Blok stabilních oscilátorů pro transvertory 13 a 9 cm.

Autor: Jirka, OK1RW <ok1rw(at)ok1kng.net>, Téma: Konstrukce, Vydáno dne: 22. 06. 2007



Po zkušenostech ze závodního nasazení mého 13 cm zařízení u OK2KKW v 2. subregu a MW contestu jsem odhalil několik nedostatků mé amatérské konstrukce. Jedním z nich byla kmitočtová nestabilita lokálního oscilátoru, která se doma na stole prakticky neprojevila, ale umístění transvertoru (včetně oscilátoru) na stožáru pod anténou ve spojení s krušnohorským počasím udělalo své. Ustavičné kontolování kmitočtu pomocí poslechu v místě velmi silného majáku DB0FGB ukázalo, že kmitočtový drift se pohybuje okolo +/- 2 kHz (zdálo by se, že taková odchylka nemůže vadit, a také by asi v běžném provozu nevadila, nicméně na pásmu, kde padesát procent spojení tvoří skedy dohodnuté na nižším bandu, může jít o rozhodující fakt, zda se spojení objeví v logu či ne), v závislosti na vnější teplotě (den - noc) a také, což bylo nepříjemnějsí, na délce vysílání. I když je PA v transvertoru od oscilátoru izolován několik cm silným kusem pěnového polystyrenu, stejně si transvertor vyráběl vlastní "mikroklima" a na stabilitě oscilátoru se to pochopitelně odrazilo. Trochu mě také iritovalo vedle mého 13 cm XVRT (násobení 16x) postavené zařízení pro 3 cm (násobení 96x), které si po zahřátí oscilátoru sedlo a nějaké nestabilitě se nedalo vůbec mluvit. To vše mě přinutilo hledat nějaké vhodnější řešení pro zajištění dlouhodobé kmitočtové stability.

Technických řešení se nabízí několik:

1) Teplotně kompenzovaný oscilátor (OCXO) - běžně využívané řešení. Existuje několik variant, nejznámnější asi DF9LN, či G8ACE. Oba tyto oscilátory využívají měděné desky jako teplotního stabilizačního prvku, který spolu s termostatem zaručuje konstantní teplotu krystalu a součástek a tím i stabilizuje výstupní kmitočet.

2) Oscilátor, zavěšený pomocí fázové smyčky (PLL) na přesný kmitočtový normál. Opět je možné sáhnout po několika ověřených konstrukcích, např. od VE1ALQ,WA6CGR nebo AD6IW. U nás takový závěs publikoval Vláďa OK1VPZ.

Výběr byl jasný - po prohlédnutí všech schémat jsem zvolil PLL dle OK1VPZ. Není právě nejjednodušší na výrobu, ale je to dostatečně robustní konstrukce, aby snesla bastlení a nepopíratelnou výhodou je i fakt, že autor je jako technická podpora na telefonu k dispozici v režimu 24/7 :-).

Desku plošných spojů lze koupit zde. Dorazí domů během několika málo dní a za cenu okolo 60 Kč. Pardubických kostriček je spousta v radiostanicích typu VR22, horší je to s hliníkovými jádry. Místo MAR3 lze použít MAV-11, kterých je zase spousta ve vyřazené GSM900 technologii (TNX OK1NAW). Klíčovou a nejhůře sehnatelnou součástkou jsou děličky 74HC4059. V GM je mají, ale jen v balení po min. 15 kusech. Ostatní součástky jsou běžně v prodeji a jsou to v podstatě korunové záležitosti.

Kmitočtový plán je následující:

PLL blokové schéma

Z blokového schématu je zřejmé, že jsem mimo kmitočtové tolerance pásmových propustí i oscilátoru v původním publikovaném zapojení. Proto následoval po osazení součástek a navinutí cívek celkem dlouhý proces oživování. V následujícím textu se budu odvolávat na původní schéma a součástky, u kterých jsem změnil hodnotu, jsou psány takto.

Oscilátor: celkem dlouhý boj. Oscilátor s J310 je podstatně živější a ochotně kmitá v celkem širokém rozsahu tolerancí součástek. BF245 se nějak nechtělo. Nakonec oscilátor pro 135,875 MHz vypadal takto:
C2 - 10 pF
L2 - 4,25 záv CuL 0,4mm mezi vývody 1 a 3. Jádro AL

Filtr LO:
C18, C23 - 5,6 pF
L8, L9 - 1,25 záv CuL 0,315 na spodní části kostry mezi vývody 4 a 5. Dále 4,75 záv.CuL 0,4mm mezi vývody 1 a 3. Jádro AL.

Filtr násobiče:
L4, L5 - 5,25 záv CuL 0,25mm na spodní části kostry mezi vývody 4 a 5. Dále 9,25 závitů CuL 0,4 mezi vývody 1 a 3. Jádro N01 (L4], AL (L5)

Filtr záznějového kmitočtu:
L6 - 18,5 záv CuL 0,315 mezi vývody 3 a 5. Jádro N05
C35 - 150 pF, paralelně ze strany spojů ještě 100 pF
L7 - 18,75 záv CuL 0,315 mezi vývody 1 a 3. Odbočku na 5,5 závitu od vývodu 3 vyvést na vývod 5, Jádro N05
C41 - 150 pF, paralelně ze strany spojů ještě 100 pF

Dosažené parametry:
Kmitočet LO: 135,875000 MHz
Výstupní výkon: +2,5 dBm (~2 mW)