algemeen
> adressen
> test- en meetapparatuur
apparatuur foto's
> Philips PM2425 multimeter
> Sayrosa 261 frequentieteller
applicaties (pc)
> UI-View (APRS)
banden
> 27Mc
> FRS
> LPD
> PMR
componenten
> resistor coding
connectoren
> 12VDC connector
> Condor 16
> conenctoren [rf]
> TNC connector
documentatie
> boeken
> handleiding FUP1DZ
> jargon
> Morse code
> NATO alphabet
> Q-codes
> radio notebook
elektronenbuizen
> 6H2N-EB / ECC83 / 12AX7
> algemene informatie
> ATP4 elektronenbuis
> elektronenbuis codering
> elektronenbuizen
> gloeistroom/-spanning
> reactiveren/reformeren
> stabilisatiebuizen
filters/combiners
> Aerial Facilities BPD-410/420-3N
> Celwave P522 UHF duplexer
> JWX triplexer bc/2m/70cm
> Kenwood LF-30A LPF
> Motorola UHF cavity combiner
> Radiosystem RS490 cavity BPF
> stub filter [EN]
> basics: diplexer or duplexer
legerzenders
> AM-65/GRC
> LV-80 RF PA
> RT-70/GRC
> SEM antennetuner (AGAT)
> SEM25
> SEM25 gloeispanning
> SEM35
mechanica
> krimplak
> schroefdraad
> verspanen
meetapparatuur
> Daiwa CN-101L
> Daiwa CN-801
> x-tal tester (DIY project)
> Rigol DSA815-TG
> Spinner BN
> Spinner BN
> time standard; W5OJM
> Zetagi DL50 dummyload
meetapparatuur (info)
> (poor mans) spectrum analyser
> dummyload
> frequentieteller
> functiegenerator
> meetverzwakker
> octopus component tester
> staandegolfmeter
> timestandard
modificaties
> Yaesu MH-48 lock mod
naslagwerk
> (coax) kabels coderen
> APRS
> AWG draadtabel
> coax kabels testen
> paneelbouw
projecten
> (remote) coax switch
> afregelen FT-8x7(D)
> APRS basispost
> APRS tracker
> coax switch 1-8
> condensator microfoon
> dummyload (audio)
> FT-2000 headset
> FT-2000 remote
> FUP1DZS meetzender
> Geloso G.1/1040-A
> Geroh AKAC019 liermast
> go-kit
> headset (Avcomm)
> hoofdtelefoon versterker PL500
> Icom IC-25E
> Kerona AR-301 rotor
> KF-161 + Tinytrak 2
> KLV 400 RF PA ombouw
> Lineair 400W (Frinear)
> MFJ-948 antennetuner
> parallelle poort controller
> parallelle poort controller
> programmeren FT-8x7
> Samlex SEC 1223 voeding
> TH-D7E tracker
> Tinytrak 4
> uTracer 3+
> uTracer 3+
> voedingsconnector FT-897
> VSWR SA meetbrug
> Yaesu FT-857/897 meter
> zwaai Alinco DR-135E MkII
publicaties
> elektromigratie in filters
radioapparatuur
> Baofeng UV-5R
> Diamond X-30N rondstraler
> Icom IC-2e
> Kenwood TH-D7E
> Kenwood TS-830M
> MFJ-901b antennetuner
> MFJ-948 antennetuner
> Wouxun KG-UVD1P
> Wouxun speakermike
> Yaesu FT-101E
> Yaesu FT-2000
> Yaesu FT-7800
> Yaesu FT-857(D)
> Yaesu FT-897(D)
> Yaesu FT-8x7 serie
reparaties
> capacitors
> Geloso 3227 versterker
> Kenwood TS-830M
> Lorenz SEM25
> Lorenz SEM25
Rigol DSA815-TG
> meting: omroepband
> test: overspraak TG
> test: TG signaal
schakelingen
> elektret microphone
surplus apparatuur
> Bosch Condor 16
> Ericsson F-955
> Ericsson RS203/RS2062
theorie
> aarding
> antennetuner
werkplek
> workshop tips
veiligheid
> Beryllium oxide
> Beryllium oxide
> EM veldsterkte
> radioactiviteit
> harardous radioation?
|
|
inleiding
|
Ik heb de luxe dat ik twee ruimtes heb om met radiotechniek bezig te zijn. De werkkamer als "schone ruimte" waar de setup staat voor de regulieer radioverbindingen en de werkplaats voor het bouwen en testen van apparatuur. Nu is er maar één antenne installatie en toch wil ik in één van beide ruimtes gebruik kunnen maken van de antenne opstelling. Daarom heb ik het plan opgevat om een schakelaar te maken die de HF en VHF/UHF coax kabel schakelt van de antenne naar één van de twee ruimtes. De gedachte is om de schakelaar te laten schakelen met de 13,8VDC voedingsspanning van de werkplaats. Zonder voedingsspanning is de antenneopstelling gekoppeld aan de werkkamer en als de voeding in de werkplaats aan staat (en de radiozender ingeschakeld is) is de wens dat de antenne verbonden is met de kabels in de werkplaats.
Het is mogelijk met een coax schakelaar, maar handmatig bedienen vind ik in deze situatie te lastig. Een coax relais toepassen kan goed, maar dat is al snel prijzig. In radiozenders zitten "ordinaire" relais die ook de radiosignalen schakelen, vandaar dat ik "gewone" relais' toe wil passen voor het schakelen van de antenne signalen.
Het gaat om maximaal 100W op HF en maximaal 50W op VHF/35W UHF.
|
|
ontwerp
|
|
Aanvankelijk is het vrij eenvoudig. Twee relais voor twee antenne signalen. Maar een nadeel is dat er "overspraak" is op het niet gekoppelde relais contact. Stel dat er 30dB demping tussen de contacten is bij 100W, komt er nog 100mW binnen op de niet gekoppelde ontvanger. En dat is teveel signaal. Een tweede relais in serie kan er dan 60dB demping van maken, maar dan verlies je signaal op de gekoppelde contacten en daarbij als de "afgekoppelde" zender wordt ingeschakeld, reflecteert het volle signaal terug de zender in. Dit is ongewenst. Vandaar dat ik voor beide antenne signalen een dubbelpolig relais heb toegepast. Het ene wisselcontact verdeelt het antenne signaal over één van de twee aansluitingen voor de zendontvangers en het andere wisselcontact zorgt ervoor dat het niet actieve contact verbonden is met een dummyload. Als er toch overspraak is op het andere contact, wordt dat gedempt in de dummyload. Als er per ongeluk wordt gezonden, wordt dat signaal ook opgevangen.
|
|
componenten
|
relais
merk: Tyco / Schrack
type: 820009
werkspanning spoel: 9VDC
impedantie spoel (gemeten): 155,2 Ohm
contacten: twee wisselcontacten
Dummyload:
fabriaknt: Barry Industries
type: D07Z-50R0J2T-01C36-X
frequentiebereik: DC-3,5GHz
vermogen: <150W
impedantie: 50 OHm (47,5-52,5)
diodes
type: 1N4007
connectoren
HF: SO-239 (female)
VHF/UHF: N (female)
|
|
schema
|
stuurspanning
De werkspanning van de relais zijn 9VDC. De gewenste voedingsspanning is 13,8VDC. Gebleken is dat de voedingsspanning niet erg kritisch is, dus is besloten om de twee relais in serie te zetten. Als beveiliging tegen piekspanning bij het afschakelen van het relais, is een 1N4007 parallel met de spoelen gezet. Deze spoelen werken net als een bobine van een verbrandingsmotor, als de spanning van de spoel af gaat, ontstaat er een grote piekspanning. Als er halfgeleiders gebruikt zijn om een relais te sturen, kunnen deze door de piekspanning kapot gaan. Een diode sluit deze piekspanning kort en is het risico verdwenen. Ompolen is in deze situatie dus ook ongewenst omdat de diode het voedingssignaal kort zou sluiten. Vandaar dat er één diode in serie is geplaatst met de voedingsspanning van de relais'.
De voedingsspanning is 13,8VDC minus 0,7VDC dat de diode opneemt en dan blijft er 13,1VDC over voor de twee relais' in serie. Elke relais krijgt dan 6,55VDC als voedingssignaal. 6,55VDC bij 155,2 Ohm spoelweerstand maakt ongeveer 42mA en 277mW per relais.
radiosignalen
volgt...
|
|
mechanica
|
De eerste stap is bij mij altijd het verzamelen van de componenten zodat ik weet hoe groot het geheel wordt. Daarna is het een kwestie van puzzelen om het zo efficiënt mogelijk aan elkaar "te knopen". De basis is een Hammond/Eddystone behuizing van aluminium. Dit houdt de radiosignalen binnen de behuizing en eventuele storingen buiten de behuizing. Het aluminium is sterk en perfect te verspanen. De wanddikte is voldoende om schroefdraad in de behuizing te tappen en daar de M3 boutjes voor de connectoren in te monteren. Eerst zijn de coax connectoren gemonteerd omdat deze het meest bepalend zijn voor het ontwerp.
Aan de hand van het resultaat is de maat voor de printplaat bepaald. Met DraftSight (een CAD tekenprogramma) is de print ontworpen. Eest zijn de componenten ingetekend en lijnen getrokken naar de gewenste punten. Na een aantal optimalisaties is het ontwerp definitief verklaard.
De printsporen zijn in spiegelbeeld afgedrukt en overgezet op de printplaat. Met een handfrees zijn de sporen gemaakt. Ik heb niet de mogelijkheid om te etsen en dit volstaat in mijn geval prima. De relais' en diodes zijn gemonteerd op de print en na testen werkt de schakeling.
Het plaatsen van de chip weerstanden is pas gebeurd toen de print klaar was. Aanvankelijk was het het plan om de SMA connectoren aan de print te verbinden, maar dat lukte niet mooi. Vandaar dat de weerstanden uit de oorspronkelijke behuizing zijn verwijderd om direct in het Eddystone kastje te plaatsen. De behuizing werkt als koelelement. Daar deze weerstanden als beveiliging dienen, wordt aangenomen dat deze maar kort belast zullen zijn als een zender per ongeluk wordt ingeschakeld. De warmteontwikkeling zal beperkt zijn en verwacht wordt dat de behuizing voldoende koeling kan bieden. De twee chips zijn elk met twee M3 boutjes en moertjes bevestigd aan de behuizing. Als de print voorzien is van verzilverde draden, kunnen deze met alle connectoren en de twee dummyloads worden bevestigd.
De M3 boutjes waren te lang en zijn daarom vervangen door boutjes van de juiste lengte. Op een draaibank zij drie messing busjes gedraaid met M3 draad erin. Via drie verzonken boutjes zijn de bussen aan de behuizing gemonteerd.
In de printplaat zijn drie gaatjes geboord om de bevestigingsboutjes door de kunnen monteren. Het spoor maakt massaverbinding met de behuizing.
Er is een 5-polige DIN connector gemonteerd in de behuizing voor de stuurspanning.
Eén van de laatste stappen was om verzilverd metaaldraad aan de print te solderen. De print is met drie boutjes op de bussen vastgezet en als laatste stap zijn de verzilverde draden aan de juiste aansluitpunten gemonteerd.
Helaas moesten de PL chassisdelen worden gemodificeerd. Het midden contact van de PL chassisdelen wilde niet goed solderen doordat deze gegalvaniseerd zijn. De contacten zijn daarom blank gemaakt tot op het messing. De platte vlakken zijn gevijld en het gat is met een klein boortje opgeboord om het metaal laagje te verwijderen. Blank messing soldeert prima en daarmee zijn de aansluitingen goed van kwaliteit geworden.
|
|
opdruk behuizing
|
Om de behuizing te verfraaien en de werking duidelijk te maken is een opdruk gemaakt. Wederom is deze in DraftSight gemaakt omdat daar alle maten al on stonden. Het ontwerp is op een stickervel geprint en op de (gereinigde) deksel geplaatst.
|
|
testen
|
Met een Rigol DSA815-TG is de "switchbox" doorgemeten. Ondanks dat de metingen goed begonnen, is de conclusie naar vijf metingen dat het resultaat niet naar wens is. Hieronder staan de details van de metingen.
HF
De HF aansluiting is "doorgefloten" en het resultaat is naar wens. Over de hele HF band gemeten is het doorlaat verlies (S21) minder dan 0,1dB, dus minimaal! Het niet gebruikte contact is ook gemeten en de demping is hier ongeveer tussen de 30 en 54dB, dus bij 100W vermogen blijft er maximaal 100mA over. Een HF ontvanger is bestand tegen 100mW, dus dat is veilig. Meer demping zou mooi zijn, maar vooralsnog is dit resultaat goed. Beide metingen zijn hieronder weergegeven.
VHF/UHF
Het resultaat aan de VHF/UHF kant is echter om te huilen... Bij UHF is er een doorlaat demping van meer dan 7dB gemeten. Dat komt neer op een verlies van ongeveer 80%, dan komt er bijna bij de antenne geen vermogen aan... Ook de demping naar het afgeschakelde contact is met 16dB onvoldoende. Bij insturen van 50W zou er al teveel vermogen bij de tweede ontvanger belanden. De metingen zijn hieronder weergegeven. Conclusie: ongeschikt...
overspraak
Ook is er een meting uitgevoerd tussen de HF en VHF/UHF aansluiting waar de twee zendontvangers op worden aangesloten. Ook daaruit blijkt dat de demping tussen de twee kanalen tussen de 17 en 50dB ligt. 17dB is veel te weinig, er komt dus te veel zendvermogen bij de andere ontvanger terecht.
samengevat
Uit de meting blijft dat een "ordinair" relais wel geschikt is voor het schakelen van HF signalen. Echter boven 30MHz zijn de effecten ongewenst. Dit kan mede aan de constructie liggen uiteraard, maar zelfs met een andere constructie is geen 20dB extra demping te verkrijgen. Dit resultaat was te verwachten, maar het was het proberen waard.
oplossing
Ik voelde de "bui al hangen" en heb mijn ogen open gehouden voor vacuüm relais. Ondertussen heb ik vier vacuüm relais (op 12VDC) gevonden dat ik als vervanger wil gebruiken voor de twee relais'. De constructie zal ik ook aanpassen. Ik wil een print maken met vier gaten voor de relais. Dan kan aan de onderkant het circuit voor de stuurspanning en aan de bovenkant de radiofrequente bedrading. Ik denk ik aan een tussenschotje om overspraak te minimaliseren. In plaats van open draden denk ik ook aan coax draad om de ongewenste uitstraling tegen te gaan. Op basis van de metingen denk ik dat de constructie met "gewone" relais' iets te optimistisch is geweest...
|
|
