BPSK radijske postaje za 10Mbps

Transcript

1 BPSK radijske postaje za 10Mbps Matjaž Vidmar, S53MV 1. Radijske postaje za 10Mbps NBP Nova zahtevata 10Mbps in radijskih delo, saj terminalna oprema za Ne-Brezhibni Protokol, RATNC in SATNC primerne radijske postaje, ki zmorejo učinkovito prenašati več. Višja hitrost prenosa zahteva poleg primernih postaj tudi posodobljene merilne pripomočke in natančnejše radijski domet hitro kopni z višanjem prenosne hitrosti. Prvi preprost poskus pred dobrim desetletjem so bile UWBFM radijske postaje za frekvenčni pas 5.7GHz [1]. Postaje so se izkazale že z 10Mbps TNCjem za AX.25 že pred leti in so bistveno pripomogle pri razvoju RATNC in SATNC. Žal 30mW oddajnik in neučinkovita UWBFM modulacija omogočata le domet, ki je primerljiv cenenim WiFi napravam, gradnje resnega packet-radio omrežja pa zagotovo ne! Velik radijski domet omogoča učinkovita modulacija, torej BPSK ali QPSK s koherentnim demodulatorjem v sprejemniku. Radijski domet sicer upada obratno-sorazmerno kvadratnemu korenu pasovne širine. Prehod iz Mbps na 10Mbps pomeni 8-krat širše pasovno sito v sprejemniku oziroma 9dB slabše razmerje signal/šum. Če teh 9dB ne nadomestimo z večjo močjo oddajnika, se bo radijski domet zmanjšal na približno eno tretjino. Prvotne BPSK radijske postaje z ničelno medfrekvenco [2,3,4] za frekvenčna pasova 1.2GHz in 2.3GHz bi se načeloma dalo predelati tudi za 10Mbps. Oddajnik teh postaj zmore 10Mbps z malenkostnimi predelavami, le izhodna moč je nekam majhna za 10Mbps in zahtevani domet v omrežju. Sprejemnik potrebuje popolnoma novo verigo ničelne medfrekvence in nov demodulator. BPSK transverter za 2360MHz [5] je bil načrtovan prav z namenom posodabljanja packet-radio omrežja iz Mbps na višje prenosne hitrosti. Izhodna moč oddajnika je zato dobra 2W ali približno 7dB več od ZIF-BPSK radijske postaje za 2.36GHz. BPSK transverter za 2360MHz in njegov bližnji sorodnik za 3405MHz sta danes osnovna gradnika 10Mbps omrežja. Na koncu tega članka je objavljenih nekaj manjših, a pomembnih popravkov in koristnih predelav kot posledica izkušenj 10Mbps omrežja. Oba transverterja za 2360MHz in 3405MHz potrebujeta medfrekvenco v frekvenčnem pasu 400MHz. Mala BPSK radijska postaja za 420MHz [6] je osnova za načrtovanje primerne medfrekvence za 10Mbps. Sama vrednost medfrekvence za 10Mbps je malenkost spremenjena iz več razlogov. Inačica za 412MHz je namenjena končni frekvenci 2360MHz. Inačica za 447MHz je namenjena končni frekvenci 3405MHz. V sprejemno verigo je dodan omejevalnik, da se sprejem ne zatika pri premočnih signalih:

2 10Mbps medfrekvenca ohranja enako ohišje in enake velikosti posameznih enot kot mala BPSK radijska postaja za 420MHz. ZIF glava, frekvenčni sintetizator in preklop RX/TX vsebujejo le manjše predelave in posodobitve. Največ predelav zahteva seveda ZIF demodulator, ki je izdelan na povsem novem tiskanem vezju. Sledi natančen opis posameznih enot 10Mbps medfrekvence. Vse visokofrekvenčne enote se uglašujejo s pomočjo raztegovanja oziroma ukrivljanja tuljav, kar se je v praksi izkazalo bistveno bolj zanesljivo od katerihkoli kapacitivnih trimerjev. Edini trimer ostaja pri kristalu za 25MHz in tu je treba zelo paziti na kakovost trimerja kot tudi njegovo pravilno vgradnjo, da ne bo prav on krivec izpada zveze. Inačica medfrekvence za 447MHz je prikazana na spodnji sliki:

3

4 2. Frekvenčni sintetizator PLL frekvenčni sintetizator ne zahteva predelav, pač pa fine nastavitve glede na željeni frekvenčni pas: Prvotna medfrekvenca 420MHz je žal preblizu uporabniški frekvenci 430.8MHz, česar sito za 10Mbps ne more zadušiti. Povrhu četrti harmonik ure demodulatorja (106.25MHz) pade na 425MHz ali natančno 5MHz nad 420MHz, kar lahko moti sprejem in proži DCD bitne sinhronizacije za 10Mbps. Obe težavi rešuje nižja medfrekvenca 412MHz. Transverter za 3405MHz potrebuje drugačno medfrekvenco, da se ne moti niti z uporabniško frekvenco 430.8MHz niti z medfrekvenco 412MHz transverterja za 2360MHz. Od tod izbira 447MHz. Vse potrebne predelave frekvenčnega sintetizatorja za 447MHz so označene s plavo barvo na načrtu. Kondenzator 2.2pF se NE vgradi v VCO za 447MHz! Za frekvence nad 220MHz (izhod 440MHz) je priporočljiv upor 68kΩ na vhodu EPM3032. Povrhu sta potrebna dva različna programa za programirljivo logiko: "pll420" za nižji frekvenčni pas in "pll450" za višji frekvenčni pas:

5

6 Dopolnjeno tiskano vezje (nespremenjene izmere 40mmX100mm) omogoča tudi preprosto uporabo SMD varikap diod, saj je starinske BB105 že težko dobiti: Vzhodnjaška različica BB105 se imenuje 1SV214 in nosi oznako T1: Pogosto dobimo tudi SMD varikap diode z manjšo kapacitivnostjo. V tem primeru lahko preprosto vežemo po dve SMD varikap vzporedno:

7 Ne glede na vgrajene varikap diode moramo obvezno preveriti, da je napetost na izhodu OP27 v uklenjenem stanju zanke vedno v sredini področja uglaševanja, to se pravi med 3V in 5V. Mostički na gornji strani tiskanine so tu prikazani za program pll420 in frekvenco 412MHz:

8 3. ZIF glava za 10Mbps Oddajni del ZIF glave za 412MHz/10Mbps potrebuje le nižje vrednosti kondenzatorjev in tuljav v nizkoprepustnem situ pred modulatorjem: Sprejemni del ZIF glave za 412MHz/10Mbps potrebuje širše sito na vhodu (močnejši sklop s kondenzatorjema 3.3pF), širši nizkoprepustni siti za mešalnikoma in nižje ojačanje I in Q ojačevalnikov. Nižji upor 1.5kΩ na bazi BC847 naj bi pospešil preklop iz oddaje na sprejem. Višja medfrekvenca 447MHz zahteva nižje vrednosti kondenzatorjev v vseh sitih in krajši kabelček za fazni zasuk 90º (plave oznake). Ker ojačanje transverterja dosega 30dB, lahko pride do zasičenja sprejemnika že pri razdalji 1km med antenama. Zasičenje je škodljivo predvsem v ZIF verigi na signalih I in Q. Preprečimo ga z omejevalnikom pred kvadraturnim mešalnikom, kjer omejevanje še ne poškoduje BPSK signala. Omejevalnik je izveden z dvema schottky četverčkoma BAT15-099R. Vse štiri diode četverčka so vezane vzporedno, dve v eno in dve v drugo smer, prag okoli 200mV. Malo

9 manj učinkovite so dvojne schottky iz starih SAT-TV konverterjev, ker imajo višji prag okoli 300mV. Novo tiskano vezje ima dodana očesca za četverčke BAT15-099R, sicer pa nespremenjene izmere 45mmX100mm: Četverčke BAT15-099R sicer lahko zacinimo tudi na izvirno tiskanino male BPSK postaje za 420MHz, primernih očesc je dovolj! Lahko jih dodamo tudi na tiskanino visokofrekvenčne glave (inačica za polno moč 4W) BPSK radijske postaje za 430MHz [7,8], če te postaje uporabljamo na razdaljah, manjših od približno 100m. Žal podobnega omejevalnika ne moremo preprosto vgraditi v stare ZIF-BPSK radijske postaje [2,3,4]. V teh postajah ni primerne visoko-impedančne točke za vgradnjo omejevalnih diod. Povrhu je prag zasičenja harmonskih mešalnikov z BAT14-099R zelo nizek. Pasovno širino I in Q ojačevalnikov sicer omejujeta nizkofrekvenčna tranzistorja BC847. Boljši, hitrejši tranzistorji (BFR92) na tem tiskanem vezju radi samooscilirajo: Tiskano vezje sicer še vedno nosi luknjice za trimerje, vendar tudi tu priporočam izključno inačico z raztegovanjem oziroma

10 krivljenjem tuljav:

11 4. ZIF in BPSK demodulator za 10Mbps Ničelna medfrekvenca ali ZIF je razmeroma nov pojem v elektroniki, komaj dobro desetletje. Primernih gradnikov je zato malo. Prve ZIF radijske postaje [2,3,4] so vsebovale IQ ojačevalnik z množico tranzistorjev BF199 in Costas-ov demodulator z analognimi stikali 74HC4067. Oboje je omejevalo bitno hitrost na dober megabit v sekundi. Veliko večjo pasovno širino zlahka dosežejo video ojačevalniki NE592 ali μa733 v izboljšanem PSK demodulatorju za 1.2Mbit/s PSK RTX [9]. Tudi pripadajoči Costas-ov demodulator je hitrejši. Primerjalniki LM311 in 74HCxxx logika omogočajo delovanje demodulatorja do približno 3Mbps. Kaj dosti več se s cenenimi gradniki pred dobrim desetletjem ni dalo doseči, zato prvi 10Mbps poskusi z UWBFM postajami [1]. Pomemben korak naprej je programirljiva logika. Komplicirana vezja iz 74HCxxx logike komaj dosežejo frekvenco ure 20MHz. Cenena programirljiva logika je desetkrat hitrejša in zlahka doseže 200MHz. ZIF verigo s programirljivo logiko v demodulatorju [7,8] je razmeroma enostavno predelati za desetkrat višje hitrosti: Ker v 10Mbps zvezah lovimo zadnji decibel dometa, je vhodno (dvokanalno IQ) nizkoprepustno sito skrbno načrtovano. Impedančno je zaključeno na vhodu in na izhodu. Feritni dušilki FP (SMD feritni perlici velikosti 1206) naj bi preprečevali samooscilacije tranzistorjev BC847 (ali hitrejših) v ZIF glavi. Pasovna širina nastavljivega slabilca 74HC4066 in ojačevalnikov NE592 (oziroma TL592) sicer povsem zadošča tudi za 10Mbps.

12 Vse časovne konstante AGC je treba prilagoditi hitrejšemu preklopu oddaja/sprejem pri 10Mbps. Uporovni venec za 16-fazno krmiljenje demodulatorja zahteva nižje upornosti, da pri nespremenjenih kapacitivnostih povečamo pasovno širino. Ker s programirljivo logiko EPM3032ATC44 ne moremo izdelati kristalnega oscilatorja na petem overtonu, je uporabljen zunanji kristalni oscilator za MHz (SMD velikost 5mmX7mm, štirje priključki). Vezje "bpskx" programirano v EPM3032ATC44 vsebuje DPLL/1024. Pri uri MHz to pomeni dopustno odstopanje frekvence nosilca dobrih +/-100kHz. V primerjavi s Costas-ovimi zankami za nižje hitrosti ure vsebuje "bpskx" dodatne D-flip-flop-e, ki preprečujejo seštevanje zakasnitev posameznih logičnih vrat: Kar iz načrta "bpskx" ni razvidno, pri programiranju vezja EPM3032ATC44 je nujno vključiti "turbo bit" in izključiti počasne izhode, oboje zaradi visoke frekvence ure MHz. Frekvenca ure je sicer izbrana tudi tako, da je vsaj desetkrat višja od bitne hitrosti 10Mbps in ni njen celoštevilski mnogokratnik. Posledica višje frekvence ure je tudi večja poraba 140mA (celotna ZIF IQ ojačevalna veriga in demodulator) in večje segrevanje. Enostransko tiskano vezje ima enake izmere 45mmX100mm kot demodulatorji ZIF za nižje bitne hitrosti [6,7,8]. Isto tiskano vezje bi s primernim kristalnim oscilatorjem in ostalimi gradniki lahko uporabili tudi v ZIF za Mbps ali 2Mbps:

13 Povsem jasno, tudi ZIF demodulator za 10Mbps zahteva skrben preizkus delovanja vseh stopenj, vključno s simetrijo 74HC4066!

14 5. Preklop RX/TX in krmilnik modulatorja za 10Mbps Krmilnik modulatorja vsebuje del oddajnega sita. Induktivnost tuljave je treba prilagoditi višji bitni hitrosti. Torej 470nH za 10Mbps. Za 10Mbps priporočam 74HCT125, ker so njegovi vhodi bolje prilagojeni 3.3V logiki iz bitne sinhronizacije: V preklopu napajanja RX/TX so z rdečo označene spremenjene vrednosti uporov in hitrejši tranzistor BD140. Poraba ZIF za 10Mbps sicer znaša okoli 270mA pri sprejemu in okoli 400mA pri oddaji. Glavna krivca za povečano porabo sta predvsem ZIF IQ ojačevalna veriga in demodulator za 10Mbps, vsaj v primerjavi z ZIF verigami za Mbps in 2Mbps. Nekaj elektrike in nekaj segrevanja prihranijo sodobne, učinkovite svetleče diode: za sodobno rdečo zadošča upor 2.2kΩ, za plavo pa kar 10kΩ. Enostransko tiskano vezje z izmerami 28mmX50mm vsebuje manjše popravke oblike očesc in ga priporočam za vse inačice ZIF za frekvenčni pas 400MHz:

15

16 6. Ohišje ZIF za 10Mbps Podrobnosti ohišja ZIF ostajajo enake kot pri mali BPSK radijski postaji za 420MHz [6]. Slike povejo vse! Na priloženih slikah je prikazana inačica za 447MHz v ohišju, kakršne je dal izdelati Darko S57UUD:

17

18

19 7. Merilni pripomočki za 10Mbps Digitalije živijo v časovnem prostoru. Pripadajoči osnovni merilni pripomoček naj bi bil osciloskop. Vse moje izkušnje pravijo, da večina ljudi, od najslavnejšega znanstvenika do najbolj zanikrnega radioamaterja, osciloskopa ne zna uporabljati! Moj prvi osciloskop sem si izdelal sam leta Pasovna širina samo 5MHz. Osciloskop sem takrat potreboval za izgradnjo slikovnega pomnilnika za slike vremenskih satelitov. Deluje še danes, le slika je komaj vidna z iztrošeno katodo stare cevi 3BP1. Dosti let sem uporabljal osciloskop Philips PM3200, izdelan okoli Kupil dva na odpisu. Predelal banana vtičnice na prednji plošči na BNC. Nazivna 3dB pasovna širina 10MHz, v resnici izmerjena 16MHz. Proženje deluje še pri dosti višjih frekvencah. Res lepa ostra slika zahvaljujoč dobri cevi, Philips je po tem slovel. Dvojni stekleni FET ECC83 na vhodu je neuničljiv, sicer tranzistorji. PM3200 sem uporabljal s ceneno sondo vrsto let in vedno je pokazal smiselno sliko. Vrsto let mi je delal tudi kot zaslon doma izdelanega spektralnega analizatorja. Pogosto sem uporabljal vgrajeno možnost baterijskega napajanja 24V, torej dva 12V akumulatorja zaporedno za delo na prostem. 10MHz osciloskop razreda PM3200 povsem zadošča za megabitni packet-radio. Frekvence ure okoli 10MHz se lepo vidijo. Signali v območju 1Mbps do 2Mbps se prikažejo nepopačeni. Prav zanimivo, kljub častitljivi starosti PM3200 prikaže TTL signale brez zvonjenja oziroma prenihavanj. Žal je dobri stari PM3200 premalo za 10Mbps. Ure tu dosegajo 100MHz. Popačenje 10Mbps signala ne bo vidno. Preprosto povedano, iz slike na zgodovinskem osciloskopu se ne bo dalo razbrati, kdo je kriv za manjkajoči decibel v radijski zvezi: odboj na radijski poti, sito v sprejemniku ali omejitev osciloskopa? V mojo delavnico je prišla digitalija Tektronix TDS2002. Dvokanalna z možnostjo XY, kar je za opazovanje dogajanja v ZIF IQ verigi nuja. Nazivna 3dB pasovna širina 60MHz, izmerjena 80MHz. Proženje deluje brezhibno še pri dosti višjih frekvencah. Z nekaj podobnega, mogoče cenejšo inačico z izvirnim kitajskim imenom, digitalije so itak narejene vse na Kitajskem, se danes hvali že vsak začetnik. Z digitalijo TDS2002 sta prišli tudi dve pripadajoči sondi Tektronix P2220. Tu velja najprej prečitati drobni tisk: pasovna širina sonde je navedena samo 6MHz v načinu X1 in kar 200MHz v načinu X10. Hm, tistih obljubljenih 200MHz mogoče doseže sonda takrat, ko signal in pripadajočo maso pripeljemo naravnost na oba kontakta na konici sonde. V načinu X10 je navedena kapacitivnost sonde 16pF, kar pri 200MHz ni zanemarljivo breme! Če sondo P2220 uporabljamo s priloženim krokodilčkom za maso, ki ima svoj repek dolžine samo 15cm, bo slika na zaslonu čudna. Tistih

20 15cm žice tvori zaporedni nihajni krog s kapacitivnostjo sonde 16pF (v načinu X10) na frekvenci približno 100MHz, jasno odvisno od tega, kako je žica s krokodilčkom zvita. Ko s takšno sondo merimo TTL signal samo 5MHz, bo slika na zaslonu čudovito nakravžlana s prenihaji 100MHz neželjene rezonance žice krokodilčka. Kaj potem v takšnem stanju osciloskop sploh prikazuje? Hitra sodobna logična vezja proizvajajo na svojih izhodih harmonike preko 100MHz, čeprav so osnovne frekvence delovanja nižje. Osciloskopi so prav tako sposobni prikazati frekvence preko 100MHz. Če med merjenec in osciloskop vstavimo neprimerno sondo, bo rezultat meritve mogoče imel umetniško vrednost, a bo zagotovo nesmiseln! Merilni priključki vrste krokodil, banana ali konica imajo neke končne izmere. Te izmere določajo gornjo frekvenčno mejo okoli 10MHz. Krokodil, banana ali konica so zagotovo rezonatorji na frekvencah nad 100MHz. Niti najslavnejši proizvajalci merilne opreme ne morejo tu prav nič proti naravnim zakonom. Običajna sonda osciloskopa torej ni uporabna nad 10MHz. Vse, kar lahko kot uporabniki storimo, je to, da omejimo pasovno širino osciloskopa. TDS2002 to omogoča, drugi osciloskopi tudi, da ne opazujemo sicer neobstoječih prenihajev... Za meritve z osciloskopom nad 10MHz torej obvezno pravilne impedančne zaključitve, da ni odbojev in koaksialni priključek oziroma povsem drugačna (zelo draga) sonda z več konicami tudi za maso. Ker RATNC ali SATNC oddajata le kratkotrajne podatkovne okvirje, za preizkus radijskih postaj potrebujemo tudi primeren izvor številskega signala za modulacijo oddajnika. Takšen preprost izvor psevdonaključnih podatkov za Mbps je opisan v [10,11]. Neposredna zamenjava ure za 10Mbps ni izvedljiva, ker CMOS vezja družine 4000 ne zmorejo tako visokih taktnih frekvenc. Za merilni izvor 10Mbps potrebujemo vsaj vezja družine 74HCxxx oziroma hitrejšo logiko. Merilni signal mora biti natančen pravokotnik, če naj s spektralnim analizatorjem ugotavljamo dušenje neželjenega nosilca na oddaji oziroma z osciloskopom opazujemo očesni vzorec v sprejemniku. Načeloma bi lahko v ta namen uporabili kar eno bitno sinhronizacijo s skramblerjem, kjer smo onesposobili kužapazi za oddajo. Doma sem imel pri roki že izdelano tiskano vezje za psevdonaključni izvor s polinomom 1+X28+X31 z vezji družine 74HCxxx. Pomikalni register je izveden s štirimi čipi 74HC164. Števec 74HC4040 preprečuje, da bi se izvor zataknil v stanju samih ničel. Drugi števec 74HC4040 deli frekvenco ure, kar omogoča različne bitne hitrosti z istim kristalnim oscilatorjem:

21 Psevdonaključni izvor je izdelan na enostranskem tiskanem vezju z izmerami 60mmX90mm:

22 Psevdonaključni izvor je vgrajen v aluminijasto ohišje: Na tiskano vezje izvora sem vgradil kristalni oscilator za 20MHz. Pomikalni register krmili takt 10MHz, ki je na razpolago na nogici 9 (Q1) števca 74HC4040. Za proženje osciloskopa pri opazovanju očesnega vzorca je napeljan takt 5MHz z nogice 7 (Q2) števca 74HC4040 preko dušilnega upora 100Ω na BNC vtičnico na prednji plošči. Sam izhod psevdonaključnega izvora je napeljan vzporedno na BNC vtičnico in na DIN vtičnico za radijsko postajo (TXM). Na isto DIN vtičnico je napeljan tudi PTT s stikala na prednji plošči. Končno je na dno ohišja privit regulator 7805 za napajanje psevdonaključnega izvora:

23

24 8. Popravki in predelave transverterja za 2360MHz Transverter za 2360MHz [5] potrebuje nekaj nujnih popravkov in predelavo na novo medfrekvenco 412MHz: Frekvenčni sintetizator transverterja potrebuje le prestavitev mostičkov za izhodno frekvenco 487MHz. Poleg mostičkov je smiselno preveriti kakovost vgrajenega trimerja pri kristalu 25MHz. Tu priporočam folijski trimer, ker je ceneni keramični trimer že povzročil izpad zveze:

25 Na tiskano vezje lahko vgradimo tudi zanesljiv folijski trimer premera 7.5mm s tremi nogicami, kjer eno nogico mase previdno odščipnemo. Mostički na spodnji sliki so za 487MHz: V mešalnik transverterja lahko vgradimo različne polprevodnike: drugačne HEMTe, drugačne tranzistorje in drugačne MMIC ojačevalnike. Drugačni polprevodniki in pripadajoče predelave so označene zeleno:

26 HEMTi z višjim Idss iz starih SAT-TV konverterjev zahtevajo tudi močnejše krmiljenje, torej bolj negativne napetosti na testnih točkah TT1 in TT2. Močnejše krmiljenje frekvenčnega množilnika dosežemo z uporom 270Ω namesto 100Ω. Z višjim uporom vhod množilnika ni več prilagojen na 50Ω, zato postane pomembna dolžina povezovalnega kabelčka do frekvenčnega sintetizatorja. Tranzistor START420 lahko zamenjamo z bolj znanim BFP420. HEMT z višjim Idss v mešalniku sicer zahteva močnejše krmiljenje, a hkrati proizvaja čistejši izhodni signal z manj brki na spektralcu! Predlagane MMIC ojačevalnike lahko zamenjamo z ojačevalniki družine GALI, ki imajo večje ojačanje in dajejo višjo izhodno moč: Pozor! Ojačevalniki GALI zahtevajo drugačne upore v napajanju. Zelo pomembna predelava, ne glede na vrsto uporabljenih MMIC ojačevalnikov, je povečan kondenzator na 22nF v napajanju prve

27 ojačevalne stopnje oddajnika! Prvotno tiskano vezje visokofrekvenčne glave transverterja vsebuje napako. Očesca za napajanje izhodnega ojačevalnika ALM so postavljena napačno in lahko povzročijo kratek stik pri spajkanju: Popravljeno tiskano vezje visokofrekvenčne glave izgleda takole: Natančne meritve v 10Mbps zvezah so pokazale nezadostno blokiranje napajanja v celotni oddajni verigi. Glavno težavo povzroča induktivnost povezovalni žic napajanja +5VTX. Oba ojačevalnika ADL5320 in ALM delujeta v razredu AB. Njuna poraba je torej odvisna od modulacije signala. Spremenljiva poraba

28 je povzročala motnje tudi več kot 500mV vrh-vrh na napajanju +5VTX! Napaka ni bila opažena pri 2Mbps, ker je frekvenčni spekter modulacije 2Mbps znatno ožji od 10Mbps. Protiukrep so večji kondenzatorji na napajanju +5VTX. Dvakrat 100nF na izhodnem ojačevalniku ALM in po 22nF na vseh ostalih napajanjih: bias ALM-32220, krmilni ADL5320 in prva stopnja AVT v enoti mešalnika. Po drugi strani ti isti kondenzatorji ne smejo biti preveliki, da ne upočasnjujejo preklopa iz oddaje na sprejem! Obvezne predelave so na spodnjem načrtu označene rdeče, uporaba drugačnih polprevodnikov in pripadajočih gradnikov pa zeleno: V visokofrekvenčno glavo lahko vgradimo tudi MMIC GALI52+ v sprejemno verigo. GALI52+ ima višje ojačanje od MMG3007NT1 in ni brezpogojno stabilen. V opisanem vezju lahko samooscilira okoli 1.63GHz. Samooscilacije preprečuje nižji kondenzator samo 2.2pF namesto 470pF na napajanju. V skrajnem primeru lahko ta kondenzator povsem izpustimo, ojačanja je itak preveč! HEMT z višjim Idss lahko zahteva nižje vrednosti uporov v napajanju. Enosmerna napetost na ponoru naj bo vsaj 1V. Poleg pravih keramičnih večslojnih kondenzatorjev na napajanju je pomembna tudi pravilna vgradnja zener diode 5V6. Induktivnost njenih izvodov mora

29 biti čim manjša, da ščiti oddajno verigo pred prenapetostmi: Izhodni ojačevalnik ALM sicer ni zaščiten pred neprilagojenim bremenom. Brez antene lahko ALM tudi odpove! Njegova zamenjava v dokončanem transverterju je vse prej kot preprosta!

30 9. Prve izkušnje 10Mbps omrežja Novo terminalno opremo, RATNC in SATNC, lahko temeljito preizkusimo na mizi v laboratoriju s poljubnimi radijskimi postajami ali celo brez njih. Povsem drugače je z novimi radijskimi postajami, kjer temeljit preizkus zahteva resnično radijsko zvezo s slabljenjem, naravnim šumom, popačenjem odbojev in motnjami. Preizkuse sem začel s primerjavo dometa oziroma rezerve 2Mbps zvez in 10Mbps zvez na isti radijski poti na frekvencah 2360MHz in 3405MHz. Preprosta teorija pravi, da bi morala znašati razlika v rezervi zvez med 2Mbps in 10Mbps natančno 7dB, saj je razmerje pasovnih širin točno 5. Prvi praktični poskusi so dali slabše rezerve za 10Mbps, razlika je znašala tudi 10dB in več v korist 2Mbps. Sledilo je temeljito preverjanje načrtovanja radijskih postaj za 10Mbps, predvsem različnih sit v sprejemniku. Niti transverterji niso bili brez napak. Opisane izpopolnjene BPSK medfrekvence in transverterji dosegajo pri 10Mbps med 7dB in 8dB slabše rezultate kot radijska oprema za 2Mbps. Dodatno poslabšanje do 1dB pripisujem popačenju radijske poti, torej vplivu odbojev. Motenj v pasu 2360MHz nisem opazil, pač pa sem opazil prekinjajoče (paketne) motnje na 3405MHz. Za gradnjo in prenovo omrežja je pomembno, da lahko ista radijska oprema za 10Mbps hkrati podpira tudi prenos 2Mbps ali celo Mbps, jasno z manjšo rezervo zveze. Izmerjena razlika med 2Mbps prenosom skozi 2Mbps postaje in 2Mbps prenosom skozi 10Mbps opremo znaša samo 6dB. Tisti dodatni decibel do teoretskih 7dB pomeni, da niti sita 2Mbps radijskih postaj niso optimalna. Pri posodabljanju omrežja to pomeni, da lahko 2Mbps postajo preprosto zamenjamo z 10Mbps postajo povsod tam, kjer si na 2Mbps zvezah lahko privoščimo dodatno izgubo 6dB. Na 10Mbps postajo potem vežemo vzporedno stari (E)ATNC, ki ohranja stare 2Mbps zveze in novi RATNC (ali SATNC) za nove 10Mbps zveze. Nove 10Mbps zveze sicer zahtevajo še kakšen db več, kar nadomesti višja izhodna moč transverterjev. Izmerjena rezerva najdaljše 10Mbps zveze na 2360MHz S55YFHS55YST je okoli 12dB z antenama SBFA na obeh koncih zveze dolžine 48km. Opisane medfrekvence in transverterji torej dosegajo povsem spodoben in uporaben domet v resničnem radijskem omrežju že z razmeroma majhnimi antenami.

31 10. Literatura: [1] Matjaž Vidmar: "A short-range UWBFM transceiver for 5.8GHz", in [2] Matjaž Vidmar: "Uporabniška 23cm PSK radijska postaja za 1.2Mbit/s", strani 23-37/2-96, CQ ZRS, ISSN [3] Matjaž Vidmar: "PSK radijska postaja za 13cm z ničelno medfrekvenco", strani 27-31/6-98, CQ ZRS, ISSN [4] Več člankov v: Jani Kovač (urednik), Štefan Barbarič, Draskovits Gabor, Jože Herman, Tomi Kacin, Marko Kovačevič, Mijo Kovačevič, Primož Lemut, Franci Mermal, Sine Mermal, Iztok Saje, Darko Volk: Projekt "Digitalni mostovi - hitri packet-radio", financiran s strani Evropske Unije, Program PHARE, 338 strani, COBISS-ID [5] Matjaž Vidmar: "BPSK transverter za 2360MHz", strani 3-32, Elektronik.si #19, ISSN [6] Matjaž Vidmar: "Mala BPSK radijska postaja za 420MHz", strani 327, Elektronik.si #18, ISSN [7] Matjaž Vidmar: "Megabitna BPSK radijska postaja za 430MHz", strani 31-42, CQ ZRS 5-6/2011, ISSN [8] Matjaž Vidmar: "Megabitna BPSK radijska postaja za 430MHz", strani 3-31, Elektronik.si #14, ISSN [9] Matjaž Vidmar: "Izboljšani PSK demodulator za 1.2Mbit/s PSK RTX", strani 29-33/5-01, CQ ZRS, ISSN [10] Matjaž Vidmar: "Popravki, predelave in preizkus 13cm PSK radijske postaje", strani 22-23, CQ ZRS 5/1995, ISSN [11] Matjaž Vidmar: "Popravki, predelave in preizkus 13cm PSK radijske postaje", strani , Digitalni mostovi, COBISS-ID * * * * *