Presentatie HF transceiver explained (a.h.v. een 27 MHz CB zendontvanger)

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Presentatie HF transceiver explained (a.h.v. een 27 MHz CB zendontvanger)"

Lotte Sarah Verbeke
5 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Presentatie HF transceiver explained (a.h.v. een 27 MHz CB zendontvanger) Vertel er over en ik vergeet. Laat mij zien en ik merk het op. Laat mij ervaren en ik onthoud. (naar Confucius, 500 vc) Door : ON5PDV, Paul 9 maart 2018 Documentversie 01.00

2 Vooraf : expectation management 1. Doelstelling : Iets bijleren, opbouwen vanaf een basisniveau. Vandaag gaat het over de HF transceiver technologie en over een stukje legacy. 2. Blokschema s versus elektronisch (detail) schema s 3. Verhaal in 60 minuten

3 Agenda Specificaties van de Ham International Jumbo Symbolen gebruikt in schema s Discrete componenten versus IC versus System on Chip Elektromagnetische golven Oscillator PLL Mixer Ontvanger Modulatie Zender

4 Vooraf : Specs Ham International Jumbo 1 Cybernet board

5 Eerst iets over symbolen op component niveau op blokschema niveau Varicap NPN transistor PNP transistor Input signal versterker Output signal? US symbolen. Bron : Wikipedia

Nog iets over discrete componenten versus Integrated Circuits versus System on Chip Bron : wikipedia, CC BY-SA 3.0, https://nl.

6 Nog iets over discrete componenten versus Integrated Circuits versus System on Chip Bron : wikipedia, CC BY-SA 3.0, Bron : wikipedia, public domain Integrated Circuits (IC) Discrete componenten System on Chip (SoC)

7 Voorbeeld : componenten en IC Afbeelding : AF trap van Ham International Jumbo In rood: IC Toshiba TA7205 5,8W power amplifier

8 Voorbeeld: IC TA7205AP, AF versterker Jumbo Datasheet of Spec sheet

9 Voorbeeld: SoC (System on Chip) Software Defined Radio (SDR)

10 Voorbeeld: SoC (System on Chip) Software Defined Radio (SDR)

11 Voorbeeld: SoC (System on Chip) Software Defined Radio (SDR)

12 Boehhhh!!! Ik dacht dat we hier iets over de de Jumbo gingen horen? More! More! More!

Een antenne converteert energie van één vorm naar een andere vorm. Bij het zenden wordt de door de zender gegenereerde RF energie in een elektromagnetische golf omgezet, die uitgestraald wordt.

13 Pro-memorie : Electromagnetische golven Lading in constante beweging (DC) geeft een constant magnetisch veld. Het is de verandering van snelheid (versnelling of vertraging) van ladingen, zoals bij een sinusvorm, die een elektromagnetische golf veroorzaakt. Een antenne converteert energie van één vorm naar een andere vorm. Bij het zenden wordt de door de zender gegenereerde RF energie in een elektromagnetische golf omgezet, die uitgestraald wordt. Bij ontvangst gebeurt het omgekeerde, dan wordt het elektromagnetisch veld in RF energie omgezet, die aan de ontvanger aangeboden wordt. Onthoud : stroom straalt (juister is : verandering van stroom straalt ) NQx m µ 4π R 2 0 E ( R, t) = ω sin t ω Het elektrische veld is proportioneel met het kwadraat van de hoeksnelheid (ω) wat impliceert dat EM golven een fenomeen is dat zich bij hoge frequenties voordoet (ω = 2 πf)

14 Zender Oscillator PLL Modulatie Blokschema (AM, SSB, FM) Eindtrap en filter Frequentie transformatie (met de mengtrap)

15 Zender è Oscillator Oscilleren : slingeren Een trilling of oscillatie is een periodiek herhaalde omkering van de bewegingsrichting. Een trilling wordt vaak veroorzaakt door de verstoring van een stabiele evenwichtssituatie (Wikipedia) Feedback loop (bron: ARRL handbook 2012)

Zender è Oscillator Soorten oscillators : Hartley-, Colpitts-, Clapp-, Kristal- Referentie oscillator : Meestal vaste frequentie m.b.v. kwarts kristal. Zeer stabiel (bvb 5ppm, met TCXO 1ppm en lager).

16 Zender è Oscillator Soorten oscillators : Hartley-, Colpitts-, Clapp-, Kristal- Referentie oscillator : Meestal vaste frequentie m.b.v. kwarts kristal. Zeer stabiel (bvb 5ppm, met TCXO 1ppm en lager). Andere frequenties kunnen vertrekkende vanuit de referentie oscillator samengesteld worden via frequentie delers, frequentie vermenigvuldigers (harmonischen) en PLL s. We spreken van synthesizers en frequentie synthese. (bron: ARRL handbook 2012)

17 Zender è PLL Fase vergelijking : Als je de fase van 2 ingangssignalen gelijk (locked) houdt, impliceert dit dat beide frequenties dezelfde zijn (bron afbeelding : By Chetvorno - Own work, CC0,

18 Zender è PLL en VCO in de Jumbo Stabiele kristaloscillator mengen met VFO signaal met bepaald frequentiebereik Schakelen van verschillende kristallen geeft verschillende banden = TA7310 Na mixer ontstaan som en verschilfrequenties! Wordt in een latere TX trap gemengd met 10,695 MHz -> 26,965 28,305 MHz Free running 17,555 18,445 MHz = PLL02A 10,24 MHz : 1024 = 10 khz = channel Ch selector binair

19 Zender è PLL en VCO in de Jumbo

20 Datasheet of Spec sheet

21 PLL02A schema

22 Zender è PLL en VCO in de Jumbo

23 Frequentie mixers (met de mengtrap) Hoe? (vrije vertaling uit ARRL handbook 2012) Een RF mengtrap of RF mixer is een traditionele radio term voor een circuit dat de frequentie van een signaal naar boven of beneden verschuift, door het te combineren (x) met een ander signaal. Er ontstaan nieuwe frequenties. (bron : ARRL handbook 2012) RF mixer is niet te verwarren met een ander soort mixer, waarbij frequenties opgeteld worden, maar geen nieuwe frequenties bijgemaakt worden (bvb bij audio menging ).

24 Frequentie transformatie Waarom? Ontvanger: Te ontvangen signaal mengen met VFO signaal met bepaald frequentiebereik Resultaat is signaal op vaste Intermediate Frequency Voordeel: er kunnen selectieve filters gebruikt worden op deze vaste IF Zender: Stabiele kristaloscillator mengen met VFO signaal met bepaald frequentiebereik. Schakelen van verschillende kristallen geeft verschillend frequentiebereik. Bvb in geval van CB LOW, MED, HIGH, of in geval van HAM verschillende HF banden Voordeel: VFO kan kwalitatief ontworpen worden voor een beperkt bereik

25 Ontvanger ( superhet ): Blokschema, IF en 455 khz Blokschema 10,695 MHz 455 khz 26,965 28,305 MHz 37,66-39 MHz PLL (10 khz channel spacing VFO ) 10,24 MHz Waarom down-conversion : makkelijkere en kwalitatievere verwerking (versterkers makkelijker te ontwerpen op lagere frequentie, filter is makkelijker en selectiever te ontwerpen voor vaste frequentie met vaste bandbreedte) 1ste IF om image rejection te verbeteren Waarom 2de IF op 455 khz? In de vroege jaren van AM middengolf bleek dit min of meer de beste keuze voor selectiviteit en image rejection in MW/SW. Ook zou, door de keuze van de (44)5 khz, een slechte locale oscillator andere ontvangers niet storen (zelf zenden) doordat hij valt tussen stationsfrequenties (die eindigen op een 10-tal als frequentie)

26 Zender è Modulatie Functioneel : Toevoegen van het signaal (informatie) dat we willen overbrengen met het hoogfrequent radiosignaal. Soorten : inwerken op 3 kenmerken van sinus : AM (SSB en CW), FM, PM Wat : Spraaksignaal 300 Hz tot 3 khz Hoe : Menging (AM, SSB), er ontstaan dan som- en verschilfrequenties VCO (FM), bvb met varicap parallel aan kristal waardoor PLL uitgang frequentie devieert

27 Zender è Blokschema (AM) Vereenvoudigd (generiek) blokschema van een zender (bron: VRA cursus basisvergunning) AM modulatie door toevoegen versterkt AF signaal in eindtrap, bvb collectorspanningsmodulatie (bron: ARRL 2012 handbook)

28 Zender è Blokschema (SSB) Vereenvoudigd blokschema van een zender (bron: VRA cursus basisvergunning) SSB modulatie via gebalanceerde modulator die als kenmerk heeft dat de draaggolf al onderdrukt is aan de uitgang. De ongewenste zijband (USB of LSB) wordt in een volgende trap uit het dubbelzijband gefilterd door een scherp zijband filter (bron: ARRL handbook)

29 Zender è Blokschema (FM) Vereenvoudigd blokschema van een zender (bron: VRA cursus basisvergunning) FM modulatie door toevoegen versterkt AF signaal aan anode van varicap, die de capacitantie parallel aan de de kristallen licht wijzigt. In dit schema zijn ook de AM en SSB diagrams afgebeeld. (bron: Instruction Manual Ham International Jumbo)

30 Zender è Eindtrap en filter Het versterkte AF signaal komt via pin 14 toe en wordt aan de collector van Q9 (RF driver) en Q10 (RF Power) toegevoegd.

31 Q&A Zijn! er nog! vragen?

32 Backup slide : filters (bron: )

Vergelijkbare documenten

Hoogfrequent technieken.

Hoogfrequent technieken. .. Inleiding. Hoofdstuk : Inleiding Mensen of machines moeten in sommige omstandigheden met elkaar communiceren. Door communicatie kan video, spraak en computer gegevens onderling