
Niedokładność kompensacji temperaturowej  + 5%

Literatura o rezonatorach kwarcowych:

"Rezonatory i generatory kwarcowe" autorów: Barbara Gniewińska i Czesław Klimek  wydanej przez WKŁ w roku 1980

"Generatory kwarcowe" autorów:  Czesław Klimek  i Henryk Madaj wydana w 1966 roku.

P.s.

A propos naszej radiowej historii - urzeczony jestem stroną: RADIO RETRO gdzie często zaglądam.