Az FM modulációs amatőr televíziózás.

YO5PBC Feri

Régóta keresem az amatőr televíziózással próbálkozó rádióamatőröket. Így sikerült rátalálnom a “Radiocomunicatii si radioamatorism” nevű román folyóirat “Mindent az ATV”-ről című rovatára, szerzője YO5AXB Mircea.

A közölt rajzokból és ötletekből sikerült megépítenem az 1,2 GHz-es, majd a 10GHz-es ATV adót, ami nemcsak, hogy kifogástalanul működik, de felülmúlta várakozásaimat.

Ezzel a most elkezdett rovattal szeretném népszerűsíteni az amatőr televíziózást. Mindenkinek ajánlom a kapcsolások kipróbálását, némi jártasság az UHF technológiában előny, de a “kezdők” is belevághatnak, ez egy jó ok és alkalom a HOME MADE “kézimunkára”.

Nagyon sok rádióamatőr visszariad, ahogy meghallja a GHz szót, de mint ahogy majd kiderül, egy műholdvevő berendezéssel nem olyan félelmetes és “magas” a mikrohullámú TV-zés.

Fontos megemlíteni az FM modulált ATV előnyeire:

· Mint tudjuk, a frekvenciamoduláció egyik fő előnye, hogy 20dB-lel kisebb jelszinttel elérhető ugyanaz a jelminőség, mint amplitúdó (AM) modulációval.

· Az FM modulált képjelnek reflexió esetén nem romlik a képminősége, sőt, minden reflexió hasznunkra van.

· Az FM képjel szélessávú jel, sávszélessége kb.16 MHz (+/-8MHz), emiatt nem kell egy nagyon pontos frekvenciájú kvarcrezgőkörről többszörözni, hanem az oszcillátor a 23cm-es, vagy a 3cm-es sávban “rezeg”.

A vételhez csupán egy analóg műholdvevő beltéri egység (indoor) szükséges, és természetesen antenna. Sok használaton kívüli analóg műhold-vevő egység van, ami ma olcsón, névleges áron beszerezhető.

A 10 GHz-es ATV vételhez a műholdvevőn kívül még egy “műholdas” konverter (parabolafej) is szükséges, amit egyszerűen át lehet hangolni az amatőr sávra.

A lényeg, hogy bárki, aki ATV-ni szeretne, minél több ilyen műholdvevő konvertert szerezzen be, jót vagy rosszat, és legalább egy beltéri egységet. A már nem működő konvertereket átalakíthatjuk 10,45-GHz-es ATV adóvá, melynek kimeneti teljesítménye kb.60mW, ami nem is “csekély” egy 1m-es parabolareflektor nyereségével együtt. A meghibásodott konverterek kiváló alkatrészforrások. A bennük alkalmazott HEMT (High Electron Mobility Transistor) tranzisztorok kiszajúak, és felhasználhatóak még 24 GHz-en is, de ezekről majd később.

Az 1. ábrán látható az 1255 MHz-es (vagy más 23cm-es sávú) ATV adó-modulátor kapcsolási rajza. Az alapötlet F4DAY-tól származik.

Ez egy TWIST oszcillátor, nevét a bázis-kollektor közé csatolt LX “rezgő-körről” kapta (csavart), ami két darab CuZ (vagy PVC szigetelésű rézvezeték) összesodorva. Ez a kapcsolás 1GHz-től kb.3GHz-ig alkalmazható, az összesodort vezetékek hosszától függően.

Az oszcillátor minden különösebb beállítás nélkül azonnal, kifogástalanul működik. A frekvencia stabilitása érdekében legfontosabb, hogy árnyékolt dobozban, mechanikailag stabilan legyen összeállítva. Én egy 2,5x4 cm-es fémdobozba, kétoldalas ”hagyományos” nyáklapra szereltem, de kifogástalanul működik légszereléssel is. A doboz falára egy F típusú (vagy más nagyfrekvenciás) csatlakozót szerelhetünk RF kimenetnek. A modulátor bemenetén levő 1kOhm-os pot. métert a doboz falán kívül szereljük, ezzel finom hangolhatjuk az oszcillátor frekvenciáját, kb. 40 MHz-el.

A BC közé csatolt 0.5 mm vastagságú összesodort CuZ vezetékek hosszával határozzuk meg a modulátor frekvenciáját.

Indulásként, kb. 4 cm hosszan szereljük, és a finomhangoló feszültséget a P1-es potival 4V-ra állítjuk be. Frekvencia beállításkor 50Ohm-os műterhelést kell használnunk, amit két párhuzamosan kapcsolt 100Ohm-os SMD ellenállásból készíthetünk, egy lemezdarabkára forrasztva.

A beltéri egység segítségével megkeressük és behangoljuk az oszcillátor frekvenciáját, ami abból áll, hogy 2-2mm-el rövidítjük a “rezgőkört”, míg a frekvencia 1255Mhz lesz. Hangoláskor vevőantennaként megfelel egy 2-3 cm-es vezeték, amit az antennabemenetbe (F csatlakozó) helyezünk, közben ügyeljünk, hogy ne okozzunk rövidzárt, ugyanis az antenna bemeneten 13V-18V-os tápfeszültség van, ami a konvertert táplálta. A feszültségkülönbség a polár váltásra szolgált.

Mivel a hangoló feszültség növelésével a frekvencia csökken,(vagyis negatív hangolás) a moduláció is negatív lesz. Emiatt szükséges a képjelt is negatív képjellé alakítani, ami a moduláció után a számunkra szükséges pozitív videojel lesz.

A videó inverter a 2. ábrán látható.

A T2-es tranzisztor emiterénél levő 1kOhm-os trimer potival a kimeneti kép jelszint állítható be. A *-al jelölt 470Ohm-os ellenállás értékét csökkenteni kell, kb. 300Ohm-ig, ha nem elég nagy a képjel szintje. A vételezett kép kifogástalan, és nem kell visszariadni, ha mikrohullámról van szó.

A modulátor jelét erősítenünk kell, amit legegyszerűbben MMIC-vel oldhatunk meg.

YO5AXB Mircea, és én is tranzisztoros erősítőt alkalmaztam, mivel az említett áramköröket még nem volt alkalmam kipróbálni.

HA8ET Nagy Gyulától ilyen MM IC-k, AH1-es, AM1-es áramkörök beszerezhetőek, melyekről leírást már közölt a Rádiótechnikában.

Ezeknek az áramköröknek több előnye is van a tranzisztoros erősítőkkel, de más monolitikus áramkörökkel szemben is kevésbé gerjedékenyek, szélessávúak, nem igényelnek hangolást, és 2,4Ghz-en is 100mW teljesítményt “produkálnak”.

Antennaként legegyszerűbb egy sarokreflektoros antennát alkalmazni, kis mérete, és tömege miatt. Kis távolságra ez is elég. Én is csak ezzel az antennatípussal próbálkoztam még. Biztosan vannak jó antenna konstruktőrök, kik közölnének néhány nagynyereségű, kipróbált antennatípus rajzot. A jövőben szeretnék kipróbálni egy 4-es Helix csoportantennát. Ez más antenna típusnál jóval érzékenyebb, és mindkét polaritást egyszerre vételezi.

Hangmodulátornak 3. ábrán egy egyszerű LC oszcillátort használok. Ennek RF kimenetét egy 300-680Ohm-os ellenállással sorosan ”ráültetjük” a negatív videojelre, vagyis egyenesen a modulátor bemenetére kapcsoljuk.

Az egységeket vékony, árnyékolt kábelekkel kapcsoljuk össze.

A 10GHz-es ATV-zésről.

A most leírt módszer segítségével egy műholdvevő konvertert fogunk átalakítani ATV adóvá, és egy ugyanilyen konvertert ATV vevő konverterré.

Ilyen magas frekvenciára csak drága, és nehezen beszerezhető alkatrészeket, és nyomtatott áramkört kellene használni. Mivel a konverterekben levő alkat-részeket használjuk fel, megszabadulunk ettől az „anyagi” problémától, ugyanakkor a konverter minden egyes részét fel tudjuk használni a jövőben más, főleg mikrohullámú alkalmazási célokra. Megszabadulunk a dobozolástól, árnyékolásoktól is, ami igen nehéz feladat ilyen frekvenciára.

Ezek a módszerek, és kapcsolási ötletek is YO5AXB Mircea által a „Radiocomunicatii si radioamatorism” c. folyóiratban közölt rovatsorozat utáni kísérleteim, ötletek eredménye. A rovatsorozat címe „Mindent az ATV”-ről volt, és az alapötlet IK8UIFAlberto-tól származik. Ezt némi módosítással, pontosítással, az észrevételeimmel együtt közlöm a nemcsak a komolyabb műszerparkkal, berendezésekkel rendelkező konstruktőrök számára. A 10GHz-es ATV adó elkészítése sem igényel különösen nagy jártasságot a mikrohullámú elektronikában, sőt!

Néhány szó a mikrohullámú konverterekről

Ez a fejkonverter a vételi sávot (10,7-12,5 GHz) egy jóval kisebb frekvenciájú, 950-2050 MHZ-es sávra keveri, majd a beltérinek nevezett tuner de-modulalja. Erre a konvertálásra azért volt szükség, mert a 10GHz körüli (nagyon kis jelszintű) jelet nem lehetne több méter hosszú kábelvezetéken keresztül továbbítani a beltéri egységig, csak hullámvezetők alkalmazásával.

Ha sikerül több konvertert beszereznünk, a működőképes konvertert vételi konverterré áthangoljuk, a már nem működőt pedig, átalakítjuk ATV adóvá.

Miután kibontunk, kicsavarozunk egy konvertert, eltávolítjuk a védő-árnyékdoboz fedelét, láthatjuk a bennük levő értékes, SMD alkatrészeket.

Minden konverter hat nagyobb egységből épül fel:

1. Előerősítő

2. Sávszűrő

3. Keverő egység

4. Lokál (helyi) oszcillátor

5. Konvertált (első közép-) frekvenciájú erősítő

6. Tápáramkör

A konverter típusok különbözhetnek egymástól (nem csupán méretben), az alkalmazott tranzisztorok típusától, számától, az oszcillátorok számától (egy-sávú vagy “univerzális”), és teljes felépítésétől is. Egynéhány konverter kibontása után könnyen meg- és felismerünk minden egységet.

Rögtön a mikrohullámú antenna bemenet felől találjuk az előerősítő egység HEMT tranzisztorait, ami lehet 2, vagy 3 tranzisztoros. Ezek 2mm átmérőjű, legtöbb esetben körformájú tranzisztorok. Típusuk nehezen azonosíthatóak, egy kóddal vannak ellátva 4. ábrán. Ezekhez katalógust nem tudtam beszerezni. Számunkra nem is fontos a típusuk, ugyanis mindegyik alkalmazható 24 GHz-ig. Könnyen észrevehető, hogy minden konverter típusnál mindig más-más tranzisztortípust használtak az első előerősítő egységben, és mást a másodiknál, és az oszcillátorban.

Egy-egy HEMT van külön a függőleges, és a vízszintes polaritás vételére. Ezek tápfeszültségével volt vezérelve a kívánt polaritás. A Cambridge típusú konvertereknél a kapu (gate) feszültség cseréjével történt ugyanez.

Az előerősítő egység után a felerősített RF jel egy mikrostrip sávszűrő után a keverő egységbe kerül. A keverőegység legtöbb esetben diódás, de vannak típusok, melyekben itt ugyancsak HEMT-eket találunk. Ez a keverő egység a felerősített jelet a lokál oszcillátor (LO) jelével lekeveri (alsó keverés) a beltéri egységek frekvenciatartományára, 950MHz-től 2050 MHz-ig, régebbi típusoknál 1750MHz-ig.

A lokál oszcillátort könnyen fel lehet ismerni, ugyanis ennek rezgőköre, a DRO (Dielectric Resonator Oscilator) egy 5-7 mm átmérőjű kör, vagy gyűrű alakú, kerámiaszerű anyag. Színe legtöbb esetben fehér. Ha egy darab ilyen DRO rezgőkört találunk, akkor a konverter egysávú, ha kettőt, akkor úgy nev. univerzális, kétsávú konverterünk van.

A régebbi konvertereknél a LO rezgőköre leggyakrabban 10Ghz-es.

Az univerzális konvertereknél a nagyobb átmérőjű DRO a 9,75GHz-es frekvenciájú LO rezgőköre, és mindig a kisebbik DRO a 10,6 GHz-es LO rezgőköre. A LO-ok általánosított kapcsolási rajza az 5. ábrán található.

A kevert (első középfrekvenciájú) jel egy alul áteresztő szűrőn keresztül két, vagy három darab MMIC-vel (Micro Monolitic Integrated Circuit) újra erősítve lesz. Ritkább esetben itt GaAs Fet-et alkalmaztak. Ha a konverter kivitelezése megengedi, ezt az egységet teljes egészében “kibányásszuk”, és egy kiváló kiszajú előerősítőhöz jutunk, amit használhatunk majd a 23cm-es és a 13cm-es sávú jelek vételénél. Néhány típusnál ez az egység külön árnyékdobozban található. Ugyanígy előfordulhat, hogy a lokál oszcillátor is egy külön árnyékolt rekeszben találjuk.

A tápfeszültség egységét is könnyen felismerhetővé tették más színű nyákrésze miatt is. A legtöbb esetben itt egy 5V-os IC “kockát” találunk, néhány típusnál még egy 10V-osat is. Az 5V-os stabilizátorok a HEMT-ek tápfeszültség ellátására szolgált, a 10V-os pedig a lekevert frekvenciájú erősítőegység tápellátására. A HEMT-ek kapufeszültségét legtöbb esetben egy 555-ös SMD IC állította elő.

Az első középfrekvenciájú jel az erősítés után a kimeneti F csatlakozóra, majd onnan a koaxiális vezetéken keresztül a beltéri egységbe kerül, ahol majd demodulálva lesz.

Az ATV vevő konverter áthangolása.

Mielőtt átalakítanánk a konverterünket az amatőrsáv vételére, működőképességéről meg kell győződnünk. Ezt egy műholdon sugárzott adás vételével könnyen ellenőrizhetjük.

Az átalakításra leginkább a Cambridge típusú konverterek a legalkalmasabbak, de bármely más típus alkalmas céljainkra, ha az árnyékdoboz magassága ezt lehetővé teszi.

A konverter áthangolása abból áll, hogy ennek DRO rezgőkörét (ami 9,75 GHz, 10 GHz, vagy 10,6 GHz-es), 9 GHz-re változtatjuk. Az áthangolás menete a következő: a DRO rezgőkör finomhangoló csavar végére, vagyis a DRO fölé egy másik, 10,6 GHz-es DRO rezgőkört ragasztunk úgy, hogy a DRO-k ne érintsék egymást miután az árnyékdoboz vissza lesz helyezve, csavarozva.

Ez az átalakítás csak akkor lehetséges, ha a finomhangolásra használt csavart kellően ki tudjuk csavarozni, hogy még egy 10,6 GHz-es DRO is beleférjen a konverter DRO-ja fölé. Az áthangolás sikere csak e lehetőségtől függ. Gyakorlatilag az áthangolás a két rezgőkör egymáshoz közelítéséből áll.

A két DRO közötti frekvenciakülönbségétől függ, hogy mennyire tudjuk “lehúzni” a konverter LO frekvenciáját.

Mivel erre a sávra frekvenciamérőnk nincs, egy egyszerű és gyors módszer segítségével pontosan át tudjuk hangolni, be tudjuk állítani a LO frekvenciáját.

Az ATV konverter behangolásához egy univerzális konverter szükséges, amit a beltéri egység 22kHz-es generátorjele segítségével a “felső” sávra kapcsolunk. Ezzel az univerzális konverter 10,6 GHz-es LO-ja lép működésbe. A beltéri frekvenciáját 1600 MHz-re állítjuk.

Mivel minden konverterből kisugárzódik az LO lokál oszcillátor jele is, most az ATV vevő konverter LO jelét vételezzük az univerzális konverterünkkel és a TV készülék képernyőjén ellenőrizzük, vagyis az FM kép-zaj pontok helyett teljesen fekete “képet” várunk.

A vevő konverter ebben az esetben alsó keverést végez:

10,6 GHz -1,6 GHz=9 GHz

Mindkét konvertert egymással szembe helyezzük kb. 1m távolságra, és az ATV konverter finomhangolójával óvatosan és türelemmel közelítsük egy-máshoz a két DRO-t. Ezután a két konvertert eltávolítjuk egymástól, és újra ismételjük a hangolást, hogy pontosabban behangoljuk a konvertert 9 GHz-re.

A hangolás befejeztével lakkal rögzítjük a hangoló csavart. Előfordulhat, hogy az LO frekvenciája instabil lesz. Ennek oka a két DRO közötti túl kicsi távolság.

YO5AXB állítása szerint, mindkét DRO kivitelezése egyforma kell, hogy legyen, vagyis mindkettő kör, vagy gyűrű alakú. Nekem sikerült kör alakú DRO-t gyűrűssel áthangolni. Érdemes kísérletezni!

Az amatőr TV frekvencia a 10 GHz-es sávban 10,450 GHz, amit a 9 GHz-es LO-jú konverterünkkel 1450 MHz-en vételezünk a konverterünkkel.

Az oszcillátor frekvenciáján észlelhető 2-3 MHz-es (max) instabilitás (mint minden műholdvevő konverternél), de ez nem befolyásolja az ATV jelünket, mivel az szélessávú jel, és a vételnél nem észlelhető minőségromlás.

Az áthangolt vevő konvertert ellenőrizhetjük egy műholdon sugárzott adással. Észrevehetjük, hogy a beltéri frekvenciasávjának felső szélén vételezzük azt az adást, amit az áthangolás előtt 1000 MHz körül vételeztünk.

Vételi antennaként kisebb átmérőjű parabolaantennát használhatunk, vagy készíthetünk Horn típusú tölcsér, vagy piramis alakú antennákat. Ezek nyeresége átmérőtől függően 22-30 dB. Egy 50cm átmérőjű paraboloiddal 33 dB fölötti nyereségre számíthatunk.

Előfordulhat, hogy a vevő konverter áthangolása után a konverterünk DRO-jai fordított, felső keverést végeznek. Mikor egy Marconi típusú konvertert áthangoltam, meglepődtem, mikor a vételezett kép negatívan jelent meg a képernyőn. A DRO-DRO felső keverés azt jelenti, hogy ha a beltéri egység frekvenciáját „felfele” hangoljuk, a vételezett sávban „lefele”, vagyis fordítottan haladunk. Más szóval a hangolással fordítva kell dolgoznunk. Vagyis a dolog érdekessége, hogy a képjel negatívan jelenik meg a képernyőn. Egy ilyen konverter is jól jöhet még, egy negatívan modulált képjel vételezése esetén.

ATV adó 10,450 GHz-re

Egy, már nem működő műholdvevő konvertert fogunk átalakítani ATV adóvá. A legtöbb kimustrált konverter annak táp. része, vagy az első előerősítő tranzisztor meghibásodása miatt vált használhatatlanná.

Első lépésként a kellő alkatrészeket kell kiforrasztanunk a konverter nyáklapjáról, ezek közül is először a HEMT-eket. Kiforrasztáskor mindig a HEMT-ek kell legyenek az elsők, beforrasztáskor pedig mindig az utolsók!

A HEMT-ek kiforrasztásához forrólevegős SMD forrasztóállomásra lenne szükség, de mivel ilyen felszereléssel kevés amatőr rendelkezik, egy-egyszerűbb, régóta gyakorolt módszer segítségével is boldogulni fogunk. Ehhez szükségünk lesz egy 40W-os forrasztópákára, és egy kisebb csipeszre, aminek majdnem teljes felületét leszigeteljük PVC szigetelő szalaggal, csak a legvége, a csipesz hegye marad szabadon. A forrasztópákát földelésre kötjük, és egy satuba beszorítjuk úgy, hogy a forrasztó páka vége, könnyen elérhető legyen. Miután a páka kellően felforrósodott, a konnektorból kihúzzuk (de a páka a forrasztás idején is földelve legyen!) és rögtön forrasztani kezdjük a nyáklap alsó, földelt felén, a HEMT alatti részt. A nyáklapot bal kezünkben tartjuk (jobb kezesek) és jobb kezünkben a szigetelt csipesszel, miután az forrón felolvadt, rögtön leemeljük a tranzisztort, és egy kisebb darab fém fóliába csomagoljuk (konyhai csomagoló alufólia).

Vannak esetek, amikor az alkalmazott forrón a megszokottól több ezüstöt tartalmaz, és lassabban olvad. Ilyenkor megeshet, hogy a tranzisztor tönkremegy a túl hosszú idejű hevítés miatt.

Minden forrasztáskor nő a HEMT önzaja a mi esetünkben egyszer ki, és egyszer beforrasztáskor. Vigyázni kell, hogy a forrasztások időtartama nem lehet több 2 másodpercnél továbbtartó művelet, másképp a HEMT tönkremegy.

Mielőtt becsomagoljuk a HEMT-ünket, egy digitális ohmmérővel (és csakis digitálissal) megmérjük a HEMT drain-source közötti ellenállás értéket, ügyelve, hogy kézzel ne érintsük a drain, vagy a kapu (gate) kivezetéseket!

Ha a mért érték 8-20 Ohm között van, akkor a HEMT-ünk jó, és becsomagoljuk az alufóliába. Az alufóliára ráírjuk a HEMT típuskódját, és hogy honnan szedtük ki (pl. első tranzisztor, oszcillátor, stb.), és becsomagolás után egy fémdobozban „tároljuk”.

A HEMT-ek kivezetései könnyen azonosíthatóak: mindig a gate (kapu) a „bemenet”, a HEMT ezen oldalán egy csík van, vele szemben találjuk a drain kivezetést. A két oldalsó kivezetés pedig (ami legtöbbször szélesebb) a source.

Van olyan HEMT melynek kódja egy betű. Ezeknél a betű jobb oldalánál (vízszintesen elhelyezve) levő kivezetés a kapu 4. ábra.

A lényeg, hogy egy kivezetést azonosítsunk, a többit már könnyen azonosíthatjuk.

H a konverter nyáklapja tönkrement (pl. beázott a konverter) és úgy látjuk, hogy a nyáklapot már nem tudjuk felhasználni, a HEMT-eket szikével kifaragjuk, így forrasztás nélkül nem nő az önzaja. Ezeket a tranzisztorokat felhasználhatjuk előerősítők építéséhez.

A HEMT-ek kiszedése után a keverőegységben levő diódát 10. ábrán kell kiforrasztanunk. A Cambridge típusú konvertereknél ez dupla dióda. Ez az alkatrész is nagyon értékes, felhasználhatjuk más mikrohullámú keverőkben, és ez a félvezető is felhasználható még 24 GHz-en is.

A félvezetők után kiforrasztjuk a HEMT-ek kapu és drain áramkör ellenállásait. Ezeket az alkatrészeket is csak rövid ideig szabad hevíteni.

Ezekre az ellenállásokra szükségünk lesz, ha értékeik: 10, 20, 50 és 100

Ohm.

A kiforrasztások után óvatosan lekaparjuk a keverőegység fólia stripline részét, úgy, hogy a nyáklap anyaga ne sérüljön, csupán a rézfóliát kell kiiktatni. A Cambridge típusú konvertereknél ez a művelet egyszerű, mivel ez egy elég kis felület. Más konvertereknél (Echostar, Strong) a keverőegységet ollóval kivágtam, nyákkal együtt.

A Cambridge konvertereknél a két első tranzisztornak egy közös drain stripline felülete van, egyik a vízszintes, másik a függőleges polaritás vevő-erősítő volt. Ezt a drain stripline vonalat, ami most adásnál kapu vonal lesz, módosítani fogjuk úgy, hogy csak az egyik tranzisztor (függőleges polaritású kimenet) stripline vonala maradjon meg. Ez a módosítás abból áll, hogy a már nem szükséges fóliafelületet szikével lekaparjuk, természetesen ügyelve, hogy a nyáklap többi része ne sérüljön. Az egész stripline felületből csak egy stripline tápvonalat hagyunk. Ennek szélessége minden esetben az előző stripline vonal szélességével egyenlő kell, legyen.

Ez a módosítás csak a Cambridge konvertereknél szükséges.

Ezt követően az oszcillátor kimenetét egy stripline rézfóliával összekötjük a sávszűrővel, vagyis a volt keverőegységet áthidaljuk. Ez a stripline fólia szélesség meg kell, egyezzen a csatlakozási pontok szélességével.

Az oszcillátor kimenetét az ott levő, leggyakrabban 20 Ohm-os ellenállással sorosan kell összekötni a sávszűrővel. Tehát ez az összekötő stripline vonal leggyakrabban az SMD ellenállás szélességével lesz egyenlő. Ilyen rézfóliát egy, már nem használható nyáklapról „szedtem fel”.

A táprész módosítása

Az 5V-os stabilizátor IC-t kicseréltem egy 1A-es 7805-ösre, ugyanis az eredeti 78M05-ös nem minden esetben működőképes, és van, hogy egy kisebb terhelő fogyasztástól ez az IC nem stabil 5V-al fogja táplálni a HEMT-eket. Én csak 1A-es stabilizátort tudtam beszerezni. Az ATV adó mindhárom tranzisztorral együtt kb. 110mA-es fogyasztására elegendővolna a 78M05-ös IC is.

Az IC 5V-os kimenetére két egyenirányító 1N4001-es diódát forrasztunk, sorosan, légszerelésben. Az első diódára kapcsoljuk majd az erősítőegység két tranzisztorát, a második diódáról pedig, az oszcillátor lesz táplálva 6. ábrán. Az összekötésekhez vékony, flexibilis PVC szigetelésű vezetéket használjunk.

YO5AXB cikkében ez a második soros dióda nem szerepel, viszont szükség van rá, ugyanis sokkal jobb moduláció érhető el 0,7V-al kisebb (3,6V) feszültséggel.

Az alkatrészek beültetése

Az alkatrészek beültetését minden esetben a passzív elemekkel kezdjük, és csak ezek után következnek a sztatikus áramokra érzékeny HEMT-ek.

Az adó-erősítőegység két tranzisztor kapu- és drainkör ellenállásait kell beforrasztanunk. A tranzisztorok kapuit az RF fojtó után a földre kötjük egy 100Ohm-os ellenállással sorosan. Néhány konverternél az itt található 75 Ohm-os ellenállást egy rézfóliával kötjük a földre. Ez a fóliaszélesség is meg kell, egyezzen az SMD ellenállás szélességével.

A Cambridge típusú konvertereknél a 2. Tranzisztor kapujához egy fojtót kell forrasztanunk, szerelnünk, mivel ezen a részen a stripline felületet módosítottuk. Ez a fojtó egy 9 mm hosszú, 0,2 mm átmérőjű Cu vezeték, amivel a kiiktatott fojtót pótoljuk. Ezt a fojtót hossza miatt behajlítva kell szerelni.

A drain soros ellenállása az első tranzisztornál 20 Ohm-os, a másodiknál pedig, 10 Ohm-os. 7. ábrán

Azokban a konverterekben, amelyekben, a bemeneti erősítőben 3 tranzisztort alkalmaztak, a 2. tranzisztort egy SMD kondival áthidaljuk, és minden esetben 2 darab tranzisztorral (egységgel) erősítjük a modulált jelet!

Az oszcillátor modulálása

A HEMT kapu stripline vonalának 50Ohm-os ellenállásán keresztül moduláljuk az oszcillátort. E stripline vonal legvégére az ott levő 50Ohm-os SMD ellenállásra merőlegesen, egy másik 50 Ohm-os SMD ellenállást forrasztunk, merőlegesen a nyáklapra úgy, hogy ennek ellenállás rétegoldala “kifele” nézzen, vagyis a stripline vonallal ellentétes irányba 8. ábrán

Ennek az ellenállásnak a másik végére egy vékony, PVC szigetelésű huzalt forrasztunk, amivel összekötjük a bemeneti csatlakozót az oszcillátorral (egy 47uF-os kondenzátoron keresztül).

Ezt a vékony huzalt, amennyire csak lehet, minél jobban fektessük a nyáklapra, a beforrasztott 50Ohm-os ellenállásnál, szorosan e mögé. Így e huzal nem lesz hatással a rezgőkörre.

Ahhoz hogy a vékony vezetéket el tudjuk vezetni az F csatlakozóig, az árnyékdoboz ezen részén reszelővel egy rést csiszolunk a vezeték számára, hogy az árnyékdoboz ne rövidzárlatozza.

YO5AXB cikkében megemlíti, hogy a jó moduláció érdekében egy másik stripline rézfóliát kell ültetni a kapu stripline vonalának legvégére, merőlegesen (fektetve) e stripline vonalra.

Ez a rézfólia 2mm széles, 1mm hosszú. Ennek a műveletnek a célja, hogy az oszcillátor stripline vonalát meghosszabbítsuk 1 mm-rel. Úgy tapasztaltam, hogy ez esetenként gerjedéshez vezet, és az oszcillátor DRO frekvenciájától függetlenül egy más frekvencián rezeg a DRO nélkül is. Tanácsom az, hogy kezdetben e nélkül az újabb stripline nélkül próbálkozzunk.

A DRO rezgőt pedig, ugyancsak módosítanunk kell, ugyanis ezek 9,75 GHz-en, 10 GHz-en, vagy 10,6 GHz-en rezegnek. Sajnos a finomhangolóval nem lehet a 10,6 GHz-es DRO-t “lehúzni” 10,450 GHz-re. Állítása szerint YO5AXB ezt ígycsinálta, amit nehéz elképzelni!

A finomhangoló csavarral a DRO-t az alapfrekvenciától max. 40 MHz-el lehet feljebb “húzni”. Emiatt a 9,75 GHz-es, vagy a 10 GHz-es rezgőkört kell csiszolnunk, több szakaszban, ellenőrizve csiszolás közben a csiszolást egy “finom” csiszolópapírral végezzük. Addig kell a csiszolást folytatni, míg az ATV konverterünkkel 10,450 GHz-en vételezzük jelünket. Ha túl sokat csiszolunk a DRO felületéből, ennek frekvenciája az amatőrsáv fölé kerül (10,7 GHz), és ezt már nem lehet visszahúzni.

A legelső ATV modulátort egy “műholdas” sávú, 11,7 GHz feletti frekvenciára terveztem, mivel a vételhez akkor még nem volt még egy konverter, amit áthangolhattam volna. Kezdetben, hogy a majdani ATV konstruktőr meggyőződhessen az itt bemutatott ATV modulátor működéséről, ajánlom, ugyanígy próbálkozzon, mivel egyszerűbb egy már kézügyben levő konverterrel vételezni a sugárzott jelünket.

Legutoljára hagytuk a HEMT-ek beültetését. Ezt is megoldjuk egy egyszerű segédeszköz segítségével. Ez egy 3mm átmérőjű, kb.10cm hosszú fémcső, 2mm belső átmérővel. Ezt a csövet majdnem teljes hosszában PVC szigetelőszalaggal vastagon leszigetelünk, csak a legvégét hagyjuk szigeteletlen. Ezen a részen, a cső legvégén “fogjuk” meg a HEMT-eket. Ilyen fémcsövet egy hordozható rádió teleszkópantennájából vágtam.

Ezzel a fémcsővel kényelmesen el tudjuk helyezni a tranzisztorokat pontosan a kívánt helyre, megvédjük őket a hőtől, a sztatikus áramoktól, melyek jöhetnek a forrasztópákától, vagy a kezünkből is, és azonos feszültség potenciált biztosít a HEMT kivezetésein, a forrasztás idején.

YO5AXB a hullámvezetőben található mikro-antennát is cserélte, de mivel az eredeti mikro-antenna még használható 10,450 GHz-en is, nem tartom érdemesnek az antenna cseréjét. Nem biztos, hogy be tudunk szerezni ilyen jó minőségű ezüstözött, vagy aranyozott rézhuzalt.

YO5AXB a Cambridge konverterekkel kísérletezett, ebbe a típusba antennának egy 0,7 mm átmérőjű CuAg-ot szerelt 14,7mm hosszon. A mikro-antennák mérete a hullámvezetők típusától függ.

Miután minden alkatrész beültetésével, és az átalakítással is végeztünk, 7-15V-al tápláljuk az ATV adónkat. Az árnyékdoboz visszaszerelése nélkül megmérjük a feszültségeket mindegyik HEMT drain körében. A méréseket az RF fojtó előtt, rögtön az SMD ellenállás után mérjük. Az oszcillátor drain feszültsége 3,4 V körüli, az erősítő tranzisztoroknál 3,3-3,5V körüli, vagy ennél kisebb értéket mérünk. Talán árnyékdoboz nélkül begerjedt az erősítő, hogy néhány esetben kisebb értéket is mértem.

Miután a feszültségméréssel is végeztünk, az árnyékdobozt visszacsavarozzuk, és újabb próbát végzünk moduláló jellel is.

Videojelforrásként egy C+4-es (Commodore) számítógép videojelét használtam, mivel monoszkóp generátort még nem készítettem.

Videó inverternek, hangmodulátornak ugyanazt a kapcsolást használtam, mint az 1,2 GHz-es modulátornál.

Előfordulhat, hogy az adó-modulátor pozitív modulációt végez. A kereskedelemben kapható NE 592N, vagy NE733 IC, melynek segítségével úgy pozitív, mint negatív moduláció is elvégezhető, és a hangvivőt is ezzel az IC-vel keverhetjük.

Kísérletezni, QSO-kat létesíteni ezzel a teljesítménnyel is lehet. Érdekesnek fog tűnni a 10GHz-es jel terjedése, visszaverődése. Néhány, 3-4 km-es távolságig elég, ha adásnál és vételnél is csak a konvertereket használjuk, paraboloidok nélkül. A konverterek horn antennáinak is van néhány dB nyeresége, kivétel a középpont fókuszos antennák gyűrűs feje, ugyanis ezek nyeresége, csak a parabola reflektorával érzékelhető.

10GHz-es sugárzásmérő

Ahhoz, hogy az ATV adónkat, és a teljesítményt is ellenőrizni, mérni tudjuk, egy sugárzásmérőt építhetünk egy, már nem használt konverter hullámvezetőjével, és a benne található mikro-antennával 9. ábrán .

A sugárzásmérő működése nem különbözik a VHF sávú tartományban használatos sugárzásmérőtől. A hullámvezetőben levő mikro-antenna által vételezett jelet egy diódával egyenirányítja, amit fojtón keresztül a mikroampermérőhöz kapcsolunk. Az egyenirányító dióda egy, a vevő konverterek keverőegységéből nyert Schottky. Az RF fojtó egy 0,2mm átmérőjű, 1cm hosszú CuZ, a kondenzátor pedig, 100pF-os SMD. Ezt a kapcsolást egy régi konverter nyáklap darabjára építsük.

Ezzel a térerőmérővel a horn antennák, és a paraboloidok teljesítmény nyereségét is mérhetjük, valamint az off-set paraboloidok sugárzásirányáról is meggyőződhetünk.

Ha a mikro-antenna egy hullámvezetőben van működtetve, majdnem 10dB nyereséggel számolhatunk, a hullámvezetőnek köszönhetően. A kisméretű horn antenna (ami legtöbb esetben a hullámvezetővel együtt van öntve), nyeresége típustól függően 4-6 dB.

Ha ehhez a nyereséghez hozzászámoljuk a parabola-reflektor nyereségét, ami egy 1,5 m átmérőjű reflektor esetében 41,5 dB, rájövünk, hogy elég nagy EIRP-ünk van, hogy DX-ekkel is próbálkozzunk.

Működés közben nem szabad az ATV adó hullámvezetőjébe belenézni!

Ha ez az ATV adó parabola-reflektorba van elhelyezve, nem szabad az antenna sugárirányába tartózkodni! Mögötte, alatta már lehet.

Egy 1W-os kimenő teljesítményű ATV adó a parabola-reflektor nyereségével nagy EIRP-pel sugároz, ha közelében tartózkodunk, az ártalmas lehet az egészségünkre! Próbáljunk mindig az antenna mögött tartózkodni!

Ha kiszámoljuk az 1W teljesítmény után a hullámvezetővel, horn antennával és 1,5 m átmérőjű reflektorral az EIRP-et: 1W+9dB+4dB+41dB=55dBW

Ezúton és nem utolsósorban szeretném megköszönni YO5AXB Mircea-nak a közölt cikket, sok ötletet és segítséget adott, hogy kísérletezzek 1,2 GHz-en, és10 GHz-en. Mint már említettem, a 10 GHz-es ATV adó alapötlete IK8UIF-tól származik. Honlapján még sok egyéb, főleg mikrohullámú kapcsolás is található: http/web.tiscali/ik8uif/

Remélem, sok konstruktőrnek sikerült meghoznom kedvét az amatőr TV-zéshez, és elég érthetően leírtam az utasításokat, hogy egy komolyabb műszerpark vagy egyéb berendezés nélkül elkészíthetnek 10GHz-re ATV berendezést. Remélem, nemcsak konstruktőrök, hanem “kezdők” is kipróbálják, ez egy jó alkalom lesz a “kézimunkára”.

Sok sikert az ATV-zéshez!

YO5PBC, Szabó Ferenc

QTH: Kraszna, QTH-lokátor: KN17KD

Tel.: +40-260.636907

(A kiskőháti R5-ös átjátszón is elérhető vagyok)