Deoarece referirea la un analizor de antene din articolul precedent a facut sa primesc un numar foarte mare de email-uri prin care se cereau detalii (mai mult decit cele referitoare la articolul propriu zis) voi incerca in continuare sa ofer celor interesati informatiile necesare despre construirea acestuia.
Totul a inceput cu o intrebare gasita pe acest site la rubrica diverse prin care cineva intreba daca
"A construit cineva analizorul de antena dupa VK5JST". Intru-cit si eu eram interesat de o asemenea constructie am trimis un mail colegului respectiv dar s-a dovedit ca si dumnealui dorea doar informatii si ca nu realizase aparatul asa ca m-am decis sa-l construiesc chiar eu.
De fapt am mai incercat unul cindva de pe un site frantuzesc, dar l-am abandonat repede deoarece oscilatorul folosit, un LTC1799 nu oferea suficienta stabilitate a frecventei si mai ales a amplitudinii semnalului generat, lucru foarte important in exploatare. De asemenea furniza la iesire un semnal dreptunghiular ceea ce cred eu ca nu era tocmai ce trebuia in aceasta aplicatie.
Dupa o cautare cu Google am gasit pagina http://www.sp2jjh.republika.pl/VK5JST.htm care prezinta realizarea unui analizor de antene deosebit de util si usor de construit si de reglat. Cu toate acestea este necesara putina indeminare la lipirea componentelor smd. De asemenea existenta unui osciloscop necesar reglajului ALC ar fi salutara, dar se poate si fara el pina la urma.
Schema propusa este urmatoarea:
Click pentru marire
Se observa ca in esenta analizorul este alcatuit dintr-un oscilator cu frecventa cuprinsa intre 1.3 si 60 mhz, impartita in 6 subgame comutabile cu un comutator simplu 1x6 pozitii, acordul in fiecare gama facindu-se cu un condensator variabil miniatura de la care se foloseseste o singura sectiune. Oscilatorul este urmat de un aplificator de banda larga cu 6 tranzistoare din care primul este jfet ( BF245 de ex. ) urmat de alte 5 tranzistoare de tip 2n2222 sau 2n2369. Personal am folosit pentru Q9-Q12 tranzistoare de tip 2N3553 deoarece 2N2369 folosite initial se cam incalzeau la cei 30 de mA care treceau prin ele. Semnalul este aplicat partii de masura, de dupa care cele 3 tensiuni detectate de diodele cu germaniu sint amplificate de cite 2 AO continute in circuitele integrate LM324 si aplicate microcontrolerului PIC16F873A ( se poate folosi la fel de bine si PIC16F876A ). Acesta proceseaza tensiunile primite si prin intermediul unui display lcd compatibil HD44780 cu 2x16 caractere afisaza informatii despre frecventa de lucru, impendanta conectata la iesire ( atit partea reala cit si cea imaginara ) si swr-ul. Din oscilator, mai este preluat un semnal care prin intermediul unui formator cu 74LS04 urmat de un divizor cu 74LS93 serveste la indicarea frecventei. Tot partea de masura furnizeaza si tensiunea de ALC care se aplica circuitului realizat cu Q5 si Q6, reglajul efectuindu-se din semireglabilul de 50 Kohmi din pinul 14 al IC1A. Aici ar fi necesar osciloscopul pentru a urmari obtinerea unui nivel cit mai constant pe tot intervalul 1-60 Mhz. Deoarece pentru partea de frecventmetru nu am avut un 493 rapid ci numai unul obisnuit, nu am putut masura mai mult de 32 Mhz raminid ca gama 30-60 Mhz sa o realizez ulterior cind voi avea cu ce.
Toata documentatia necesara este cuprinsa intr-o arhiva care poate fi descarcata de la adresa http://www.sp2jjh.republika.pl/VK5JST_pliki/AA%20VK5JST%20v.1.5.rar si care cuprinde desenele cabajului imprimat precum si dispunerea componentelor. Se utilizeaza un cablaj imprimat dublu placat la care fata superioara este folosita numai ca plan de masa, deci realizarea acestuia nu ar trebui sa puna probleme.
Dupa plantarea componentelor, este bine sa se verifice prezenta corecta a tensiunii de 5Vcc pe pinii corespunzatori ai microcontrolerului, dupa care se testeaza functionarea partii de afisare a frecventei pe una din game. Semireglabilul de reglare a contrastului trebuie sa fie cu cursorul aproape de masa pentru ca indicatiile lcd-ului sa fie vizibile, dupa care se regleaza corespunzator contrastului dorit. La pornire este indicata pentru scurt timp si valoarea tensiunii de alimentare, indicatia corectindu-se din P4. Deoarece timpul de afisare este scurt, reglajul se face mai dificil, dar nu pune probleme. Daca totul este in regula, pe ecran va aparea indicata frecventa de lucru, precum si valorile R, Z si SWR. Se incepe cu reglarea partii de masura a frecventei prin conectarea unui frecventmetru ia iesirea montajului ( borna de antena ) si compararea indicatiei acestuia cu cea de pe lcd. In cazul unei diferente semificative, se incearca corectarea indicatiei prin schimbarea condensatorului conectat intre pinul 9 al PIC-ului si masa, sau inlocuirea acestuia cu un cond. semireglabil de max. 40 pF. Bineinteles, inainte de aceasta este necesara inscrierea softului in microcontroler. In articolul initial este este prezentata o procedura mai greoaie de utilizare a unui soft scris in basic care utilizeaza tot felul de aplicatii exotice pentru inscrierea acestuia in PIC. Asa ca recomandabila este descarcarea directa a fisierului hex creata de Vadim ( nu Tudor !!! ) de la adresa http://sourceforge.net/project/showfiles.php?group_id=137666 care poate fi folosita impreuna cu un programator obisnuit.
In cazul in care aparatul nu afisaja frecventa se verifica cu ajutorul unui osciloscop prezenta oscilatiei la intrarea si iesirea formatorului cu 74ls04, precum si la iesirea din divizor pina la intrarea in microcontroler.
Pentru calibrare se conecteaza cit mai scurt la iesirea aparatului o rezistenta neinductiva de 50 ohmi, pe care eu nu am avut-o si am folosit o rezistenta smd de 51,1 ohmi. Se conecteaza la iesire un osciloscop si se incearca obtinerea unei amplitudini cit mai constante la iesire in toata banda de frecvente prin utilizarea semireglabilului de ALC. De asemenea se poate dovedi utila si tatonarea valorii rezistentei de 200 ohmi din punctul comun al terminalelor de sursa ale celor 2 jfet-uri.
Dupa aceasta, se regleaza prin conectarea unui volmetru digital in punctele de test TP2-TP4 si rotirea trimerilor corespunzatori a urmatoarelor tensiuni : TP2-4.50V TP3-2.10-2.16V si TP4-2.10-2.16V exact in aceasta ordine. Daca totul este in regula aparatul va indica R=50 ohm, Z=000 ohm si SWR=1. Atentie, in timpul calibrarii sonda osciloscopului trebuie indepartata. Am constatat ca desi utilizam o sonda divizoare 1/10 de foarte buna calitate, produsa de o firma vestita, la frecvente de peste 18 Mhz, incepea sa denatureze masuratorile, lucru normal de altfel.
Calibrarea trebuie facuta dupa o incalzire prealabila a aparatului de 10 minute. Cu aceasta aparatul este gata de utilizare.
Desi in schema nu se indica, recomand folosirea unei tensiuni de alimentare de 12 Vcc stabilizata deoarece o variatie prea mare a acesteia va denatura indicatiile aparatului. De asemenea aparatul mai contine 2 stabilizatoare de 5 V, unul pentru alimentarea partii digitale iar celalat pentru alimentarea oscilatorului.
In practica am constatat ca frecventa oscilatorului este foarte stabila, chiar si la frecvente spre 30 mhz ceea ce ne face sa ne gindim la utilizarea acestuia ca VFO sau ca generator de semnal pentru laborator.
Mai jos prezint o fotografie a partii cu piese a aparatului realizat de mine.
Se observa ca este destul de muncit cablajul, deoarece initial am avut situatia in care indicatiile aparatului fluctuau foarte mult in cazul in care placa era torsionata. Dupa ce am cositorit toate traseele si inlocuit toate condensatoarele smd, am constatat ca vina era a celor de 1nF, tot lotul fiind prost, asa ca deocamdata am lasat condensatoarele ceramice vizibile si in foto.
De asemenea subliniez faptul ca este greu de obtinut o amplitudine constanta a oscilatorului in toata plaja de lucru, asa ca indicatia aparatului variaza intre 49 si 51 ohmi, dar asta nu este chiar un imediment tinind cont de simplitatea aparatului. Practic, am constatat ca reglind acordul antenei astfel ca R sa fie 50 si Z sa fie 0 transferul de putere a fost maxim iar SWR-ul 1. Trebuie mare atentie la reglarea ALC-ului care trebuie facuta astfel in nici o situatie amplificatorul sa nu intre in limitare, acest lucru ducind la erori inacceptabile!!! In acest scop, a trebuit sa indepartez condensatoarele de 100 de nF din emitoarele tranzistorilor Q9 si Q11, care duceau la o amplificare excesiva!!!
O problema care va aparea in majoritatea cazurilor, este aceea ca pcb-ul a fost conceput pentru un modul lcd la care pinii sint amplasati in partea stinga a modului, mai greu de gasit, ca in foto:
In realitate, folosind module Ampire sau altele usor disponibile, acestea vor fi amplasate ceva mai inestetic, ca in foto urmatoare. In cazul in care conectarea modulului lcd se face cu fire, acest lucru nu mai are importanta.
In fotografie nu apare comutatorul de game, deoarece intentionez sa il amplasez in alta pozitie si pentru comanda sa folosesc microrelee. Inductantele folosite sint din cele ieftine, asemanatoare cu rezistentele de 0.5W dar care sint suficiente pentru scopul propus.
O alta problema o poate constitui faptul ca modulele lcd Ampire precum si alte modele care circula curent pe la noi si au setul de caractere cirilice, nu vor afisa corect litera " omega " acesta fiind afisata ca 3 linii paralele. Daca aveti un modul cu aceasta problema si o considerati deranjanta, solutia este dezansamblarea hex-ului urmata de stergerea totala a acestui caracter sau daca tabela de caractere o permite, inlocuirea cu codul corect corespunzator pentru " omega " dupa care va fi recompilat.
De asemenea autorul recomanda utilizarea de diode cu germaniu imperecheate si nu de diode Shottky. Personal nu am avut ce imperechea, asa ca poate aceasta este cauza usoarei nelinearitati constatate. De altfel, stiind ca diodele cu germaniu sint mai sensibile la variatiile de temperatura, am preferat asa cum am mai spus folosirea unor tranzistori de putere mai mare care sa nu se incalzeasca semificativ. Probabil ca ar fi utila si montarea diodelor la citiva mm de cablaj, pentru a nu prelua prea multa caldura de la acesta. Tot pentru reducerea incalzirii si a consumului de curent, este bine ca in cazul folosirii afisajelor BL, iluminatul sa fie alimentat printr-o rezistenta de 3,3-10 ohmi dupa gust.
In concluzie, consider ca aparatul este deosebit de folositor, acesta comfirmindu-mi faptul ca ansamblul meu Zmatch-feeder-antena se comporta haotic incit nu prea mai am curaj sa apas ptt-ul avind trx-ul cu puterea setata spre maxim.
NOTA: Desi in schema initiala este desenat si este prevazut pe cablaj, nu am mai montat circuitul de reglaj fin al frecventei cu potentiometru si dioda varicap, deoarece la rezolutia citirii de 1 khz, am considerat suficient reglajul frecventei din condensatorul variabil.
Este recomandabila imperecherea cit mai buna a celor 2 jfet-uri din oscilator. Imperecherea Q9-Q10 si Q11-Q12 nu este necesara.
Pentru cei interesati studierea paginii de baza a proiectului sau folosirea unui motor de cautare cu cuvintele cheie " VK5JST Antenna Analyser " va duce la multe site-uri cu informatii interesante, din pacate cele mai multe in limbi mai putin cunoscute pe la noi. De asemenea va stau si eu la dispozitie cu eventuale informatii pe mail-ul cunoscut.
Totodata sint nevoit sa va anunt ca nu mai am virsta, timpul si rabdarea necesara pentru a produce Kit-uri de componente sau montaje complete pentru doritori, de fapt si autorul specifica interzicerea folosirii documentatiei in scopuri comerciale! Eventual, daca este cineva interesat de constructie si nu poate realiza pcb-ul il pot ajuta, cu conditia sa nu se grabeasca!
- Emil Sandu YO7LUO
-
