Multimodeterahertsirigi. Varoitus on aina paikallaan: ---------------------------- On syytä varoittaa heti alkuun, että lasereiden kanssa pelatessa on syytä noudattaa suurta varovaisuutta, varsinkin kun tehot ovat milliwatteja ja enemmän. Riippuen katseluetäisyydestä ja laserin säteen leviämisestä, voi syntyä silmävaurioita. Laserin säde on sen koherenssista johtuen erittäin kirkas ( verrattavissa suoraan auringon katseluun ). Vaurioiden syntyminen vaatii pienillä tehotasoilla suoraa tuijotusta lähietäisyydellä, mutta kehoittaisin asiaan perehtymättömiä aloittamaan kokeilunsa alle 5 mW:n tehotasoilla. Itse asiassa pienitehoiset halvat laserit omaavat huomattavasti paremmat divergenssiominaisuudet ( säde ei leviä niin pahasti ) kuin isompitehoiset. Huonoa divergenssiä voidaan parantaa usein huomatta- vasti hyvällä kollimoinnilla. Hyvä ja halpa lähde laserdiodille on ns. laserpointteri, eli laserin avulla toteutettu laserosoitin, joita käytetään mm. piirtoheitinesitysten yhteydessä. Vanha laserrigi --------------- Hiljaista on ollut, mutta nyt tuli rypistettyä yksi pitkään roikkunut pikkuprojekti eteenpäin. Joskus muutama vuosi sitten kokeiltiin Kaitsun ( OH6EH ) kanssa kaksisuuntaisen CW-kuson pitämistä kahdella He-Ne-laserilla. Lasereita moduloitiin moottoroiduilla katkojilla, ja avainnus oli modifioidun releen liikkuvalla sillalla. Vastaanottimina toimivat punaiset ledit. Varsinaista valonkeruumekanismia ei ollut, vaikka piirtoheittimien Fresnel-linssit olivatkin mielessä. Suuntausongelmakin tuli tutuksi, kun yritimme muutaman kilometrin mittaista yhteyttä. Lasersäteen suuntaaminen vaatii paljon aikaa ja todella hyvän mekaniikan, kuten esimerkiksi kaukoputken jalustan, jossa on hienosäätöruuvit. Putkiaikakaudesta puolijohdeaikaan ---------------------------------- Minulla on ollut muutama erilainen puolijohdelaser jo jonkin aikaa odottamassa inspiraatiota. Olen kokeillut aina silloin tällöin niiden moduloitavuutta käyttöjännitteen kautta. Mm. PWM on ihan käypäinen modulaatiolaji, mutta koska laserdiodi vaatii säätömekanismin ( takaisinkytkentä ), jonka silmukkakaistaleveys on määrätty, esiintyy lasermodulella varsin erilaisia modulaatio- kaistaleveyksiä. Nämä ovat toki modifioitavissa, mutta en ole tätä vielä kokeillut. Toinen moduleistani on moduloitavissa muutamaan megahertsiin saakka ( mutta siinä on erittäin surkea divergenssi- speksi - beami on leveä kuin mikä ) ja toinen vain muutamaan kymmeneen kilohertsiin saakka. Laserworkkiminen maailmalla --------------------------- laser@qsl.net -listalla on keskusteltu jo jonkin aikaa erilaisista kokeiluista ( Laser-EME, DSP, pilvisironta, troposfäärisironta jne. ) ja tällä hetkellä odotellaan ensimmäisten tropokusojen syntymistä ( !!!!!!! ). Laserlistalla on maailmanlaajuisesti joitain kymmeniä keskusteluun osallistujaa, jotka vaihtavat mielipiteitä ja kokemuksia mm. valovahvistinputkista, mekaniikasta, moduloinnista ja lukuisista muista laserworkkimisen problematiikkaan liittyvistä asioista. Amplitudimodulointi ------------------- Eräs idea, josta otin vaarin, oli laserdiodin amplitudimodulointi käyttöjännitteen kautta. Tämä tapahtuu siten, että etsitään se syöttöjännite, jolla laserointi syntyy ( diodi siirtyy led-toiminnosta laser-toimintoon ), sekä selvitetään maksimi huippujännite, jolla diodia voidaan moduloita ( sitä vaurioittamatta ). Lasermoduli sisältää lähtötehon säätöä varten säätösilmukan. Valotehoa mitataan valodiodilla ja säätösilmukka pitää diodin kautta kulkevan virran vakiona syöttö- jännitteen ja lämpötilan vaihteluista riippumatta. Säätöpiirillä on oma hitautensa, jonka johdosta se ei kerkiä korjaamaan kymmenien kilohertsien luokkaa olevia modultoituja apukantoaaltoja. Lisäksi käyttöjännitelinjassa on usein kapasitanssia, joka rajaa omalta osaltaan taas käytettävän kaistaleveyden yläreunaa. Empiirisesti tutkimalla olen saanut alarajataajuudeksi muutamia kymmeniä hertsejä ja ylärajataajuudeksi n. 50 kHz. Ylärajataajuutta voidaan tietenkin kasvattaa esikorostuksella, tai modifioimalla lasermodulin aikavakioita ( tätä en ole vielä kokeillut, sillä olen ollut tyytyväinen 50 kHz:n kaistaleveyteen. Lineaarisuus on parhaimmillaan erittäin hyvä, ja kun sopivat modulaatiosyvyys- ja DC-biasolosuhteet on löydetty, on mahdollista ajaa useampaa SSB-signaalia yhtäaikaa tällä 50 kHz:n kaistalla ilman pahempia keskeismodulaatiotuloksia. Edmund Scientific:in luettelosta ja weppisivulta ( http://www.edsci.com ) löytyy jopa sellainen lasermoduli, jossa on tämä modulaatio-optio sisäänrakennettuna. Modulaatiolaji on siis AM. Dualbanderi 137 kHz/461 THz-bandeille ------------------------------------- Näin voidaan laserdiodia amplitudimoduloida matalataajuisilla apukanto- aalloilla. Viikonlopun aikana sain purkitettua hamssilabran pöydältä lähettimen + modulaattorin ja vastaanottimen kahteen kenttäkelpoiseen purkkiin. Lähettimenä on Aseko:lta ( http://www.aseko.fi ) ostettu lasermoduli ( lähtöteho säädettävissä 1 - 5 mW ), modulaattorina on 2N2219A ja toinen papu DC-toimintapistettä säätämässä. Sama draiveri toimii sekoittimena, mikäli halutaan ajaa useampaa RF-kanavaa yhtäaikaa ( eilen ajoin SSB:tä ja FM-yhtäaikaa kahdella erillisellä kantoaallolla ). Ohjaimena toimii 144 MHz:n multimoderigi, jonka signaalin vaimennan ja miksaan 72.45 MHz:n ( vanhat 144 MHz:n majakka- kiteet hyötykäyttöön ! ) kidelokaalilla alas DC - 200 kHz:n taajuudelle ( tällä rigillä voi workkia 137 kHz ja 461 THz - VARSINAINEN dual- banderi !!!!! ). Parhain kantoaallon taajuus on 10 ja 50 kHz välissä, johtuen käyttämäni lasermodulin ( toistaiseksi ) rajallisesta modulaatio- kaistaleveydestä. Lähetin vie alle 100 mA. Kotisivullani on pari spektrianalysaattorikuvaa kantataajuusalueesta SSB:llä ja FM:llä ( http://personal.eunet.fi/pp/oh2aue/ ). Sitten, kun pääsen rakentamaan varsinaisen transceiverin, aion käyttää samaa mikseriä ja paikallis- oskillaattoria sekä vastaanotin- että lähetinsignaalin generointiin. Koska optisen ilmaisimeni vahvistus on minulla säädettynä erittäin suureksi ( kaistaleveyden kustannuksella ) on minulla varaa "hukata" signaalia runsaasti mikserin jälkeen ennen kahden metrin transceiverille menoa. Tämä signaalin vaimennus tapahtuu samalla 3 W:n tehon kestävällä n. 35 dB:n vaimentimella, jolla 144 MHz:n signaali vaimennetaan IC202S:n ulostulosta mikserille sopivalle tasolle. Näinollen ei tarvita 144 MHz:n releistyksiä, TR-switchejä, eikä etuvahvistimia, kun käytetään mikseriä bilateraalisesti. Burr-Brown:n mainio valoilmaisin -------------------------------- Vastaanottimena toimii Burr-Brown:in OPT210 ( integroitu valoherkkä pii-ilmaisin ja videovahvistin ). Burr-Brownin kotisivulla on täydellinen Adobe Acrobat-muotoinen datalehti mm. tästä komponentista ( http://www.burr-brown.com ). Lisäksi sieltä löytyy käyttökelpoinen takaisinkytkentäsäädön sovelluslehtinen. Tästä artikkelissa kerrotaan, miten optiselle ilmaisimelle voidaan toteuttaa automaattinen taustavaloisuuden ( DC:tä ! ) kompensointi yksinkertaisesti operaatiovahvistimella. Itselläni ei tätä vielä ole, vaan workin öiseen aikaan. Takaisinkytkentänä on minulla ollut toistaiseksi 10 Mohm:in vastus. Outputin vien 470 nF konkan kautta RMS-1 mikserille, jonka lokaalina on 73 MHz kide. Signaalistasoja piisaa, eikä lineaarisuudellakaan ole niin väliä, joten en edes kahdenna lokaalin taajuutta... Käyttämällä eri paikallisoskillaattori- taajuuksia, voidaan välttää kahden metrin signaalin suora läpivuoto viriteltäessä laserrigejä lähietäisyydellä. OPT210:aa käytän kaksipäisellä käyttöjännitteellä, jonka reguloin Zenereillä ( n. +- 9.1 V ). Virtaa laite vie 10 - 15 V:lla alle 50 mA. Vastaanotinmodulin optiikka käsittää pelkästään yhden, n. 4 cm:n polttovälin omaavan linssin, joka on sijoitettu optoilmaisimen eteen mustaan putkeen ( musta filmipurkki, jonka ulkohalkaisija sattuu olemaan mukavasti taperoitu ja oikean kokoinen, että se istuu hyvin TAL-1 kaukoputkeni okulaarin tilalla ). Vastaanotin täytyy vielä rakentaa mekaanisesti sellaiseksi, että sen saa näppärästi liitettyä haluttuun optiseen laitteeseen, kuten kaukoputkeen tai kiikariin. Eräs näppärä tapa on rakentaa vastaanotinpiiri suoraan tavallisten kiikareitten toisen linssin suojukseen, jolloin sen saa myös irti helposti. Vastaanotinmoduli on mekaanisesti rakennettu niin, että se voidaan fokusointilinssin avulla ripustaa peilikaukoputkeeni. Kaukoputken suulle täytyy vielä hankkia 650 nm:n kaistanpäästösuodatin ( Edmund Scientificillä on ), jotta voi workkia paremmin päivän- valossakin. Ongelmaksi vain jää lasersäteen huono näkyminen silmin. Tähänkin löytyy Edmundilta ratkaisu: 600 nm:n ylipäästösilmälasit.... Ensimmäinen sirontakokeilu -------------------------- Eilen illalla sitten kokeilin systeemiä muuallakin kuin hamssilabran kellaripimeydessä. Ripusin parvekkeelle laserlähettimen kamerajalan päälle ( nyt tulee iltaisin jo senverran pimeätä, että näkee missä se säde on ) ja suuntasin sen parinsadan metrin päässä olevan talon seinään. Kaukoputkella ( pienin suurennos ) etsin pisteen seinältä ( se voisi olla arviolta 10 - 20 cm halkaisijaltaan tällä etäisyydellä - minulla ei ole kollimointilinssiä - vielä ... ) ja korvaan okulaarin vastaanottimella. CW kuuluu erittäin hyvin, samaten SSB. FM:ään ei ihan riitä, kohisee aika lailla, mutta kuuluu paremmin kuin jotkut ripiitterinworkkijat kahdella metrillä... Mutta ei sitä valoa paljoakaan siihen ilmaisimeeni tule ! Tänään ruuvaan laserista kaiken öhkyn mikä lähtee, samaten täytyy viilata toista lokaalia vielä vähän. Näillä rigeillä pitäisi pystyä pitämään aika pitkiä kusoja - ja vaikkapa phonella. Heijastuman kuunteleminen on aivan eri asia kuin suoran optisen kuson pitäminen. Tarkoituksena on raahata koko laitteisto SRAL:in leirille. En tiedä voiko sieltä mistään workkia pitkiä kusoja, mutta näitä heijastuskusoja voi ainakin kokeilla. Mikä parasta - lupia ei workkimiseen tarvita ! Kiinnostuneet voivat käydä mm. seuraavassa weppiosoitteessa ( laser@qsl.net-listan moderaattori ): http://www.qsl.net/k3pgp/index.html Michael j.k. kesäleirillä Peurungalla tuli kokeiltua ja demottua laitteistoa lisää. FB CW-signaaleja saatiin kopitettua mm. roskapöntön kyljestä, katuvalaisimen kuvusta, VHF-aseman rotaattorin pohjasta, sekä HF-aseman ( tuli sekin workittua ... ) maston toisesta paarteesta. Tämä viimeksi- mainittu oli ehkä 350 m:n päässä ja käytetyllä optiikalla oli todella vaikeata nähdä siroava laservalo paljain silmin. Leirillä oli käytössä sekä 5:n, että 50 mW:n laserit. Pienempitehoisessa on huomattavasti nätimpi säde. Molemmissa on sisäänrakennettu kollimointi. Jälkeen- päin havaitsin, että isompitehoisen laserin kollimointi oli hieman pielessä, eikä toimintapistekään ollut optimaalinen ( diodimoduli vaihdettiin leirillä kenttäolosuhteissa tykkitulen alla ). Lisäksi olen kasvaneen virrankulutuksen takia muuttanut modulaattorin LM317:lla toimivaksi ( perverssisti jänniteregulointimuodossa ), jolloin voin samalla modulaattorilla myös aikaansaada suoraan "kantoaallon" katkontaa 100 % AM:ää varten ( => CW, BPSK ) sitten, kun tulee aihetta kokeilla tropoa... BPSK-softasta PC:lle löytyy myös linkki K3PGP:n kotisivulta.