Receiving antenna control box

Tak takhle vypadá nový přírůstek na QTH.

Jako srdce celého boxu byl vzat modul "beverage box" od Bavarian contest clubu. Odkaz na stránku s pdf souborem je zde.

http://www.bavarian-contest-club.de/projects

Tento projekt byl navržen pro pásma 160m, 80m a 40m s tím, že díky 3 filtrům umožní nezávisle poslech na jeden a ten samý beverage 3 pracovištím s možností volby jedné ze 6ti poslechových antén a oddělení díky filtrům na vstupu. Ovládání přepnutí po koaxiálním kabelu.

Tento projekt jsem měl již ve fázi rozpracování, včetně filtrů které jsem oživil a nastavil, třech desek plošných spojů přepínání, které osadil a oživil Václav OK3VM. Bohužel časem z tohoto projektu sešlo, protože ubývala pracoviště, až nakonec zůstalo jedno jediné. Zůstal ale požadavek přepínat poslechové antény. Navíc se přidal požadavek na zapnutí předzesilovače na dálku po koaxiálním kabelu, který jsem zprvu řešil externí napájecí výhybkou, pak několika výhybkami. Výsledkem bylo klubko napájecích vodičů připojených ke zdroji natvrdo.

K modulu jsem měl již i připrapravenu hliníkovou krabičku s přepínačem. Nakonec i ta byla rozebrána a použit přepínač s odporovým děličem a konektory.

Uvažoval jsem o přepínači a co s konstrukcí, která již z větší části byla hotova. K myšlence poslechu ze dvou antén současně mne přivedl Milan OK1VWK, který takto poslouchá sice na vyšších bandech, ale ze dvou různých antén s odlišnou polarizací. Konzultoval jsem s ním tak i tento box, propojení jednotlivých modulů a jejich návaznost na sebe. Díky Milane za inspiraci.

Takže v původní konstrukci jsou celkem 3 přepínací desky pro 3 pracoviště, já mám ve své konstrukci desky 2. V původní konsstrukci jsou 3 fitry, já tu mám filtry 4. Navíc je zde deska PTT, deska Magic Tee, deska přepínání filtrů pomocí relátek a do budoucna se počítá s další deskou s optočleny, které budou v návaznosti na blok band dekodéru automaticky přepínat pásma. v boxu je pro to vyčleněno místo. V boxu je již instalováno zapínání napájecího napětí pro předzesilovače po koaxiálním kabelu.

Celé to uvnitř z předního pohledu vypadá takhle.

Pro lepší představu pohled zhora.

Tady je třeba poděkovat ještě Michalovi OK1VM, který poskytl 50 ohmový teflonový kablík, kterým jsem to všechno propojoval. Dokonce i obě desky přepínání, kde je třeba jen pár centimetrů tohoto kablíku. Ale když už jsem si dal tu práci s nastavením filtrů, tak jsem si vyhrál i s tím propojením a neřešil to jenom kusem drátu, o kterém jsem původně uvažoval.

Když to vezmu od zdrojového bloku. Je to hotový modul 12V zdroje s regulací od 11,5 až asi do 14V a proudem 3,5A. Nastavení je fajn, protože předzesilovače chtějí od 12,5 do 13,5V. Já jsem moje nastavoval při 13V a protože je napájím po dost dlouhém koaxiálním kabelu, který má úbytek, je třba stavit mírně vyšší napětí, aby požadované napětí dorazilo až na konec kabelu.

Jednotlivé poslechové antény mají na zadním panelu konektor a přímo na něm je připájena napájecí výhybka.

Jednotlivě je pak možno zapnout napájení na předním panelu páčkovými spínači, které jsem zapustil pod přední panel. Indikace je spodní řada LED diod.

Musel jsme ale uskočit s upevněním spínačů, aby se schovali za přední panel. Tady je vidět přední panel z vnitřního pohledu. Spousta diod, odporů do serie s LED diodami, otočné přepínače a spousta vodičů.

Stavěl jsem to v době vánočních svátků, tak jsem si udělal vánoční stromeček i z tohoho boxu. Všude samá LEDka. Díky velkému počtu kabelů jsem rozpletl mnohažilový kabel, vytahal z něj jednotlivé vodiče, tak abych měl k dispozici co nejvíc barev vodičů. Vyplatilo se to, protože co propojka bloků, to různá barva. Snadno se tak hledá odkud kam je vodič natažen. Co se týče kabeláže, počítal jsem dopředu i s variabilností této konstrukce. V případě že se nevyužije možnost fázování/sdružení dvou různých antén, nebo se modul neosvědčí, je možné modul jednoduše vyndat a přepojit přepínač pro fázované antény tak, že se zapojí pro přepínání filtrů pro dvě nezávislá pracoviště tak, že pracoviště 1) bude mít k dipozici pásma 160 a 40m a pracoviště 2) pak filtry pro 80m CW/SSB. V případě potřeby třech pracovišť je pak možné doplnit další desku přepínající antény a rozdělit pracivště podle filtrů. Variabilita tohoto boxu to umožní. Je to čistě jen o požadavku na to, co má box umět a o požadavku počtu pracovišť. Za tímto účelem je na zadním panelu o něco víc konektorů než využívá varianta pro jedno pracoviště, jsou tam zatím navíc, ale než vrtat další díry a osazovat případně konektory, počítal jsem s tím dopředu. Stejně tak počet projovacích koaxiálních či ovládacích kablíků je víc než je nutné. Některé jsou navíc a nejsou v současné verzi zapojeny. Ale jsou tam.

Takže zpět k blokům.

Jedním z bloků je blok PTT. Je to blok, který se při vysílání stará o odpojení celého boxu od externího vstupu pro RX u FT1000MP. V předzesilovači použitý tranzistor 2N3866 umí na svém výstupu vyrobit dostatečný signál na to, aby svým výkonem poškodil RX vstup. Není to nic jiného než relé, které odpojí výstup, zakončí ho 50R odporem. Na desce je to pár součástek a spínací tranzistor PNP. Klíčovat je tento modul možno z externího konektoru na zadním panelu, nebo při použití pinu na konektoru pro band dekoder na FT1000MP na konektoru pro ovládání pásem. Obojí je možné.

Dalším blokem je diskutovatelný blok "Magic Tee" od W8JI. Odkaz na jeho stránky je zde - http://www.w8ji.com/combiner_and_splitters.htm

Konzultoval jsem možnosti využití tohoto bloku s několika amatéry, není na to jednotný názor. Někomu se zdá zbytečný, protože stačí přepínač, kterým se při přímu otočí kolem dokola a z které polohy přijde signál, tam poslouchají. Někomu se to zdá zajímavé. Patřím k nim. Je možné díky tomuto bloku sdružit dvě libovolné antény připojené na konektor na zadním panelu. Jaká to bude anténa zálěží na operátorovi. Možností je 6. Já uvažuji o K9AY se kterou jsem udělal dobrou zkušenost při závodě na 80m kde tato anténa velice dobře poslouchala okrajové části evropy a doplnila tak antény typu beverage, které byli lepší na DXi. Je možné připojit od nízko položeného dipolu přes smyčku cokoli a vyzkoušet si možnosti sdružení. Tím že tento box tuto volbu má, bude zajímavé jak se projeví při příjmu. Uvidíme.

Nyní k provedení. Jako první jsem namotal vstupní trafo.

Motal jsem podle doporučení W8JI. Zakončil jsem ho dvojicí 100R odporů paralelně a změřil.

Funguje to, takže druhé trafo a už to šlo do desky. Mohl jsem použít pouze dvě relé, respektive jedno dvojité, ale v době svátků bylo všude zavřeno, tak jsem použil co bylo bylo v šuplíku. Takže tři relé vedle sebe.

Aby se ferity nehnuly, případně neporušilo vinutí, zafixoval jsem ho k desce silikonem 744 pro fixaci součástek.

Sdružení antén je možné zapnout páčkový spínačem na předním panelu a indikace je opět LED diodou. Sdružované antény ovládá přepínač hned vedle a podle sepnuté antény se rozvítí LED dioda v druhém patře LED indikace antén. Přepínač pro ovládání fázovaných antén je paketový a je zapojen jako odporový dělič. Je zapojen stejně jako v originálu, odpory jsou sestaveny seriovou kombinací tak, aby vyšla požadovaná hodnota. Tolik k bloku fázování. Uvidíme jakou to přinese zkušenost z provozu.

Bloky vlastního přepínání antén jsou zapojeny podle originálu bavarian contest clubu. Václav OK3VM je připravil tak, aby šli do patra nad sebou a snadno se propojili a vytvořil ikompaktní celek.

Horní patro je primární přepínač, jeho ovládání je vyvedeno na externí přepínač na zadním panelu, protože počítám s ovládáním z malé krabičky na stole, kde budou jen čistě přepínače. Box bude na polici. Pro začátek zatím jeden přepínač, posléze kombinace 3 přepínačů, ale to je zatím moje představa o uspořádání. LED diody v horním patře LED panelu indikují právě přepnoutou anténu. Spodní deska je sekundární - sdružovaná sada antén. Zatím přepínaná na předním panelu. Je ale připaven konektor pro ovládání externí v přepínačovém boxu. Prokojení obou bloků co se týče antén je z teflonového 50R koaxu. I ten několika centimetrový kousek jsem propojil ve snaze skutečně doručit oněch 50R impedance správně.

Dostáváme se k bloku filtrů a jejich přepínání.

Zprvu jsem uvažoval o přepínání pouze otočným dvoupaketovým přepínačem, ale možnost ovládání přes band dekoder a využití automatického přepnutí mě zlákala natolik, stejně jako omezení chyby obsluhou, že jsem použil relátka a filtry přepínám tak elektronicky. Zatím pouze napětím z přepínače na předním panelu, ale je v boxu místo na dodělání dalšího bloku pro ovládání.

Samotné filtry by vydaly na samostatný článek, protože jsem se s nimi neuvěřitelně vyvztekal. Občas se říká, jak sladké je žít v nevědomosti a v okamžiku, kdy člověk začne měřit, tak ví. No a to byl kámen úrazu. Originál konstrukce používá filtry pro každé pásmo jeden. I já jsem to tak chtěl původně.

Vzal jsem si k tomu LC můstek a začal motat a měřit kapacity.

Když jsem filtry sestavil a změřil jejich charakteristiky, byl jsem nadšen z toho, jak to bylo snadné filtry postavit. Trochu mne překvapila nestejnorodost použitých feritů.

Kdy pro dosažení stejné indukčnosti bylo na jednom jádru zapotřebí vinutí stlačit a na druhém roztahnout. Nastavení stejné indukčnosti se ukázalo jako klíčové při nastavení filtrů, respektive jejich přizpůsobení.

No a přizpůsobení filtrů byl kámen úrazu, který mne rozhodil a na dlouhou dobu zaměstnal.

Nasadil jsem do boje můstek.

A začal měřit přizpůsobení jednostlivých filtrů a zhrozil jsem se. Co platné, že filtry měli krásnou křivku. Pravda trochu mne zarazil jejich průchozí útlum, ale nevěnoval jsem tomu pozornost. Až s příchodem měření odrazů mi to došlo. Jako první jsem si vzal na měření filtr pro 80m a nestačil se divit. Filtr měl tři minima z nichž nejlepší bylo -13dB v pásmu, ale jeden kraj pásma 80m hodnotu -6dB a druhý kraj -5dB, takže skoro odraz. Hrůza. Začal jsem filtru věnovat. Jako první jsem zkoušel roztahovat s stlačovat závity, ale udržet závity na toroidu, které jsem vinul silnějším drátem bylo skoro nad lidské síly. Pořád křivka nějak a někam utíkala. Když už se podařilo nastavit pro mne přijatelné odrazy, zjistil jsem, že filtr je tak použitelný pouze pro oblast telegrafního, případně SSB rozsahu, i když propustná křivka filtru byla v pohodě pro celé pásmo. Rozhodl jsem se proto postavit nakonec filtry dva, zvlášť pro CW a zvlášť pro SSB, abych měl útlum odrazu - přizpůsobení co nejlepší.

Při ladění filtru jsem vzal zavděk i velkým otočný kondenzátorem.

Ke slovu přišli i ve finále malé kapcitní trimry s kapacitou 5pF, kterými jsem velmi jemně nastavoval rezonance prvků v obvodu a tím i křivku odrazu. Byla to šílená práce, prakticky co filtr, to jeden večer / noc.

Takhle vypadá finále filtru pro 80m CW.

Křivka odrazů je následující.

Filtr jsem změřil a naměřené údaje pak popsal na kryt filtru, abych nezapomněl naměřené hodnoty, nebo je někam nezaložil.

Filtr pro 80m SSB vypadá podobně, jen jsem použil o jeden kapacitní trimr méně.

Taky jsem místo slídových inkurantních typů kapacit vyzkoušel s úspěchem trubičkové inkurantní kapacity a funguje to. Jen je třeba složit požadovanou kapacitu.

Takhle po nastavení vypadá křivka odrazů.

Popis na krabičce filtru.

Co se týče průchozího útlumu, ten díky přizpůsobení značně klesl.

Pak jsem vyvztekal s filterm pro 160m. Tady už jsem ale věděl co mne čeká a tak si pro jistotu nastavil stejné hodnoty indukčností a zafixoval je do 2/3 již silikonem, aby se mi vinutí nerozbíhalo po toroidu a začal ladit křivku na odrazy. Vnitřek filtru ve finále vypadá takhle.

Jeho změřená charakteristika pak následovně po doladění.

I tady se projevilo doladění na nízkém průchozím útlumu. Výsledek měření napsaný na krabičce.

Jako poslední přišel na řadu filtr pro 40m a tam jsem již věděl o čem je řeč.

Změřené parametry na krabičce.

No a výsledná křivka propustí, když jsem je zapojil paralelně vypadá následně.

Křivky pro útlum odrazu následně.

Opravdu jsem se s těmi filtry vyvztekal a nebyla to snadná práce.

Filtry jsem tedy přiletoval na desku z cuprextitu, propojil teflonovými kablíky s reléovou deskou a šli dovnitř a doufám, že už nikdy nepůjdou ven.

Box je tedy kompletní a čeká na svůj první poslechový test, tak uvidíme s jakou odezvou.

Zatím to na stole všechno cvaká, svítí a zatím pouze odebírá proud.

Takže zatím k boxu asi tolik.

3RM