Pomiar czułości odbiorników - znaczenie różnych "drobiazgów" na wiarygodność wyników...

[Romekd]

Czołem.
Ponieważ zdarza mi się przeprowadzać pomiary parametrów odbiorników radiowych i transceiverów, chciałbym opowiedzieć o często nie branych pod uwagę aspektach tego typu badań, które mogą mieć ogromny wpływ na uzyskane wyniki a przez to ich wiarygodność. Badania parametrów urządzeń nie należą do najprostszych, szczególnie gdy analizujemy poziomy bardzo małych sygnałów i zniekształceń. Bardzo często oglądam na YouTube filmy zamieszczane przez elektroników-amatorów, którzy opisują swoje zmagania z "przywracaniem do życia" różnych urządzeń retro, przy czym czasami nie zdają sobie oni sprawy, z różnych niuansów i przez to popełnianych błędów, dokonywania dużych uproszczeń tych zagadnień lub stosowania dość prostego sprzętu, który nie daje żadnej gwarancji, że wszytko to co mierzą potrafi być bardzo odległe od rzeczywistych parametrów testowanych urządzeń. Swoje rozważania chciałbym zacząć od znaczenia ekranowania sygnałów wysokiej częstotliwości, co bardzo często przekłada się na wyniki wykonywanych prac. Jako pierwszy z ważnych parametrów chciałbym poruszyć temat ekranowania kabli i metalowych obudów urządzeń, które są przydatne w dokonywaniu pomiarów. Nie chciałbym w tym wątku nikogo pouczać, krytykować ani wpadać w "moralizatorki ton", gdyż to nie pomaga toczyć się i rozwijać dyskusji, a bardzo chciałbym poznać doświadczenia Kolegów i wymienić się obserwacjami, gdyż sam jestem jedynie elektronikiem-amatorem, choć z ponad 50. letnim "stażem" w różnych działach elektroniki. Tak więc w kolejnych wypowiedziach opowiem o własnych doświadczeniach w naprawach i regulacjach różnych urządzeń, zaczynając od wpływu ekranowania i tłumienia sygnałów.

Pozdrawiam
Romek

[Romekd]

Jeszcze jako dziecko zauważyłem, że fale radiowe zachowują się różnie dla różnych częstotliwości sygnałów, np. wjechanie samochodem do tunelu powodowało zanik odbioru stacji na zakresie fal długich, ale nie powodowało takiego zaniku gdy słuchało się odbiornika na zakresie fal ultrakrótkich. Powodem było oczywiście odbijanie się fal zakresu UKF od różnych przedmiotów przez co stacji radiowej nie odbierało się z sygnału docierającego wprost z nadajnika, a łapało się już dużo słabsze sygnały odbite, które jednak okazywały się na tyle silne, że radio nadal działało. Mojego zainteresowania takimi tematami nie podzielał wtedy żaden z moich znajomych, czy kolegów, więc wszelkie doświadczenia w tym temacie musiałem zgłębiać osobiście, a przy okazji już wtedy zaczynałem czuć się mocno osamotniony w swoich zainteresowaniach, więc zacząłem zdawać sobie sprawę, że mogę dla innych być odbierany jako okropny "dziwak". Pierwszym moim nadajnikiem fal radiowych był lampowy odbiornik "Kurant" z zegarem, w którym, wskutek moich ingerencji w układ wzbudził się wzmacniacz pośredniej częstotliwości, a rosyjski tranzystorowy odbiornik "Ałmaz", wskutek jakiejś dziwnej usterki był na końcu zakresu czuły na tę częstotliwość, więc po zrobieniu kolejnej modyfikacji w radiu "Kurant" uzyskałem możliwość transmisji mowy i muzyki (modulacji amplitudy) na odległość może 100 metrów, którą zainteresowałem, choć krótkotrwale, starszych kolegów z bloku. W tamtym czasie zauważyłem już, że metalowa obudowa (był nim blaszany chlebak) nie chroni w 100% przed polem elektromagnetycznym, a jedynie mocniej lub słabiej zmniejsza jego natężenie. W tym czasie (a nie miałem jeszcze 10 lat) zauważyłem, że w swoim najbliższym otoczeniu mam mnóstwo "nadajników", gdyż promieniują oscylatory w odbiornikach radiowych i telewizyjnych, a w przypadku tych ostatnich można w innym pokoju, niż stoi włączony telewizor, odebrać sygnał częstotliwości różnicowej fonii z jego wzmacniacza p.cz. na zakresie fal krótkich odbiornika lampowego Symfonia (kilka lat później radia Jubilat), choć mocno zniekształcony, przez odbiór z niewłaściwą demodulacją AM zamiast FM. Dla mnie, jako w tamtym czasie kilkuletniego dziecka, były te doświadczenia (i mnóstwo innych) bardzo interesujące, choć żaden z moich bliskich oraz szkolnych koleżanek i kolegów nie podzielał tych fascynacji, bo tych ostatnich bardziej zajmowała gra w piłkę, noża lub kapsle (koleżanki grały w klasy i bawiły się skakanką). Przez to czułem się coraz większym dziwakiem...

Pozdrawiam
Romek

[Romekd]

W wielu książkach poświęconych budowie urządzeń nadawczo-odbiorczych, można znaleźć wiele informacji jak w prawidłowy sposób ekranować źródła sygnałów i zakłóceń oraz podane są wartości uzyskiwanego tłumienia. Poniżej przykłady z książki "Poradnik Ultra Krótko Falowca" Zdzisława Bieńkowskiego.

Emisyjność z obudowy.png

Skuteczność ekranowania_1.png

Na pierwszym podane zostały wartości tłumienia sygnału o napięciu 12 mV, które mogą wydostawać się po przewodzie (np. zasilającym urządzenie), jeśli ten nie zostanie wyposażony w odpowiednie filtry. Tłumienie na poziomie -60 dB uważane jest za bardzo duże, z którym uzyskujemy już tylko "ślad" sygnału źródła znajdującego się wewnątrz metalowej obudowy. Drugi z powyższych załączników pokazuje jak należy budować własne generatory i inne sprzęty, by zapewnić im lepszą szczelność elektromagnetyczną, choć słowa "szczelny" nie należy brać dosłownie, bo nie ma idealnej szczelności, jest tylko mniejsze lub większe tłumienie. Kiedyś jeden z moich znajomych ściągnął jakieś tłumiki, które połączył kaskadowo, twierdząc mi, że teraz na wyjściu kabla koncentrycznego może mieć sygnał stłumiony do -180 dB. Próbowałem mu wytłumaczyć, że uzyskanie tak dużego tłumienia nie jest możliwe i to z wielu powodów, ale mnie wyśmiał, twierdząc, że widział jak jego znajomy używał tych tłumików w takiej właśnie konfiguracji... Odpuściłem dalszych tłumaczeń.

Pozdrawiam
Romek

[szalony]

Czym jest "F.B." koło kondensatora przepustowego na drugim rysunku?

[Romekd]

Najczęściej w taki sposób oznaczany jest koralik ferrytowy.

[Locutus]

Czym jest "F.B." koło kondensatora przepustowego na drugim rysunku?

F.B. od Ferrite Bead.

[szalony]

Tak właśnie myślałem, ale nie spodziewałem się w dość wiekowej Polskiej książce użycia tego określenia

[hellcat]

01.jpg

...choć słowa "szczelny" nie należy brać dosłownie, bo nie ma idealnej szczelności, jest tylko mniejsze lub większe tłumienie.

Romku, pozwolę się z Tobą nie do końca się zgodzić, naturalnie od tego czasu jak byłeś dzieckiem minęło trochę czasu i technika poszła do przodu jeśli chodzi o materiały. No i w krajach demoludów nie było dostępu do takich materiałów.
Nawet teraz dla amatora nie są dostępne, ze względu na cenę i ilości. Zagadnienie EMC to potężny obszar nauki.
Może kilka fotek zrobionych na szybko, zawsze to bardziej przemawia do tych których to interesuje niż suchy opis.

[Romekd]

Czołem.

Tak właśnie myślałem, ale nie spodziewałem się w dość wiekowej Polskiej książce użycia tego określenia

Książki o tematyce krótkofalarskiej (konstruktorsko-amatorskiej) z lat 80. z reguły zawierały aktualne projekty i rozwiązania krótkofalowców z całego świata, którzy starali się osiągać jak najwyższe parametry tworzonych urządzeń, gdyż od tego zależały ich osiągnięcia w osiąganiu bardzo dalekich łączności przy ograniczonej do kilku lub kilkudziesięciu watów mocy nadajników (oczywiście byli i tacy, którzy stosowali dodatkowe lampowe wzmacniacze o mocy liczonej w setkach watów lub nawet w kilowatach). Bardziej majętni mogli kupować dostępne w handlu urządzenia, ale osoby dysponujące skromniejszym budżetem musiały samemu projektować swój sprzęt do łączności amatorskiej. W tamtym czasie transceivery renomowanych producentów sprzętu zawierały dołączone do nich instrukcje, a w nich kompletne schematy ideowe. Konstruktorzy na bieżąco śledzili światowe rozwiązania i wzajemnie wymieniali się doświadczeniami w konstruowaniu własnych urządzeń, organizowane były giełdy, na których można było nabyć trudno dostępne podzespoły o wyjątkowo dobrych parametrach (w latach 80. testowaliśmy z kolegami tranzystory o współczynniku szumów /NF/ niższym od 1 dB, w tym tranzystory wykonywane z arsenku galu. Dlatego w książkach reklamowane były często niezłe, ale także bardzo dobre rozwiązania, jak na tamten poziom rozwoju elektroniki.

Pozdrawiam
Romek

[Romekd]

01.jpg

...choć słowa "szczelny" nie należy brać dosłownie, bo nie ma idealnej szczelności, jest tylko mniejsze lub większe tłumienie.

Romku, pozwolę się z Tobą nie do końca się zgodzić, naturalnie od tego czasu jak byłeś dzieckiem minęło trochę czasu i technika poszła do przodu jeśli chodzi o materiały. No i w krajach demoludów nie było dostępu do takich materiałów.
Nawet teraz dla amatora nie są dostępne, ze względu na cenę i ilości. Zagadnienie EMC to potężny obszar nauki.
Może kilka fotek zrobionych na szybko, zawsze to bardziej przemawia do tych których to interesuje niż suchy opis.

Andrzej, właśnie do rozpoczęcia takiej dyskusji próbowałem skłonić naszych Użytkowników, gdyż dostępne w necie informacje, podawane przez współczesnych pasjonatów elektroniki retro, potrafią zawierać mnóstwo mnóstwo uproszczeń, różnych błędnych teorii, przez co osoby oglądające te informacje mogą wyrabiać sobie fałszywa opinię o działaniu współczesnej elektroniki, sposobach jej naprawiania i strojenia. Wymienione przez Ciebie materiały są mi znane, a nawet sam je często wykorzystywałem we własnych projektach (mam ich całe pudło).

Poniżej zamieszczam kilka szczegółów z budowy mojego leciwego już generatora ADRET 740A, który wykonany został zgodnie z regułami sztuki inżynierskiej i zawiera rozwiązania stosowane kilkadziesiąt lat temu.

1_Generator ADRET 740A.jpg

Jest dość duży i ciężki, gdyż zawiera podwójnie, a miejscami potrójnie ekranowaną obudowę, wewnątrz której znajdują się również doskonale ekranowane moduły połączone ze sobą specjalnymi kablami koncentrycznymi, zakończonymi skręcanymi z gniazdami wtykami. Wewnątrz modułów potrafią się znajdować kolejne wewnętrzne ekrany, tak więc przestrzeń na zewnątrz generatora jest chroniona przed obwodami zawierającymi oscylatory i generującymi zakłócenia nawet czterema lub pięcioma warstwami ekranującymi. Po zdjęciu zewnętrznych pokryw obudowy mamy wewnętrzne blachy ekranujące, wykonane z aluminium i przykręcone do części nośnej wieloma śrubami.

2_Po zdjęciu górnej pokrywy.jpg

Również boki urządzenia mają dwie ścianki, choć znajdują się w nich dodatkowe otwory, dla zapewnienia wentylacji i odpowiedniego chłodzenia elektroniki (generator pobiera ok. 100 W, ma więc wentylator zapewniający wymuszone chłodzenie).

3_Podwójne ekrany z boku.jpg

Po zdjęciu zewnętrznych ekranów wnętrze wygląda dość schludnie i widać, że cała konstrukcja jest starannie zaprojektowana.

4_Wnętrze generatora.jpg

Wyświetlacze generatora ekranowane są dodatkowymi siateczkami, podobnymi jak ta przedstawiona przez Ciebie.

5_Wewnętrzne ekrany wyświetlaczy.jpg

Tłumik sygnału wyjściowego dużej częstotliwości stanowi oddzielny blok, wykonany z grubego aluminium. Choć go nie rozkręcałem (nie było takiej potrzeby, bo działa poprawnie) mogę się domyślać, że każda z jego sekcji również jest od siebie ekranowana, dzięki czemu poziom sygnału wyjściowego da się regulować w zakresie od -129 dBm (0,071 μV) do +13 dBm (1 V). Dzięki umieszczeniu wewnątrz tłumika rezystora 50 Ω/50 W urządzenie na najczulszym zakresie wytrzymuje podanie mocy wyjściowej z nadajnika (do 50 W mocy ciągłej) radiotelefonu, dzięki czemu jest w pewnym stopniu zabezpieczone przed błędami użytkownika.

6_Tłumik sygnału.jpg

Panel przedni jest oddzielony od pozostałych bloków urządzenia dodatkowymi dwoma ekranami, co widać na kolejnym zdjęciu.

7_Potrójnie ekranowany panel przedni.jpg

Dobrą stabilność częstotliwości urządzenia zapewnia rezonator kwarcowy w gorącym termostacie, gdzie niestety uszkodził mi się rezonator o częstotliwości 80 MHz, którego od kilku już lat nigdzie nie mogę kupić, przez co jeden Adretów mam od wielu lat niesprawny

8_Generator wzorcowy 80MHz po zdjęciu ekranów.jpg

No i na koniec ciekawostka - mimo takiej przemyślanej budowy i zakręconego na gnieździe wyjściowym terminatora 50 Ω, generator jednak "cieknie" i na zewnątrz da się analizatorem widma wykryć niepożądane sygnały, choć na szczęście ich poziom jest stosunkowo niski.

Pozdrawiam
Romek

[traxman]

Dobrą stabilność częstotliwości urządzenia zapewnia rezonator kwarcowy w gorącym termostacie, gdzie niestety uszkodził mi się rezonator o częstotliwości 80 MHz, którego od kilku już lat nigdzie nie mogę kupić, przez co jeden Adretów mam od wielu lat niesprawny

Pozdrawiam
Romek

A nie można wykorzystać typowego OCXO 10/20/40MHz i PLL np.: AOC97FAJC? lub coś z MEMS jest tego trochę.
Przyrząd jest warty przeróbek.

[staku]

Może się nada?

[hellcat]

staku
Nie za bardzo, taki generatorek potrafi siać po całym paśmie do 1 GHz lub wyżej.

[staku]

Zaproponowałem gdyż akurat wyszedł ostatnio spod biurka przy okazji porządków i leży pod monitorem.

[hellcat]

Tak na szybko skleciłem. Na pierwszym zdjęciu generator 80MHz, widać że piąta harmoniczna jest na porównywalnym poziomie.