Anténní analyzátor

 

       Asi před rokem jsem byl požádán, podívat, zda-li by se dal opravit mechanicky zničený anténní analyzátor MFJ259B. Destrukcí utrpěl hlavně ladící kondenzátor a deska plošných spojů, která se prakticky nedala opravit, nemluvě o tom že podobný ladící kondenzátor lze sehnat velmi těžko. A tak se začala rodit myšlenka použít procesor, některé součástky a postavit analyzátor nový. Jelikož byly zničeny i tranzistory J310 v obvodu oscilátoru a v smd provedení jsem je nemohl sehnat, vzniklo upravené zapojení vycházející z dostupné součástkové základny.

 

Napájení:                                         9,6V (8ks AA NiMH)

Odběr proudu:                                300mA

Rozsah přenadění:                         1,5MHz-160MHz v pěti podrozsazích

Potlačení harmonických kmitočtů:     26dB a lepší

 

 

 

Zapojení se dá rozložit na několik částí po kterých je dobré při stavbě analizátor i oživovat. Základem zapojení je oscilátor, tvořený tranzistory T1 a T2 a regulačním tranzistorem T3 jehož otevření prímo reguluje rozkmit vf napětí. Obvod určující kmitočet oscilátoru je tvořen indukčnostmi L1-L5 a kapacitními diodami s velkou kapacitou KB113 ( 13pF-230pF, D1, D2) náhrada původního ladícího kondenzátoru). Kladná zpětná vazba je tvořena odporem R10 a kapacitou C2, varikap D2 se uplatňuje až ve 3,4,5 rozsahu analyzátoru, při nižších kmitočtech, aby bylo dosaženo potřebného přeladění. Cívky L1 a L2 jsou vzduchové, L1 2z drátem 0,5mm na průměru 6mm, L2  4-5z téhož drátu na stejném průměru, L3-5 jsou na feritové perle , blíže neuvádím neb jsem čerpal ze zásob a každý má jiné možnosti, . Oscilátor kmitá spolehlivě ve velkém rozsahu kmitočtů a poměru L/C, tedy je nutné improvizovat při výrobě cívek. Vf napětí se odebírá z báze T2 přes C3 na následné emitorové sledovače signálu T4, T5, které přizpůsobují VF napětí pro měřicí mustek trořený odpory R20-R22, čtvrtou větev můstku tvoří měřená anténa. Součástí můstku jsou i diody D3-D6, kterými se získává stejnosměrné napětí dále zesilovány operačními zesilovači IO1-IO4  pro procesor, který pomocí nich vypočítá jednotlivé hodnoty (R, Z, X, XL, XC). Operační zesilovače IO1A a IO5, jsou zapojeny ve smyčce, která pomocí T3 nastavuje na výstupu oscilátoru stejné vf napětí v celém rozsahu přeladění. Z bodu C4 je dále přes zesilovač T6 odebrán vzorek napětí dále zpracovaný obvodem IO6 (dělí kmitočet 4x) a T7 (převodník ECL/TTL), Iobvodem IO8 pro procesor (měření kmitočtu). Pro varikapy bylo nutné vyrobit záporné napětí -30V, toto zabezpečuje obvod IO9 NE555 s tranzistorem T8 a následným zdvojovačem napětí D13,14, ladění bylo zvoleno pomocí 10ti otáčkového potenciometru Aripot P1. Výstupní napětí pro varikapy -30V se nastavý změnou šířky impulsu z 555 pomocí trimru P9. Potřebná napětí pro jednotlivé celky analyzátoru se získávají obvody IO11 (stálé +5V); T12, T13 IO12, klíčované +5V, a T9, T10, T11, klíčované +9,6V. Veškeré hodnoty jsou zobrazovány na dvouřádkovém disleji. Přes vazební kondenzátor C51 je možné měření externího kmitočtu v šesté poloze přepínače Př1 (vypnutý oscilátor). Dělič napětí R61 R62 upravuje vzorek napětí aku pro procesor, který tímto hlásí vybití baterie.

 

Analyzátor je postaven na dvou DPS, deska oscilátorua zesilovačů oboustraná ( druhá strana slouží jako zem (GND) a je nutné v několika místech pomocí drátku země propojit, v místě průchodu živých částí součástek umístěných na této straně nutno pomocí vrtáku odgrotovat část měděné plochy) a deska procesoru. V konečné sestavě jsou propojeny oboustraným kolíkem ASS a dutinkovou lištou BTK z nabídky GEM Elektronic.

Nejprve osadímě součástky okolo obvodu NE555 a samotný obvod a trimrem nastavíme na potenciometru P1 napětí -30V. Dále osadíme Tranzistory T1,T2, T3, přepínač Př1 D1 D2, cívku L1, připojímě bázi T3 přes odpor 8k2 s kladným bodem napětí 9,6V  napětí pro varikapy nastavíme asi na -25V a osciloskopem sledujeme rozkmit na bázi T2, mělo by být š/š 8-9V. Jeli vše OK tak zapojíme T4, T5, součástky můstku, IO1, IO5. Z vnějšího zdroje přivedeme potřebná napětí a zkontrolujeme rozkmit vf napětí na emitoru T5, mělo by být šš 3V+-0,2V. vV celé smyčce můžeme kontrolovat napětí na vývodu 3 IO1A (1,5V +-0,2v), na vývodu 6 IO5 (2,5V +-0,2V). Děličem R73/R59 jsou tato napětí ovlivněna a změnou R73 lze je nastavit, napětí na vývodu 3 IO5 by mělo být 1,5V (+-0,2V).Pracuje-li smyčka dobře přejdeme k osazení zbývajících cívek zapojujeme postupně L2, 3, 4, 5 a snažíme se aby se jednotlivá pásma překrývaly. Máme-li toto nastaveno osadíme T6, D7 a IO6 a zkontrojujene vf napětí na vývodu 10 IO6 úroveň ECL (1V) vydělené obvodem 4x. Tím bychom měli desku oscilátoru a zesilovačů osazenou a oživenou. Přistoupíme k osazení desky procesoru zapojíme všechny součástky včetně patice pro procesor a přivedeme na vstup z pomocného zdroje napětí 9,6V a kontrolujeme napětí +5V, +5Vzes spínaných napětím +5V na R65, napětí V2 (+9,6V) spínaných napětím +5V na D17,D18. Pracuje-li vše správně osadíme naprogramovaný procesor a desky sesadíme a sešroubujeme.

Přivedeme napětí 9,6V, na displeji proběhne úvodní menu zůstane v zobrazení načtení kmitočtu R, X, a SWR K následné kalibraci potřebujeme odpory 50ohm, 12,5ohm, 200ohm, 75ohm.viz obr.

Do menu vlastní kalibrace se dostaneme tak, že při zapnutí držíme tlačítka TL1, TL2 a jejich opakováným mačkáním musíme přejí do menu TEST, je to trochu obtížné a nepovede se to hned na poprvé, dalším volbu pomocí TL2 do podmenu zobrazení kmitočtu a hodnot R, S, Z. Na místo antény připojíme odpor 12,5ohm a trimren P4 nastavíme hodnotu Z=051, trimrem P3 hodnotu S=204, trimrem P7 hodnotu R=153. Na vstup připojíme odpor 200ohm a trimrem P2 hodnotu S=051, trimrem P5 hodnotu Z=204, trimrem P7 hodnotu R=153. To celé opakujeme znovu pro odpor 12,5ohm a 200ohm, hodnoty se vzájemě ovlivňují. Na vstu připojíme odpor 75ohm a trimrem P6 hodnotu R=051, kalibrace SWR provedeme trimrem P8 na hodnotu 1:1,5. Tím máme kalibraci hotovou a analyzátor připraven k použití.