ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΑΡΜΟΝΙΚΩΝ ΜΕΓΑΛΟΥ ΕΥΡΟΥΣ

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΑΡΜΟΝΙΚΩΝ ΜΕΓΑΛΟΥ ΕΥΡΟΥΣ"

Χριστός Γιάνναρης
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΑΡΜΟΝΙΚΩΝ ΜΕΓΑΛΟΥ ΕΥΡΟΥΣ Γράφει ο Κωνσταντίνος Γιαννόπουλος (SW3ORA) Στο παρόν άρθρο θα ασχοληθούμε με μία εύκολη κατασκευή, αλλά πολύ χρήσιμη για όλους τους ραδιοερασιτέχνες. Θα προσπαθήσω με απλά και κατανοητά λόγια να σας παρουσιάσω την κατασκευή. Πρόκειται για μία γενήτρια αρμονικών μεγάλου εύρους, που θα σας λύσει τα χέρια σε πολλές εφαρμογές. Οι γεννήτριες αρμονικών επιτρέπουν σε ένα σήμα κάποιας συγκεκριμένης συχνότητας να διασπαστεί σε πολλά κομμάτια διαφορετικών συχνοτήτων. Ουσιαστικά παράγονται πολλές αρμονικές συχνότητες του κυρίως σήματος. Έτσι για παράδειγμα αν έχουμε έναν πομπό συγκεκριμένης συχνότητας, μπορούμε να τον μετατρέψουμε σε κάποια άλλη ή κάποιες άλλες συχνότητες. Κάτι ανάλογο γίνεται και με τους μείκτες ραδιοσυχνότητας, αλλά οι γεννήτριες αρμονικών έχουν σημαντικά πλεονεκτήματα: Πανεύκολες στην κατασκευή τους. Πολύ χαμηλότερο κόστος από εκείνο ενός μείκτη. Δε χρειάζεται τοπικός ταλαντωτής για τη μετατροπή της συχνότητας, όπως γίνεται με τους μείκτες. Πολύ μεγάλο εύρος συχνοτήτων. Δυνατότητα εκπομπής σε περισσότερες από μία συχνότητες ταυτόχρονα. Δε χρειάζονται επιπλέον τροφοδοσία. Παρ όλα αυτά οι γεννήτριες αρμονικών παρουσιάζουν δύο σημαντικά μειονεκτήματα. Έχουν χαμηλή απόδοση. Μερικά βατ μπορεί να χρειάζονται για να παράγουν 1/4 βατ ή και λιγότερο. Χρειάζονται συνήθως διαπερατό (band pass) φίλτρο στην έξοδο, ανάλογα με τη συχνότητα που θέλουμε να εκπέμψουμε, για να αποκόψουμε τις υπόλοιπες αρμονικές και να κρατήσουμε μόνο την επιθυμητή. Συχνά τα δύο αυτά μειονεκτήματα δε μας περιορίζουν για την κατασκευή μίας τέτοιας συσκευής. Για παράδειγμα, στο θέμα της απόδοσης, με ένα απλό φορητό πομποδέκτη μπορούμε να έχουμε αρκετά βατ στη διάθεσή μας (συνήθως μισό βατ είναι αρκετό). Στο θέμα του φίλτρου, υπάρχουν εφαρμογές στις οποίες θέλουμε να εκπέμψουμε σε περισσότερες από μία συχνότητες ταυτόχρονα, οπότε μπορεί να μη χρειαζόμαστε φίλτρο. Επίσης, μπορούμε να αφήσουμε τον ενισχυτή που ακολουθεί τη γεννήτρια να αποκόπτει τις αρμονικές, με την προϋπόθεση ότι ο ενισχυτής έχει μικρό εύρος κοντά στην επιθυμητή συχνότητα εκπομπής.

2 Η γεννήτρια αρμονικών που σας παρουσιάζω μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλές εφαρμογές στο εργαστήριο και όχι μόνο. Μερικά τυπικά παραδείγματα είναι τα εξής: Με ένα πομπό 144MHz μπορείτε να εκπέμψετε έως τα 5GHz και ακόμα και στα 10GHz, με πολύ χαμηλά ποσοστά σήματος. Επιπλέον μπορείτε να εκπέμψετε και σε χαμηλότερες συχνότητες (πχ 50MHz ή βραχέα). Η συχνότητα εκπομπής μπορεί να είναι διαμορφωμένη όπως εσείς θέλετε (AM, FM, SSB) κατευθείαν από το φορητό σας χωρίς περεταίρω κόπο. Η εφαρμογή σας μπορεί να χρειάζεται να εκπέμπει σε περισσότερες από μία συχνότητες ταυτόχρονα (πχ έχοντας ένα πομπό 144MHz να βγαίνετε και στα UHF ταυτόχρονα). Τέλος, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πιο εξειδικευμένες εφαρμογές, όπως frequency jammers. Πολύ σημαντικό είναι να αναφερθεί ότι όταν αλλάξετε τη συχνότητα εκπομπής από το φορητό σας, μετατοπίζονται και οι αρμονικές ανάλογα. Έτσι για παράδειγμα μπορείτε να δημιουργήσετε τα δικά σας κανάλια, όμοια με εκείνα των 144MHz στην μπάντα των 1296MHz.

3 Στην παραπάνω εικόνα μπορείτε να δείτε την κατασκευή της γεννήτριας. Χρησιμοποιήθηκε κουτάκι κράματος αλουμινίου βαρέως τύπου, και κονέκτορες πολύ καλής ποιότητας. Ο κονέκτορας εισόδου είναι τύπου BNC. Αν θέλετε να έχετε όσο το δυνατόν ισχυρότερες αρμονικές μέχρι τα 10GHz πρέπει μεταξύ των άλλων να χρησιμοποιήσετε κονέκτορα τύπου SMA στην έξοδο. Το κύκλωμα της γεννήτριας φαίνεται στην επόμενη εικόνα. Όπως βλέπετε πρόκειται για ένα πολύ απλό κύκλωμα που μπορεί να κατασκευαστεί από τον καθένα. Παρ όλα αυτά πρέπει να λάβετε ορισμένα πράγματα υπ όψιν σας, αν θέλετε το κύκλωμα να λειτουργήσει ικανοποιητικά σε υψηλές συχνότητες. Χρησιμοποιήστε την τεχνική ground plane για να κατασκευάσετε το κύκλωμα. Όλα τα υλικά στον αέρα και η γείωση κάτω από αυτά σε μία μεταλλική πλάκα. Αν θέλετε να κατασκευάσετε πλακέτα, θα πρέπει να είναι διπλής όψης, με την κάτω όψη να είναι η γείωση. Η αντίσταση του φορτίου 50Ω και η 43K πρέπει να είναι άνθρακα, γιατί πρέπει να έχουν χαμηλή αυτεπαγωγή. Η αντίσταση 50Ω μπορεί να είναι 0.5, 1 ή 2 βατ, ανάλογα με την ισχύ εισόδου. Σημείωση, μεγαλύτερη ισχύς εξόδου δεν σημαίνει απαραίτητα και μεγαλύτερη ισχύς αρμονικών, καθώς η ισχύς καταναλώνεται από την αντίσταση αυτή. Για δίοδο μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την ΒΑ244 ή οποιαδήποτε παρόμοια. Στην πραγματικότητα μπορείτε να πειραματιστείτε με ένα πολύ μεγάλο αριθμό διόδων, αρκεί η ανάστροφη τάση που αντέχουν να είναι διπλάσια από την ισχύ εισόδου. Για παράδειγμα 20Volt για 1 βατ ισχύ εισόδου. Οι πυκνωτές 1nF και 18pF πρέπει να είναι κεραμικοί για χαμηλότερη αυτεπαγωγή. Το πηνίο μπορεί να κατασκευαστεί από ένα κομμάτι πηνιοσύρματος μήκους 4 εκατοστών, διαμέτρου 0.3 χιλιοστών. Ξεγυμνώνετε το πηνιόσυρμα στις άκρες και το τυλίγετε σε ένα τρυπάνι διαμέτρου 3 χιλιοστών. Στη συνέχεια αφαιρείτε το τρυπάνι. Μπορείτε επίσης να πειραματιστείτε με διάφορα πηνία για διαφορετικές συχνότητες. Οι ακροδέκτες των υλικών πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότεροι, αν θέλετε καλή λειτουργία σε υψηλές συχνότητες. Αυτό είναι πολύ σημαντικό. Στην επόμενη εικόνα μπορείτε να δείτε τις λεπτομέρειες της κατασκευής με βάση όσα προαναφέρθηκαν.

4 Η παρακάτω εικόνα δείχνει την κατασκευή μας λίγο πριν το κλείσιμο του κουτιού.

Στις μετρήσεις χρησιμοποιήθηκε ένα Alinco DJ-V5 για την παραγωγή του σήματος και ένας αναλογικός αναλυτής για την καταγραφή. Στην επόμενη εικόνα φαίνεται η αρμονική των 2.

5 Στις μετρήσεις χρησιμοποιήθηκε ένα Alinco DJ-V5 για την παραγωγή του σήματος και ένας αναλογικός αναλυτής για την καταγραφή. Στην επόμενη εικόνα φαίνεται η αρμονική των 2.5GHz για σήμα εισόδου 144MHz από ένα Alinco DJ- V5. Στον πίνακα συνοψίζονται οι μετρήσεις που έγιναν στη γεννήτρια, και τα αποτελέσματα. Οι αρμονικές που παράγονται από το κύκλωμα είναι πολύ περισσότερες αλλά στον πίνακα εμφανίζονται οι συχνότητες στις οποίες έγιναν οι μετρήσεις. Συχνότητα αρμονικής Εξασθένιση αρμονικής Συχνότητα πηγής (για να επιτύχουμε ίδια στάθμη σήματος στον αναλυτή) 2.5 GHz 39 db 144 MHz 1.73 GHz 39 db 144 MHz 1.3 GHz 44 db 144 MHz 1150 MHz 44 db 144 MHz 1010 MHz 49 db 144 MHz 870 MHz 61 db 144 MHz 580 MHz 69 db 144 MHz 430 MHz 69 db 144 MHz 290 MHz 67 db 144 MHz

6 144 MHz 69 db 144 MHz 49 MHz 29 db 136 MHz 25 MHz 33 db 160 MHz Όπως φαίνεται, οι αρμονικές δεν είναι μόνο υψηλότερες από τη συχνότητα πηγής αλλά και χαμηλότερες. Για τις υψηλότερες βλέπουμε ότι όσο ανεβαίνουμε σε συχνότητα αρμονικής, αυτές εξασθενούν. Η δυνατότητα μέτρησης ήταν μέχρι 2.5GHz αλλά το κύκλωμα μπορεί να παράγει αρμονικές που αγγίζουν ακόμη και τα 10GHz. Με ένα φίλτρο στην έξοδο, μπορείτε να έχετε μία πολύ καλή πηγή σήματος σε οποιαδήποτε συχνότητα και διαμορφωμένο σε οποιαδήποτε διαμόρφωση, χρησιμοποιώντας τον HF/VHF/UHF πομποδέκτη σας. Καλές κατασκευές! Κωνσταντίνος Γιαννόπουλος (SW3ORA) Μηχ. Υπολογιστών & Τηλ/ών Ιδρυτής του πρώτου Ελληνικού Μικροκυματικού Γκρουπ (

Σχετικά έγγραφα

Πανεπιστήμιο Κύπρου Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Εργαστήριο Κυκλωμάτων και Μετρήσεων

Πανεπιστήμιο Κύπρου Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Εργαστήριο Κυκλωμάτων και Μετρήσεων Εργαστήριο 10 Μετάδοση και Αποδιαμόρφωση Ραδιοφωνικών Σημάτων Λευκωσία, 2010 Εργαστήριο 10