úterý 7. listopadu 2023

Předzesilovače z CDMA duplexeru

 O tom, jak přeladit duplexer z CDMA jsem psal tady. Vada na kráse byla, že uvnitř jsou dva pěkné předzesilovače, které ale bohužel nebylo možno použít. Důvod byl jednoduchý - z desky předzesilovačů vedlo na sytémový konektor celkem 12 drátů. Bohužel se mi nepodařilo sehnat jakoukoliv dokumentaci k tomu, poslal jsem několik e-mailů , zkoušel otravovat nějaké lidi, neúspěšně. Samozřejmě, dá se to namalovat, odměřit, ale to jsem nechal až jako poslední možnost. Dlouho jsem okolo toho chodil až špatné počasí venku mě donutilo se tomu věnovat a předzesilovaže zkusit reinkarnovat.Další z důvodů byl ten, že došly předzesilovače RAA-31 z NMT , které se často používají na převaděčích  i jako "bleskojistka" především ale pak kvůli tupějším vstupům používaných profi TRXu... 

Zprovoznil jsem kvůli tomu celý CDMA TRX, připojil na 48V, napájecí propojku k duplexeru a začal měřit.

Pokud byste to někdo chtěl také udělat podobně, ušetřete si nervy a rovnou zapojte na přívodní MODRÝ drát k napájecímu konektoru + 48V a na červený -48V. Nevím proč, ale nějaký umělec nejspíš někde v USA rozhodl, že proti zavedeným konvencím to udělají obráceně. Být to anglický výrobek, moc bych se nedivil. Jezdí tam po druhé straně a všechno dělají obráceně. Takže mě to stálo nějaký čas navíc, protože jsem celý TRX rozebral a usoudil, že ve vstupním EMI filtru bude zkrat. Nebyl. Byla tam krásná ochrana proti přepólování, ve formě 3 brutálních diod paralelně. Až popisky uvnitř na drátech za filtrem ukázaly , že prostě červený je mínus, modrý plus.

Po správném připojení naskočilo i napájení pro předzesilovače. Na konektoru desky lze pak pohodlně změřit všechna potřebná napětí. Když konektor na desce předzesilovače orientujeme tak, jak je na obrázku, tak při číslování z leva  ( od 1 do 14 ) je popis napětí na jednotlivých PINech. Dále pak barva drátu odpovídající číslu pinu v kabelu od systémového konektoru.


1)   15,13V    černá 

2) 15,13V   hnědá

3)  0V        modrá

4)   0V        fialová

5)   4,95V   rudá

6)  0V        šedá

7)  0,201V  bílo-černá

8)  2,82V  žlutá

9)  nezapojeno

10)  0,203V bílo-hnědá

11)  2,82V zelená

12) nezapojeno

13) 0,333 V   bílá

14)  3,23V oranžová

 

Zdá se to docela složité a náročné napájení a zprvu mě to docela znechutilo. Alespoň tam nejsou žádná záporná napětí. Po podrobnějším zkoumání jsem ale zjistil, že celá logika je vlastně úplně oddělená a slouží nejspíš jen k identifikaci  ( sernum. ) zařízení po nějaké sběrnici. Pro vlastní činnost obou předzesilovačů stačí napájení 15V na pinu 1,2, piny 3,4 jsou propojeny se zemí. druhý konektor nemusí být zapojen  Logika nejspíš obsahuje i nějaký obvod hlídání předpětí pro aktivní prvky, protože z obou modulů  předzesilovačů je kromě napájení 8V  vyvedený do logiky ještě jeden drát, ale není nutné cokoliv dalšího zapojovat. Pro napájení samozřejmě stačí  jen 12V , jako stabilizátor jsou použit 7808 obvod, kterým 12V naprosto stačí. 

Pro činnost preampů ted stačí  rozebrat kablík od sytémového konektoru a na vodiče černý+hnědý ( oba spojené na desce) přivést 12V. Zem pak na kostru duplexeru, nebo na vodiče  modrý+fialový ve svazku. Ostatní vodiče se nemusí zapojovat. Bohužel napájení obou předzesilovačů je propojené, nelze tedy zapojit napájení jen pro jeden předzesilovač bez toho, abychom museli zasahovat do zapojení. V tomto případě je třeba odpojit napájení od příslušného předzesilovače odškrábnutím propoje z výstupu stabilizátoru.Nebo odletovat, odštípnout výstupní nožičku stabilizátoru.

 



 

Na systémovém konektoru pak PINy 1+2 na desce odpovídají pinům  1+2  na konektoru, Piny 3+4 na desce pak jsou propojené na PINy  6+7  na systémovém konektoru: 



 Takže napájení máme hotové - co to tedy umí?  Oba dva předzesilovače jsou identické. Jak už to v profesionální praxi bývá, je  každý jeden předzesilovač řešený jako dvojitý - smetrický. V tomto případě ještě dvoustupňový. Profesionálové ví, proč se takové řešení používá, dvojité, symetrické vyvážené předzesilovače najdeme i ve vstupních dílech GSM technologií. Kromě větší  přebuditelnosti je tam  i vyšší intermodulační odolnost. Každý zesilovač totiž zesiluje jen  "polovinu"  ( rozuměj úroveň ) signálu a na výstupu se opět sloučí. Po pravdě netuším, proč se dodnes takové řešení nepoužívá u radiopamatérů a závodních setupů, kde právě přebuditelnost a intermodulační odolnost je jedna z klíčových vlastností preampu. Možná, že o tom jenom nevím, nebo to prostě není třeba....?

Stejně - symetricky  byl v dávné milulosti řešen výše zmíněný RAA-31 z NMT, nebo preamp, který je opět z dob NMT a byl montován s odlaďovačem pro TX ve vodotěsné krabici přímo pod NMT anténou:


 Tento měl navíc možnost řídit po napájení zisk pomocí polovodičových útlumáků AD220. Jako aktivní prvek byl použit GasFET CLY5. Tento preamp dodnes používám pro měřicí účely na 70cm bandu, na desce jsou osazená VF relé, která mohou celý preamp jednoduše  odstavit.

Ale zpět k předzesilovači v CDMA duplexeru. Zisk je cca 30dB. Je to rovné cca od 360 do 460MHz. Vstup je zatlumen 54dB útlumákem, a nastaven offset tak, aby byl na obrazovce SA přímo vidět zisk:

 

  Ještě dole na 2m bandu to má 12 dB zisk, zajímavější je, že  na 700MHz je zisk cca 22,6 dB. Čistě teoreticky by to mělo jít použít  i jako zesilovač pro TV signál.  Na měření šumového čísla nejsem vybaven, můj odhad je, že to bude určitě lepší než 1,5-2 dB. Co jsem ale chtěl zkusit a zkusil, protože na to je jednoduché je  zesilovač přebudit a změřit ho podobně, jako se měří PA.  Protože mi z SA leze jen -20dBm, použil jsem jeden předzesilovač jako zesílení na cca +10dBm. Nejprve jsem ověřil, že v této výstupní úrovni ještě zesilovač nelimituje. A zatlumeným výstupem budil druhý preamp.  K limitaci ( kompresi  1dB na výstupu ) druhého předzesilovače došlo při vstupní úrovni cca -7dBm. Výstupní úroveň ještě bez limitace je cca +22dBm ( cca 160mW !!!! )   a odpovídá max. vstupní úrovni -8 dBm. Z toho si jde udělat jakýž takýž obrázek, co předzesilovač umí a  hlavně jak se bude chovat. Berte prosím tento počin s rezervou, je to měření, které šlo udělat, ale samozřejmě by to chtělo nějaké kalibrované měření např šumového čísla.  Bohužel se mi nepodařilo dohledat datasheety použitých zesilovacích prvků. Pokud někdo má lepší internet než já, prosím dejte vědět, co tam je použito.  Na vstupu je obvod v mě neznámém čtvercovém pouzdře  o rozměru 1,85x1,85 mm a s označením 3PG (zmeřeno Uin= 0,56V, Uout=4V). Na výstupu  je pak použit  obvod v pouzdře SOT-223 a označením v prvním řádku 3301 a v druhém 9384AA  ( změřeno Uc 6,5V 150mA ). Detailnější obrázky předzesilovače  jsou na stránce o přeladění duplexeru do HAM pásma.

U jednoho z duplexerů co mám k dispozici je jeden z předzesilovačů nefunkční, má zisk "jen" cca 6dB. Stejnosměrným měřením jsem zjistil, že napětí na vstupu prvního prvku je stejné jako na výstupu 0V , polovodič tedy bude zničený.

 Předzesilovač jde využít i samostatně, po zakrytování a okonektorování např i jako odolný TV zesilovač. Ve spojení s duplexerem lze tedy použít předzesilovače přímo pomocí originálních N-N  propojek. Stačí zajistit jen 12V napájení.   Samostatně lze zapojit jen větev za duplexerem, nebo použít druhý např. pro příjem meteosond, nebo tak jak byl zamýšlený původně - pro diverzitní příjem samostatnou anténou.





 

 



středa 1. listopadu 2023

Útlumáky

   Vlastním sice několik N a SMA kvalitních útlumových článků ( dále jen ÚČ ), včetně varabilního ÚČ od HP. Mám je už z dob, kdy jsem se věnoval GSM repaterům a měřením na nich. Koupil jsem je na různých burzách a dal za ně docela dost peněz. Ale pro seriózní měření to bez nich nejde. A protože je až tak často nepoužívám , mám je s dalším VF haraburdím uklizené na chalupě. A to tak dobře, že jsem je nenašel. Prohledal jsem všechno možné a když už se čas hledání blížil limitě nekonečna, vzdal jsem to. Vím, že je určitě někde mám a že se někdy objeví, až budu hledat něco jiného. 

  Ale útlumáky jsem nějaké nutně potřeboval, protože jsem chtěl udělat nějaká měření na předzesilovačích z CDMA duplexeru. Venku lilo, byl ten správný čas se na to vrhnout. Ze zoufalství jsem vyrobil tři SMD útlumáky z SMD odporů 1206. Odpory jsou ze sady z Číny, jednou jsem tam za pakatel objednal celý balík E24 od každé hodnoty 50ks.  Každý útlumák jsem zaletoval vždy  do dvou SMA zásuvek určených pro plošný spoj. Sice by bylo lepší použít SMA male + female tak jak je to u dospělých attenuátorů, ale neměl jsem takovou kombinaci k dispozici.

 Pro výpočet jsem použil stránku OK2PPK a kvůli lepší realizaci a mechanickému provedení na konektorech jsem zvolil PÍ článek.


 

 Nakonec jsem vyrobil 14, 25 a 40 dB, vychází tam totiž dobře rezistory z řady E24.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------

Pro 14dB je to R1: 2x 75Ohm + R2:1x 120Ohm příčně, 

pro 25dB je to R1: 2x 56Ohm + R2: příčně kompromisních 430Ohm ( mělo by být 443Ohm )

pro 40dB je to R1: 2x 51Ohm +  R2: 2500Ohm. 2500Ohm jsem vytvořil pomocí 1k2+1k3 v sérii. 

ještě bylo v plánu 6dB, ale ten jsem nakonec nespáchal...

-------------------------------------------------------------------------------------------------------

   Po zhotovení lze zkontrolovat stejnosměrmě útlumák ohmmetrem tak, že na jeden konec připojíme 50Ohm a na druhém portu musíme 50Ohm naměřit. Já udělal měření  vyrobených ÚČ i na voobleru. Výsledek je skoro až překvapivý, je to použitelné až do cca 1,3GHz.  Pro někoho, kdo chce měřit do 23cm bandu je to opravdu za málo peněz hodně muziky a nemá smysl kupovat drahé attenuátory od značkových výrobců "DC-18GHz" když to člověk nevyužije. Nakonec použít to půjde kompromisně až do mezního kmitočtu SA v mém případě 3GHz, jen je třeba měřák zkalibrovat se zapojeným útlumákem.

  25dB:

       40dB:


 14dB ÚČ jsem samozřejmě také změřil, ale už neuložil měření. Vycházelo podobně, použití do 1,3GHz , kde je útlum o cca 0,3dB menší než na začátku pásma a trochu se to na konci taky vlní. Zkusil jsem ÚČ i otočit, je to na chlup stejné.

 Směrem nahoru se útlum zmenšuje, jak na sebe porty vidí díky parazitním kapacitám. Popravdě jsem to tak moc dobré vůbec nečekal, můj odhad byl, že se to na 70cm už bude útlumově hodně lišit od nízkých kmitočtů. Také překvapila přesnost útlumu, ale pokud jsou přesné odpory musí být přesně i útlum. Moje představa byla asi zkreslená  tím, že jsem kdysi dělal ÚČ z běžných tesláckých odporů a za moc to nestálo už na VHF TV pásmu. 

  SMA konektory jdou k sobě dobře sesadit a proletovat. Na každé straně z prostředního PINu proti tělu naletovaný SMD odpor a po sesazení pak mezi PINy obou konektorů ještě příčný, nebo sériová kombinace dvou rezistorů. Tělo je pak zabaleno CU 0,3mm páskou aby to nesvítilo ven a celek ještě přetažený spolu s popiskem do smršťovací bužírky. Výroba 3ks ÚČ a jedné propojky nutné  kvůli kalibraci SA zabrala přibližně hodinu včetně měření.

Opět víc napoví obrázky:

 


 




 



Konektory - redukce

 Potřeboval jsem nutně kvůli měření na jednom zařízení a anténách nějaké redukce. Bohužel  taková redukce z 7/16 na N ve značkovém provedení není nijak levná. Neznačkové redukce jsou sice levnější, ale i tak trvá objednávka z Číny dlouho. A já to potřeboval nejlépe včera. Původně jsem chtěl vyrobit kabelové redukce, ale když jsem vyhrabal všemožné konektory ze zásob, zjistil jsem, že se dají k sobě napasovat rovnou bez kabelu. To se týká i spojky SMA-SMA, kterou jsem sice jednu z Aliexpressu vlastnil, ale je z ní již úplně ošoupané pozlacení, jak na tom šetřili. 

Nedělám si iluze o tom, že taková podomácku vyrobená redukce bude mít dobré parametry na GHz kmitočtech, ale dovolím si tvrdit, že na 23pásmo to ještě použít půjde. Pro 70cm, kde jsem potřeboval měřit bez problému. Nejvíc asi napoví obrázky. Asi by se to dalo vyrobit i lépe, minimálně v délce toho středního propoje nějakou vnější trubičkou okolo zajistit 50 Ohm impedanci, ale je to jenom "kousek" :-)







Podobně lze vyrobit velmi jednoduše i SMA-SMA spojku a spousty dalších "provizorních" ale funkčních redukcí:




              Lze využít různé podložky, kroužky a do těla většího konektoru například "utěsnit" panel SMA.