144 MHZ to 28 MHZ
2nd Down-Converter for AO-40 Sat


Για το DownLink του δορυφόρου ΑΟ-40, χρησιμοποιώ το "CAL-Ampl 31732"( 2,4 GHZ Down Converter" ). Η μονάδα αυτή, έχει από κατασκευής έναν κρύσταλλο 8,500 MHZ στην βαθμίδα του PLL, με αποτέλεσμα η έξοδος που παρεχει να είναι γύρω στους 122 ΜΗΖ, δηλ. έξω από την μπάντα των 2 μ. (144 - 146 ΜΗΖ). Αν αντικαταστήσουμε το κρύσταλλο της μονάδας με έναν νέο στους 8,8125 MHZ, η έξοδος του DownConverter μεταφέρεται ακριβώς μέσα στη μπάντα των 2 μ., έτσι ώστε να μπορούμε πλέον ν'ακούμε τo RF σήμα από τους 2,4 GHZ, στους 144 MHZ. Με τον τρόπο αυτόν, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε οποιοδήποτε αματερικό ALL Mode VHF, για ν'ακούμε τον δορυφόρο.

Υπάρχει όμως και η δυνατότητα, να χρησιμοποιήσουμε έναν δέκτη HF, ο οποίος έχει καλύτερες επιδόσεις από ένα VHF All Mode, εκτός βέβαια αν το τελευταίο είναι κάποιο πολύ ακριβό μοντέλο. Ο λόγος που χρησιμοποιώ τον HF δέκτη μου, είναι γιατί διαθέτει CW Narrow φίλτρο και DSP, τα οποία βοηθούν πάρα πολύ την λήψη σημάτων από τον δορυφόρο, τα οποία σε γενικές γραμμές είναι ασθενικά.

Πώς όμως μπορούμε να ακούσουμε την έξοδο του DownConverter, που είναι στους 144-146 ΜΗΖ μ'ένα δέκτη HF ?

Απλώς, κατασκευάζοντας έναν μετατροπέα που δέχεται στην είσοδό του VHF σήματα και τα μετατρέπει στους 28-30 ΜΗΖ. H "φιλοσοφία" της εφαρμογής αυτής φαίνεται στην εικόνα παρακάτω (FIG.1)


FIG.1

Παρόμοιες κατασκευές έφτιαχναν κατά κόρον παλαιότερα οι ραδιοερασιτέχνες, όταν στο χόμπι μας η "ιδιοκατασκευή" ήταν ένα μεγάλο μέρος της ενασχόλησης μας. Δυστυχώς σήμερα, έχουμε γίνει περισσότερο χρήστες, παρά κατασκευαστές και πειραματιστές, χάνοντας ίσως την μεγαλύτερη απόλαυση του χόμπι μας, που είναι αυτή της δημιουργίας.

Εν πάσει περιπτώσει, μιάς και εγώ ανήκω στην κατηγορία αυτή των "ρομαντικών Homebrewers", σχεδίασα και κατασκεύασα το συγκεκριμμένο Converter, το οποίο περιγράφεται στην παρούσα σελίδα. Δουλεύει άψογα.


To κύκλωμα
'Οπως προανέφερα λίγο παραπάνω, λόγω του ότι παλαιότερα κατασκεύαζαν παρόμοια converters, το πλέον σπάνιο εξάρτημα που χρειάζεται μία τέτοια μονάδα μπορεί να βρεθεί σχετικά εύκολα σήμερα. Πρόκειται για τον κρύσταλλο 116 ΜΗΖ που χρησιμοποιεί μία παρόμοια κατασκευή. Αν αναρρωτηθείτε τώρα γιατί 116 ΜΗΖ, είναι πολύ απλό: 144 - 116 = 28 ΜΗΖ. Δηλ. ένα RF σήμα στους 144 αν αναμιχθεί σ'ένα μίκτη με τους 116 ΜΗΖ, μας βγάζει στα 10 μ., μία μπάντα που καλύπτει άνετα ένας HF δέκτης.



diagram.gif - 50725 Bytes
FIG.2

Η FIG.2 παραπάνω δείχνει αναλυτικά το κυκλωματικό διάγραμμα της βαθμίδας. Η μονάδα έχει σχεδιασθεί με βάση το ολοκληρωμένο κύκλωμα NE602A. Περιέχει έναν Διπλό ισοσταθμισμένο μίκτη (Double Balance Mixer) και ένα κύκλωμα ταλάντωσης, το οποίο μπορεί να εργασθεί είτε με LC, είτε με κρύσταλλο. Στην περίπτωσή μας όμως, δεν έχω χρησιμοποιήσει τον εσωτερικό ταλαντωτή του IC, διότι ο κρύσταλλος των 116 ΜΗΖ είναι "5ος υπέρτονος" και δεν μπορεί να ταλαντώσει με ένα παρόμοιο κύκλωμα, σαν αυτό που περιέχεται στο ΝΕ602. Η PHILIPS Electronics όμως που παράγει το IC αυτό, δίνει λεπτομερείς οδηγίες για το πως μπορούμε να προσαρμόσουμε έναν εξωτερικό ταλαντωτή στο ΝΕ602. Το πλέον κρίσιμο σημείο είναι το "πλάτος του σήματος οδήγησης" (driving level) στο Pin 6. Πρέπει λοιπόν, το σήμα που εισάγεται στο IC από τον εξωτερικό ταλαντωτή, να είναι μεταξύ 200 - 300 mV Peak to Peak.

Στο κύκλωμα που έχω σχεδιάσει, χρησιμοποίησα σαν εξωτερικό ταλαντωτή ένα κύκλωμα που δανείστηκα από το VHF-UHF Manual. Είναι ιδανικό για ταλαντωτές με υπέρτονους κρυστάλλους, το έχω δοκιμάσει στο παρελθόν και χαίρει της απόλυτης εμπιστοσύνης μου, ως προς την συμπεριφορά του κι'αυτό γιατί παρόμοιοι κρύσταλλοι ταλαντώνουν πάρα πολύ δύσκολα, αν δεν έχουν το κατάλληλο κύκλωμα ταλάντωσης.
Μετά το ταλαντωτή μας, υπάρχει ένα BFW92A hi-freq transistor, το οποίο δουλεύει αφ'ενός σαν απομονωτής, αφ'ετέρου σαν RFamplifier ώστε να ενισχύσει το αδύνατο σήμα που παράγει ο κρύσταλλος με το κύκλωμά του. Το BFW92A δίδει στην έξοδό του περίπου 1,2 V RMS (μετρημένα με VTVM & RF-probe). Βέβαια, 1,2 Volts είναι πολύ μεγάλο πλάτος τάσης για να εισαχθεί στο ΝΕ602, το οποίο όπως είπαμε λίγο πρίν, απαιτεί 200-300 mV PP. Για τον λόγο αυτό, στη έξοδο του τρανζίστορ χρησιμοποιώ έναν διαιρέτη τάσης (R6, R7) έτσι ώστε να έχω τελικά γύρω στα 250mV PP στο Pin 6 του NE602A, τιμή που είναι ιδανική, σύμφωνα με αυτά που περιγράφει το PHILIPS "Data-sheet".

Τα πηνία αέρος L1, L2 μαζί με τα "εν παραλλήλω" συνδεδεμένα CT trimmers, αποτελούν το τμήμα "FrontEnd" της βαθμίδας μας. Στην ουσία πρόκειται για ένα BandPass φίλτρο με 2 παράλληλα κυμαινόμενα κυκλώματα, των οποίων η συχνότητα συντονισμού είναι τους 145 ΜΗΖ. Η είσοδος προσαρμόζει στα 50 Ω με λήψη προς το "ψυχρό" σημείο του L1. To NE602A προσαρμόζει την αντίσταση εισόδου του που είναι 1,5ΚΩ, μέσω της μεσαίας λήψης που υπάρχει στο L2 και του πυκνωτή C6. Η μέθοδος αυτή δεν επιτρέπει την ανάπτυξη εξαιρετικά υψηλού Q στο L2-CT, κάτι όμως που στην πράξη ωφελεί, καθότι με τον τρόπο αυτό η είσοδος του ΝΕ602 διατηρείται περισσότερο "BroandBand" και λειτουργεί με μεγάλη σταθερότητα . Στην ουσία η απόρριψη που επιτυγχάνουμε για διάφορα είδωλα κλπ. εκτός μπάντας είναι εξαιρετική, διότι ας μη ξεχνάμε ότι τα L1-CT έχουν εκείνα το απαιτούμενο υψηλό Q, έτσι ώστε ο συνδυασμός αυτός να δίδει άριστη συμπεριφορά της εισόδου, τόσο από πλευράς απόρριψης ανεπιθύμητων σημάτων, όσο και από πλευράς σταθερότητας λειτουργίας.
Το Pin 2 του NE602A είναι "γειωμένο" μέσω ενός πυκνωτού 1n5 τύπου SMD, για όσον το δυνατόν καλύτερη απόζευξη της RF. Η είσοδος στο NE602 (Pin 1) γίνεται από την μεσαία λήψη του L2, μέσω του πυκνωτή C6, συνεπώς το κύκλωμα είναι συνδεσμολογημένο να λειτουργεί σαν "Single Balance Mixer".

Το σήμα των 116 MHZ, που παράγεται από τον τοπικό ταλαντωτή και το RF-σήμα των 144 MHZ αναμειγνύονται στην βαθμίδα μίξης που περιέχει το NE602A. Η διαφορά των δύο συχνοτήτων 144 - 116 = 28 MHZ, λαμβάνεται από την έξοδο του NE602 (Pins 4 & 5).
Ο T1 είναι ένας μετασχηματιστής RF, κατασκευασμένος σ΄ ένα κλασσικό TOKO RCL, που στην ουσία απορρίπτει οποιοδήποτε άλλη συχνότητα εκτός από αυτή που επιθυμούμε να περάσει, δηλ. τους 28-30 MHZ (Band Pass Output Filter). Το "τούμπο" του T1 έχει 5mm διάμετρο και διαθέτει πυρήνα φερρίτη για ρύθμιση. Ο Τ1 κατασκευάζεται από εμάς, δεν υπάρχει έτοιμος. Το πρωτεύον αποτελείται από 9 σπείρες 0.2mm χάλκινου σύρματος περιέλιξης. Το δευτερεύον έχει 1 σπείρα, επάνω από το πρωτεύον τύλιγμα . Ο C8 έχει τιμή 18pF, κεραμικός. Το πηνίο αυτό δεν είναι κρίσιμο. Αν έχετε δυνατότητα να φτιάξετε κάποιο άλλο, δεν υπάρχει πρόβλημα στην λειτουργία του Converter. Εναλλακτικά μπορείτε να μετατρέψετε έναν IF μετ/στή 10,7 MHZ, σαν αυτούς που έχουν τα FM ραδιόφωνα, αν αφαιρέσετε κάποιες σπείρες από τα τυλίγματά του, ώστε ν'ανέβει η συχνότητα συντονισμού του.
Η εικόνα παρακάτω δείχνει το πηνίο Τ1.




Fig.3

Η Fig.3 εικονίζει την εξωτερική όψη της κατασκευής μου. Χρησιμοποίησα ένα RF-proof κουτί, από παλιό TV-Tuner, είναι πολύ καλή λύση για μιά παρόμοια κατασκευή διότι εκτός των άλλων έχει αφαιρούμενα καπάκια (πάνω-κάτω), τα οποία βοηθούν πολύ στις διάφορες ρυθμίσεις και επεμβάσεις, που χρειάζονται μέχρι το τελικό αποτέλεσμα σε παρόμοιες ιδιοκατασκευές. Για την VHF είσοδο κόλλησα ένα BNC connector, ενώ στην έξοδο χρησιμοποίησα το RCA βύσμα, που είχε από την κατασκευή του το κουτί ( 28 MHZ Output )

Η Fig.4 παρακάτω δείχνει το PCB του κυκλώματος. Είναι ένα πολύ μικρό "τυπωμένο κύκλωμα".

layout.gif - 10047 Bytes

Fig.4

Στην δεξιά εικόνα φαίνεται η διάταξη των εξαρτημάτων επάνω στο PCB. Η δίοδος Zener (5V6 / 1W) πρέπει να κολληθεί από κάτω, δεν υπάρχει χώρος ανάμεσα στα εξαρτήματα, στο επάνω μέρος του PCB. Το συγκεκριμμένο τυπωμένο είναι από άλλη κατασκευή μου, η οποία χρησιμοποιεί μόνο 6 V, ως εκ τούτου δεν είχα πρόβλεψη για τοποθέτηση της διόδου αυτής.

'Ενα άλλο σημείο που θέλει προσοχή είναι το πηνίο "L" (κοντά στον κρύσταλλο). Το τυπωμένο έχει "χώρο" για να συγκολληθεί ένα πηνίο, μεταξύ κρυστάλλου (Xtal) και C13. Στην δική μου κατασκευή, ο κρύσταλλος 116 MHZ (από την MUS manufacter) ταλάντωσε εύκολα χωρίς το πηνίο "L". Γενικά όμως, οι υπέρτονοι κρύσταλλοι είναι πολύ-πολύ "δύστροποι" στην ταλάντωση... αν ο ταλαντωτής σας δεν ταλαντώνει, θα πρέπει να προσθέσετε το πηνίο "L". Χρησιμοποιώντας ένα παρόμοιο "τούμπο", σαν αυτό δηλ. που τυλίξαμε το Τ1, δοκιμάστε αρχικά με 2 σπείρες τύλιγμα. Κολλήστε το πηνίο και ρυθμίστε τον πυρήνα μέχρις ότου ο ταλαντωτής να ξεκινήσει. Αν αυτό δεν γίνει, προσθέστε ακόμα 2-3 σπείρες κλπ. Η εμπειρία με παρόμοιους κρυστάλλους μου έχει δείξει ότι, μερικές φορές χρειάζεται αρκετή υπομονή και πειραματισμός, έως ότου το κύκλωμα ταλαντώσει σωστά.
Στην περίπτωση βέβαια που δεν χρειάζεται πηνίο, μη ξεχάσετε να "γεφυρώσετε" με ένα κομμάτι σύρμα, τις 2 πίστες που είναι για το πηνίο L .

lightbar.gif - 11170 Bytes

Οι Fig.5,6 εικονίζουν εσωτερικά το converter.

Στην κατασκευή μου, εκτός από το Converter, έχω τοποθετήσει και έναν προενισχυτή RF στην είσοδο, σαν αυτό που περιγράφω σε άλλη σελίδα μου ( Fig.7). Ο προενισχυτής αυτός, δεν είναι απαραίτητος, εάν το Convertion-Gain του 2.4GHZ DownConverter είναι ικανοποιητικό. Αν μάλιστα είναι υψηλό, υπάρχει περίπτωση η χρήση του προενισχυτή να υπεροδηγήσει το δέκτη HF, με πολύ δυσάρεστα αποτελέσματα στην λήψη. Για τον λόγο αυτό, θα πρέπει να ξεκινήσετε χωρίς την χρήση προενισχυτή και μόνον αν χρειάζεσθε περισσότερη ενίσχυση, να προσθέσετε την βαθμίδα αυτή.
Τα περισσότερα DownConverters που γνωρίζω σήμερα, δεν χρειάζονται τον προενισχυτή. Εγώ απλώς κατέφυγα στην κατασκευή του, γιατί δοκιμάζω διάφορα DownConverters και μερικά από αυτά, έχουν χαμηλή ενίσχυση.
Η παρακάτω εικόνα δείχνει το συνολικό Block-διάγραμμα του συστήματος. Εκτός από τον προενισχυτή, στην δική μου μονάδα έχω ενσωματώσει και την βαθμίδα τροφοδοσίας όλων των επιμέρους κυκλωμάτων ( με ICs 7818 & 7812) καθώς και την βαθμίδα " DC-Injection", που περιγράφω σε άλλη σελίδα μου. Το "DC-injection" είναι απαραίτητο για την τροφοδοσία του "CAL AMP 2,4 GHZ Down Converter", μέσω του καλωδίου που κατεβαίνει το (RF) σήμα λήψεως.


BLOCKa.gif - 18518 Bytes

Τέλος, θα σας υπενθυμίσω ότι οι κατασκευές VHF απαιτούν εμπειρία και γνώση, λόγω των ιδιαιτεροτήτων τους. Αν είστε "άπειρος" με σχετικές κατασκευές, μην αποπειραθείτε να φτιάξετε κάτι παρόμοιο, τουλάχιστον αν δεν έχετε κάποιον έμπειρο να σας βοηθήσει και να σας συμβουλεύσει. Διαφορετικά, η αποτυχία είναι σχεδόν σίγουρη και δεν θα φταίει ο ...πιανίστας ! Μη τον πυροβολείτε αδίκως !



Have Fun
Makis SV1BSX (May 2003)

For HAM-Radio PERSONAL USE ONLY ®
© All rights reserved 2003-2005
ΑΠΑΓΟΡΕΥΕΤΑΙ η αντιγραφή - αναδημοσίευση της σελίδας ή μέρους αυτής χωρίς εξουσιοδότηση.©
matronics@hotmail.com - Web design & graphics

back to homebrew