Princip. vysílají informace o své poloze na kmitoètu 1575,42 MHz. Pøijímaè GPS na Zemi dokáže tyto informace pøijmout

Navigaèní pøijímaèe GPS v praxi

Ing. Petr Doudìra, OK1CZ

ELECTUS 1997 V TOMTO SEŠITÌ Navigaèní pøijímaèe GPS v praxi ............ 1 ASIA TELECOM 97 ................................. 4 Transceiver FM4 pro pásmo 145 MHz .... 5 Zajímavosti ............................................ 18 Kmitoètová syntéza pro tuner VKV ....... 19 MIDRAWATT - stereofónny nf zosilòovaè 2x 25 W ........................ 30 Nastavitelný dìliè kmitoètu .................... 35 Smìrová anténa pro pásmo 430 až 440 MHz ............... 36 Stabilizovaný impulsnì øízený zdroj 0 až 20 V/2,5 A ................................... 39 Použití PC k øídicím úèelùm .................. 41 Využití paralelního portu poèítaèe PC ... 43 Jednoèipové mikropoèítaèe AT90S.. .... 44 Zajímavosti ............................................ 51 Prijímaè na VKV 88 až 108 MHz ........... 52 Univerzální nabíjeèka akumulátorù NiCd ............................... 55 Co je to CCW? ....................................... 59 Pøestavba radiostanice VR 21 pro pásmo 430 až 440 MHz ............... 60 Zajímavosti ............................................ 64 Vydavatel: AMARO spol. s r. o. Redakce: Šéfred.: Luboš Kalousek, OK1FAC, redaktoøi: ing. Josef Kellner (zástupce šéfred.), Petr Havliš, OK1PFM, ing. Jan Klabal, ing. Jaroslav Belza, sekretariát: Tamara Trnková. Redakce: Dláždìná 4, 110 00 Praha 1, tel.: 24 21 11 11 - l. 295, tel./fax: 24 21 03 79. Rozšiøuje PNS a. s., Transpress spol. s r. o., Mediaprint & Kapa a soukromí distributoøi. Objednávky a pøedplatné v Èeské republice zajišuje Amaro spol. s r. o. - Michaela Jiráèková, Hana Nerglová (Dláždìná 4, 110 00 Praha 1, tel./fax: (02) 24 21 11 11 - l. 284), PNS. Objednávky a predplatné v Slovenskej republike vybavuje MAGNET-PRESS Slovakia s. r. o., P. O. BOX 169, 830 00 Bratislava, tel./fax: (07) 525 45 59 - predplatné, (07) 525 46 28 - administratíva. Podávání novinových zásilek povoleno jak Èeskou poštou - øeditelstvím OZ Praha (è. j. nov 6005/96 ze dne 9. 1. 1996). Inzerci v ÈR pøijímá redakce, Dláždìná 4, 110 00 Praha 1, tel.: 24 21 11 11 - linka 295, tel./fax: 24 21 03 79. Inzerci v SR vyøizuje MAGNET-PRESS Slovakia s. r. o., Teslova 12, 821 02 Bratislava, tel./fax (07) 525 46 28. Za pùvodnost a správnost pøíspìvkù odpovídá autor. Nevyžádané rukopisy nevracíme. Internet: http://www.spinet.cz/aradio Email: [email protected] ISSN 1211-7005, MKÈR 7409 Cena: 40 Kè.

© AMARO spol. s r. o.

GPS (Global Positioning System), èili celosvìtový systém urèování polohy, je navigaèní systém vyvinutý v USA pùvodnì pro vojenské úèely. Po dlouhá léta byl využíván kromì vojenství pøi profesionálních aplikacích, zejména v letecké a námoøní dopravì. Pro jednotlivce byl dlouho nedostupný ze strategických i finanèních dùvodù. V posledních letech došlo díky technologickému pokroku k miniaturizaci pøijímaèù GPS, ke snížení jejich ceny a jejich rozšíøení mezi obyèejné uživatele - jednotlivce. Navigace GPS nachází nyní stále vìtší uplatnìní pøi mnoha sportovnì-technických aktivitách. Využívají jí motoristé, turisté a cestovatelé, horolezci, rybáøi, houbaøi, vodáci, námoøníci, letci i radioamatéøi.

Princip Kolem Zemì obíhá na velmi pøesných drahách 24 navigaèních družic ve výšce 20 200 m. Sklon jejich dráhy vzhledem k rovníku je 55 ° a doba obìhu je asi 12 hodin. Každá družice tedy Zemi obìhne dvakrát za den (obr. 1). Družice jsou vlastnì rádiovými majáky na obìžné dráze, které nepøetržitì vysílají informace o své poloze na kmitoètu 1575,42 MHz. Pøijímaè GPS na Zemi dokáže tyto informace pøijmout a dekódovat a díky výkonnému kalkulátoru dokáže z údaje o poloze družic spoèítat vzdálenosti od jednotlivých družic, na základì kterých lze vypoèítat pøesnou polohu. Vzdálenost se spoèítá jako podíl rychlosti šíøení rádiových vln (300 000 km/s) a èasu, ubìhlém mezi okamžikem, kdy byla data z družice vyslána a okamžikem, kdy byla pøijata. K tomu je však zapotøebí extrémnì pøesný údaj èasu jak na stranì vysílací, tak pøijímací. Proto každá z družic na své palubì nese velmi pøesný a drahý césiový nebo rubidiový oscilátor, sloužící jako èasový a kmitoètový normál. Aby hodiny v pøijímaèi GPS dosáhly stejné pøesnosti, je z pøijímaného signálu vypoèítáván tzv. clock offset, který v kombinaci s velmi pøesnými èasovými znaèkami vysílanými z družic umožòuje pøijímaèi zobrazovat èas s chybou menší než 1 mikrosekunda. Výkonný kalkulátor, èi mikropoèítaè v pøijímaèi GPS potom na základì srovnání vzdáleností od nìkolika (min. 3 až 4) družic dokáže vypoèítat polohu a zobrazit ji v rùzných formátech.

kých 15 m. Tato pøesnost je však provozovatelem systému (Ministerstvem obrany USA) úmyslnì zhoršována podle tzv. Programu vybrané dostupnosti (Selective Availability). Proto je skuteèná dosahovaná pøesnost 100 m. V praxi se tato umìlá chyba projevuje tak, že se pevný bod zdánlivì pohybuje. Velikost umìle zavádìné chyby je ve vysílaném signálu rovnìž zakódována, ovšem dekódovat ji dokáží pouze speciální, bìžnì nedostupné pøístroje GPS. Pøesnost 100 m je pro bìžné využití naprosto dostateèná, pøi požadavku na vìtší pøesnost lze zavádìt korekce. Korekèní signál se získává tak, že v referenèním bodì se známou pøesnou polohou je instalována stanice, ze které se snímané odchylky polohy vysílají do pohyblivého pøijímaèe GPS, kde se namìøené údaje ihned opravují. Pøístroje schopné pøijímat tento korekèní signál se oznaèují jako „Differential Ready“. Podle typu pøístroje a zpùsobu zavádìní korekcí lze pak získat pøesnost urèení polohy od jednotek metrù

Pøesnost Pøesnost urèení polohy GPS je bez jakýchkoliv korekcí kdekoliv na Zemi fantastic-

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Obr. 1. Systém družic GPS obíhajících kolem zemìkoule

1

ð

ð

až po øádovì milimetry. Dobrá zpráva pro uživatele systému GPS pochází z jara 1996, kdy prezident USA oznámil úmysl v budoucnu ukonèit umìlou degradaci pøesnosti signálù GPS.

Pøijímaèe GPS Pøijímaè GPS v sobì zahrnuje citlivý rádiový pøijímaè, super pøesné hodiny a výkonný matematický kalkulátor. Pøijímaè pracuje kolem kmitoètu 1575,42 MHz a dokáže dekódovat rychlá data v rozloženém spektru s velkou šíøkou pásma. Pøi poslechu na bìžném pøijímaèi zaznamenáme kolem tohoto kmitoètu jen zvìtšenou úroveò šumu. Pøijímaè, který mìl pøed 10 lety velikost stolního pøístroje, se dnes vejde do dlanì. Mezi výrobci kapesních pøijímaèù GPS dominují americké firmy a škála pøijímaèù se pohybuje od základních typù, vhodných pro pozemní a námoøní aplikace, až po letecké, vojenské a geodetické pøístroje. Jednotlivé typy pøijímaèù se od sebe liší vnìjším vzhledem a rozmìry, typem displeje (od jednoduchých alfanumerických po grafické) a softwarem. Jsou napájeny vesmìs tužkovými bateriemi, které umožòují provoz 5 až 20 hodin, resp. z vnìjšího napájecího zdroje (ze síového zdroje nebo palubní sítì). Pøijímaèe dokáží souèasnì sledovat 8 až 12 družic. Doba od zapnutí k prvnímu urèení polohy (tzv. studený start) se pohybuje podle typu v rozmezí 2 až 10 minut, urèení polohy po znovuzapnutí (tzv. teplý start) bývá v rozmezí 15 s až 2 minuty. Potom dochází k obnovování výpoètu polohy každou vteøinu. U základních verzí (pro pozemní a námoøní aplikace) je omezena maximální rychlost na 166 km/h. Po jejím pøekroèení již není zaruèena pøesnost výpoètu polohy ani rychlosti. Dokonalejší vojenské a letecké pøístroje pracují až do rychlosti 1850 km/h. Nìkteré pøijímaèe jsou opatøeny konektorem pro propojení s poèítaèem, což jejich možnosti ještì zvìtšuje. Lze tak data pøehrávat do poèítaèe nebo naopak, a to jak s IBM PC tak s Mac, lze i propojovat dva pøijímaèe GPS mezi sebou a pøehrávat data z jednoho do druhého. Protøednictvím tohoto rozhraní lze i pøijímat korekèní signál ke zvìtšení pøesnosti nebo propojovat pøijímaèe GPS s dalšími rádiovými prostøedky (napø. pøehledový pøijímaè nebo zapisovaè kmitoètù Scout nebo Xplorer vyrábìné firmou Optoelectronics) pro rádiové vyhledávání a mapování vysílaèù apod. Speciální programy pod DOS nebo Windows umožòují graficky zobrazit soubory dat pøehrané z pøijímaèe GPS, vytváøet a mìnit pøímo v mapì otoèné trasové body (tzv. waypoints) a opìt je do pøijímaèe nahrávat, pøevádìt údaje o poloze mezi rùznými souøadnicovými

2

Výrobek firmy Optoelectronics: pøehledový pøijímaè Xplorer nebo ètvercovými systémy, tisknout trasy, mapy atd. Aby pøijímaèe GPS splòovaly na nì kladené nároky pøi použití v pøírodì nebo na moøi, jsou vìtšinou konstruovány jako prachotìsné a vodotìsné a mohou pracovat v širokém teplotním rozmezí.

GPS 38, GPS 45XL a GPS II Podívejme se blíže na tøi, díky své cenì nejrozšíøenìjší pøijímaèe GPS vyrábìné firmou Garmin. GPS38 je kompaktní pøístroj s vestavìnou anténou, který má hmotnost pouhých 255 g (vèetnì 4 tužkových baterií) a má kapesní rozmìry 156x51x31 mm (obr. 2). Byl na trh uveden v roce 1996 a je patrnì prvním z pøijímaèù, který mezi rùznými volitelnými ètvercovými systémy mùže pracovat i v systému ètvercù Maidenhead, což jsou radioamatérùm dobøe známé QTH lokátory. Svými parametry a vlastnostmi je GPS38 prakticky shodný s typem GPS45XL, který však má odnímatelnou anténu se standardním konektorem BNC. Nejnovìjší z tìchto pøijímaèù nese oznaèení GPS II, je vybaven rovnìž odnímatelnou anténou, má stejné parametry i zpùsob ovládání jako pøedchozí typy s tím rozdílem, že má navíc dvì tlaèítka pro snadnou zmìnu mìøítka mapy, liší se i svým tvarem a možností pøepínání displeje o 90 stupòù. Displej na výšku se používá pro aplikace, kdy je držen v ruce, zatímco na šíøku jej pøe-

pneme pøi umístìní pøístroje na palubní desce vozidla nebo lodi, ke které se snadno pøipevní dodávanou samolepicí pøíchytkou velcro („suchým zipem“). GPS38, GPS45XL a GPS II nabízejí tyto funkce: l až 250 programovatelných otoèných trasových bodù (waypoints); l automaticky informuje o 9 nejbližších bodech (waypoint mùže být jakékoliv místo zadané souøadnicemi, napø. pøístav, domov, tábor, letištì, kóta atd.); l 20 tras, každá s max. 30 otoènými body. Trasy jsou reverzibilní, tzn., že je lze pøevrátit pro cestu zpìt do výchozího bodu; l zobrazování mapy, ukládání tras do pamìti; l urèování polohy v zemìpisných souøadnicích, resp. v 7 rùzných ètvercových systémech vèetnì QTH lokátorù; l pøijímaè je schopen souèasnì sledovat 8 družic, k pøibližnému urèení polohy v režimu „2D“ (bez údaje o výšce) staèí pøíjem 3 družic, k pøesnému urèení polohy v režimu „3D“ staèí 4 družice; l pøijímaè je „differential ready“, tzn. umožòuje zavádìt korekèní signál k dosažení vìtší pøesnosti; l max. rychlost 166 km/h, max. pøetížení 3 g; l displej s tekutými krystaly o rozmìrech 56x 38 mm se zapínatelným podsvìtlením pro práci ve tmì; l interface NMEA 180, 182, 183 a RS232 pro propojení s poèítaèem, pøenos dat do jiného GPS a jiné aplikace; l možnost napájení ze 4 tužkových baterií (v normálním režimu vydrží 12 hodin, v úsporném až 20 hodin) nebo z vnìjšího zdroje 5 až 8 V (GPS38), 10 až 40 V (GPS45XL) nebo 10 až 36 V (GPS II). Spotøeba všech typù je 0,75 W; l ultrazvukovì sváøené pouzdro plnìné dusíkem. Zájemce budou jistì zajímat i ceny: GPS38 8534 Kè, GPS45XL 12810 Kè, GPS II 12078 Kè (vèetnì DPH). Po zapnutí se na displeji objeví na nìkolik vteøin „uvítací stránka“ s otáèející se zemìkoulí. Bìhem této doby probíhá test pøijímaèe. Poté se displej zmìní na první z pìti „pracovních stránek“, tzv. STATUS PAGE. Po tìchto stránkách lze listovat pomocí tlaèítek PAGE a QUIT. Pøi prvním zapnutí, resp. pøemístìní se o více než 500 km pøijímaè nabídne buï režim zamìøení podle oblasti (lze vybrat ze seznamu zemí, státù a oblastí celého svìta, který se na displeji objeví), nebo režim „autolocate“. V prvním pøípadì první urèení polohy trvá asi 2 minuty, ve druhém, kdy pøijímaè hledá bez jakékoliv pomùcky, totéž trvá až 7,5 min. Bìhem prvotního zachycení a výpoètu polohy, pokud nestiskneme žádné tlaèítko, je na displeji stále zobrazena první „stránka“ (STATUS PAGE). Na ní

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

je znázornìna poloha všech družic, které se nacházejí v naší oblasti, formou èísel družic rozmístìných uvnitø dvou kružnic, z nichž vnitøní oznaèuje elevaci 45o a vnìjší 0o, èili obzor. Sever je nahoøe. Dole na této stránce se nachází sloupcový S-metr. Na vodorovné ose je èísly vyznaèeno všech 8 družic, nad nimi je sloupcovì indikována síla signálu. Každý sloupec je nejprve prázdný a jeho velikost indikuje jen sílu signálu, pozdìji se vnitøek sloupce vyplní, což znamená, že signál té které družice byl zpracován a používá se pøi výpoètu polohy. Na téže stranì je navíc vlevo umístìn sloupcový indikátor stavu baterií a vpravo EPE - pøesnosti horizontálního urèení polohy. Po zachycení a zpracování signálù z min. 3 družic se displej automaticky zmìní na 2. stranu, tzv. POSITION PAGE. Na té jsou zobrazeny následující údaje: l pøesný èas (s chybou menší než 1 mikrosekundu!); l poloha buï v zemìpisných souøadnicích, QTH lokátorech nebo jiných ètvercových (grid) systémech; l nadmoøská výška (ALT) v m nebo stopách; l rychlost pohybu (SPEED) v km/h, mph nebo uzlech; l ujetá/ušlá vzdálenost (TRIP); l smìr pohybu (TRACK) ve stupních, jak v digitální formì, tak i analogovou výseèí kompasu. Zde je na místì zdùraznit, že GPS udává smìr pohybu, resp. azimut nikoliv pomocí údaje magnetického kompasu, ale vypoèítává jej z po sobì následujících poloh. Tzn., že je schopen jej urèit pouze pøi pohybu. Stiskem tlaèítka PAGE se dostaneme na další stranu, MOVING MAP, èili pohyblivou mapu, jejíž mìøítko si mùžeme zmìnit od 500 m až po 600 km. Na této mapì je kosoètvereèkem indikována souèasná poloha a ètvereèky spolu s pøíp. alfanumerickým popisem jakékoliv otoèné trasové body (waypoints) zadané do pamìti. Jednoduše lze mìnit nejen mìøítko, ale i zpùsob zobrazení, orientaci mapy, zobrazení èi potlaèení kružnic oznaèujících vzdálenost, èar zobrazujících uraženou trasu a popis otoèných bodù. Další stránka, tedy NAVIGATION PAGE (navigaèní), má dvì volitelné formy zobrazení. Buï tzv. COMPASS nebo HIGHWAY, tj. „kompas“ nebo „dálnice“, které udávají smìr k zadanému bodu. Jsou tedy aktivní, je-li zadán cílový bod (vybraný waypoint pomocí tlaèítka GO TO). Na této stranì najdeme rovnìž jméno cílového bodu, azimut, vzdálenost k nìmu, odhadovaný èas pøíjezdu k nìmu, skuteèný smìr jízdy a rychlost. U „kompasu“ ruèka ukazuje smìr k cíli. Ve druhém pøípadì je „dálnice“ uprostøed, pohybujeme-li se správným smìrem, resp. odklání se vle-

vo èi vpravo podle toho, jak se liší smìr našeho pohybu. Poslední stránka, MENU PAGE, slouží k zadávání parametrù, otoèných bodù, volbì rùzných funkcí a režimù. Zmiòme se jen struènì o nìkolika z nich. Z menu definujeme otoèné body, informujeme se o nejbližších, listujeme v abecedním seznamu tìchto bodù a máme možnost editace. Pøi editaci lze volit èísla a písmena pomocí støedního ètyøpolohového palcového tlaèítka se šipkami. V menu ROUTES si mùžeme pøipravit až 20 rùzných tras výletù, jízd, plaveb nebo letù. Další nabídka oznámí pro vybraný bod vzdálenost a azimut k nìmu i èas východu a západu Slunce v nìm, a to pro souèasné nebo libovolné datum. V menu SYSTEM SETUP lze mìnit režim mezi normálním, úsporným nebo simulátorem. Simulátor je užiteèný pro seznámení se s funkcemi pøístroje. V menu NAV SETUP máme možnost výbìru formátu udávané polohy, u zemìpisných souøadnic napø. stupnì, minuty, vteøiny a desetiny vteøin, nebo stupnì a jejich èásti v desetinné soustavì, UTM/UPS, ètvercové systémy (napø. nìmecký, britský, švýcarský, irský, QTH lokátory Maidenhead atd.) a dále jednu z více než 100 mapových souøadnicových soustav (oznaèovaných jako MAP DATUM). Tu z pøednastaveného celosvìtového systému WGS84 zmìníme pouze v pøípadì, že používáme mapu, na které je jiný souøadnicový systém uveden. GPS II umožòuje zadat si uživatelskou souøadnou soustavu, napø. pro èeské vojenské a turistické mapy „speciálky“. V témže menu lze mìnit zobrazované jednotky délky a rychlosti z m, km a km/ /h na stopy, míle, mph nebo námoøní míle a uzly. V MAP SETUP se mìní konfigurace pohyblivé mapy, jak bylo zmínìno výše. A nakonec v menu INTERFACE máme možnost výbìru rozhraní pro pøenos dat z a do pøijímaèe GPS. Mezi možnostmi jsou GRMN (pro pøehrávání informací o otoèných bodech a trasách mezi dvìma pøijímaèi Garmin nebo PC), dále RTCM (pro zavádìní diferenèních korekcí polohy z externího pøijímaèe korekcí) a NMEA 0180, 0182 a 0183, z nichž poslední se využívá pøi propojení s pøístroji Optoelectronics a pøehledovými pøijímaèi pøi rádiovém mapování, nebo pøi spolupráci s TNC (napø. Kantronics, MFJ TNC nebo AEA PK232MBX aj.)

Zkušenosti s GPS a jejich praktické využití Pøijímaè GPS bude pracovat pouze tehdy, bude-li schopen pøijímat signály z družic, tzn., že jeho anténa musí na družice „vidìt“. Nebude tedy fungovat uvnitø domù ani v místech s vysokými pøekážkami. Pro poèáteèní zachycení

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

je nejlepší, když pøijímaè podržíme v ruce na co nejvíce otevøeném prostranství (park, louka, pole) dále od domù. Pak zachytí 4 až 8 družic a vypoète pøesnou polohu). Poté jej mùžeme umístit napø. v automobilu, kde uspokojivì funguje napø. pod sklem nad pøístrojovou deskou, i když pøíjem je horší. Pøijímaè v nìkterých pøípadech mùže fungovat i v budovì tìsnì u okna, záleží to však na stupni zastínìní, útlumu skla a poloze družic. Pro aplikace uvnitø domu, ve vozidle, lodi nebo letounu je vhodný pøijímaè s odnímatelnou anténou, kterou mùžeme umístit za okno, na støechu apod. a s pøijímaèem ji propojit souosým kabelem. V nejjednodušším pøípadì použijeme pøímo anténu dodávanou s GPS45 nebo GPS II a umístíme ji napø. na speciální držák na okénko automobilu. Jinak si mùžeme poøídit originální anténu s magnetickým držákem, pøíp. námoøní anténu. Vzhledem ke své konstrukci je pro aplikace v automobilu vhodnìjší typ GPS II. Po poèáteèním urèení polohy GPS funguje uspokojivì i tøeba v lese, kde sice síla signálu bude znaènì kolísat nebo vypadávat, ale ihned po vyjití na ménì husté místo èi paseku se obnoví aktualizace polohy. GPS nás spolehlivì zavede na jakékoliv místo, které si máme možnost oznaèit tlaèítkem MARK a pøidat jej do seznamu otoèných bodù. To mùže být oblíbené houbaøské èi rybáøské místo, tábor, pøístav, místo v moøi nebo oáza v poušti. Jakýkoliv bod si mùžeme pøidat do seznamu otoèných bodù i bez toho, abychom se v nìm nacházeli. Prostì zadáme jeho souøadnice odeètené z mapy. V poslední dobì se zejména v USA rozšiøuje systém APRS (Automatic Packet Reporting System), jehož tvùrcem je WB4APR. APRS využívá schopnosti TNC vysílat tzv. beacon packets, obsahující krátkou øadu alfanumerických znakù. Tyto pakety obsahují informace bez konkrétního adresáta a mùže je pøijímat kdokoliv. Pøi APRS se využívá dat z pøijímaèe GPS, který musí být vybaven rozhraním NMEA 0183. Údaj o poloze se zahrne do tìchto beacon paketù vysílaných z TNC a pak kdokoliv v paketové síti má možnost zjistit, kde pøesnì je umístìna stanice, resp. pøijímaè GPS. Toto je zvl᚝ užiteèné pro pøípad mobilního provozu. Pomocí APRS software pod Windows se zobrazí mapa s vyznaèenými polohami jednotlivých stanic v síti paket rádia, které APRS používají. Jednotlivé pohyblivé stanice musí být vybaveny pøijímaèem GPS, s GPS kompatibilním TNC a transceiverem VKV. Informaci o jejich poloze pak mùže pøijmout jen jedna stanice v síti, která aktualizovanou polohu automaticky odešle všem ostatním, kterým se pak objeví na mapì na jejich obrazovce. APRS lze využívat i bez vlastnictví pøijímaèe GPS.

3

ð

ð

Staèí k tomu jen vlastnit software (distribuované v USA jako shareware) a normální TNC. Svou polohu, zjištìnou tøeba z mapy nebo ze zapùjèeného pøijímaèe GPS, zadáme jen do programu APRS a pak lze využívat možnosti tohoto systému. Další možností aplikace GPS je již zmínìné radiové mapování, tzn. vyhledávání rádiových vysílaèù pomocí kmitoètových zapisovaèù nebo pøehledových pøijímaèù a urèování zemìpisných souøadnic místa zachycení signálù. Jedná se o spolupráci systému složeného z pøijímaèe GPS, kmitoètového zapisovaèe Scout nebo Xplorer, pøípadnì pøehledového pøijímaèe (scanneru), poèítaèe a pøevodníku CI-V/RS232. Pokud jako PC použijeme notebook, získáme miniaturní systém, který lze provozovat jako pøenosný nebo mobilní. Výsledkem práce takového systému bude soubor dat, který obsahuje datum a pøesný èas, kmitoèet a zemìpisné souøadnice místa, ve kterém byl zachycen jakýkoliv signál s urèitou úrovní v kmitoètovém rozmezí 10 MHz až 1,4 GHz. Tak lze napø. lokalizovat rùzné rušivé vysílaèe, registrovat jejich èasovou aktivitu apod. Pro radioamatérskou praxi jsou popisované pøijímaèe GPS užiteèné mj. následujícími možnostmi: l Kdekoliv pøesnì urèí QTH lokátor, což je cenné pro operátory VKV pøi práci z pøechodných QTH, pøi mobilním provozu, ale i k ovìøení správnosti lokátoru ve stálém QTH.

Asia TELECOM 97 V letošním roce bude místem dnes již tradièní telekomunikaèní show Svìtové výstavní centrum v Singapuru. Bude tam zastoupeno více než 400 vystavovatelù nejménì z 31 zemí. A protože pro Evropu se zdá ètyøletá perioda konání této rozsahem nejvìtší prezentace telekomunikaèní techniky pøíliš dlouhá, je do Ženevy naplánována rovnìž svìtová výstava, tentokrát s názvem TELECOM - INTERACTIVE 97. Uskuteèní se ve dnech 8.-14. záøí 1997. Byla vyprovokována pøedevším ohromným a zdá se až neèekaným rozvojem multimediálních služeb. Jen pro zajímavost: za období jediného roku od r. 1994 do 1995 z 5 miliónù uživatelù INTERNETu stoupl jejich poèet témìø na 50 miliónù! Pokud by tento trend zùstal zachován, bylo by v roce 2004 více uživatelù INTERNETu, než je dnes poèet obyvatel na zemìkouli.

4

l Urèí azimut pro natoèení antény a vzdálenost k protistanici. Pøitom polohu protistanice lze zadat buï QTH lokátorem zemìpisnými souøadnicemi nebo tøeba i pomocí ètverce WAB u britských stanic. Pøesný výsledek dostaneme jak pro stanici v sousedním mìstì, tak pro stanici na druhé stanì zemìkoule. l Pøevádí informace o poloze mezi QTH lokátory, zemìpisnými souøadnicemi a ètverci WAB. l Pomáhá urèit èas pro optimální podmínky pro DX spojení na spodních pásmech KV, které se èasovì shodují s místními èasy východu a západu Slunce. Pro libovolný bod na Zemi, opìt urèený zemìpisnými souøadnicemi nebo QTH lokátorem, oznámí èas východu a západu Slunce, a to pro libovolné datum. l Poskytuje velmi pøesný èasový údaj, který mùže sloužit jako èasový etalon a reference pro synchronizaci rùzných operací. K pøijímaèùm se dodává øada pøíslušenství, jako napø. rùzné typy externích antén, datové a napájecí kabely, speciální software vèetnì datového kabelu, držáky pro montហpøijímaèù na palubních deskách, øidítkách bicyklu atd. Pro dokreslení možností a aplikací se na závìr zmiòme o nìkolika dalších typech pøijímaèù GPS: Speciální letecké pøístroje (napø. typy Garmin GPS90, GPS95XL nebo Magellan GPS Map7000) mají ve své pamìti uloženu databázi Jeppesen s údaji

o všech letištích, pøistávacích drahách, komunikaèních kmitoètech, majácích VOR a NDB atd. a slouží jako cenný navigaèní prostøedek pro piloty všech druhù motorových letadel, vìtroòù, balónù a ultralehkých letounù. GPS89 je urèen rovnìž pro letecké aplikace, funguje stejnì jako ostatní letecké typy až do rychlosti 1850 km/h, má však ve své pamìti uloženu pouze zjednodušenou a zkrácenou databázi Jeppesen. Ovšem jeho cena je oproti napø. GPS90 mnohem pøístupnìjší (GPS90 stojí kolem 29 000 Kè, GPS89 je o více než 10 tisíc levnìjší). GPSMAP130, 135, 175, 210, 220 jsou vesmìs mobilní, resp. námoøní typy pøijímaèù GPS s vìtšími rozmìry, urèené k pøipevnìní na palubní desku držákem dodávaným v pøíslušenství. Na vìtších displejích je zobrazována poloha v pohyblivé mapì, pøijímaèe jsou 12kanálové, tzn., že jsou schopny souèasnì sledovat 12 družic. Typ GPS210 je vybaven navíc plotterem, typ GPS135-001 má vestavìn hloubkomìr. Ceny tìchto typù se pohybují mezi 30 a 60 tisíci Kè. GPSCOM170 je opìt urèen pro námoøníky, nebo je kombinací GPS pøijímaèe s transceiverem VKV o výkonu 5 W na námoøní kanály. Všechny uvedené typy GPS pøijímaèù, doplòky a pøíslušenství nabízí firma: DD-AMTEK, U 1. baterie 1, 162 00 Praha 6, tel./fax: (02) 2431 5434, Email: [email protected].

Také poèet èlenù ITU vzrostl na 185 a na nebývalém rozvoji telekomunikaèních služeb se podílejí - alespoò v podnikové sféøe - tøi fenomény: 1) Nepøedpokládané rozšíøení nabídky služeb ISDN. 2) Vznik nových standardù, které jsou rychle akceptovány prùmyslem. Jedním z nejperspektivnìjších je ATM (Asynchronous Transfer Mode), doporuèovaný ITU pro rychlý pøenos signálù optickými vlákny. 3) Nebývalé zlevnìní služby videokonferencí. Ty se díky ekonomické pøístupnosti stávají bìžným prostøedkem pøi konzultacích v lékaøství, pøi vzdìlávání všeobecnì a v technicky vyspìlých zemích zaèínají pronikat i do domácností. Na druhé stranì množství instalovaných poèítaèù dnes již roste jen nepatrnì, nové vìtšinou slouží jen k náhradì starých, výkonností již nevyhovujících typù. Stále více se však projevuje snaha výrobcù pøinést na trh nenároèný poèítaè v cenì do 500 $ pro síové použití, který by prakticky vše -

vèetnì operaèního systému - pøebíral ze síového softwarwe. V této oblasti se oèekává pøekvapení ze strany vystavujících firem. Pro manažery v oblasti telekomunikací bude výstava nesmírnì zajímavá a žádoucí, nebo pøinese i pøehled pilotních projektù národních iniciativ v oboru informací a tzv. úplných síových služeb v jednotlivých zemích.

Prudký rozvoj GSM Celulární systém mobilních telefonù GSM má po INTERNETu spolu s ISDN nejvìtší nárùst uživatelù ze všech komunikaèních sítí. Firma NOKIA Telecommunications podepsala další kontrakt s èínskými poštami, kde bude proinvestováno na pokrytí provincie Fujian signálem 30 miliónù USD. Tatហfirma se angažuje i napø. v Maroku, zatímco pro území Bosny a Hercegoviny, kde telefonní sí po skonèení bojù byla prakticky úplnì znièená a mobilní telefony jsou hlavním komunikaèním prostøedkem, je hlavním dodavatelem firma Ericsson. (Podle ITU NEWS) OK2QX

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Transceiver FM4

pro pásmo 145 MHz Miroslav Aksamit, OK1IAY Úvod FM4 je transceiver pro radioamatérské pásmo 145 MHz, tj. 2 m s kmitoètovou modulací a možností provozu paket rádio (PR). Tento transceiver vznikl v roce 1993 postupným vývojem, pøi kterém byla ovìøena zapojení jednotlivých èástí. Každá deska tvoøí samostatný celek, rozdìlený do dílèích blokù, a každou desku je možné samostatnì oživit. Transceiver je vestavìn do kovové skøíòky, prodávané v obchodní síti. Používá jen bìžných souèástek s jednou výjimkou. Koncepce (viz [1]) je kompromisem mezi složitostí a parametry zaøízení. Byla zvolena proto, že použitá ústøedna neumožòuje širokopásmové pøeladìní o mf. Transceiver je ladìn tlaèítky, má digitální stupnici, S-metr a minimum ovládacích prvkù. Všechny kostøièky jsou z radiostanic

TESLA Pardubice. Pøi oživení se neobejdeme bez nìkterých mìøicích pøístrojù, jako je èítaè, vf milivoltmetr (napø. podle AR A11/87) a osciloskop.

Parametry Rozsahy 1. Paket (P): 144,600-144,9875 MHz. 2. Simplex (S): 145,200-145,5875 MHz. 3. Duplex (D): 145,600-145,9875 MHz, TX - 600 kHz. 4. Revers (R): 145,600-145,9875 MHz, RX - 600 kHz Zapínání odskokù: automatické ve správném rozsahu. Krok: 25 kHz. Pùlkanály: zapínány samostatnì, indikace zapnutí. Pøijímaè (RX) Citlivost: 0,4 mV pro SINAD 12 dB.

Èelní pohled na transceiver. Další detailní zábìry viz 3. strana obálky Šíøka pásma: 15 kHz. Kanálový odstup: 60 dB. Nf výkon: vìtší než 1 W/8 W. S-metr: rozsah S9 + 40 dB. Možnost vypnutí SQ. Kmitoèet zobrazen na stupnici. Vysílaè (TX) Výkon: 3 až 5 W/13,5 V. Zdvih: 5 kHz. Úèinnost: 50 %. Spotøeba: 1,2 A - TX. Napájení: 13,5 V. Rozmìry: 170x55x170 mm.

ð

Obr. 1. Blokové schéma transceiveru FM4

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

5

Obr. 2. Schéma zapojení kmitoètové ústøedny (KU)

6

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Obr. 3. Osazení desky KU; IO5 je v objímce, kolem VCO je stínìní o výšce 18 mm, napájení prùchodkami, vf signál pro RX rovnìž, loznaèuje propojení zemí

Obr. 4 a. Deska s plošnými spoji KU, strana spojù

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

7

ð

Blokové schéma (obr. 1) Transceiver (TCVR) se skládá z pìti samostatných celkù vzájemnì propojených vodièi podle obr. 1, a to z: Kmitoètové ústøedny (dále KU), viz [2, 3, 5, 8, 9]. Ta obsahuje kmitoètový syntezátor, VCO pro RX a TX, modulátor, budiè vysílaèe, pomocný XO a smìšovaèe se zesilovaèem pro získání rozdílového kmitoètu, normálový oscilátor, dìliè 1750 Hz, pamì rozsahù, klávesnicový kodér pro ladìní a stabilizátory napìtí. Pøijímaèe a stupnice (RX, ST), viz [4, 6, 10; 11, 12]. Obsahuje všechny obvody pøijímaèe vèetnì nf zesilovaèe, obvody dekodérù a pamìtí stupnice, pomocné obvody a S-metr. Pøedního panelu (PN). Na nìm jsou všechny zobrazovací, ovládací a oznamovací prvky. Vysílaèe (PA), viz [7], se všemi obvody koncového stupnì a pøepínacím relé. Destièky pojistky (PO) s ochranou proti pøepólování a zkratu. Desky KU a RX, ST jsou oboustranné, na stranì souèástek zùstává fólie jako stínìní a spoleèný vodiè. Nìkteré souèástky, napø. elektrolytické kondenzátory jsou osazeny až na desku s plošnými spoji a jsou uzemnìny ze strany spojù pøes nejbližší souèástku. Rovnìž

deska PA je oboustranná, souèástky jsou osazeny ze strany spojù!

KU (obr. 2, 3, 4) Je rozdìlena na samostatné celky, které budou postupnì popsány: Modulátor Je ve známém zapojení, kde první polovina IO1 zesílí signál z mikrofonu a druhá polovina pracuje jako filtr. Zapojení je nutné doplnit omezovaèem špièek s diodami D1 až D4. Tento stupeò musí být zaøazen pøed filtrem. Z výstupu IO1 se odebírá vzorek signálu, který po usmìrnìní diodami D5 a D6 øídí pøes R10 tranzistor T1 - ten upravuje velikost napìtí z mikrofonu pøes dìliè napìtí R1, R8. Rozsah øízení se nastaví rezistorem R10 a zesílení IO1 rezistorem R2. Výstupní signál se odebírá z promìnného dìlièe R13 a pøes pevný dìliè R15, R14 rozlaïuje VCO TX. C14 a R20 jsou zaøazeny jako oddìlovací. Na pevný dìliè je rovnìž pøi-

Obr. 5. Zapojení mikrofonu (Tl1 - tlaèítko)

veden nahazovací tón pøibližnì 1750 Hz. Získá se dìlením kmitoètu 100 kHz v IO2. Diody D7 až D9 zajišují správné dìlení, T2 je nutný pro správnou funkci. Dìliè dìlí i bez napájení, pokud se neodpojí vývod 7 IO2. Jako mikrofon je vhodné použít elektretovou vložku a zapojit ji podle obr. 5. Modulátor je napájen 9 V z TX. VCO Jsou pro RX i TX samostatné, stejnì zapojené, liší se pouze kmitoètem. To platí i pro pomocný XO, proto bude popsána pouze jedna èást. Tranzistor T3 tvoøí oscilátor se spoleèným kolektorem, paralelním rezonanèním obvodem a varikapem se sériovým kondenzátorem C96, urèujícím rozladìní obvodu. Následující oddìlovací zesilovaè T4 odebírá signál z emitoru T3 pøes C25. Po jeho zesílení a pøevedení na malou impedanci se z vazebního vinutí L2 vede jednak do budièe vysílaèe T8, jednak do smìšovaèe T7. Výstupní napìtí T3 je nutné udržet na minimální úrovni, aby nebyl pøebuzen oddìlovaè T4. Na oddìlovacím stupni nedoporuèuji použít tranzistor KF167. VCO i XO je vhodné uzavøít do krabièek z pocínovaného plechu s víèky a s vývody pøes prùchodky. To je nutné z dùvodu vzájemného ovlivòování a èistoty vysílaného spektra.

Obr. 4. b. Deska KU, strana souèástek; pozor - inverznì, èerné plošky odleptány!

8

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Obr. 6. Schéma RX, ST adrese KRYSTALY a. s., Okružní 1144, 500 03 Hradec Králové. Násobiè dvìma pracuje s malým kolektorovým proudem. Pøes vazební vynutí L10 se vede signál do g1 T7. Napìtí pro všechny oscilátory stabilizuje IO8 a IO9. Pøi správném nastavení musí XO pøi pootoèení jádrem „vypadnout”. Beze zmìny na desce s plošnými spoji u IO5 není možné použít jiné krystaly X2 a X3.

Smìšovaè V nìm se smìšuje signál z VCO s pomocným kmitoètem pøicházejícím z XO. Signál rozdílového kmitoètu, vzniklý na kolektoru T7, zesílí a vytvaruje IO7, jehož první tøi hradla pracují jako zesilovaè linearizovaný rezistorem R44. Z jeho výstupu 10 jde signál na svorku 15 IO5. T7 pracuje s malým pøedpìtím hradel, výstupní napìtí o kmitoètu 0,8 až 2,2 MHz má sinusový prùbìh. IO7 má velké zesílení, nastavitelné rezistorem R44, které zajistí omezení výstupního signálu. U prùbìhu sledovaného osciloskopem na výstupu 10 IO7 se smí mìnit pouze šíøka impulsu! Budiè vysílaèe Tranzistor T8 zesílí signál na úroveò potøebnou pro vybuzení PA. Ode-

bírá se z dìlièe C59 a C60, musí dosahovat 0,8 až 1 V. Pokud není IO5 fázovì zavìšen, na výstupu 17 bude log. jednièka, což znamená, že se otevøou T9 a T10. Tím se zruší pøedpìtí T8 a PA nebude vybuzen. Z báze T9 je ovládána stupnice, na níž polovina èísel øízená dekodéry a zobrazující kmitoèet zhasne. XO Co nejèistší signál XO je základem èistoty výstupního signálu z TCVR. Proto jsem použil tranzistor FET v moderním zapojení s harmonickým krystalem na vysokém kmitoètu 66,55 a 71,90 MHz. Oscilátor s T14 je velmi stabilní a dává dostateèné napìtí pro násobiè dvìma s T15. Krystaly lze bìžnì objednat na

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Syntezátor Základem je obvod MHF0320, který dovoluje snadné pøelaïování a odskoky syntezátoru. Kmitoèet krystalù byl volen tak, aby tìchto vlastností bylo možno využít. Pøeladìní zajistí klávesnicový kodér IO4 tlaèítkem K. Vstupy X,Y dovolují zvolit stiskem tlaèítka jakýkoli pøedvolený kanál podle tab. 3. Jsou zapojeny tak, aby pøi simplexním provozu bylo možno zapnout kanály 145,500 (mobil 1) a 145,550 (mobil 2). Na výstupech 13 až 16 IO4 se v binárním kódu støídají èísla 0 až 15, která zajistí pøeladìní IO5 a zároveò jsou vedena do stupnice, kde zajistí adresování pamìtí. Na vstup 12 IO5 je pøivedeno napìtí z Pø2, které zapíná pùlkanál. Pøes R66 se vedou impulsy, které spínají ve stupnici pøepis pamìtí dekodérù a napájení pamìtí. Pøepínání rozsahù obstará IO6 pøes oddìlovací diody D15 až D17 pomocí Pø1. Z vývodu 9 se pøepíná èíslo ètyøi nebo pìt na stupnici. Pamì III je naprogramována podle tab. 2.

9

ð

Tab. 1.

Tab. 2.

               

$GUHVD $ % &                                                

'                

( < < < < < < < < < < < <                                                                                                                                                                                                                

               

               

               

               

               

               

,

               

               

,,

               

               

               

               

               

               

               

               

               

               

DGUHVD $            

%            

&            

YêVWXS\ '            

(            

< < < <                                                

Tab. 3. 







<

<

<

9êYRG þtVOR < .DQiO

þtVOR



;











;











;











;









Obr. 7. Osazení desky RX, ST. R6, R7, R8 jsou umístìny ze strany plošných spojù, tlustou èarou znaèeny drátìné spojky, lznázoròuje propojky zemí, pod F1 stínicí kryt podle obr. 10, R43 až R55 ze strany plošných spojù

10

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Obr. 8 a. Deska s plošnými spoji RX, ST; strana spojù

Obr. 8 b. Deska RX, ST, strana souèástek - pozor, kresleno inverznì, èerné plošky odleptány! a)

c)

b)

Obr. 9. Filtr 465 kHz: a) deska s plošnými spoji; b) osazení - C1, C2 ze strany plošných spojù; c) zapojení

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

11

Obr. 11. Schéma PA

Obr. 10. Stínicí kryt

ð

Normálový oscilátor je v klasickém zapojení s IO3 a krystalem 6,4 MHz. Nastavujeme jej takto: èítaè pøipojíme na vývod 4 a nastavíme co nejpøesnìji kmitoèet 10 kHz. IO 4060 od nìkterých výrobcù nepracují na kmitoètu 6,4 MHz a nezbývá, než je vymìnit. Rovnìž je možné použít krystaly 3,2 a 1,6 MHz, ovšem výše uvedené kmitoèty budou na jiných výstupech.

rezistory R3 a R5. Odtud signál pokraèuje do smìšovaèe IO1, kam rovnìž pøichází oscilaèní signál z KU pøes L5. Za smìšovaèem je zaøazen bilitický filtr F1 10,7 MHz, pøizpùsobený L6, L7 a C19 až C22 a také R7, R8. Jeho šíøka pásma je 15 kHz/6 dB. Za L7 je jako druhý smìšovaè IO2 A244D - z nìho se využívá zesilovaè a smìšovaè. Krystalový oscilátor T2 dodává napìtí o potøebném kmitoètu pro smìšování na druhou mf, osazenou F2 a IO3 A225D. Tento obvod je v klasickém zapojení, pouze muselo být upraveno zapojení squelche (SQ). Ten ovládá T2 z vývodu 14 IO3, jehož napìtí zároveò øídí S-metr. SQ se nastavuje rezistorem R19 a jeho úplné vypnutí je možné pøepínaèem Pø3. Výstupní signál z vývodu 7 se po filtraci èleny RC R21, R23 a C46, C47 a zesílení tranzistorem T4

pøivádí na regulátor hlasitosti P1 a potom do nf zesilovaèe IO4 v katalogovém zapojení. Pracovní bod tranzistoru T4 je možné v pøípadì potøeby nastavit rezistorem R22. Napájení RX je spínáno T5 pøes R28. U F1 je ze strany plošných spojù pøipájen stínicí kryt (obr. 10). Zapojení stupnice - ST je na spoleèné desce s RX. Základem jsou pamìti I a II (MH74188), øízené pøes oddìlovací diody D2 až D5. Z jejich výstupu jsou øízeny dekodéry IO5, 6, 7, které zobrazují kmitoèet, daný obsahem pamìtí. T6 zajistí zhasnutí stupnice, pokud není kmitoètová ústøedna fázovì zavìšena. Pøivedením napìtí na vývody 14 pamìtí je pøepne na druhou polovinu adres

Pomocné obvody Pøepnutí z pøíjmu na vysílání umožní T16 až T18 prostøednictvím tlaèítka PTT na mikrofonu. Relé v PA pøepne T11. Osazení desky KU je na obr. 3. Všechny cívky jsou s kryty a jejich popis je v tabulce cívek.

RX, ST (obr. 6, 7, 8) Pøijímaè je s dvojím smìšováním, první mf je na kmitoètu 10,7 a druhá 450 (465) kHz. A zde je výše uvedená výjimka. U nás nelze bìžnì koupit vhodný filtr pro druhou mf. Proto jsem použil filtr z radiostanice TESLA Pardubice RF T-MF 450-1900/2, který byl v dobì výroby TCVR ve výprodeji a dnes se objevuje na burzách. Tento filtr lze nahradit zapojením podle obr. 9, které bylo odzkoušeno a má dobré vlastnosti. Je složeno ze tøí obvodù LC a pracuje na 465 kHz. Vf zesilovaè s dvoubázovým tranzistorem MOSFET T1 má na vstupu i výstupu pásmové propusti L1, L2 a L3, L4, které zajišují potøebnou vf selektivitu a pøizpùsobují vstupní a výstupní impedanci. T1 pracuje s pøedpìtím obou hradel, pracovní bod lze nastavit

12

Obr. 12 a. Osazení PA - strana spojù

nýty o Æ 2 mm pro relé

Obr. 12 b. PA - zemnicí strana. Všechny souèástky a všechny vývody PA jsou v mezeøe mezi PA a zadním panelem

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

(simplexní provoz). Pamìti mají velkou spotøebu a silnì høejí. K omezení odbìru je použit spínaný zdroj, øízený impulsy z vývodu 14 MHF0320, které oddìleny IO11 - øídí spínaè T8 a T7. D11 stabilizuje napìtí 5 V pro pamìti. Ve stejném okamžiku je pøes IO11 a D10 pøepsán obsah pamìtí v dekodérech IO5, 6, 7. Podle zapojení vývodu 6 dekodéru je možné použít èíslicovky se spoleènou A i K (zde spoleèná A). S-metr s IO12 A277D øídí sloupec diod v Z7 a D11, D12 na pøedním panelu podle velikosti napìtí vývodu 14 IO3 pøijímaèe. Postup rozsvìcování diod je nastaven rezistory R36, R37 a stabilizován diodami D6, D7. Vstupní napìtí se nastavuje rezistorem R39. Na R40 se dostává usmìrnìný vzorek signálu z PA a pøi vysílání S-metr ukazuje výkon vysílaèe. Diody D8 a D9 oddìlují signály. Pamìti jsou naprogramovány podle tab. 1. Osazení desky RX, ST je na obr. 8. Všechny cívky jsou v krytech. Poèty závitù jsou v tabulce cívek.

tvím T2 zaklíèuje vysílaè a spustí nahazovací tón. Tlaèítka Tl2 a Tl3 slouží k pøedvolení dvou kmitoètù podle tab. 3. Zde použitá èísla mají spoleènou A, pøi èíslech se spoleènou K musíme obrátit napájení a u T1 zamìnit C s K, vývod 6 dekodéru pøipojit na zem. U Z4 až Z6 nejsou pøi použití stabilizovaného napìtí nutné séyyriové rezistory. Osazení PN je na obr. 15.

PA (obr. 11, 12, 13) Vysílaè je tøístupòový, s protizákmitovými èleny RC v kolektorech. Dùležité jsou kondenzátory zapojené v bázích a kolektorech proti zemi, které zabraòují zákmitùm vysílaèe. Všechny stupnì jsou zapojeny stejnì, výkon závisí na tom, jaký typ tranzistoru použijeme na pozici T3. Zapojení je velmi stabilní, harmonické potlaèuje dolní propust na výstupu. Všechny souèástky kromì T2, T3 a nìkolika dalších jsou osazeny ze strany spojù. Vrtají se pouze díry pro zemnicí body, propojky a vývody T2, T3 a relé. Emitory T2, T3 a vývody relé jsou v dutých nýtcích o Æ 2 mm. Relé, které pøepíná pouze anténu, je výrobkem Mechaniky Teplice (pro napìtí 12 V). Osazení PA je na obr. 12. Všechny cívky jsou samonosné a poèty závitù jsou v tabulce cívek.

PO Tento modul je umístìn na boku PA, vedle pøívodu napájení a zapojen podle obr. 20.

Mechanické provedení

(viz katalog GM-electronic 1994, s. 216) Zapojení je podøízeno tvaru kovové skøíòky, prodávané pod oznaèením

Obr. 13 a. Deska PA - strana spojù

Obr. 13 b. PA - zemnicí strana. Pozor - negativnì, èerné plošky odleptány!

PN (obr. 14, 15, 16) Z1 až Z6 zobrazují kmitoèet, u prvních dvou èíslic je nastaven pevnì. Tøetí má pevnì nastavenu ètyøku a desetinnou teèku, T1 spíná pìtku. Z4, Z5, Z6 jsou øízeny dekodéry. Z7, D11 a D12 ukazují sílu signálu pøi pøíjmu a výkon pøi vysílání. Pø2 zapíná pùlkanály, zapnutí je indikováno D1. Pøepínaèem Pø3 je možno vypnout SQ. P1 øídí hlasitost a má paralelnì spojeny kontakty vypínaèe. D6 až D10 ukazují zaklíèování vysílaèe, D2 až D5 rozsahy TCVR, které pøepíná Pø1. Tlaèítkem Tl1 se prostøednic-

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Obr. 14. Zapojení PN

13

ð

ð

ECS 301. Skøíòka se skládá ze dvou boènic, subpanelu, pøedního a zadního panelu, horního a dolního víka. Z krabièky se sundají víèka a vyjme subpanel, kerý použijeme jako šablonu pro vyvrtání upevòovacích otvorù na desce s plošnými spoji PN. Tato deska se po osazení souèástkami umístí místo subpanelu, jehož materiál využijeme k výrobì chladièe PA podle obr. 17. Nyní sešroubujeme PN s pøedním panelem a slícujeme støedy dìr pro ovládací prvky vyvrtáním malých dìr. Další postup podle výkresu. Dále zhotovíme nové distanèní sloupky o výšce 12 mm pro pøipevnìní pøedního panelu. Ten vyrobíme z pùvodního podle obr. 18. Výøez pro stupnici je zakryt organickým sklem o tloušce 1 až 2 mm. Pùvodní distanèní sloupky jsou zkráceny na 7,5 mm a upevòují blok PA k zadnímu panelu, který opracujeme podle obr. 19. Do spodního víka vyvrtáme díry pro pryžové nožièky. Oba panely jsou popsány Propisotem a pøestøíkány bezbarvým lakem. Desky KU a RX, ST jsou pøišroubovány šroubky M3 k boènicím (KU zhora), souèástkami dovnitø. Desky jsou umístìny tak, že u pøedního panelu jsou MHF0320 a dekodéry stupnice. Jejich vzdálenost od pøedního panelu je 20 mm,

v pøední èásti jsou upraveny tak, aby je bylo možno vyklápìt. To umožníme vyvrtáním dvou dìr o Æ 1 mm u pøedního okraje desky a v boènici, kterými protáhneme drát a ten zajistíme proti posunování. Staèí pouze u desky RX, ST; desku KU je vhodné upevnit šroubky. Propojovací vodièe umístíme ve svazku u pøedního panelu a dozadu vedeme kolem levé boènice, na které jsou upevnìny stabilizátory IO KU a ST.

Oživení TCVR Všechny desky oživujeme po osazení samostatnì a teprve potom vestavíme do pøístroje a nastavíme definitivnì. KU Na desce není IO5 a IO10, cívky ponecháme bez krytù, pøivedeme napìtí 12 V na IO8. Z jeho výstupu 9 V vedeme dìliè z rezistorù v pomìru 3 : 1 proti zemi tak, aby støed byl pøipojen mezi R30, R31 a tam bylo napìtí 3 V. Nyní otáèíme jádrem L9, až naskoèí oscilátor a na bázi tranzistoru T15 se objeví vf napìtí. Dále doladíme L10 na maximum. Jádra nesmí být zašroubována až do støedu cívek, což platí pro všechny cívky KU i RX, ST. Pokud za tìchto okol-

ností blok oživíme, cívky mùžeme zalakovat a zakrýt. Poté doladíme a nastavíme pøesný kmitoèet. Pokud by nebylo možné ho nastavit a jádro bylo pøíliš vyšroubováno, je nutné ubrat jeden závit. V opaèném pøípadì jeden závit pøidat. VCO Na varikap pøivedeme napìtí 3 V. Cívkou L3 musí jít nastavit správný kmitoèet pro nejnižší rozsah, jinak je nutná úprava délky L3 nebo kapacity C33. Rovnìž pøeladìní musí být dostateèné. Potom nastavíme L4 na maximum a opakujeme uvedený postup. Totéž zopakujeme pro oscilátor vysílaèe na jiném kmitoètu. Když je vše v poøádku, pøipojíme 9 V na IO10. Na T7 musí být kmitoèet XO i VCO a jejich rozdíl na jeho kolektoru. Osciloskopem tento rozdíl ovìøíme a rovnìž funkci IO7. Pokud tyto parametry a funkce nejsou v poøádku, nemá cenu pokraèovat. V opaèném pøípadì pøivedeme napìtí 12 V na kolektor T18 a oživíme modulátor. Prozatím po pøipojení mikrofonu a písknutí do nìj kontrolujeme osciloskopem tvar a amplitudu signálu na vývodu 7, zda má sinusový prùbìh a není omezován. Zkontrolujeme, zda je na bázi T1 øídicí napìtí.

Obr. 15 a. Osazení PN - strana souèástek

Obr. 15 b. Osazení PN - strana spojù

14

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Obr. 16. Deska s plošnými spoji PN

Obr. 17. Chladiè PA Nahazovací tón Na bod T u IO2 pøivedeme napìtí 9 V. Na vývodu 4 bychom mìli èítaèem namìøit pøibližnì 1750 Hz. Pokud ne, musíme hledat závadu. Normálový oscilátor nastavíme podle výše uvedených pokynù. Klávesnicový kodér Na výstupech 13 až 16 se postupným pøipojováním vývodu 9 IO4 na zem budou objevovat èísla 0 až 15 v binárním kódu, která zajistí pøeladìní syntezátoru asi o 400 kHz. Zapnutím se IO automaticky vynuluje. Pamì III Po pøipojení napájecího napìtí 5 V na body 1 až 3 bude postupnì logická jednièka na vývodech 1, 3, 5, 9. Oddìlovací diody zajistí oddìlení soustav

napìtí 5 V a 9 V a pøenesenou logickou jednièku na vývody 6, 3, 24 a 25 IO5. Pøes D14 se vypínají odskoky, z vývodu 9 IO6 se zapne èíslo 5 na PN. O kontrole pracovních bodù se nezmiòuji, to je samozøejmé! Nyní osadíme IO5, provizornì IO10 a pøivedeme 12 V na IO8. Zkontrolujeme signál na vývodech 15, 17, 18 a 20. Otáèením jádra cívky L3 se musí synchronizovat IO5 na 1. rozsahu a 1. kanálu. Ladicí napìtí nastavíme otáèením jádra na 3 V; mìøíme mìøidlem s velkým vnitøním odporem, a to vždy až za rezistorem R69 a nikdy ne na vývodu 20! Správný kmitoèet ovìøíme èítaèem na C44. Stejný postup opakujeme ve vysílací èásti. Pokud je vše v poøádku, naladíme cívku L6 budièe. Nyní vyzkoušíme modulaci a nastavení zdvihu poslechem na jiném zaøízení. Teprve takto oživenou desku osadíme do TCVR. PA K oživené KU pøipojíme PA, pøipevnìný k zadnímu panelu. Všechny prvky ladíme na nejvìtší výkon s pøipojenou zátìží. Vf napìtí staèí mìøit vf sondou. Výkon je 3 až 5 W podle použitého T3. Filtraèní èlen a usmìròovaè vf napìtí, jakož i všechny vodièe jsou

Obr. 18. Pøední panel transceiveru FM4

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

umístìny v mezeøe u zadního panelu, taktéž T2 a T3! RX Po pøipojení napájení za T5 zkontrolujeme pracovní body a oscilátor. Pokud jsme použili F2 (viz rozpiska), je nastavení jednoduché. Po doladìní L8 a pøipojení VCO musí již být pøijímaèem slyšitelné silné signály. SQ odpojíme propojením R16 na zem. S-metr slouží jako indikátor naladìní vstupu a obvodù F1. Pokud nemáme k dispozici F2, lze ho nahradit tøemi obvody LC na malé destièce s plošnými spoji. Ladìní je složitìjší a nezbývá, než si opatøit generátor. Takový filtr je na obr. 9. ST Zde není co nastavovat, stupnice by mìla pracovat ihned. Zkontrolujeme správnost zapojení, pøipojíme IO10 na napìtí 12 V, 5 V pøivedeme na výstupy 16 pamìtí. Binární logický signál se poté objeví na D2 až D5. Na výstupech a až g budou èísla v binárním kódu. Po odzkoušení osadíme spínací zdroj. U S-metru je pøi definitivním nastavení tøeba upravit rozsah R36 a R37.

Závìrem Zapojení TCVR není jednoduché, ale je rozdìleno do malých blokù, které by nemìly èinit potíže pøi oživování.

Obr. 19. Zadní panel; ANT = BNC, RP = CINCH, 12 V = CINCH, Pa = CANNON 9. PA je upevnìn na distanèních sloupcích o výšce 7,5 až 8 mm (v obr. znázornìny dvojitými kroužky)

15

ð

ð

Tabulka cívek ýtVOR

3Rþ H

3U

P

3U

P 0H]L

]iYLW

GUiWX

FtYN\

>PP@

PP

[mm]

E RG

&

'pON

SDU DO

>PP@

-iGUR

3R]Q

Desky s plošnými spoji jsou univerzální a umožòují použít rùzné druhy souèástek i cívek. Zaøízení prošlo dlouhým vývojem, než jsem dospìl k zde uvedenému zapojení. Pokud by se nìkomu zdálo, že se stavba takového zaøízení nevyplatí, musím konstatovat, že výrobní náklady tvoøí asi jednu desetinu nákladù na koupi transceiveru srovnatelných parametrù. Všem, kdo se do stavby pustí, pøeji hodnì zdaru pøi stavbì a mnoho spojení na pásmu.

>S)@ .8







 







 





13

OHYRWRþLYi







13

OHYRW







13

OHYRW







13

OHYRW



13

OHYRW RGE  ] QD 

13

W

13

OHYRW





 



 











 



























































þLQND ] PI







13

W

13

OHYRW

KU

VQ

7O Då 7O   —+ [  ] GUiW R SU P  PP QD SU P  PP W VQ  YH GYRX

YUVWYiFK 5;













13

OHYRW RGE  ] QD 









13

OHYRW











13

OHYRW RGE  ] QD 











13

OHYRW





13

OHYRW

1

W

YODVWQ

KUQHþHN







































 







7O

VQ

 

QD WRU + SU P  PP )LOWU

/ / /   —+ KUQHþHN & SDUDO  S) MDSRQVNê PI WU & &

 

S) 3$ 









VDPRQRVQi











VDPRQRVQi





































7O





7O





7O



7O





Tl12

15

0,6



Rezistory (TR 296, 190 apod.) R42 180 kW R1 2,7 kW R43 470 W R2 100 kW R44 2,7 MW* R3 39 kW* R45 100 W R4 18 kW* R46, 47 390 W R5 10 kW R48 5,6 kW R6 39 kW* R49 2,7 kW R8 220 kW R50 39 W R9 56 kW R51 680 W R10 120 kW R52 12 W R11 10 kW R53 10 kW R12 560 W R54 220 W R13 4,7 kW R55 100 W R14 18 MW R56 39 kW R15,16 6,8 kW R57 6,8 kW R17 680 kW R58 470 W R18 10 kW R59 220 W R19 8,2 kW R20, 21 220 kW R60 100 W R61 39 kW R22, 23 15 kW R62 6,8 kW R24 1 kW R63 470 W R25 100 W R64 22 kW R26 39 kW R65 27 kW R27 6,8 kW R66 4,7 kW R28 470 W R67 47 kW R29 100 W R68 100 W R30 220 kW R69 4,7 kW R31, 32 15 kW R70 120 kW R33 1 kW R71 220 W R34 100 W R72, 73, 74 47 kW R35 39 kW R75 až 79 470 W R36 6,8 kW R80 10 kW R37 470 W R81 až 84 39 kW R38 100 W R85 2,2 MW R39 18 kW R86 100 W R40, 41 47 kW

 QD 

IHUL

VDPRQRVQi

W VQ



VDPRQRVQi

W VQ

3

samonosná tìsnì

Obr. 20. Pojistka PO: a) zapojení, b) destièka s plošnými spoji, c) osazení

16

Seznam souèástek

VQ

Kondenzátory C1, 3, 5 0,1 mF MKT C2 100 pF TK C4 1 nF, TK C6 1 nF, TK C7 1,8 nF

C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19

10 nF 10 mF/10 10 nF, TK 2,2 mF/10 10 mF/15 0,1 mF, MKT 10 nF, TK 1,5 nF 4,7 nF 6,8 nF 33 nF 1,5 nF

Obr. 21. Cívka - èíslování vývodù

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

C20 3,3 pF C21, 23 18 pF C22 1,5 nF C24 12 pF C25 3,3 pF C26 4,7 nF, TK C27 33 nF C28 22 nF C29 4,7 nF C30 8,2 pF C31 4,7 nF C32 56 pF C33 5,6 pF C34, 35 18 pF C36 12 pF C37 4,7 nF C38, 40 22 nF C39 3,3 pF C41 4,7 nF C42 10 pF C43 4,7 nF C44 33 pF C45 56 pF C46 390 pF C47, 48 18 pF C49 4,7 nF C50 22 nF C51 22 nF, TK C52 1 mF/15 C53 33 nF, TK C54 10 nF C55 100 pF C56 33 nF C57 390 pF C58, 61 4,7 nF C59 4,7 pF C60 18 pF C62 22 nF

C63 22 pF C64 56 pF C65 2,2 pF C66 10 pF C67, 68 4,7 nF C69 1 mF/15 C70 22 nF, TK C71 4,7 nF C72 22 pF C73 68 pF C74 2,2 pF C75, 77 4,7 nF C76 12 pF, TK C78 1 mF/15 C79 0,12 mF, MKT C80 330 mF/16 C81 0,12 mF, MKT C82 0,12 mF* C83 33 nF, TK C84 0,1 mF, MKT C85 5 mF/15 C86 68 nF, MKT* C87 5 mF/15* C88 4,7 nF, TK C89, 90 4,7 nF C91 33 nF C92 33 pF C93 3 až15 pF ker. C94 47 pF, TK C95 33 nF C96 10 pF C97 12 pF TK = keramika F = feritová perla MKT = miniaturní foliový - viz katalog GM * = hodnoty dodržet

Polovodièové souèástky IO1 1458 IO2 4024 IO3 4060 IO4 MHB190 IO5 MHF0320 IO6 MH74188 IO7 4011 IO8, 9 78L09 IO10 7809P T1 KC239 T2 KC237 T3 BF173

T4, 6 KF524 T5 BF173 T7 KF910 T8 KSY71 T9 KC237 T10, 11 KC237 T12, 14 KS4391 T13, 15 KF524 T16 až 18 KC307 D1, 2 KZ140 D3 až D9 KA206 D11, 13 KB105

X1 - 6,4 MHz HC49 apod. X2 - 71,9 MHz harmonický krystal, sériová rezonance X3 - 66,55 MHz držák KD2/13. SD2/13 sokl - dil 28 zlacený

RX, ST Rezistory R1 R2 R3 R4, 6 R5 R7 R8 R9 R10

8,2 kW 82 kW 220 kW 100 W 560 W 10 kW 4,7 kW 15 kW 12 kW

R11 6,8 kW R12 270 W R13 100 W R14, 15 1,2 kW R16 180 kW R17 10 kW R18 100 W R19 56 kW R20 2,2 kW

Obr. 22. Mechanická sestava transceiveru FM4. Kvùli vìtšímu odbìru proudu v transceiveru je nutno pøidat do boènic Al plechy tloušky 3 mm a svrtat je s boènicemi; na nich upevnit stabilizátory 5 a 9 V

R21, 23 56 kW R22 * R24 100 W R25 22 kW R26 220 W R27 4,7 kW R28 1,0 kW R29 56 kW R30 100 W R31 220 W R32 1,1 W

R33 100 kW R34 470 W R35 100 W R36 27 kW R37 39 kW R38 1,0 kW R39, 40 100 kW R41 470 W R42 22 kW R43 až 55 10 kW

F RP F1 F2 X1

feritová perla 8 /2 W 2MLF10,7-15 RFT MF 450 1900/2 10,250 MHz pro 465 kHz a filtr LC 11,165 (10,235) MHz

PA

Kondenzátory C1 6,8 pF, TK C2, 3 2,2 pF C4 8,2 pF C5 1,0 nF C6 4,7 nF C7 33 nF C8 22 nF C9 4,7 nF C10, 13 8,2 pF C11, 12 1,0 pF C14 15 pF C15 22 nF C16 33 nF C17 1,0 nF C18 33 nF C19, 21 100 pF C20, 22 56 pF C23 22 nF, TK C24, 26 33 nF C25 39 pF C27 150 pF C28 120 pF C29 1 mF/15 C30 33 nF, TK C31 0,1 mF C32, 33 33nF C34 0,15 mF, MKT C35 0,15 mF C36 33 nF, TK C37 1 mF/15 C38 33 nF, TK

C39 33 nF C40 2,2 mF/16 C42 5 mF/16 C43 680 pF, TK C44 680 pF C45 2,2 nF, MKT C46, 47 8,2 nF C48 2,2 mF/16 C49 1 mF/16 C50 0,1 mF, MKT C51 0,1 mF C52 100 pF, TK C53 330 mF/16 C54 0,1 mF, MKT C55 20 mF/16 C56 50 mF/16 C57 3,3 nF, TK C58 100 mF/25 C59 1,0 nF, TK C60 0,22mF, MKT C61 100 mF/16 C62 33 nF, TK C63 22 nF C64 100 nF C65 50 mF/16 C66 až 69 33 nF C70, 71 0,1 mF, MKT C72, 75 33 nF C73 1 mF/10 C74 33 nF, TK C76 22 nF

Polovodièové souèástky IO1 S042P, UL1042 IO2 A244D, TCA440 IO3 A225D, TDA1047 IO4 MBA810DS IO5 až 7 4543 IO8, 9 MH74188 IO10 7805

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

T3, 5 KC239 T4 KC239F T6 až 8 KC237

IO11 4011 IO12 A277D T1 KF982 T2 KC237

R1 R2 až 4

47 W 4,7 W

C1

4-20 pF ker. o Æ 10 mm C2 4-20 pF C3 10 pF, TK C4 4,7 nF C5 15 pF C6 330 pF C7 0,1 mF, MKT C8 10 nF, TK C9, 10 4-20 pF C11 22 pF C12 27 pF C13 330 pF C14 0,1 mF, MKT

C15 10 nF, TK C16, 17 4-20 pF C18 22 pF C19 27 pF C20 330 pF C21 0,1 mF, MKT C22 10 nF, TK C23, 24 4-20 pF C25 10 pF C26, 27 22 pF C28 10 pF C29 1,0 pF C30 až 32 10 nF

T1 KF630D T2 KT904A T3 KT907 Re1 15PN599/12 V D1, D2, D3 KA206 PO D1 3A Si dioda Tl1 15 z o Æ 0,6 na feritové tyèce o Æ 2 mm H...

PN Z1 až Z6 - 11 KINGBRIGHT, HDSP 5501, 5503, 5601, 5603, 5701, 5703 Z7 LED BSRAGRAF G D1 až D10 LED 5x5 mm D1, D2 oranžová D3, D4 zelená D5 žlutá D6 až D10 èervená D11, D12 oranžová, 2x5 mm T1, T2 KC237

17

ð

QRQ - z Chorvatska a Anglie V Chorvatsku obdobnì jako v jiných zemích byla také ustavena skupina radioamatérù, kteøí vyznávají heslo „milujeme telegrafii“, s názvem 9A-CW-G (9A telegrafna grupa). Èlenem se mùže stát kdokoliv, kdo pøedloží doporuèení od ètyø stávajících èlenù (jeden z nich musí být z 9A). Pøi spojení trvajícím asi pùl hodiny se provìøuje schopnost práce QRQ nejménì rychlostí 150 zn/min, pøièemž nesmí být použito poèítaèe nebo jiného dekodéru telegrafních znakù. Èlenský poplatek (doživotní) je 25 kun nebo 7 DEM èi 10 IRC a zasílá se na adresu: Mato Samardžiè, 9A3SM, Ul. Jure Kaštelana 20, 10000 Zagreb, Chorvatsko-Hrvatska.

„Pastièku používám ponìkud neobvyklou...”

ð

R1 až R11 390 W podle svitu R12 4,7 kW R13 820 W R14 10 kW R15 až 18 390 W R19 až 23 1,0 kW P1 TP 161 50 kW/G Pø1 WK 53335 Pø2, Pø3 miniaturní pøepínaè M DIN 3kol. šroubovací Tl1 až Tl4 DT6

Poznámky l Vzhledem k velkému množství zahranièních souèástek na našem trhu nejsou typy podrobnì rozvádìny. Elektrolytické kondenzátory jsou použity všechny s radiálními vývody, napø. typ SSR, TMR z katalogu GM-electronic. l U TCVR jsou vyvedeny na zadní

18

Podobný klub je i v Anglii a má název FISTS MORSE CLUB a zájemci o èlenství se mohou pøihlásit na adrese: G3ZQS, 119 Cemetery Rd., Darwen, Lancs, BB3 2LZ England. Tento klub nepreferuje rychlost, ale zájem a èastý CW provoz.

Budou v novém sluneèním cyklu „dobré“ podmínky ? Možná už víte, že nový sluneèní cyklus (23. ze sledovaných), pokud budou dosavadní pøedpovìdi pravdivé a nedojde k extrémním mimoøádnostem, nebude pro radioamatéry pøíliš pøíznivý. Zatímco ve 22. cyklu od øíjna 1988 do konce roku 1991 podle prognóz mìlo pøesahovat relativní èíslo sluneèních skvrn 140 a skuteènost se od prognóz pøíliš nelišila, ten tøiadvacátý, na jehož poèátku právì jsme, jen s velkým úsilím pøesáhne hodnotu 100 s maximem okolo 110 v prùbìhu roku 2000. Od konce roku 1998 do února èi bøezna roku 2002 by mìlo vyhlazené èíslo sluneèních skvrn pøesahovat 80. Strmost vzestupné èásti je zøetelnì menší, než tomu bylo u 22. cyklu, takže ještì celý rok bude možné si zavýskat jen obèas, pøi poèáteèní fázi geomagnetických poruch. Od poloviny pøíštího roku se prùmìrné hodnoty relativního èísla sluneèních skvrn budou pohybovat nad 20, na uspoøádání velkých expedic by bylo záhodno poèkat až do zimního období 1998/99.

(Break-In 6/96)

panel (Canon 9) signály potøebné pro provoz paket rádio. Výstupní signály si musí upravit každý sám podle použitého modemu. Na stejném panelu je rovnìž vyvedeno ovládací napìtí pro øízení pøídavného PA. l Èíslice je vhodné vybrat takové, které pøi proudu asi 6 mA co nejvíce svítí. Mnou použité jsou ménì vhodné. l Všechna napìtí (kromì vf) jsou mìøena osciloskopem. l Je velmi dùležité u pøijímaèe nastavit vhodné pracovní body a velikost napìtí z oscilátoru pro dosažení malého šumového èísla, odolnosti vùèi silným signálùm a potlaèení vedlejších kanálù. Zájemcùm doporuèuji zapojení TCVR nejprve prostudovat, pøedejde se tím spoustì zbyteèných dotazù.

Ponìvadž podobných cyklù s relativnì malou sluneèní èinností i bìhem maxima se nyní oèekává nìkolik za sebou; povzdech „jo, to když jsem zaèínal“ bude mít pro vìtšinu dnešních amatérù reálný podklad a nebude to jen nekritické vzpomínání na døívìjší výborné podmínky na krátkovlnných pásmech.

WTSC-96 Ve dnech 9.-18. øíjna 1996 se uskuteènil v Ženevì první summit telekomunikaèního úøadu pro standardy - TSB, pod zkratkou WTSC-96. Že nevíte, co to je? Již døíve jsme na stránkách AR pøinesli informaci, že ITU prochází silnou restrukturalizací. Plenární zasedání CCITT (International Telegraph and Telephone Consultative Committee) je nahrazeno WTSC (World Telecommunication Standardization Conference), CCITT samotné oddìlením standardizace (Standardization Sector, jednoduše ITU-T), které má nìkolik studijních skupin. Øeditelem TSB je Theodor Irmer.

Konference 3. oblasti IARU Blíží se konference 3. oblasti IARU, která se tohoto roku bude konat v Èínì. Jednou z diskutovaných otázek je také návrh na zmenšení pøípustné úrovnì nežádoucího vyzaøování u vysílacích zaøízení na 50 dB pod úroveò vysílacího výkonu (v souèasné dobì je bìžné u profesionálních zaøízení pro radioamatéry 30 dB). Zajímavé budou rozbory zástupcù firem, které produkují transceivery; pøijetí tohoto standardu by znamenalo zvýšení cen. (Podle CQ-DL a ITU News)

OK2QX

Literatura [1] Oscilátory pro zaøízení VKV. RZ 11/ 86. [2] Ústøedna FM pro pásmo 145 MHz. RZ 4/87. [3] Tranzistory FET. RZ 7, 8/74. [4] Obvod A225D. AR-B6/80. [5] Oscilátory. AR-B2/87. [6] Síla pole. AR-B5/78, s. 195. [7] Vysílaè. RZ 5/84. [8] Ovládání - MHB190. AR-B3/87, s. 110 až 117. [9] Dolní propust, AR-B6/77, s. 212. [10] Síla pole. AR-B3/84, s. 110. [11] Programování pamìti 74188. ARA8/85. [12] Obvody pro zaøízení 145 MHz. RZ è. 7, 8/84. [13] Katalog GM-electronic 94. [14] Katalog TESLA.

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Kmitoètová syntéza pro tuner VKV Ing. Petr Procházka Kmitoètová syntéza (dále jen KS) oscilátorového kmitoètu je, zjednodušenì øeèeno, øízení kmitoètu a fáze signálu napìtím øízeného oscilátoru (VCO) ve vstupní jednotce tuneru podle referenèního kmitoètu, získávaného z pøesného krystalu. Díky dlouhodobé stabilitì nosných kmitoètù rozhlasových vysílaèù v pásmu VKV, lze kmitoètovou syntézou dosáhnout velmi pøesného a stabilního naladìní pøijímaných rozhlasových stanic. Naproti tomu, mezi radioamatéry ponìkud více rozšíøená napìová syntéza udržuje relativnì pøesnì nastavené ladicí napìtí pro vstupní jednotku, což však znamená, že již pøi malém rozladìní oscilátoru jednotky (napøíklad vlivem teplotní závislosti) se mùže pøijímaè „rozladit” od kmitoètu pøijímaného signálu, podobnì jak je to bìžné u klasického ladìní potenciometrem.

Použité obvody Na stránkách AR se již objevila nìkterá øešení KS s použitím integrovaných obvodù malé integrace, a tedy øešení pomìrnì složitá, obvodovì nároèná a s omezenými funkèními možnostmi. Ve svém tuneru jsem se rozhodl použít integrovaný obvod SAA1057, který je pøímo vyroben pro KS v rozhlasových pøijímaèích. Tato souèástka obsahuje v 18vývodovém pouzdøe DIL všechny obvody potøebné pro syntézu kmitoètu na všech rozsazích AM a obou pásmech VKV (oscilátor a dìliè referenèního kmitoètu, programovatelný dìliè vstupního kmitoètu, fázový detektor, proudový zesilovaè, øídící logiku, atd.). Podrobný popis lze nalézt v [1]. Obvod SAA1057 má ve své nabídce napø. firma KTE (272,- Kè), ELMECO Ostrava (142,60 Kè) a GES Plzeò (266,- Kè).

Obr. 1. Blokové schéma pøijímaèe

Obvod SAA1057 je vybaven sériovou sbìrnicí typu C-Bus a pro jeho øízení je tudíž nezbytný mikroprocesor. Navíc je vhodné použít procesor s vnitøní pamìtí programu z dùvodu eliminace možného rušení. Pro svoji konstrukci jsem zvolil jednoèipový mikroprocesor Intel 8749 s vnitøní pamìtí programu EPROM 2kB, øízený krystalem 6 MHz. Pùvodním úmyslem bylo použít typ 8748, který vyrábìla i TESLA, avšak pamì 1 kB se bohužel ukázala pro všechny dále popsané funkce nedostateèná. Procesory 8748, 8749 vèetnì jejich klonù jsou jedny z nejjednodušších a nejlevnìjších a zároveò také z nejpoužívanìjších jednoèipových mikroprocesorù pro jednoduché aplikace. Pøitom termín „jednoèipový” zde platí doslova – pro svoji funkci potøebují jen vnìjší krystal a nìkolik pasivních souèástek. Tìm, kteøí nemají možnosti nebo zkušenosti s programováním mikroprocesorù, bych doporuèil stavìt se k nim jako k souèástkám, které jsou s øídícím programem „ušity na míru” pro danou aplikaci, zjednodušují její konstrukci, umožòují relativnì snadné zmìny funkcí, atd. Pro pamì pøedvoleb a konfigurace jsem použil elektricky pøepisovatelnou pamì EEPROM typu 93C46 v pouzdru DIP8. Pro její použití mì inspiroval pøíspìvek v AR [2]. Použitím této pamìti odpadla potøeba zálohovacího zdroje pro uchovávání nastavených dat. Obvody 8749 a 93C46 nabízejí napø. firmy PHOBOS Frenštát pod Radhoštìm, KTE a další. Pro mezifrekvenèní zesilovaè jsem použil nestárnoucí obvod A225D (TDA1047) v obvyklém zapojení a pro stereodekodér osvìdèený A290D (MC1310). Vstupní jednotku se dvìma tranzistory MOSFET jsem použil ze známé konstrukce pøijímaèe FM-Mini, viz [3]. Vstupní jednotka musí mít v ladicích obvodech kapacitní diody (vari-

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

kapy). V dnešních podmínkách mnohde pøehuštìného pásma VKV-CCIR by navíc mìla mít dobrou selektivitu a odolnost proti køížové modulaci. Blokové schéma celého tuneru VKV s kmitoètovou syntézou je na obr. 1.

Popis funkcí Ovládacími tlaèítky na èelním panelu tuneru je možné nastavit všechny dùležité funkce a parametry a nastavenou konfiguraci ukládat do pamìti EEPROM. K tomu slouží zvláštní „režim konfigurace”, který bude popsán pozdìji. Z toho vyplývá, že chování tuneru s popisovaným modulem kmitoètové syntézy si mùže každý do znaèné míry upravit podle vlastních pøedstav. Pro vnìjší ovládání jsou použita kontaktní telefonní tlaèítka (mikrospínaèe typu 4FK57300), umístìná na èelním panelu tuneru a zapojená do matice 8x3 (tlaèítka nabízí napø. firma HADEX Ostrava pod oznaèením T337). 16 tlaèítek (dva øádky matice) je vyhrazeno pro pøedvolby (použil jsem jich však jen 8), zbylých 8 tlaèítek (jeden øádek matice) slouží k ovládání následujících funkcí: Název

Funkce

MONO

pøepínání stereodekodéru na monofonní provoz a zpìt na stereofonní MUTE vypnutí/zapnutí automatického umlèování nf signálu SHIFT pro pøepnutí na 2. sadu pøedvoleb (viz dále) a pro pøepnutí do režimu konfigurace (+ MEMORY) MEMORY pro ukládání pøedvoleb a konfigurace do pamìti EEPROM, pro pøepnutí do režimu konfigurace (+ SHIFT) SEARCH< > 2 tlaèítka pro automatické vyhledávání rozhlasových stanic zvoleným smìrem, pohyb v poli konstant v režimu konfigurace MANUAL< > 2 tlaèítka pro „ruèní” pøelaïování ve zvoleném smìru, zmìny hodnot konstant v režimu konfigurace Pro pøedvolby je v pamìti EEPROM vyhrazeno 32 pozic (po 16 bitech) a jsou rozdìleny do dvou sad. První sada pøedvoleb je dostupná pøímo jednotlivými tlaèítky, druhá sada je dostupná pøes tlaèítko SHIFT (stisknout SHIFT a poté zvolenou pøedvolbu). Jediným dùvodem pro toto øešení bylo zmenšit poèet tlaèítek na ovládacím panelu tuneru. Je samozøejmì možné použít

19

Obr. 2. Zapojení modulu KS

20

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Pokud je tlaèítko drženo déle, rozjede se po nastaveném èase rychlé pøelaïování, které je ukonèeno až po uvolnìní tlaèítka. Po naladìní požadované stanice (automaticky nebo ruènì) je možné ji uložit do pamìti. Stisknutím tlaèítka MEMORY zaène blikat displej s údajem o naladìném kmitoètu a nyní staèí vybrat pøedvolbu, pod kterou bude naladìný kmitoèet uložen. Uložení pøedvolby do pamìti se projeví ukonèením blikání displeje. Pokud si ukládání rozmyslíme, je možné zrušit blikání jedním z tlaèítek ladìní a dál pøelaïovat. Probíhající ladìní je možné kdykoli ukonèit stisknutím kterékoliv pøedvolby. Pøi obou zpùsobech ladìní je pøenos datového slova do støadaèe ve struktuøe syntezátoru SAA1057 synchronní se signálem referenèního kmitoètu, aby bylo dosaženo co nejmenšího šumu napìtím øízeného oscilátoru. Z toho dùvodu je nejvìtší ladicí skok omezen na 30 krokù (0,3 MHz). Pøi pøepínání pøedvoleb je pøenos datového slova pøepnut na asynchronní, který již umožòuje velmi rychlé pøeladìní pøes celý rozsah.

Modul kmitoètové syntézy

Obr. 3. Deska s plošnými spoji (110,5 x 80 mm) modulu KS a rozmístìní souèástek ménì než 16 tlaèítek pøedvoleb (napø. 8 tlaèítek ®16 pøedvoleb), opìt záleží na individuálních potøebách. Pro signalizaci zvolené pøedvolby jsou použity LED, pøièemž se nerozlišuje, o kterou sadu pøedvoleb jde (zkoušel jsem pro druhou sadu blikání, ale pùsobilo to spíše rušivì). Tlaèítka MONO a MUTE pracují jako pøepínaèe a jejich význam je jistì všeobecnì známý. Automatické ladìní se spouští stisknutím jednoho z tlaèítek SEARCH. Umlèí se nízkofrekvenèní signál a vstupní jednotka se pøelaïuje zvole-

ným smìrem, pøièemž na displeji se zobrazuje aktuální pøíjímaný kmitoèet. Když je zachycen signál nìkterého vysílaèe, ladìní se zastaví a umlèení nf signálu se zruší. K detekci zachyceného signálu a rozladìní jedním nebo druhým smìrem jsou použity operaèní zesilovaèe, zapojené jako komparátory napìových úrovní získávaných z vývodù mezifrekvenèního zesilovaèe (vývod pro indikátor síly pole a vývod pro indikátor rozladìní). Pro ruèní ladìní jsou urèena tlaèítka MANUAL. Po stisku tlaèítka se tuner pøeladí o jeden krok zvoleným smìrem.

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Na obr. 2 je schéma zapojení modulu kmitoètové syntézy. Modul obsahuje na jediné desce s plošnými spoji øídicí mikroprocesor, syntezátor kmitoètu, obvody pro detekci síly pole a rozladìní, rozhraní pro matici ovládacích tlaèítek, rozhraní pro displej a pomocné øídicí funkce. Celý modul je napájen jedním stejnosmìrným napìtím 5 V. Napìtí je filtrováno a blokováno kondenzátory C1 až C5. V obvodech pro detekci síly pole (intenzity pøijímaného signálu) a pro detekci rozladìní jsou použity operaèní zesilovaèe, obsažené v jednom pouzdøe integrovaného obvodu IO2 (LM324), zapojené jako komparátory. Signál POLE je integrován èlánkem R18, C28 a pøiveden na neinvertující vstup IO2d, kde je porovnáván s napìtím odporového dìlièe R19 a P1, pøivedeným do invertujícího vstupu. Pokud je napìová úroveò signálu POLE vìtší než napìtí nastavené dìlièem, je na výstupu komparátoru (vývod 14 IO2d) kladné saturaèní napìtí a pøes dìliè R9, R20 je otevøen tranzistor T1. Ve funkci automatického ladìní potom otevøený T1 informuje mikroprocesor, že byl tunerem zachycen signál. Pro správné doladìní vstupní jednotky je ještì zapotøebí informace o tom, kterým smìrem je nutné dolaïovat. K tomu slouží další dva obdobnì zapojené komparátory a tranzistory T2 a T3. In-

21

Obr. 4. Zapojení obvodù na èelním panelu

22

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

23 Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97 Obr. 5. Deska s plošnými spoji (295 x 49 mm, na obrázku zmenšena) èelního panelu, rozmístìní souèástek a návrh masky

24 Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Obr. 6. Zapojení mezifrekvenèního zesilovaèe a stereodekodéru

dikátor rozladìní (vývod 5 mf zesilovaèe A225D) je pøiveden na neinvertující vstup komparátoru IO2c a zároveò na invertující vstup IO2b. Protože výstup indikátoru rozladìní obvodu A225D je proudový, jsou použity rezistory R22 a R21 pro nastavení napìové úrovnì asi 2,5 V. Komparaèní napìtí pro rozladìní dolù (k nižším kmitoètùm) je nastaveno dìlièem R26, P2, R25 a pro rozladìní nahoru dìlièem R24, P3, R28. Svítivé diody LED1 až LED3 s pøedøadnými rezistory R31 až R33 velmi usnadòují nastavení trimrù P1 až P3. Èasování mikroprocesoru IO3 je zajištìno krystalem Q1 a kondenzátory C25 a C26. K hardwarové inicializaci IO3 po zapnutí slouží C27. Všechny ovládací vstupy jsou zapojeny do matice 8x4; pro vstupní port matice je použita brána DB, pro spínání jednotlivých øádkù matice jsou použity výstupy 0 až 3 portu P2, posílené tranzistory T4 až T7 (rezistory v bázích tranzistorù jsou vypuštìny, protože jsou využity rezistory pøímo z vnitøní struktury IO3). Jelikož port DB nemá vnitøní rezistory (pøipojené mezi vývod portu a kladné napájecí napìtí), je nutné použít vnìjší R1 až R8. Jeden øádek matice, spínaný T4, je použit pouze pro výše popsané komparátory síly pole a rozladìní, zbylé 3 øádky matice jsou vyvedeny k tlaèítkùm na èelním panelu. Pro pøepínání stereodekodéru na monofonní provoz slouží tranzistor T8 s rezistory R34 a R38, pro vypnutí šumové brány je použit T9 s rezistory R35 a R39. Tranzistory T11 a T10 s rezistory R37, R36 spínají LED na èelním panelu pro signalizaci stavu obou pøepínaèù. Výstup UMLÈ je urèen k umlèování nf výstupu mezifrekvenèního zesilovaèe pøi pøepínání pøedvoleb a pøi ladìní. Výstupy 0 až 3 portu P1 jsou použity pro øízení displeje a svítivých diod pøedvoleb na èelním panelu. Výstupy 4 až 7 portu P2 slouží k øízení pamìti EEPROM IO4 a obvodu syntézy IO1, pøièemž signál „data” a „hodiny” jsou spoleèné pro oba obvody. Velmi slušný popis pamìti 93C46 lze nalézt v [2] a popis syntezátoru SAA1057 v [1]. Napájecí napìtí UP interního operaèního zesilovaèe SAA1057 (pro ladicí napìtí) je možné volit v rozsahu +5 V až +32 V podle potøeb použité vstupní jednotky. Odpor rezistoru R14 závisí na velikosti efektivního napìtí signálu oscilátorového kmitoètu fosc ze vstupní jednotky tuneru. Maximální efektivní napìtí na vývodu 8 syntezátoru je 0,5 V a citlivost již 10 mV. Modul je kvùli jednoduchosti postaven na jednostranné desce s plošnými spoji o rozmìrech 80 x 110,5 mm,

obr. 3, s podélným rastrem v palcových rozmìrech (delší strana - kvùli vývodùm procesoru). Snadnìjší výroba jednostranné desky si vyžádala 6 drátových propojek. Pro spojení s èelním panelem, vstupní jednotkou a mf zesilovaèem jsem dal pøednost pøímému zapájení vodièù do desky plošných spojù; je však samozøejmì možné použít vhodné jednoøadé konektory s rozteèí vývodù 2,5 mm.

Èelní panel Na desce èelního panelu jsou soustøedìna ovládací tlaèítka, obvody displeje a LED pøedvoleb, signalizaèní LED Mute, Mono, Stereo a obvod pro indikaci síly pole. Dále má popsaný èelní panel ètyømístný displej a pouze 8 tlaèítek pøedvoleb, které umožòují volit až 16 pøedvoleb (s pomocí SHIFT – viz Popis funkcí). Možnosti rozšíøení budou popsány v textu. Schéma zapojení èelního panelu je na obr. 4. Sedmisegmentové zobrazovaèe a LED pøedvoleb jsou øízeny po ètyøvodièové sériové sbìrnici; signál DATA a HOD jsou spoleèné, signál DiEN vybírá displej a signál PrEN pøedvolby. Obvod IO6 pøepíná signál HODINY podle DiEN a PrEN buï na posuvné registry IO1 až IO4, na jejichž výstupy jsou pøes omezovací rezistory pøipojeny sedmisegmentovky, nebo na posuvný registr IO5, spínající LED pøedvoleb. Posuvné registry IO1 až IO4 vèetnì omezovacích rezistorù lze dnes nahradit jedním IO, ale cenovì výhodnìjší stále zùstává popsané zapojení. Bìhem sériového pøenosu dat do posuvných registrù jsou pøíslušné zobrazovaèe zatemnìny. K tomu slouží tranzistory T1 a T2. Toto øešení jednak zabraòuje probliknutí zobrazovaèù a snižuje riziko rušení po dobu plnìní posuvných registrù, jednak velmi usnadòuje øízené blikání zobrazovaèù. Místo dvojitých sedmisegmentovek VQE14 je možné po úpravì obrazce plošných spojù použít i jiné typy. Jednotlivé segmenty však musí být u všech zobrazovaèù pøipojeny ke stejným výstupùm posuvných registrù IO1 až IO4. Pøi zmìnì poøadí segmentù by musel být pozmìnìn kód øídicího programu od adresy 0300H, kde jsou uloženy kódy èíslic v poøadí od nuly do devítky. Jak již bylo popsáno, lze použít i pìtimístný displej. V tom pøípadì by bylo nutné pøipojit za posuvný registr IO4 ještì jeden a k nìmu obdobnì pøes srážecí rezistory zapojit pátou sedmisegmentovku (fyzicky zaøazenou na první - nejvyšší místo). Dále pak v dále popsaném režimu konfigurace nastavit

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

konstantu 03 na „5” (úprava byla ovìøena). Osobnì se však domnívám, že ètyømístný displej postaèuje, protože v pásmu 87,5 až 108 MHz jsou pøidìlovány vysílací kmitoèty s krokem 0,1 MHz a vysílaèù v pásmu 65 až 73 MHz je již poskrovnu a èasem by mìly zmizet z éteru docela. Možnost rozšíøení poètu pøedvoleb spoèívá v zapojení dalších tlaèítek na øádek matice Pred2 a v pøidání posuvného registru s rezistory a svítivými diodami za IO5 (obdobnì jako u rozšíøení míst displeje). Pøidané LED se však v tomto pøípadì fyzicky zaøadí dozadu za LED8. Øídicí program již vše ošetøuje a 16 bitù dat pro LED pøedvoleb posílá v poøadí 9. až 16. a 1. až 8. pøedvolba. Ovládací tlaèítka jsou zapojena do matice a programovì ošetøena proti zákmitùm. Svítivé diody LED9, LED10 a LED11 signalizují stav pøepínaèù Mono, Mute a Stereo. Zapojení integrovaného obvodu IO7 se svítivými diodami LED12 až LED18 plní doplòkovou funkci S-metru a je pøevzato z [3]. Èelní panel je opìt postaven na jednostranné desce s plošnými spoji o rozmìrech 49 x 295 mm. Snadnìjší výroba jednostranné desky v amatérských podmínkách je v tomto pøípadì vykoupena potøebou 21 drátových propojek. Obrazec plošných spojù a osazovací schéma je na obr. 5. Na desce èelního panelu je pøipevnìn také síový spínaè. Obr. 5 ukazuje také krycí plech pøed èelním panelem s vyøíznutými okénky a s popisem tlaèítek.

Mezifrekvenèní zesilovaè a stereodekodér Na obr. 6 je schéma zapojení desky mezifrekvenèního zesilovaèe a stereodekodéru. Pøi návrhu jsem vycházel z osvìdèené konstrukce pøijímaèe FM-Mini, uveøejnìné v [3], proto je asi zbyteèné zabývat se znovu detailním popisem obvodového øešení. Ve vstupní pásmové propusti 10,7 MHz jsem sice použil v obou stupních piezokeramické filtry, ale i pùvodní zapojení s jedním filtrem je vyhovující, jen je nutné nastavit ladìnou pásmovou propust. Ostatní èásti jsou témìø identické, pouze oproti pùvodnímu zapojení pøibyl tranzistor T9 s rezistory R37, R38 a R39 pro øízené umlèování nf signálu a zmìnil se odpor rezistoru R32. Dále pøibyly omezovací rezistory R34 a R36. Malou zmìnou zpìtné vazby vstupního zesilovaèe integrovaného obvodu IO1 (rezistor R14) byl nastaven vìtší zisk tohoto obvodu. Z uvedeného vyplývá, že po drobných úpravách je možné použít také

25

Obr. 7. Deska s plošnými spoji mf zesilovaèe a rozmístìní souèástek

Režim konfigurace tuneru

hé èíslo ukazuje hodnotu konstanty. Èíslo konstanty lze mìnit tlaèítky SEARCH<>, hodnotu konstanty tlaèítky MANUAL<>. Konfigurace se do pamìti EEPROM uloží stiskem tlaèítka MEMORY (displej na krátkou dobu zhasne). Ukonèit režim konfigurace je možné stiskem kteréhokoliv tlaèítka pøedvolby. V souèasné verzi øídícího programu je pøístupných následujících 18 konstant (ve složených závorkách jsou uvedeny pøednastavené, tzv. default hodnoty):

Režim konfigurace se spouští souèasným stisknutím tlaèítek SHIFT a MEMORY. Umožòuje nastavit všechny dùležité konstanty, mající vliv na chování modulu FS. Na displeji se v tomto režimu zobrazí dvì dvojciferná èísla, oddìlená desetinnou teèkou. Prvním èíslem je èíslo konstanty, dru-

01. Èíslo pøedvolby, která se nastaví po zapnutí tuneru. Rozsah: 0 až 31 (0 je pro pøedvolbu è. 1, 1 je pro pøedvolbu è. 2, atd.). {0} 02. Volba pásem VKV pro tuner. Rozsah: 0, 1 (0 pro obì pásma 65 až 73 + 87,5 až 108 MHz, 1 pouze pásmo 87,5 až 108 MHz). {1}

pùvodní desku mezifrekvenèního zesilovaèe tuneru FM-Mini vèetnì pùvodní vstupní jednotky a napájecího zdroje a pomocí kmitoètové syntézy zvýšit uživatelský komfort této zdaøilé a oblíbené konstrukce tuneru. Deska s plošnými spoji mf zesilovaèe na obr. 7 má rozmìry 65 x 150 mm a pøi jejím návrhu jsem v podstatì opìt vycházel z [3]. Propojení jednotlivých èástí tuneru je na obr. 8.

26

03. Poèet míst displeje (kmitoèet je v MHz). Rozsah: 0 až 5 (význam mají pouze volby 4 a 5; pøi volbì 4 jsou tøi místa pøed desetinnou teèkou a jedno za ní, pøi volbì 5 jsou tøi místa pøed teèkou a dvì za ní). {4} 04. První ladicí krok pøi automatickém ladìní potøebný pro to, aby se tuner nenaladil zpìt na výchozí kmitoèet. Rozsah: 0 až 30 v jednotkách 0,01 MHz. {30} 05. Ostatní ladicí kroky pøi automatickém ladìní. Rozsah: 0 až 10 v jednotkách 0,01 MHz. {10} 06. Prodleva mezi jednotlivými kroky pøi automatickém ladìní stanic. Tato konstanta udává rychlost automatického pøelaïování. Rozsah: 0 až 99 v jednotkách 0,01 sec. {15} 07. Prodleva mezi kroky pøi dolaïování nahoru nebo dolù v prùbìhu automatického ladìní. Po zachycení

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

neprovádìla. Pøednastavené (default) hodnoty je možné kdykoliv obnovit držením tlaèítek SHIFT + MEMORY v okamžiku zapnutí tuneru.

Oživení a nastavení

Obr. 8. Propojení jednotlivých èástí tuneru signálu je vhodné pøed pøesným vyladìním mírnì zpomalit. Rozsah: 0 až 99 v jednotkách 0,01 s. {30} 08. Poèet pokusù o doladìní nahoru nebo dolù v prùbìhu automatického ladìní. Pokud napøíklad vstupní jednotka zachytí rušivý signál, mùže se stát, že v jednom kroku je signalizováno rozladìní jedním smìrem a po provedení dolaïovacího kroku je hlášeno rozladìní druhým smìrem. Tato konstanta urèuje, po kolika pokusech bude pokraèovat ladìní pùvodním smìrem. Rozsah: 0 až 20. {5} 09. Jednotlivé ladicí kroky pøi ruèním ladìní (MANUAL). Rozsah: 0 až 10 v jednotkách 0,01 MHz. {10} 10. Ladicí kroky pøi rychlém ruèním ladìní (tlaèítko MANUAL stále drženo). Rozsah: 0 až 30 v jednotkách 0,01 MHz. {10} 11. Potøebná doba držení tlaèítek MANUAL pro spuštìní rychlého pøelaïování. Rozsah: 0 až 40 v jednotkách 0,1 s. {10} 12. Prodleva mezi ladicími kroky pøi rychlém ruèním pøelaïování. Rozsah: 0 až 99 v jednotkách 0,01 s. {6} 13. Èas pro umlèení nf signálu (pøi zmìnì pøedvolby a pøed spuštìním pøelaïování). Rozsah: 0 až 99 v jednotkách 0,1 s. {2}

14. Doba platnosti stisknutého tlaèítka Shift pro výbìr z druhé sady pøedvoleb. Rozsah: 0 až 10 v jednotkách 1 s. {3} 15. Význam LED indikující MUTE (urèeno pro oživování). Rozsah: 0, 1 (0 pro normální indikaci vypnutého umlèování nf cesty, 1 pro monitorování výstupu Test syntezátoru SAA1057). {0} 16. Význam výstupu Test syntezátoru SAA1057. Rozsah: 0 až 2 (0 pro trvalou úroveò H, 1 pro funkci In Lock – úroveò H, pokud oscilátor vstupní jednotky kmitá na požadovaném kmitoètu, 2 pro výstup referenèního kmitoètu). {0} 17. Urèuje, zda se má bìhem ladìní kontrolovat zavìšení syntezátoru. Rozsah: 0, 1 (0 ne, 1 ano). {0} 18. Nastavení zisku proudového zesilovaèe ve struktuøe syntezátoru SAA1057. Rozsah: 0 až 2 (0 pro zisk 0,23; 1 pro zisk 0,7; 2 pro zisk 2,3). {0} Po prvním zapnutí modulu KS se automaticky naplní pamì EEPROM pøednastavenými hodnotami uvedenými ve složených závorkách {}, poté jsou nastaveny všechny pøedvolby na kmitoèet 87,5 MHz (dolní konec pásma VKV CCIR) a na poslední slovo v EEPROM je zaznamenáno, že došlo k inicializaci, aby se pøi pøíštím zapnutí již

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

V první fázi se vìnujeme pøevážnì oživení èelního panelu, tedy obvodù displeje, pøedvoleb a ovládacích tlaèítek. Obvod syntezátoru SAA1057 zatím nebudeme potøebovat a pokud je zasazen do objímky, radìji jej vyjmeme. Po propojení modulu KS a èelního panelu pøipojíme zkontrolované napájecí napìtí +5 V. Na displeji se objeví údaj 87.5 a svítí LED první pøedvolby (LED1). Pokud by se místo toho objevil nápis Er-1, znamená to, že mikroprocesor nemùže zinicializovat pamì EEPROM 93C46. V tom pøípadì nezbývá než zkontrolovat pøipojení a funkènost pamìti, protože bez ní modul pracovat nemùže. Tato chyba je sice velmi nepravdìpodobná, ale i pøesto je na ni v programu pamatováno. Pokud se nerozsvítí nic, zkontrolujeme èinnost oscilátoru procesoru (napø. na vývodu è. 11 – signál ALE, musíme namìøit signál pravoúhlého prùbìhu o kmitoètu 400 kHz). Následuje funkèní zkouška tlaèítek. Nejprve postupným stiskem všech pøedvoleb kontrolujeme odezvy na svítivých diodách LED1 až LED8 na èelním panelu. Pokud se vyskytnou problémy, jde s nejvìtší pravdìpodobností o studené spoje nebo otoèenou polaritu LED. Údaj na displeji zùstává stále 87.5, protože byly touto hodnotou naplnìny všechny pøedvolby. Ovìøíme také funkènost tlaèítek a LED funkcí Mono a Mute, pracujících jako pøepínaèe – jedním stiskem zapnou, druhým vypnou. Stisknutím tlaèítek MANUAL> a MANUAL< se musí mìnit údaj na displeji o jednu desetinu nahoru a dolù v rozsahu pásma VKV 87,5 až 108 MHz. Stisknutím tlaèítka SEARCH> nebo SEARCH< se spustí automatické krokování zvoleným smìrem, které by se nemìlo zastavit, protože dosud není pøipojen mf zesilovaè a nemùže sepnout tranzistor T1 na modulu KS. Pøelaïování zastavíme stiskem jakékoliv pøedvolby nebo jedním z tlaèítek MANUAL. Pro zkoušku tlaèítka MEMORY nastavíme na displeji ruènì libovolný údaj o kmitoètu a stiskneme MEMORY. Displej zaène blikat (mìní se logická úroveò signálu DiEN). Nyní stiskem vybrané pøedvolby uložíme údaj o kmitoètu na zvolené místo a displej pøestane blikat. Stejným zpùsobem otestujeme tlaèítko Shift, které stiskneme pøed zvolenou pøedvolbou (do tøí sekund – pøednastavená doba platnosti Shift). Zpìtnì se o uložení námi nastavených údajù pøesvìdèíme

27

pøepínáním pøedvoleb (neopomeneme také druhou sadu s pøedchozím stiskem Shift). Následuje hrubé pøednastavení trimrù P1, P2 a P3 na modulu KS. Bìžec trimru P1 vytoèíme na doraz k zemnímu konci. Trimr P2 nastavíme tak, aby svítila dioda LED2, a potom jemnì otáèíme trimrem P2 až LED2 právì zhasne. Stejný postup použijeme pro trimr P3 a LED3. Pro druhou fázi oživování již budeme potøebovat obvod SAA1057. Pøipojíme také vstupní jednotku (pøedem oživenou) a desku mezifrekvenèního zesilovaèe. Promìøíme napájecí napìtí +15 V pro mf zesilovaè a napìtí Up (nesmí být vìtší než +32 V) pro generování ladicího napìtí. Po pøipojení napìtí nastavíme kmitoèet oscilátoru obvodu syntézy SAA1057. Nejprve souèasným stisknutím tlaèítek Shift + MEMORY spustíme režim konfigurace (viz výše „Popis režimu konfigurace”). Poté opakovaným stiskem SEARCH> vybereme 16. konstantu a tlaèítkem MANUAL> ji nastavíme na hodnotu „2”, naèež opustíme režim konfigurace stiskem nìkteré pøedvolby. Na vývodu è. 18 – TEST syntezátoru je nyní referenèní kmitoèet, který mùžeme doladit (za pomoci èítaèe) kapacitním trimrem C17 na 32 kHz. Odchylka 0,1% (32 Hz) od tohoto kmitoètu by zpùsobila chybu v pøesnosti naladìní témìø 0,12 MHz na horním konci pásma. V režimu konfigurace nyní nastavíme konstantu 15 na hodnotu „1”, konstantu 16 na „1” a konstantu 17 na „1”. Po opuštìní režimu konfigurace bude LED10 (Mute) na èelním panelu svitem signalizovat stav „zavìšení”, kdy kmitoèet oscilátoru vstupní jednotky odpovídá kmitoètu na displeji (je vyšší o mezifrekvenèní kmitoèet 10,7 MHz). Po stisknutí tlaèítka SEARCH> by se mìl tuner cyklicky pøelaïovat pøes celé pásmo bez zastavení (samozøejmì pokud

to vstupní jednotka umožòuje). Pokud by se pøelaïování zastavovalo nebo by k „zavìšení” docházelo neochotnì, je potøeba upravit odpor rezistoru R14 na modulu KS (úroveò signálu oscilátorového kmitoètu mùže být u každé vstupní jednotky jiná). Odpor 560 W rezistoru R14 by mìl vyhovovat pro vstupní jednotky z FM-Mini, pro jednotku podle [4] vyhovoval rezistor s odporem 180 W, neznámá vstupní jednotka z autorádia si vyžádala rezistor 1 kW. Po dosažení bezproblémového pøelaïování vrátíme hodnotu konstanty 15 na „0” a tlaèítkem MEMORY uložíme konstanty do pamìti (blikne displej). Dále ruènì naladíme kmitoèet nìkterého známého vysílaèe a otáèením jádra cívky L1 doladíme fázovací èlánek koincidenèního detektoru mezifrekvenèního zesilovaèe tak, aby na vývodu è. 14 A225D bylo co nejvìtší napìtí a zároveò byly zhasnuté LED2 a LED3 na modulu KS. Pro jemné doladìní je výhodné zmìnit v režimu konfigurace velikost ladícího kroku na 0,01 MHz (konstantu 09 na „1”) a poèet míst displeje na 5 (konstanta 03). S ohledem na teplotní stabilitu obvodu koincidenèního detektoru je vhodné nastavit trimry P2 a P3 na modulu KS s mírnou hysterezí pro indikaci rozladìní, tj. vytvoøit v okolí naladìného kmitoètu úzké pásmo necitlivosti, mìlo by staèit asi ±0,03 MHz. Trimr P1 nastavíme tak, aby automatické ladìní zastavovalo pouze na stanicích s pøijatelnou kvalitou pøíjmu. Nastavení trimrù na desce mf zesilovaèe je dostateènì popsáno v [3] vèetnì požadavkù na filtr multiplexního signálu, tvoøený L2, C32, C33 a C34. Cívka filtru L2 je navinuta na feritovém hrníèkovém jádøe o prùmìru 18 mm a její indukènost je 4,15 mH. Pro jádra s rùzným èinitelem indukènosti AL (je udáván v jednotkách nH pøímo na jádøe) lze poèet závitù snadno vypoèítat ze vztahu

1=

/ $/ ,

kde N je poèet závitù a L je indukènost v Henry. Napø. u jádra bez mezery z hmoty H12 s AL=2000, by 1 =    ¢    ¢  =  závitù. Po naladìní signálových èástí tuneru zbývá nastavit uživatelské konstanty v režimu konfigurace, jako jsou volba pásem, dynamika automatického ladìní, parametry ruèního ladìní, umlèování atd. To už je však vìcí individuálního vkusu a pøístupu. Výpis programu v hexadecimálním kódu je v tab. 1. Pøípadným zájemcùm jsem ochoten zdarma naprogramovat mikroprocesor nebo nahrát obsah pamìti na disketu, pøípadnì mohu objasnit možné nejasnosti v popisu èi nastavení, pomoci se zajištìním klíèových souèástek a desek s plošnými spoji. Kontakt možný písemnì proti známce na adrese P. Procházka, Smirnovova 962, 43201 Kadaò. V souèasné dobì mám vytvoøenu také verzi programu pro procesor s pouze 1 kB pamìti EPROM, tedy i pro typ 8748. Tato verze programu neobsahuje „režim konfigurace” a všechny výše popisované konstanty jsou proto pevnì nastaveny na „default” hodnoty. Ostatní funkce tuneru zùstaly zachovány.

Literatura [1] Maršík, V.: Kmitoètová syntéza oscilátorového kmitoètu rozhlasových pøijímaèù. Amatérské radio øada B è. 3/1987, s. 87. [2] Kolomazník, P.: Pamì EEPROM 93C46. Amatérské radio øada B è. 6/1993, s. 208. [3] Gaš, B.; Zuska, J.: Pøijímaè FM-Mini. Amatérské radio øada A è. 9 až 11/ /1986, s. 330. [4] Linka, M.; Michálek, F.: Jakostní vstupní jednotka VKV. Amatérské radio øada A è. 5/1985, s. 174.

Obr. 9 a 10. Fotografie modulu KS a mf zesilovaèe

28

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Tab. 1. Výpis programu v hexadecimálním kódu pro modul kmitoètové syntézy, verze 1.45 (c) 02-1996 (též na www.spinet.cz/aradio) Adr : kód (hexadecimálni) 0000: 04 34 00 00 00 00 00 C5 0010: F0 53 07 C6 16 07 20 53 0020: BE 03 A0 18 F0 C6 29 07 0030: 16 07 25 83 23 08 D7 B8 0040: 25 55 23 9A 39 23 00 3A 0050: 00 00 14 81 14 6E 04 52 0060: 24 97 24 D9 24 ED 44 1B 0070: 71 C7 53 07 E7 03 06 A9 0080: 83 B9 24 08 21 D1 96 A5 0090: F4 14 B8 9A FB 8A 02 14 00A0: FE 14 FA 14 C7 B6 A9 04 00B0: B8 9A F7 8A 07 74 D6 83 00C0: D1 51 19 41 A1 19 83 B9 00D0: B9 28 B8 2B F0 D0 20 C6 00E0: 53 C0 49 AD B8 23 F0 C6 00F0: 44 D3 6A C6 F9 23 58 24

AF 23 83 62 BE 01 B8 20 F8 40 03 10 E6 22 03 60 A0 EE 23 FF 25 16 2F 93 7F B0 00 E8 39 BA 58 D5 23 FF 02 54 A4 00 00 00 24 48 24 F9 44 12 24 83 44 2F 44 57 44 79 C5 14 FA A1 D5 B8 22 B9 21 97 F1 19 21 D1 C6 A5 19 9A B8 9A FD 8A 01 14 B8 9A B3 9A F8 8A 08 B9 2C 14 23 1E 07 96 BA 08 37 21 20 B8 29 F0 D0 20 96 D9 F9 F7 F6 DF 19 04 D9 FD EF FD 43 10 AD B0 00 34 3B 83 B9 27 34 44 D3 6C

0100: C6 1A F1 53 F0 C6 1A 53 0110: 4D AD 23 58 34 3B F1 53 0120: 32 26 09 D3 20 39 F9 12 0130: B8 40 F0 BF 0A 54 F1 B8 0140: 1A 1A D5 83 C5 FA D5 83 0150: 5A B2 64 92 64 F2 6B D2 0160: 54 9D 24 3F 54 9D 95 23 0170: 3B B9 27 F1 53 07 A1 B0 0180: 6C 24 3B F0 96 47 B8 38 0190: 96 B9 3A F1 AE 24 3F F1 01A0: F1 C6 47 A9 B8 2C F0 12 01B0: B8 38 F0 B9 21 A1 83 FE 01C0: CD B8 22 B9 3F F1 A0 24 01D0: AD 94 14 CE B9 39 F1 24 01E0: 07 D3 01 C6 E9 23 60 24 01F0: 54 8D 96 F5 83 23 6A 24

A0 C6 0D 23 40 2D 53 BF 07 A1 F1 53 F8 21 37 A9 2D 09 D3 40 39 F9 52 3A 23 A0 83 C5 AA D5 83 C5 85 FD B2 5D B9 26 F1 52 6B 83 72 71 83 53 DF AD 5E 24 3B 54 9D 23 66 24 00 B8 23 B0 00 94 EE 23 F0 A1 74 83 B9 36 F1 54 96 47 74 D6 96 47 B9 37 B7 B8 3A F0 AE F9 54 96 C6 AD B8 2C F0 52 C9 32 3F 94 96 24 CF 94 C2 74 B3 F0 96 47 B8 2C F0 53 3B 99 EF 24 3F B0 00 85 3B F0 96 47 74 87 74 F5

0200: FD 53 1F A9 B4 6B 74 AD 94 14 B8 22 B9 3F F1 A0 0210: 24 3F F0 96 53 99 EF 23 58 24 3B F0 96 53 74 83 0220: B9 3B F1 C6 27 54 96 B8 22 B9 3D F1 A0 24 3F 54 0230: 8D C6 39 B0 00 23 6A 24 3B B9 26 F1 53 C0 C6 54 0240: F0 96 53 B9 21 F1 96 53 B8 3E F0 A1 B9 3C F1 C6 0250: 53 54 96 83 99 EF 83 F0 96 60 09 D3 02 39 B0 03 0260: FD B2 64 83 99 FD 74 F5 B4 7A FD 53 DF AD 53 1F 0270: A9 B4 98 B4 89 23 58 24 3B 74 44 B8 22 F0 96 8C 0280: 99 FD 54 8D C6 8C B0 03 89 02 B4 1B 83 B9 27 F1 0290: 53 08 21 D1 21 83 94 90 74 AD 94 14 83 89 10 B9 02A0: 3F F1 A0 83 B8 22 B0 03 14 81 B8 22 F0 96 A8 B9 02B0: 26 F1 37 53 0C C6 C8 B9 3F B4 6B 23 55 2B DB 2C 02C0: DB 4C C6 CE B4 59 B4 31 74 36 B4 1B 44 DF B9 20 02D0: B8 33 BF 0A B4 6B FB A0 18 FC A0 18 19 EF D4 B8 02E0: 32 B0 33 B8 33 F0 43 20 AD B8 45 F0 C6 F0 B4 4B 02F0: 83 CF AA 6A EF F3 83 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0300: EB 88 6D EC 8E E6 E7 A8 0310: 00 01 04 1E 0A 0F 1E 05 0320: 00 00 00 1F 01 05 1E 0A 0330: 0A 01 02 01 02 01 B9 33 0340: 19 EF 3C 83 B8 32 B9 27 0350: EE 83 21 D1 21 B2 5D 92 0360: 96 64 B0 32 10 83 F0 D3 0370: 83 F0 A8 03 F0 A3 D0 C6 0380: 07 A0 83 B9 80 64 89 B9 0390: 95 29 43 05 29 32 9B 29 03A0: A5 2F 43 08 2F 32 AB 2F 03B0: 2E A9 FC 13 04 AF 8A 10 03C0: F7 AF E6 C6 8A 80 74 D1 03D0: 83 8A 40 9A BF 83 B8 43 03E0: E2 A7 F7 A0 37 B8 41 20 03F0: 20 83 99 DF 83 FD 53 07

EF EE AF C7 63 CD 04 00 0A 0A 0A 06 02 03 00 00 63 63 14 0A 1E 28 63 14 B8 10 BF 13 F8 A3 A1 18 F1 53 F0 C6 51 74 52 94 66 F2 71 D2 7B F0 D3 45 33 96 6D B0 46 F0 07 A0 7A 10 83 F0 A8 F0 C6 82 00 BF C5 B8 42 F0 37 12 43 04 29 B8 44 F0 37 12 43 18 2F 64 B6 97 FB 03 74 D1 BA 10 F9 F7 A9 FF 9A 7F EA BC 9A EF 74 D1 F0 C6 F4 97 B8 31 F0 26 12 EC 20 83 20 C6 F2 89 A8 18 23 01 77 E8 FC A8

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

0400: FD 53 08 C6 07 27 28 35 0410: 30 99 F7 83 94 54 B9 35 0420: 02 94 36 14 30 99 FD 83 0430: 10 94 44 EA 36 83 F0 53 0440: 18 EA 28 83 B9 08 F7 F6 0450: FE E9 46 83 B8 2E B0 00 0460: 94 85 BA 03 B8 30 F0 70 0470: F0 96 76 23 0F A0 83 AF 0480: 57 A9 EA 7C 83 97 2B F7 0490: A9 B8 34 FD D2 C2 FB D3 04A0: F0 96 B2 BB 84 BC 1C 83 04B0: 96 B7 BB 30 BC 2A 83 FB 04C0: 96 83 FB D3 84 96 D1 FC 04D0: 83 FB D3 30 96 E3 FC D3 04E0: BC 19 83 FB 03 01 AB FC 04F0: F0 03 CE 94 77 B9 2F A1

89 08 94 44 F8 94 44 14 F1 AA BF 03 B8 2E 35 89 F0 53 F0 47 E3 EF 31 43 0F E3 EF 3E 43 10 94 44 4B 89 01 89 04 99 FB 99 18 B0 00 18 B0 00 B9 10 57 A0 C8 EA 66 E9 60 18 27 A9 BA 08 2F F7 2F 79 2B 2C F7 2C E6 8F 1B 83 2E 96 A8 FC D3 22 96 A8 FB D3 64 96 B7 FC D3 19 03 FF AB FC 13 FF AC E9 D3 1C 96 D1 BB 2E BC 22 2A 96 E3 F0 96 CC BB 64 13 00 AC E9 C2 83 B8 32 C9 B1 0F B8 32 F0 A8 F0

0500: 94 77 03 F0 E6 08 03 10 0510: BF 03 B8 2E 94 36 99 FD 0520: 20 B8 33 F0 AB 18 F0 AC 0530: 83 BB 2E BC 22 B4 7A B9 0540: BB 55 BC 55 B9 3F B4 98 0550: 28 74 AD 83 00 67 05 04 0560: F8 A3 94 44 18 E9 60 99 0570: 7F B4 AF B4 B9 B4 D8 9A 0580: B4 AF B9 30 B4 B9 9A 1F 0590: AF B9 00 B4 B9 9A 1F 83 05A0: B4 AF B4 B9 B4 C1 9A 1F 05B0: 40 9A BF 83 8A A0 B4 AF 05C0: 83 BA 08 FC B4 CC BA 08 05D0: D3 8A 80 B4 AF EA CC 83 05E0: 9A 7F BA 08 B4 AF 97 46 05F0: 46 F0 83 00 00 00 00 00

B9 30 A1 35 89 02 BA 05 14 30 83 BF 0A B4 7A B9 B4 98 18 19 EF 23 B4 89 00 B8 20 B4 98 19 E8 3B B4 89 83 74 87 BB A0 BC 88 B8 54 B9 05 35 89 02 FD 04 30 B4 B4 B4 AF 9A 1F 83 B4 B4 9A 7F B4 AF 83 B4 B4 9A 7F B4 AF B4 B4 B4 9A 7F B4 AF 8A 80 8A 20 B4 EE 9A DF 83 8A 83 BA 06 F9 E7 E7 B4 CC FB B4 CC 83 9A 7F F7 E6 B4 DF AC B4 DF AB 83 27 EA A7 F7 EA E4 83 56 EE 00 00 00 00 00 00 00 00

0600: 00 00 00 .... Od adresy 0600H do adresy 07CFH je pamì prázdná (naplnìna konstantou 00) 07C0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 07D0: 46 72 65 71 2E 53 79 6E 74 68 65 73 69 7A 65 07E0: 20 20 76 65 72 73 69 6F 6E 20 31 2E 34 35 20 07F0: 20 20 28 63 29 20 30 32 2D 31 39 39 36 00 00

00 72 20 00

Obr. 11 a 12. Pohled na pøijímaè s kmitoètovou syntézou

29

MIDRAWATT – stereofónny nf zosilòovaè 2x 25 W

220 kW. Odstup - lineárny vstup: 90 dB (regulátory korekcií v strednej polohe). Prebudite¾nos - lineárny vstup: asi 7 V. Korekcie: basy -10/+12 dB pri 100 Hz, výšky -12/+13 dB pri 10 kHz. Vstupná citlivos - vstup pre prenosku: 5 mV. Vstupná impedancia - vstup pre prenosku: 47 kW. Odstup - vstup pre prenosku: 72 dB. Prebudite¾nos - vstup pre prenosku: 80 mV pri 1 kHz, 90 mV pri 10 kHz.

Miroslav Drozda Hlavným vodítkom pri vzniku tohto zapojenia mi boli èlánky uverejnené v ARA od Pavla Dudeka: „Moderní výkonové zesilovaèe øady DPA” a „Pøedzesilovaèe pro pøenosku s pohyblivým magnetem”, ktoré je vhodné si v každom prípade preèíta ako teoreticko - praktický úvod k problematike riešenia nf zosilòovaèov.

30

Základné technické údaje Výstupný výkon: 2x 25 W/8 W. Frekvenèná charakteristika: 20 Hz až 20 kHz/0,5 dB. Vstupná citlivos - lineárny vstup: 500 mV. Vstupná impedancia - lineárny vstup:

Na dvojstrane 32-33 (obr. 1) sa nachádza celková schéma zapojenia nf zosilòovaèa, hlavným krédom pri vlastnom návrhu boli dosiahnute¾né parametre pri zachovaní primeranej jednoduchosti zapojenia. Bola zvolená „modulovᔠkoncepcia a to z dôvodu jednoduchšieho oživovania a prípadne aj modifikácie zapojenia. Obr. 2. Doska s plošnými spojmi pre korekèný zosilòovaè a rozmiestenie súèiastok

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Korekèný zosilòovaè Jeho zapojenie je maximálne jednoduché, preto sa sústredím hlavne na dôvody použitia a výberu jednotlivých súèiastok. Na vstupe sa nachádza „emitorový sledovaè”, slúži ako impedanèný prevodník medzi vstupom a reguláciou hlasitosti. Na tomto mieste som videl u niektorých zapojení použitý operaèný zosilòovaè. Je to síce elegantné riešenie (velká prebudite¾nos vstupu, ale aj tak by ma zaujímalo, ako sa OZ chová pri zavretej sluèke so zosilnením 1 z podrobného teoretického h¾adiska), použil som však bežné zapojenie s tranzistorom. Èo sa týka výberu použitého typu, je na tomto mieste lepšie použi JFET (bol použitý BF245A) ako bipolárny tranzistor a to z h¾adiska šumových vlastností. Pretože bola použitá technika pasívnych korekcií „výšky-basy”, ktorá sa vyznaèuje menšou prebudite¾nosou ako ich aktívna podoba, bolo nutné zaradi regulátor hlasitosti prakticky hneï na vstup zosilòovaèa. Kvôli jednoduchosti bol použitý dvojhriade¾ový potenciometer, takže umožòuje zároveò aj nastavenie vyváženia. Vzh¾adom na to,

že pasívne korekcie sa vyznaèujú základným útlmom (zoslabenie 20x), je vhodné signál najprv primerane zosilni. Na to bol použitý OZ MAB357 a jeho zosilnenie bolo zvolené na 15. Je to kompromisné riešenie kvôli prebudite¾nosti, aby sa OZ v kritických momentoch nedostával do limitácie. U OZ sa naviac nastavuje aj napäová nesymetria vstupov, je to kvôli tomu, že v zapojení bola snaha použi minimum väzobných kondenzátorov a to len na miestach nevyhnutných a vôbec sa vyhnú elektrolytickým kondenzátorom. Ak má OZ vstupnú napäovú nesymetriu 3 mV, tak na výstupe po zosilnení bude jednosmerné napätie 45 mV, èo sa mi zdalo moc. Na doske korekèného zosilòovaèa sa ešte nachádzajú aj stabilizátory napätia.

Predzosilòovaè pre magnetodynamickú prenosku Som vlastníkom gramofonového prístroja, preto som zosilòovaè vybavil aj potrebným predzosilòovaèom s charakteristikou RIAA. Tí, ktorí nevlastnia obdobné zariadenie, môžu k¾udne predzosilòovaè vypusti. Bola použitá koncepcia s

rozdelenými pasívnymi korekciami, prvý zosilòovací stupeò bol riešený klasicky tranzistormi. Na vstupe je diferenèný zosilòovaè, ktorého kolektorový obvod je zapojený ako „prúdové zrkadlo”, èo ešte zväèší zosilnenie pri otvorenej sluèke spätnej väzby. Nasleduje odde¾ovací stupeò s emitorovým sledovaèom a rozkmitový stupeò so zdrojom konštantného prúdu, so zavedenou nelineárnou spätnou väzbou na ošetrenie stavu saturácie. Zosilnenie prvého stupòa bolo zvolené na 23, za ním potom nasleduje prvá sekcia korekcií (3180 a 318 µs), druhý zosilòovací stupeò bol osadený OZ MAB357 s nastaveným zosilnením 39 a za ním druhá sekcia korekcií (75 µs). Zvolený spôsob riešenia zosilòovacích stupòov bol zvolený ako kompromis medzi dosiahnute¾ným odstupom a „nenutnosou” zvl᚝ vybera kritické súèiastky. Niekomu by sa mohlo zda, že na výstupe predzosilòovaèa by mal by zaradený aspoò emitorový sledovaè, aby nebola ovplyvòovaná druhá sekcia korekcií. Nie je to nutné, pretože emitorový sledovaè s dostatoèným vstupným odporom sa nachádza na vstupe korekèného zosilòovaèa. Taktiež nastavenie napäovej nesymetrie prvého zosilòovacieho stupòa nie je až také kritické, na vstupe tohto

Obr. 3. Doska s plošnými spojmi pre predzosilòovaè pre magnetodynamickú prenosku a rozmiestenie súèiastok

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

31

sledovaèa je odde¾ovací kondenzátor. Predzosilòovaè je napájaný zo stabilizovaného napätia z korekèného zosilòovaèa.

Výkonový zosilòovaè Je to najdôležitejšia èas celého nf zosilòovaèa. Bola zvolená nesymetrická koncepcia rozkmitových stupòov zosilòovaèa, èo je, myslím si, pre túto triedu postaèujúce. Inak sa jedná o bežné zapojenie, vstup je riešený ako diferenèný zosilòovaè. V kolektoroch vstupných tranzistorov sa nachádza ako záaž „prúdové zrkadlo”, ktoré zväèšuje zosilnenie pri otvorenej sluèke spätnej väzby (menšie skreslenie). Ïalej nasleduje emitorový sledovaè a rozkmitový stupeò so zdroj-

om konštantného prúdu. V rozkmitovom stupni bola zavedená nelineárna spätná väzba na ošetrenie stavu saturácie. Tepelná kompenzácia k¾udového prúdu bola taktiež riešená bežne, umiestnením snímacieho tranzistoru v blízkosti výkonových tranzistorov. Ako výkonové tranzistory boli použité dvojice v Darlingtonovom zapojení, a nako¾ko sa jedná o dostatoène dimenzované typy pre toto použitie, v zapojení som vynechal obvody ochrany. Na ochranu slúžia len rýchle tavné poistky v prívodoch napájania.

Napájací zdroj Vo svojej konštrukcii som použil transformátor 100 VA s jadrom EI 32 x 32. Sekundárne vinutie bolo vinuté drôtom o

priemere 1 mm tak, aby napätie naprázdno bolo 2x 20 V. Pretože transformátor mal pomerne ve¾ké rozptylové magnetické pole, bol umiestnený do „rámu” z pozinkovaného plechu hrúbky 1,2 mm a cez vonkajší obvod a vinutie bol urobený závit nakrátko z medeného pásku širokého 4,5 cm. K jeho samotnému zapojeniu netreba žiadny komentár.

Postup pri oživovaní a konštrukcia Pokia¾ použijeme kvalitné súèiastky a pracujeme pozorne, tak oživovanie by nemalo robi väèšie problémy. Pri oživovaní sa postupuje odzadu, teda najprv oživujeme napájací zdroj, ten tvorí jeden celok - transformátor, usmeròo-

vaè a filtraèné kondenzátory som umiestnil spolu na konštrukciu z plechu. Je ve¾mi dôležité, ako je napríklad orientovaný sieový transformátor. Treba si pozorne pozrie obr. 5, rozmiestnenie jednotlivých èastí nf zosilòovaèa. U zdroja staèí len skontrolova napätie naprázdno na filtraèných kondenzátoroch, to by nemalo by nikdy viac než ±30 V. Potom môžeme pristúpi k oživeniu prvého výkonového zosilòovaèa. Rozloženie súèiastok na doske s plošnými spojmi je na obr. 4. Výkonové zosilòovaèe sú každý postavený zvl᚝ a spolu s chladièom výkonových tranzistorov tvoria jeden celok. Dosky s plošnými spojmi sú ku chladièu pripevnené pomocou dištanèných ståpikov. Po vizuálnej kontrole pripojíme napájanie, do

kladnej vetvy zapojíme ampérmeter, vstup aj výstup necháme nezapojený, trimrom R81 (R102) nastavíme k¾udový odber asi na 35 až 40 mA. Potom na výstup pripojíme voltmeter a trimrom R69 (R89) nastavíme výstupné napätie, staèí menšie než ±6 mV. To by na oživovanie výkonových zosilòovaèov malo staèi, je však dobré skontrolova napríklad prechodové skreslenie nf generátorom a osciloskopom a pod¾a toho opravi k¾udový odber, poprípade skontrolova maximálny odovzdaný výkon do záaže. Ako ïalší oživujeme korekèný zosil-

òovaè. Doska s plošnými spojmi a rozmiestnenie súèiastok je na obr. 2. Vzh¾adom na to, že potenciometre nie sú montované do dosky (kvôli možnosti použi rôzne typy od rôznych výrobcov), je vhodné pre ne vyrobi na mieru rám z plechu, na ktorom budú upevnené aj spolu s doskou s plošnými spojmi. Pripevnenie o predný subpanel je zabezpeèené samotnými potenciometrami. Po pripojení napájania len skontrolujeme napätie na výstupoch stabilizátorov IO3 (+15 V) a IO4 (-15 V), ktoré je vhodné doplni chladiacimi krídielkami. Trimrami R11 (R20) nastavíme napätia na výstupoch OZ (IO1

Obr. 1. Celková schéma zosilòovaèa

32

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

33

a IO2) na menšie ako ±4 mV. Èo sa týka zapájania prívodov napájania, vedenia signálu a tienenia vodièov, je dobré dodrža topológiu z obr. 1. Nakoniec môžeme za pomoci nf generátoru a milivoltmetra skontrolova priebeh regulácie korekcií, milivoltmeter však pripojíme na výstup výkonového zosilòovaèa. Ako posledný oživujeme predzosilòovaè pre magnetodynamickú prenosku. Doska s plošnými spojmi a rozmiestnenie súèiastok je na obr. 3. Predzosilòovaè je umiestnený v krabièke s odnímate¾ným vrchným aj spodným krytom z pocínovaného plechu hrúbky 0,2 mm. Po pripojení napájania na výstup pripojíme voltmeter a na výstupe nastavíme napätie trimrami R34 (R62), úplne staèí v rozmedzí 0 až 50 mV, pretože po pripojení prenosky ku vstupu sa trochu zmení (zväèší sa) vplyvom zmeny pomerov na vstupe. Potom ešte môžeme skontrolova frekvenènú charakteristiku RIAA, jej priebeh nájdeme v [2]. Nf milivoltmeter tentokrát musíme pripoji za emitorové sledovaèe T1 (T2) v korekènom zosilòovaèi. Vlastnú mechanickú konštrukciu však ponechávam na individuálne možnosti každého, je však dobré pridàža sa náèrtu z obr. 5.

Zoznam súèiastok Rezistory (TR296, TR191, 5% ak nie je uvedené inak) R1, R28 R2, R27 R3, R26 R4, R23 R5, R7, R22, R24, R82, R103 R6, R25, R66, R86 R8, R21, R31, R63 R9, R19, R32, R33 R10, R18, R37, R44, R48, R52 R11, R20 R13, R16 R12, R14, R15, R17, R70 R29, R30 R34, R62

220 kW 15 kW 1 kW 8,2 kW 2,2 kW 100 kW 47 kW 12 kW, 2% 180 kW, 2% 47 kW, TP012, (TP112) 1,2 kW

10 kW 68 W/1 W 10 kW, TP012, (TP112) R35, R58, R71, R92 1,5 kW R36, R57 22 W R38, R39, R54, R56 6,8 kW R40, R55 8,2 kW, 2% R41, R53 220 W

R42, R51 27 kW +1,5 kW, 2% R43, R50 2,7 kW +470 W, 2% R45, R49 4,7 kW, 2% R46, R47 3,3 kW + 100 W, 2% R60, R61 12 kW R64, R65 10 W R67, R68, R87, R88 560 R69, R81, R89, R102 2,2 kW, TP012, (TP112) R72, R93 4,7 W R73, R94 100 kW, 2% R74, R95 3,3 kW, 2% R75, R80, R96, R101 680 W R76, R78, R97, R99 470 W R77, R98 4,7 kW R79, R100 39 W R83, R84, R104, R105 0 , 5 W / 4 W, drôt R85, R106 1 W/1 W R90 10 kW R107 3,3 kW/1W Kondenzátory C1, C24 C2, C22

470 nF, svitkový 4,7 µF, svitkový (KMPT Pr96)

Obr. 4. Doska s plošnými spojmi pre výkonový zosilòovaè a rozmiestenie súèiastok

34

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

C3, C23, C31, C45, C53, C64 22 µF/25 V, elek. C4, C21 2,2 nF, svitkový C5, C12, C13, C20 220 nF, svitkový C6, C19, C52, C63 220 pF, svitkový C7, C8, C17, C18, C35, C36, C39, C40 100 nF, keramický C9, C16 1,5 nF, svitkový C10, C15 15 nF, svitkový C11, C14 22 nF, svitkový C25, C27, C47, C48 47 µF/25 V, elek. C26, C28, C56, C58, C67, C69 100 µF/40 V, elek. C29, C46 100 pF, svitkový C30, C44 47 pF, keramický C32, C43 6,8 pF, keramický C33, C42 100 nF, 2% svitk. C34, C41 10 µF/10 V, elek. C37, C38 22 nF, 2% svitk. C49, C60 1 µF, svitkový C50, C61 10 pF, keramický C51, C62 100 µF/16 V, elek. C54, C65 330 nF, svitkový C55, C57, C59, C66, C68, C70 100 nF, svitkový C71, C72 10 mF/40 V, elek. C73, C74 68 nF, svitkový

T29, T41 T30, T42 IO1, IO2, IO5, IO6 IO3 IO4 Potenciometre P1

KD367A KD366A MAB357 7815 7915

2x 50 kW, (50K/Y+50K/Y TP289D, TP286) 2x 100 kW, (M1/G+M1/G TP289D)

P2

P3

2x 100 kW, (M1/G+M1/G TP289D)

Ostatné Pr1 WK533 37 Pr2 sieový ISOSTAT Tr sie. transf. 220 V/2x 22 V, 100 VA

Použitá literatúra [1] Dudek, P.: Moderní výkonové zesilovaèe DPA. AR A1 až 11/1992. [2] Sýkora, B.; Dudek, P.: Pøedzesilovaèe pro pøenosku s pohyblivým magnetem. AR A2 a 3/1990.

Polovodièové súèiastky D1, D3, D5, D7 LQ1132 D2, D4, D6, D8 KA265 D9 VQA14 D10 až D13 KY710 T1, T2 BF245A T3, T4, T17, T18 KC239F T5 až T8, T13 až T16 KC309C T9 až T12, T19, T20, T31, T32 KC239C T21 až T24, T33 až T36 KC309B T25, T28, T38, T40 KC238B T26, T39 KD139 T27, T37 KD140

Obr. 5. Rozmiestenie modulov v zosilòovaèi

Nastavitelný dìliè kmitoètu Uvedené zapojení mùže být použito pro získání signálu potøebných vlastností. Základem zapojení jsou vratné èítaèe s pøedvolbou, napø. 74193 nebo 74192. Signály na vstupech pøedvolby se nastavuje dìlicí pomìr. Signál s kmitoètem f1 se pøivádí na hradlo H1. Výstupní signál s kmitoètem f2 se odebírá z hradla H2, které je zapojeno jako invertor. Pøedpokládejme, že vstupní signál má støídu 1:1 a kmitoèet f1 . Bude-li na vstupech pro pøedvolby nastaveno N1=N2=0, bude výstupní kmitoèet f2=f1. Nastavíme-li pøedvolby shodnì, tj. N1=N2=N, objeví se na výstupu kmitoèet f2=f1/(N+1) se støídou 1:1, kde N je dekadická hodnota binárního èísla na vstupech pro pøedvolby, tj. 0 až 15 v pøí-

padì 74193. Pokud budou na vstupech pro pøedvolby rùzná èísla N1 a N2, bude se mìnit støída výstupního signálu v pomìru N1/N2. Rozsah dìlièe je dán ty-

pem použitých èítaèù. Zaøízení jsem vyzkoušel až do kmitoètu 10 MHz. Signály pøivedené na vstupy pøedvoleb jsou statické a jejich pøipojení se dá øešit podle zamýšleného použití dìlièe. Libor Gajdošík

Obr. 1. Zapojení dìlièe kmitoètu

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

35

Smìrová anténa pro pásmo 430 až 440 MHz Jindra Macoun, OK1VR Autor popisuje jednoduchou pøestavbu populární televizní pøijímací antény typu TVa 21 až 60 (tzv. „síto” nebo „matrace”) pro radioamatérské pásmo 435 MHz. 4prvková soufázová anténa, urèená pùvodnì pro pøíjem televize ve IV. a V. pásmu, pracuje po úpravì jako dvojice horizontálních, pøíp. vertikálních dipólù pøed odraznou plochou se ziskem 9 dBd a s velmi dobrým pøizpùsobením (ÈSV = 1,2) na impedanci 50 W. S bìžnými nástroji lze popsaným zpùsobem upravit i starší odložené antény a obejít tak konstrukènì-mechanické i materiálové starosti, které amatérskou výrobu antén zpravidla provázejí. Rozmìrová modifikace antény pro pásmo 450 až 465 MHz usnadní v místì slabých signálù vstup do celulární sítì systému NMT spoleènosti EuroTel. Plošné soufázové anténní systémy se v souèasné dobì pøi provozu na amatérských pásmech VKV prakticky neužívají. Pøevládajícími smìrovými anténami jsou zde již dlouhá léta antény typu Yagi. Z celé øady možných typù jsou totiž Yagiho antény pøi srovnatelných rozmìrech nejen výkonnìjší, ale i konstrukènì jednodušší, což je ocenìno zvláštì pøi amatérské realizaci. Popularita a rozšiøování Yagiho antén se datuje od 50. let, kdy byly zveøejòovány poznatky z jejich váleèného vývoje a využití. Ještì v 60. letech s nimi však i na amatérských pásmech VKV úspìšnì soutìžily právì smìrové soufázové systémy pùlvlnných, pøíp. celovlnných dipólù. Nakonec však Yagiho antény pøevládly - pøesto, že jsou úzkopásmovìjší a tím tedy i rozmìrovì kritiètìjší, což sice neomezuje jejich použití na úzkých amatérských pásmech, ale ztìžuje to

jejich realizaci. Navíc pak jsou ,yaginy’ nároènìjší na homogenitu elektromagnetického pole v prostoru, který v pracovních polohách zaujímají. Prakticky to znamená, že za jistých okolností se jejich smìrové vlastnosti zcela neuplatní. Tìmito „neduhy“ se naproti tomu plošné soufázové systémy nevyznaèují. Jsou relativnì širokopásmové, takže jejich rozmìry nejsou kritické. Nevelké plošné systémy s malým podélným rozmìrem se uplatní i v ménì homogenním poli, jak je ostatnì známo z praxe pøíjmu televizního. Uvedené vlastnosti na stranì jedné, i èetné dotazy k možnosti použít televizní antény pro pásmo 470 až 790 MHz v pásmu 435 MHz na stranì druhé byly podnìtem k popisované pøestavbì antény TVa 21-60. Princip èinnosti soustavy soufázovì napájených dipólù je všeobecnì znám. (Podrobné informace najde ètenáø napø. v [1] a [2].) V našem pøípadì jsme pøed plošný reflektor umístili pouze dva celovlnné dipóly. Více se jich totiž pøed pùvodní reflektorovou stìnu antény TVa „nevejde“, má-li být její funkce zachována (obr. 1). Pøi napájení dvojice celovlnných dipólù je tøeba vyøešit transformaci jejich velké impedance na malou impedanci 50W napájeèe. Zachováme-li však pùvodní vzdálenost reflektorové stìny od dipólù, zmenší se velká impedance di-

Obr. 2. Elektrické schéma antény

Obr. 3. Nosník izolátorù - jiná délka, nové otvory

36

Obr. 1. Televizní anténa TVa 21-60 upravená pro pásmo 430 až 440 MHz pólù pøibližnì na polovinu. Na druhé stranì pak použitím symetrizaèní a transformaèní smyèky l/2 na konci napájeèe 50 W zvìtšíme jeho impedanci na 200 W, èímž se impedanènímu pøizpùsobení znaènì pøiblížíme. Zámìr zachovat pùvodní rozteè a tím i impedanci symetrického vedení mezi izolátory dipólù si vyžádal mírnì prodloužit záøièe (takže jsou nyní elektricky delší než 2x l/2) tak, aby jejich pøetransformované reaktanèní složky bylo možné jednoduše vykompenzovat pouze malou paralelní kapacitou až v ochranném krytu na svorkách antény (obr. 2). Impedanèní køivka na obr. 8 ukazuje, že se zámìr zdaøil, když na f = 433 MHz je ÈSV = 1,2 a v pásmu 430 až 435 MHz nepøesahuje 1,4. Znázornìný charakter impedance naznaèuje možnost dalšího zlepšení ÈSV v širším pásmu „sbalením“ impedanèní køivky paralelním úsekem l/4 vedení s malou impedancí na svorkách antény. Pøi použití antény v amatérském pásmu to však není nutné. Smìrové diagramy v rovinì prvkù (rovina E) a v rovinì kolmé na prvky (rovina H) odpovídají rozmìrùm a typu

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Obr. 5. Rozmìry a úprava symetrizaèní smyèky v rozvinutém tvaru, zhotovené z min. souosého kabelu VBPAM 50-1,5

Obr. 4. Nový záøiè a jeho upevnìní k reflektorové stìnì a symetrickému vedení. (Znázornìna je pouze polovina záøièe - celovlnného dipólu) antény, což je zøejmé i z 3dB šíøky diagramù (tzv. úhel záøení, resp. pøíjmu), která èiní 42 ° v rovinì E a 60 ° v rovinì H. Prakticky to napø. znamená, že pro všesmìrové pokrytí obsluhované oblasti by pøi vertikální polarizaci postaèily již 4 antény tohoto typu seskupené kolem jednoho stožáru. Èinitel zpìtného záøení (ÈZZ) je o nìco menší vlivem opaèné polarizace „hustších“ vodièù reflektorové sítì oproti pùvodnímu uspoøádání, kdy byly dipóly s hustšími vodièi reflektoru rovnobìžné. Z provozních hledisek však lze považovat ÈZZ = 18 dB za vyhovující. Zisk upravené antény je 9 dBd. Tolik tedy ve struènosti k vf problematice upravované antény TVa.

Popis konstrukèních úprav 1) Odstraníme pùvodní záøièe odšroubováním samoøezných vrutù v izolátorech. 2) Z nosného hranolu odšroubujeme všechny 4 izolátory a dva z nich upravíme tak, že nožem odøízneme výstu-

pek, kolem kterého byl uložen vodiè pùvodního záøièe. 3) Symetrické napájecí a fázovací vedení zkrátíme tak, aby jeho celková délka èinila 370 mm, resp. 2x 185 mm z napájecího místa na zadní stranì ochranného krytu. Zbývající pøekøížené èásti nebudeme potøebovat. 4) Z U-závìsù odnýtujeme nosník (15x15 mm) izolátorù a upravíme jej podle obr. 3, tzn., že jej zkrátíme a vyvrtáme novou dvojici dìr pro nové upevnìní U-závìsù a další dvojici dìr pro nové upevnìní izolátorù. 5) Pøemístíme oba U-závìsy s pøinýtovanými lùžky stožárových pøíchytek do støedù delších stran reflektorové sítì (viz obr. 1). Zároveò vyštípneme sousední úseky výztužných drátù tak, aby vznikl prostor pro provleèení upevòovacích tømenù s matkami. 6) Do takto pøemístìných U-závìsù upevníme zkrácený nosník s izolátory. Do drážek izolátorù založíme konce zkráceného symetrického vedení. 7) Zhotovíme 4 nové záøièe o délce 325 mm (podle obr. 4) napø. z prohnutého hliníkového pásku 12x 1,5 mm nebo trubky o Æ 6 až 8 mm, které ve vzdálenosti 168 mm od vnìjších koncù podepøeme kovo-

Obr. 7. Pohled do ochranného krytu anténních svorek se symetrizaèní smyèkou a kompenzaèními kapacitami na pùvodní cuprextitové destièce

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Obr. 6. Rozmìry a úprava kompenzaèní kapacity, zhotovené z min. souosého kabelu VBPAM 50-1,5. Ke kompenzaci je tøeba dvou kusù vými „izolátory“ ze stejného materiálu tak, aby jejich výška nad reflektorovou stìnou byla 90 mm. Tento rozmìr je ostatnì dán výškou a upevnìním nosníku vèetnì izolátorù. Záøièe jsou tak galvanicky spojeny s reflektorovou sítí v napìovém uzlu stojaté vlny, což neovlivní vyzaøovací vlastnosti antény v provozním pásmu. Dobrý kontakt vnitøních koncù záøièù s vodièi symetrického vedení zabezpeèíme buï pùvodními samoøeznými vruty nebo lépe šrouby M4x16 mm s matkami. Vzhledem k tomu, že tyto kontakty jsou prakticky v napìových maximech, tzn. v místì velké impedance, je jejich kvalita vyhovující. 8) Pùvodní symetrizaèní smyèku z bílé miniaturní dvoulinky na kuprextitové destièce nahradíme symetrizaèní smyèkou z min. souosého kablíku VBPAM 50-1,5 podle obr. 5 a 7. Z téhož kablíku zhotovíme symetrickou stínìnou paralelní kompenzaèní kapacitu podle obr. 6 a 7. Vnitøní vodièe kompenzaèních úsekù pøipájíme na pájecí oka pod kontaktními šrouby M4 x10 mm. Stínìní obou úsekù jsou spájena navzájem a nemusí být uzemnìna. K dalšímu pájecímu oku pod jedním (libovolným) kontaktním šroubem pøipájíme vnitøní vodiè napájecího kabelu. Jeho stínìní je kabelovou pøíchytkou pøitlaèeno k mìdìné fólii kuprextitové destièky. Z této destièky též odstraníme pùvodní uzemòovací tlumivky. Galvanické spojení záøièù s konstrukcí antény (ochranu proti úèinkùm atmosférické elektøiny) nyní zabezpeèují kovové podpìry záøièù (obr. 4). Napájecí kabel provleèeme dírou v nosníku 15x 15 mm mezi vodièi symetrického vedení a vedeme jej dále podél nebo za reflektorovou stìnou. Popsaná konstrukèní úprava vyhovuje pro vodorovnou - horizontální po-

37

ð

ð

larizaci antény. Pokud chceme pracovat s polarizací vertikální (obr. 1), upevníme reflektorovou stìnu ke stožáru opìt „na výšku“. Pùvodní tømeny však musíme doplnit vhodnými opìrnými deskami, které pøiložíme na vnitøní stranu reflektorové sítì. Po sestavení a instalaci antény potøeme všechny šroubované spoje i kontakty slabou vrstvou Resistinu ML. Ochráníme je tak dlouhodobì proti korozi a usnadníme jejich pøípadnou demontáž. Popsaná anténa samozøejmì nenahradí ziskové Yagiho antény pro DXprovoz, mùže se však uplatnit pøi Provozním aktivech, pøi provozu FM pøes pøevádìèe, ale i v anténní výbavì sítì paketových pøevádìèù. Snadná instalace na stávající anténní stožáry její použití usnadòuje. Z jednotlivých antén pak lze snadno sestavovat víceèlenné anténní systémy s vìtším ziskem, popø. s urèitým charakterem azimutálního vyzaøování. Komu by èinila pøestavba antény TVa potíže, mùže si upravenou anténu objednat u výrobce pùvodní televizní verze na adrese: Prùmyslový podnik mìsta Plznì, Kovovýroba Vochov, 303 70 Plzeò. Objednat lze i antény pro pásmo 450 až 465 MHz (mobilní sí EUROTEL NMT, popø. pro uvolnìné kmitoèty podle generálního povolení ÈTÚ).

Elektrické a mechanické parametry antény Kmitoètové pásmo: 430 až 440 MHz. Šíøka svazku - úhel záøení: Q 3E = 42 °. Šíøka svazku - úhel záøení: Q 3H = 60 °. Èinitel zpìtného záøení: ÈZZ = 18 dB. Zisk proti dipólu l/2: Gd = 9 dB. Impedance antény: Z a = 50 W. Pøizpùsobení - èinitel stojatých vln: ÈSV433 = 1,2. ÈSV420-440 = 1,8. Maximální rozmìry: 850x590x120 mm. Hmotnost: 2 kg. Maximální prùmìr stožáru: Æ 58 mm. Vìtrná zátìž: 70 N (pro 80 kp/m2).

Úvaha na konec Po uzávìrce jsme byli informováni, že PPmP - Kovovýroba Vochov, kde se antény vyrábìjí, byla privatizována. Zatím není známo, zda nový majitel výrobu antén zachová. Nemusíme pøipomínat, že plzeòské TV antény - „síta“ èi „matrace“ jsou velmi populární, a to jak elektrickými vlastnostmi, tak i dlouhou životností. Jdou stále na odbyt, by dnes již v menší míøe díky rozvoji kabelové a satelitní televize. Na tuto skuteènost ovšem musí nový majitel závodu reagovat. Na „Západì“ omezil rozvoj kabelové televize produk-

38

Obr. 8. Impedanèní køivka upravené antény TVa, normalizovaná na impedanci 50 W.. V pásmu 425 až 437 MHz je ÈSV (PSV) = 1,5 (nebo je menší). Anténu lze provozovat též s kabelem o impedanci 75 W, když ÈSV v pásmu 430 až 435 MHz nepøekroèí 1,5 ci klasických TV antén již døíve. Výrobci antén tam však reagovali velmi pružnì a pøizpùsobili výrobní program novým trendùm zpravidla tak, aby využili a znovu zhodnotili letité zkušenosti z pùvodní výroby. Tak napø. známá anténáøská firma KATHREIN rozjela výrobu rozsáhlého sortimentu antén pro základnové stanice celulárních sítí systémù NMT a GSM a zcela bezkonkurenènì s ním vpadla i k nám, kde díky nekoncepèním zmìnám v souvislosti s privatizací vùbec nenarazila na žádnou konkurenci. Kde zùstali naši výrobci, po léta zásobující „speciálního zákazníka“ anténami všeho druhu? Vždy šlo o výrobu technologicky relativnì nenároènou, která byla profesionálnì na velmi dobré úrovni. Spoleènosti EuroTel a RadioMobil dnes vybavují stovky základnových stanic tisíci antén zahranièní výroby za ceny až 10x vìtší, než za jakou by je byli schopni produkovat tuzemští výrobci. Že tím zároveò pøispívají k pasivní obchodní bilanci, není tøeba zdù-

razòovat. Ale nic jiného jim za dnešního stavu nezbývá. Na výše zmínìné antény jsou samozøejmì kladeny velké nároky elektrické, ale zvláštì pak mechanické - odolnost proti vnìjším vlivùm a životnost, které tìžko splní malí producenti TV pøijímacích antén - výrobkù, spadajících do oblasti spotøební elektroniky. Charakter jejich výroby by však splnil menší nároky na stacionární a mobilní antény uživatelù tìchto sítí, popø. místních podnikových a zájmových sítí na kmitoètech uvolnìných generálním povolením Èeského radiokomunikaèního úøadu. Ètenáø nech promine tento malý exkurs, který si autor nemohl odpustit. Závìrem tedy ještì pøipomeòme: Kovovýroba - Vochov vyprodukovala od roku 1969 témìø 1,5 miliónu antén. Populárních „tévéáèek“ (TVa 21-60) bylo 1 150 000, z nich pak bylo 125 000 doplnìno direktorovými øadami.

Literatura [1] Amatérská radiotechnika II. Naše vojsko, Praha 1954, s. 67-75. [2] Šimíèek, B.: Antény pro televizní a rozhlasové vysílání na VKV. NADAS, Praha 1989.

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Stabilizovaný impulsnì øízený zdroj 0 až 20 V/2,5 A Ing. Eduard Stanovský Základem zdroje je propustný mìniè øízený integrovaným obvodem B260D, který pracuje s kmitoètem 100 kHz.

Základní technické údaje Spínací kmitoèet: Vstupní napìtí: Výstupní napìtí: Výstupní proud: Proudové omezení: Úèinnost:

100 kHz. 28 V. 0 až 20 V. 2,5 A. 20 mA až 2,5 A. 65 %.

Popis zapojení Obvod B260D je v klasickém zapojení a je napájen stabilizovaným napìtím 15 V. Kmitoèet generátoru napìtí pilovitého prùbìhu je urèen odporem rezistoru R7 a kapacitou kondenzátoru C4 podle pøilbližného vztahu f »1,2/R7C4 a lze jej nastavit od 50 Hz do 100 kHz. Napìtí na vývodu 6 IO1, které urèuje omezení støídy výstupních impulsù obvodu, je nastaveno externím dìlièem, tvoøeným rezistory R5 a R6. Pro pomalý rozbìh obvodu je pøipojen elektrolytic-

ký kondenzátor C3. Vývod 2 IO1 je stabilizátor napìtí 8,6 ±0,6 V pro napájení vnitøních obvodù. Z tohoto vývodu lze napájet i další obvody, pokud zatìžovací proud nepøekroèí 5 mA. Informace o zmìnì výstupního napìtí v dùsledku zmìny odebíraného proudu je z výstupu stabilizátoru pøivádìna na invertující vstup zesilovaèe odchylky (vývod 3 IO1) pøes rezistor R9. Zesílení zesilovaèe odchylky je urèeno odporem rezistoru R10. Kondezátor C6 blokuje výstup zesilovaèe pro zajištìní kmitoètové stability. Protože integrovaný obvod B260D pracuje s vnitøním referenèním napìtím 3,72 ±0,3 V, lze regulovat výstupní napìtí jen od tohoto napìtí smìrem nahoru. Pro možnost regulace napìtí od 0 V je v zapojení použit zdroj vnìjšího referenèního napìtí, tvoøený tranzistorem T4, diodou D3 a rezistorem R11. Potenciometrem P4 nastavujeme vý-

stupní napìtí, trimrem P3 jeho maximální velikost. K zajištìní saturace tranzistoru T2 pøi sepnutí slouží obvod typu bootstrap, tvoøený D2, R2, R3, C2 a tranzistorem T1. Vede-li T1, nabíjí se kondenzátor C2 na napìtí UC2 = UB - US = 15 V. Napìtí UB je dáno odporovým dìlièem R2, R3 a je pøibližnì UB = Ui R3/(R2 + R3). US je napìtí na vývodu S tranzistoru T2. V aktivním intervalu mìnièe (T2 vede, UDS®0) je napìtím UC2 zajištìno bezpeèné sepnutí T2. Vyhlazení výstupního napìtí zajišuje tlumivka L1 a paralelnì øazené kondenzátory C8 a C9 (z dùvodu zmenšení sériového odporu kondenzátorù). Odpor R12 pøedstavuje minimální zátìž stabilizátoru a tím zajišuje jeho správnou funkci i pøi malých výstupních proudech. Pro zmenšení zvlnìní výstupního napìtí je použita tlumivka L2 a kondenzátor C10 s kapacitou podstatnì menší než má C8 + C9. Dioda D4 je tzv. nulová dioda, která uzavírá tok proudu tlumivkou L1 pøi uzavøeném tranzistoru T2 (viz [3]). Napìtí potøebné k omezení proudu se snímá na rezistoru R15 a pøivádí na operaèní zesilovaè IO3. Velikost proudu øídíme potenciometrem P1. Minimální proud nastavujeme trimrem P2, maximální vzájemným pomìrem odporù R21, R22. Pøi pøekroèení nastaveného proudu se omezí støída impulsù napìtím na vývodu 5 obvodu IO1. Tento stav indikuje svítivá dioda D9. K zajištìní zá-

Obr. 1. Schéma zapojení stabilizovaného zdroje

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

39

porného napájecího napìtí pro IO3 je použit jednoduchý mìniè s IO2. Zapojení je doplnìno o jednoduchou pøepìovou ochranu s tyristorem Ty1. Dioda D5 se otevírá pøi zvìtšení napìtí nad dovolenou mez (napø. pøi poruše tranzistoru T2), na rezistoru R14 vzniká úbytek napìtí, který otevøe T5. Tranzistor T5 pøes R13 (spoj 1-1’ na obr. 1) sepne Ty1 a tím se zkratuje vstupního napìtí zdroje a pøepálí pojistka Po1.

Konstrukce a oživení Celý zdroj vèetnì ovládacích prvkù a chladièe výkonového tranzistoru T2 a rekuperaèní diody D4 je umístìn na jediné desce. Hodnoty souèástek jsou uvedeny pro vstupní napìtí 28 V. Vstupní napìtí musí být minimálnì o 5 V vìtší než je maximální výstupní napìtí zdroje vzhledem k úbytku napìtí na T2 a rezervì, respektující kolísání vstupního napìtí Ui. Pøi jiném napìtí Ui je nutno pøepoèítat jak odpor rezistorù v obvodu bootstrap, tak odpor R1 ve zdroji napìtí +15 V pro napájení všech integrovaných obvodù. Pøi oživování je nejlépe napájet zdroj jiným stabilizovaným zdrojem, vybaveným proudovým omezením. Vstupní napìtí nastavíme na požadovanou velikost (28 V) a zkontrolujeme napájecí napìtí IO a funkci mìnièe záporného napìtí. Integrovaný obvod IO3 vyjmeme z objímky, na výstup pøipojíme voltmetr a ovìøíme funkci regulace napìtí potenciometrem P4. Trimrem P3 nastavíme maximální velikost výstupního napìtí. Odebíraný proud pøi chodu naprázdno by nemìl pøekroèit 100 mA. IO3 osadíme do objímky, na výstup pøipojíme zátìž a potenciometr P1 vytoèíme do levé krajní polohy. Trimr P2 nastavíme tak, aby dioda D9 právì zhasla. Tím je ukonèeno nastavení minimálního proudu - pøibližnì 20 mA. Pro pøesné nastavení je vhodné použít elektronickou zátìž a ampérmetr. Maximální velikost výstupního proudu nastavíme vhodnou kombinací odporu rezistorù R22 a R23. Maximální výstupní proud závisí také na maximální støídì impulsù, nastavené odporovým dìlièem R5, R6. Pro maximální støídu d platí pøibližnì d PD[ –

Obr. 2. Deska s plošnými spoji pro stabilizovaný impulsnì øízený zdroj a rozmístìní souèástek

40

 



5 -  . 5 + 5

Pøi oživování kontrolujeme vstupní proud, který by mìl být vždy menší než výstupní v celém napìovém rozsahu. Nakonec zapojíme diodu D5, jejíž Zenerovo napìtí musí být vìtší než maximální výstupní napìtí, ale menší než je napìtí vstupní. Pak vyzkoušíme pøepìovou ochranu (nastavením trimru P3). Proudové omezení pomocného stabilizovaného zdroje je nastaveno na

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Použití PC k øídicím úèelùm Následující èlánek se snaží na jednom zcela konkrétním pøíkladu ukázat, že nasazení PC k øízení mùže být nejen efektivní a komfortní, ale i nejsnazším a možná i nejlevnìjším øešením. Bylo, nebylo - tedy pøesnìji bylo na jaøe 1995. Stávající kotelna zásobující mimo jiné i malý panelák s osmnácti byty definitivnì dosloužila. Po zvážení nìkolika možností bylo rozhodnuto postavit v objektu kotelnu vlastní, plynovou, na kapalný propan ze zásobníku. Byl vybrán dodavatel, zpracován projekt, postupnì vyøizovány formality a po nìkolika mìsících, koncem léta, zaèala kotelna vypadat jako kotelna. A v tomto okamžiku nᚠpøíbìh zaèíná. Podle projektu kotelna obsahovala ètyøi plynové kotle. Kotle 1 a 2 byly pøipojeny na jednu samostatnou vìtev radiátorù (severozápadní strana domu), kotle 3 a 4 na druhou vìtev (jihovýchodní), kotle 1 a 3 navíc pøes trojcestné ventily zásobovaly primární okruh výmìníku tepla ohøívajícího teplou užitkovou vodu (TUV). Uvedenou sestavu zjednodušenì znázoròuje schéma na obr. 1. Považovali jsme ji (a stále považujeme) za velmi dobøe navrženou, zejména proto, že porucha kteréhokoli

prvku umožòuje jeho nahrazení ostatními a umožòuje i úsporné kaskádní øízení kotlù. V projektu byl samozøejmì uveden i øídicí systém, poloha èidel a elektrických vedení. Rozèarování nastalo v okamžiku, kdy dodavatel uvedený øídicí systém namontoval a pokusnì spustil. Teplota TUV byla udržována bimetalovým spínaèem ve spodní èásti zásobníku TUV, takže na vstupu do domu kolísala až o 30 °C, aniž teplotní spínaè cokoli zaregistroval. Když se zvìtšil odbìr, nastala ve výmìníku dokonalá inverze. Bimetal dole se stále koupal ve vodì 50 °C teplé a nad ním se pod tlakem hnala desetistupòová voda pøes vychlazený výmìník pøímo pøes výstup ze zásobníku do kohoutkù a sprch. Teplotu bylo možno nastavit jen ruènì a v prùbìhu dne i noci byla tzv. konstantní, pøesnìji øeèeno nejteplejší a stabilní pouze pozdì v noci, kdy ji nikdo nepotøeboval. Teplotní spínaè navíc ovládal jen kotel 1. Øídicí systém

minimum. Pak se tento zdroj zkratuje tyristorem Ty1, avšak pojistka se nepøepálí. Popisovaný zdroj je možno samozøejmì provozovat i pøi jiném kmitoètu. Pak je vhodné zmìnit kapacitu kondenzátoru C2 v obvodu bootstrap na 680 nF pøi kmitoètu 20 kHz, popø. 470 nF pøi 50 kHz. K napájení zdroje použijeme síový transformátor s výkonem 80 až 120 W se sekundárním vinutím 20 nebo 2x 20 V. Filtraèní elektrolytický kondenzátor by mìl mít kapacitu 4,7 až 10 mF.

R15 R16 R17 R18 R19 R20 R22 R23 P1, P4 P2 P3

Seznam souèástek Rezistory (TR 191, není-li uvedeno zatížení) R1 220 W /2 W R2 390 W R3, R14 1 kW R4 1,8 kW R5 3,3 kW R6 6,8 kW R7 4,7 kW R8 2,7 kW R9, R11 10 kW R10, R21 68 kW R12 680 W/2 W R13 1,2 kW

0,5 W (odporový drát) 47 kW 22 kW 330 W 1,8 kW, TR 192 18 kW 12 kW 27 kW 10 kW /N, TP 160 220 W, TP 112 2,2 kW, TP 110

Kondenzátory C1 100 nF/100 V, MKT C2 330 nF/63 V, MKT C3 2,2 µF, TE 133 C4 2,2 nF/100 V, MKT C5 47 nF/100 V, MKT C6 47 nF/100 V, MKT C7 10 µF/50 V, radiální C8, C9 1 mF/35 V, radiální C10 10 µF/35 V, radiální C11 2,2 nF keramický C12 10 nF, keramický C13, C14 22 µF, radiální C15, C16 330 nF, keramický Polovodièové souèástky Ty1 KT201/100 D1 KZ260/15 D2 KY196

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

sice umìl inteligentnì øídit kaskádu kotlù, ale jen jednu, takže obì vìtve topení fungovaly spoleènì a zcela podivnì. Jediné teplotní èidlo, pøipevnìné k boèní zdi domu, mìøilo venkovní teplotu ve stínu, zatímco se sluníèko opíralo do oken jedné strany domu a vyhnalo tam teplotu v bytech o více než 10 °C. Mezitím druhá strana domu mrzla a nebylo možno ji vytopit po uplynulé noci. Øídicí systém byl navíc velmi málo naklonìn akceptovat jakoukoli uživatelskou zmìnu nastavení. Naše pocity jistì není nutné komentovat. Poté, co nám dodavatel doporuèil, abychom si dokoupili ještì jeden stejný systém (a to dost drahý), míra únosnosti pøetekla. Další firma, které byla dodávka øídicího systému – tentokrát už na míru upraveného – zadána, ve stanoveném termínu ani jeho dohodnutých prodlouženích nezprovoznila nic. Pøešel konec roku. Abychom nezmrzli, ovládali jsme kotle ruènì. Jedinou automatizací byl programovatelný èasový spínaè na pøívodu proudu ke kotlùm, díky nìmuž nebylo nezbytné docházet do kotelny pozdì v noci. Hledal jsem firmu, která by tuto zakázku pøevzala a byla schopna ji dokonèit podle našich pøedstav. Zkontaktoval jsem pøes dvacet dodavatelù øídicích systémù a zaèínalo být jasné, že si budeme muset pomoci sami. Ve dvou èi tøech pøípadech byly sice firmy (velké, tradièní a známé) schopny vyhovìt, ale pouze aplikací svého systému urèenéD3, D8 D4 D5 D6, D7, D10, D11 D9 T1 T2 T3, T4, T6 T5 IO1 IO2 IO3

KZ260/6,2 KY193 BZX85/27 KA206 èervená LED BF257 BUZ10 BC547 (KC238) BC557 (KC307) B260D (TDA1060) NE555 MAA741CN

Ostatní souèástky Po1 trubièková pojistka 2,5 A L1 tlumivka 300 µH, navinuta na toroidu o Ø 25 mm, 40 z Cu lakovaným drátem o Ø 0,8 mm L2 tlumivka 50 µH, navinuta na toroidu o Ø 16 mm, 10 z Cu lakovaným drátem o Ø 0,8 mm

Literatura [1] Mallat, J.; Krofta, J.: Stabilizované napájecí zdroje pro mikroelektroniku. [2] Firemní literatura SGS-Thomson: Linear and Switching Voltage Regulators.

41

>

Obr. 1. Schéma popisované kotelny ho pro velké budovy (hotely) a technologické celky, protože žádný ze systémù urèených pro rodinné domky neumìl øídít tøi okruhy souèasnì, natož pak tøi kaskády ze ètyø kotlù. Pøedbìžný odhad ceny takového systému a jeho úprav pøekraèoval pìt až desetkrát cenu poèítanou v projektu a naše možnosti. Poté už definitivnì padlo rozhodnutí postavit øídicí systém na míru ze zcela standardního poèítaèe PC. Do ètrnácti dnù pøi práci po veèerech a víkendech zaèalo øízení nesmìle fungovat, za mìsíc poté bylo prakticky hotové a koncem jara už beze spìchu dokonèeny vzhledové a komfortní úpravy. Nejvìtší potíží asi bylo pøekonat psychologickou bariéru v poèáteèním rozhodnutí koupit do kotelny bìžný poèítaè PC a nechat ho nepøetržitì bìžet. Základem se stal poèítaè 386SX/ /16 MHz, s pamìí RAM 1 MB a s monitorem VGA mono, sestavený z levných vysloužilých dílù. U monitoru bylo vyzkoušeno, že se jeho zapínáním a vypínáním neovlivní poèítaè. Monitor je pøi provozu vypnut a zapíná jej pouze obsluha pøi obèasných kontrolách. Ventilátor poèítaèe je regulován podle vnitøní teploty zdroje. Jako nejvìtší slabina se od poèátku jevila nutnost ukládat trvale nìkteré údaje. Vestavìný pevný disk by musel stále bìžet, mìl by velkou spotøebu a èasté výpadky proudu by se asi podepsaly na dobì jeho života. Speciální karta EPROM na bootování a zálohovaná karta RAM na ukládání údajù vycházely velmi draze. Nakonec poèítaè funguje s jedinou 3½ palcovou disketovou mechanikou, ze které se natahuje operaèní systém, program pro øízení, konfiguraèní údaje a každé dvì hodiny se na ni ukládají údaje všech sledovaných teplot a záznamy o provozu a chybách. Po kaž-

42

dém pøístupu na disketu je hlavièka mechaniky odklizena na k tomu urèenou stopu, jejíž poškození nevadí. Pøiznám se, že z tohoto øešení jsem mìl dost obavu, ale po více než roèním provozu nedošlo k ani jedné chybì po výpadku napájení, které nás postihují nìkdy i vícekrát dennì. Zdá se mi neuvìøitelné, že i disketa (médium) je stále pùvodní. Pro urèitou poèáteèní nedùvìru ke spolehlivosti PC byla celá konstrukce koncipována bez úèelových desek do poèítaèe, což by bylo jistì elegantnìjší. Jednoduchá a levná elektronika oddìlující PC od èidel, kotlù a øízených èerpadel je soustøedìna v malé krabici na zdi propojené tøímetrovým plochým kabelem na paralelní port PC. Poèítaè je v pøípadì nutnosti možno kdykoli odpojit a bìhem nìkolika minut nahradit jakýmkoli jiným, napøíklad laptopem. Dvì venkovní teplotní èidla (0 a 1) jsou na stejných stranách domu, které odpovídají jednotlivým topným okruhùm a proti obvyklým zásadám jsou vystavena sluneènímu svitu stejnì, jako okna domu. Další èidla sledují v obou topných okruzích teplotu topné vody vstupující do domu a vracející se z nìj (2, 3 a 4, 5). Èidlo (6) sleduje okamžitou teplotu TUV opouštìjící kotelnu a poslední èidlo (7) mìøí teplotu na vstupu vý-

mìníku tepla TUV. Toto èidlo v dobì bez odbìru díky nucenému obìhu vody mìøí témìø totéž, jako èidlo (6), ale v pøípadì odbìru TUV má prakticky ihned z poklesu teploty informaci o odbìru a jeho velikosti, takže øídicí systém mùže reagovat velmi rychle a ne až po mnoha minutách. Použitá èidla byla nakoupena jako náhradní díly k regulátoru RVT06 firmy Komexterm. Patøí sice do levnìjší kategorie a jednotlivé kusy nemají zcela stejné parametry, ale to, vzhledem k možnosti je programem jednotlivì kalibrovat, nevadí. Každé èidlo je asi pùlmetrovým kabelem spojeno s pøevodníkem odpor/ støída impulsù (obr. 2). Pøevodníky jsou v malých krabièkách pøipevnìny na zdi v prostøedí témìø stabilní teploty a k elektronice pøipojeny tøídrátovým vedením. Napájení pøevodníkù je 12 V, výstupní impulsy mají stejnou amplitudu. Pøestože vedení od nejvzdálenìjšího èidla je skoro 15 m dlouhé a mnohokrát køižuje silové rozvody 220 V, rušení signál témìø neovlivní. Všech osm signálù se schází na desce multiplexeru (obr. 3). Impulsy jsou nejprve ošetøeny, pøevedeny na úroveò TTL, upraveny invertory 74LS14, které mají na vstupu komparátor s hysterezí Vždy jeden z tìchto signálù, vybraný tøíbitovou adresou je multiplexerem pøedán do PC. Programové zpracování pak kontroluje funkènost èidla a pøevodníku (pøípustný interval impulsù), vylouèí impulsy ovlivnìné rušením a zbylé pro zpøesnìní výsledku statisticky zpracuje. Deska elektroniky výstupù je rovnìž velmi jednoduchá (obr. 4). Pro všech devìt spínaných zaøízení je signál TTL opìt upraven obvody LS14 a po zesílení tranzistorem spíná relé. Nejvìtší díl práce je ukryt v øídicím programu. Ten v podstatì obsluhuje tøi rùzné dvojkotlové kaskády sestavené ze ètyø kotlù. Pro každou z kaskád je možné nastavit èasové øízení až ve dvaceti zlomových bodech a to oddìlenì pro všední dny a víkend. Tvar topné køivky je zadán pøímo programem, ale její sklon a posun lze kdykoli nastavit uživatelsky. Pøi zjištìní libovolné poruchy je zaznamenán èas jejího prvního výskytu do tabulky chyb a stav zvukovì signalizován. Pøi výpadku èi-

Obr. 2. Zapojení èidla a pøevodníku teplota/støída impulsù

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

dla, ventilu nebo kotle pøevezmou èinnost porouchaného bloku ostatní èásti tak, aby se to na práci kotelny neprojevilo. Pokud je vše v poøádku, jsou kotle díky sledování provozní doby a spotøeby plynu zatìžovány rovnomìrnì. Vlastní vyhodnocení potøeby zapnout jeden èi dva kotle kaskády probíhá ne podle okamžitého porovnání skuteèné a požadované teploty topného média, ale podle sledování bilance pøedané energie. Program automaticky urèuje podle teplot zaèátek a konec topné sezóny a dokonce zajišuje automatický pøechod mezi letním a zimním èasem a naopak. Pokud není èinnost obìhových èerpadel potøebná, jsou kvùli úspoøe proudu vypínána. Mimo topnou sezónu jsou ventily i èerpadla zase naopak pravidelnì „procvièovány”, aby nezatuhly. Všechny namìøené údaje jsou archivovány a jejich prùbìh za posledních 50 hodin je možné pøehlednì graficky zobrazit. Na první pohled jsou grafy všemi, kdo si systém prohlíželi, hodnoceny velmi pøíznivì, na druhý pohled jsou zaøazeny mezi efektní, ale vcelku neužiteènou „bižuterii”. Moje zkušenost je jiná. Když podivnì kolísala teplota druhého topného okruhu v jarním období, kdy nebyl požadovaný výkon pøíliš velký, staèilo porovnat graf natápìní primárního okruhu TUV s anomálií a diagnóza byla jasná – nedovírající tøícestný ventil. Pøi troše pøemýšlení umožní sledování a porovnání grafù odhalit nìkteré nenápadné závady a pøesnì prozradí údaje o rychosti nábì-

hu teplot, dobì a velikosti špièek odbìru a tím umožní poznat zákonitosti platné v konkrétním objektu a zvyky jeho obyvatel. To zase poslouží k lepšímu a hlavnì úspornìjšímu nastavení regulace. Právì možnost v prùbìhu nìkolika týdnù vyladit nastavení všech regulací pøinesla podstatné úspory paliva a tím i penìz nájemníkù. Nelze asi pøesnì vyèíslit, kolik to dìlá, ale témìø identické domy v okolí s podobnými kotelnami mají prokazatelnì vìtší spotøebu plynu i pøi zavedení razantního úsporného režimu omezením vytápìní. Øídicí systém s poèítaèem PC má samozøejmì i své nevýhody. Je rozmìrnìjší (pokud to nìkomu v kotelnì vadí), dost tìžko by se dal povìsit na zeï, jak se to obvykle dìlá a má i vìtší spotøebu proudu. Poslední nevýhoda je však v porovnání s ostatními úsporami naprosto zanedbatelná. Poøizovací cena (vèetnì spoèítané práce na programu, montáže a vyladìní) vyšla témìø shodnì s pùvodní cenou øídicího systému poèítanou v projektu pøi nesrovnatelném komfortu a kvalitì. Nechci tvrdit, že dosažené øešení je ideální. Také jsme se pro nìj nerozhodli hned a dobrovolnì, ale až pod tlakem vyhrocené situace. Jak se postupem èasu a porovnáním s ostatními ukázalo, bylo to nakonec øešení nejrychlejší, nejefektivnìjší a pøitom nejlevnìjší. Pokud byste mìli zájem se pøesvìdèit, jak ve skuteènosti popsaný systém vypadá, redakce zprostøedkuje kontakt s autorem. MIC

Obr. 3. Zapojení desky multiplexeru. Pro pøehlednost je vstupní obvod zakreslen pouze pro jeden kanál.

Obr. 4. Deska elektroniky výstupù

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Využití paralelního portu poèítaèe PC V pøedcházejícím èlánku je k øízení kotelny použit poèítaè PC, pøièemž veškeré propojení s øízeným procesem je pøes paralelní („Printer”) port. Tento port je standardnì urèen pro pøipojení tiskárny, avšak nic nebrání jeho využití i pro jiné úèely. Bìžnì se k tomuto portu pøipojují harwarové klíèe k dražším programùm nebo programátory pamìtí EPROM. Sám jsem pøed nìkolika lety postavil simulátor pamìti EPROM, který je ovládán pøes paralelní port. Logické signály na vstupech a výstupech portu jsou pøitom snadno dostupné instrukcemi IN a OUT, které jsou (nebo jejich ekvivalenty) souèástí vìtšiny programovacích jazykù. Úplným využitím portu lze získat 12 výstupních a 5 vstupních signálù. Rozdìlení signálù na konektoru je v tabulce.

vývod signál

registr è. bitu pozn.

1 Strobe 2 Data 0 3 Data 1 4 Data 2 5 Data 3 6 Data 4 7 Data 5 8 Data 6 9 Data 7 10 Acknowledge 11 Busy 12 Paper out 13 Select 14 Autofeed 15 Error 16 Init. Printer 17 Select Printer 18 až 25 zem (0 V)

OUT DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA IN IN IN IN OUT IN OUT OUT

0 0 1 2 3 4 5 6 7 6 7 5 4 1 3 2 3

neg.

neg. neg. neg.

Pro LPT1 je adresa registru DATA 378H, registr IN má adresu 379H a registr OUT adresu 37AH. Logické signály na vývodech 1, 11,14 a 17 jsou proti datùm v registrech invertovány, s èímž je nutno poèítat pøi psaní ovládacího programu nebo konstrukci pøipojeného zaøízení. Signály na vývodech 2 až 9 jsou v úrovních TTL (0/3,5 V bez zátìže) a mají zkratový proud až 80 mA. Trvalý zkrat zpravidla poškodí výstupní obvody portu. Výstupy registru OUT jsou v úrovni CMOS (0/5 V). Vstupy registru IN je vhodné ošetøit rezistory pøipojenými mezi vstup a +5 V nebo vstup a zem. Novìjší základní desky mají tzv. obousmìrný port, jehož funkce je ponìkud složitìjší. V SETUP poèítaèe lze však vždy nastavit „standardní” mód portu. Jaroslav Belza

43

JEDNOÈIPOVÉ MIKROPOÈÍTAÈE AT90S.. Ing. Jiøí Pytlík Po úspìšné øadì mikrokontrolérù AT89C uvádí nyní firma ATMEL na trh pøíbuznou øadu jednoèipových mikropoèítaèù, používající však vnitøní architekturu typu RISC. Vlastnosti nové øady lze charakterizovat takto: - Vnìjší hardwarová zamìnitelnost s typy øady AT89C, - jádro s architekturou používající soubor 112 instrukcí typu RISC, - èasování obvodu odvozené pøímo z kmitoètu oscilátoru, tedy výkon 1MIPS/MHz, - až 8 KB interní pamìti programu typu EEPROM s možností sériového programování v aplikaci, - až 256 B EEPROM pamìti dat, - 32 univerzálních registrù, - až 32 programovatelných linek I/O, - programovatelný sériový UART, - sériový interface pro komunikaci s periferními zaøízeními, - minimální napájecí napìtí 2,7 V, - plnì statický provoz, - 8bitový èítaè s pøeddìlièkou a porovnáváním, - 16bitový èítaè s pøeddìlièkou a porovnáváním, - až dva 10bitové kanály PWM, - programovatelný watchdog, - analogový komparátor, - dva úsporné režimy provozu, - možnost nìkolikastupòového uzamèení pamìti programu. V souèasnosti nabízené typy jsou: AT90S1300: - 1KByte pamìti programu a 128Byte pamìti dat typu EEPROM, - 83 RISC instrukcí, - 15 programovatelných linek I/O, - jeden 8bitový èítaè/èasovaè s pøeddìlièkou a porovnávacím módem, - programovatelný watchdog, - analogový komparátor na èipu, - pouzdro DIP/SOIC 20. AT90S2312 je podobný pøedchozímu typu, má však 2KByte vnitøní pamìti programu EEPROM. Navíc obsahuje: - 64B vnitøní RAM, - celkem 112 instrukcí RISC, - 16bitový èítaè/èasovaè s porovnáva cím módem, - plnì obousmìrný UART, - jeden kanál PWM s rozlišením 10 bitù. AT90S8414 je již vybaven všemi prvky zmínìnými v prvním odstavci a je nabízen v pouzdrech DIP40 a PLCC44. Aèkoli je pokud jde o vývody kompatibilní s øadou 8051, neumož-

44

Obr. 2. Pamìový prostor dat

Obr. 1. Vývody procesorù øady AT90S, nahoøe 1300 a 2312, dole 8414. V hranatých závorkách jsou funkce platné pouze pro typ 2312 òuje pøipojit vnìjší pamì programu (pouze vnìjší pamì dat). Architektura jádra Mikroøadièe øady AT90S jsou 8bitové mikropoèítaèe s Harvardskou architekturou s oddìlenou pamìtí programu a dat. Jsou vybaveny procesorovou jednotkou s redukovaným instrukèním souborem (RISC), kde kód instrukce obsahuje zároveò i její parametry jako pøímé operandy. Instrukce má tedy formát slova delšího než 8 bitù, zde jednotnì 16 bitù. Pamì programu je pak adresována po 16bitových slovech, pamì dat po 8bitových slovech. Pamì programu Protože architektura jádra typu RISC používá instrukce o délce slova 16 bitù, lze používat pamì programu max. v rozsahu adres 0000h až 0FFFh (8KB) u typu 8414, popø. až 03FFh (2KB) u typu 2312 a 01FFh u typu 1300. Pøi programování obvodu je

však k pamìti pøistupováno po bytech v dvojnásobném rozsahu adres. Pamì dat typu SRAM Vnitøní pamì dat (obr. 2) je pøístupná po bytech na adresách 00h až 11Fh (8414), popø. 00h až 5Fh (2312) nebo 00h až 1Fh (1300). Prvních 32 adres je soubor univerzálních registrù R0 až R31, s nímž pracuje aritmeticko-logická jednotka pøímo. U typù 8414 a 2312 lze posledních 6 registrù používat i jako tøí 16bitové registry X, Y, Z pro nepøímé adresování. K procesoru 8414 lze pøipojit vnìjší pamì dat pøes brány A a C. Pøi nastaveném bitu SRE v registru I/O MCUCR fungují bity 6 a 7 brány D jako výstupy signálù zápisu a ètení z vnìjší pamìti. Na bránu A vystupuje multiplexovanì nižší byte adresy a data, zatímco na bránì C je pøítomen vyšší byte adresy. Protože vlastní zápis (nebo ètení) je pøímo odvozen od hodinového taktu, lze zápisový èi ètecí impuls prodloužit vložením jedné periody oscilátoru (viz obr. 3) - to lze za-

Obr. 3. Èasový diagram pøístupu do vnìjší SRAM: a) bez èekacího cyklu, b) s vloženým èekacím cyklem Obr. 4 Registr MCUCR

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Obr. 10. Propojení mezi procesory rozhraním SPI

Obr. 11. Prùbìhy pøenosových signálù SPI v závislosti na nastavení CPHA

Tab. 6. Závislost SCK na kmitoètu oscilátoru 635

635

3RP U

NPLWRþW

RVFLOiWRUX

D

























6&.

stavení zaøízení jako podøízený je nutno pøipojit vstup PB4(/SS) na nulu. Mód lze také zvolit programovì nastavením bitu MSTR v registru SPCR. Dva posuvné registry v obou spojených zaøízeních lze považovat za jeden distribuovaný 16bitový registr, propojený do smyèky. Když jsou data posouvána jedním smìrem, plynou data i ze smìru opaèného, to znamená, že bìhem jednoho pøesunu dat se data mezi nadøízeným a podøízeným procesorem vymìní. Data urèená k vyslání mohou být do registru dat zapsána až po ukonèení vyslání dat pøedchozích. Data pøijatá jako první musí být pøeètena pøed úplným pøijetím dat následujících, nemají-li být ztracena. Je-li povoleno použití SPI, jsou bity 5 až 7 v registru DDRB bez významu. Bit 4 v log. nule umožòuje pøipojením vstupu PB4 na nulu vynulovat bit MSTR. Je-li bit 4 nastaven na log.1, mùže být vývod PB4 použit jako obecný výstup. Bit CPOL definuje pracovní polaritu a bit CPHA pracovní fázi signálu

Obr. 12. Øídicí a stavový registr rozhraní SPI SCK (obr. 11). Bit DORD urèuje poøadí bitù v pøenášeném slovì. Je-li DORD=1, je jako první pøenášen bit s nejmenší váhou (LSB), pøi DORD=0 bit s nejvìtší váhou (MSB). Bity SPR0 a SPR1 definují kmitoèet taktovacího signálu jako podíl kmitoètu oscilátoru procesoru (viz tab. 6). Bit SPE povoluje funkci celého SPI. Stavový registr rozhraní, SPSR, obsahuje pouze dva používané bity, a to SPI, což jest návìští pøerušení a WCOL, což jest návìští indikující pokus o zápis do registru dat SPDR pøi dosud probíhajícím pøenosu. Oba bity jsou nulovány ètením stavového registru a následujícím pøístupem do datového registru. UART Sériové univerzální rozhraní funkcí odpovídá UART øady procesorù 8051. Je však vybaveno detekcí chyb, vstupní filtrací a tøemi zdroji pøerušení. Data vystupují na vývodu TXD a pøijímána jsou vývodem RXD ve formátu 8 nebo 9bitovém. Vysílací èást rozhraní se aktivuje nastavením bitu TXEN v øídicím registru UCR (obr. 13) do log. 1. Je-li bit

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

„shozen” do log. 0 pøed ukonèením vyslání znaku, je vysílaè odpojen až po dokonèení vysílání znaku zapsaného v datovém registru UDR. Pøijímací èást je zapnuta, je-li nastaven do 1 bit RXEN. Vysílání je odstartováno zápisem dat do registru UDR. Po vyslání znaku je nastaven bit UDRE ve stavovém registru USR, který signalizuje pøipravenost pøijmout další znak k vyslání. Jeli nastaven bit UDRIE, je vyvoláno pøerušení. Nebyla-li nalezena v UDR žádná další data k vyslání, je nastaven do 1 i bit TXC v USR, který signalizuje ukonèení pøenosu. Pøi nahozeném bitu TXCIE v registru UCR je vyvoláno pøerušení. Pøíjem je aktivován pøíchodem platného start bitu na vývod RXD. Vývod je vzorkován 16násobkem kmitoètu pøenosové rychlosti. Je-li linka v klidu, jediný vzorek log. 0 je interpretován jako sestupná hrana start bitu. Budou-li alespoò dva z 8 až 10 vzorkù rovnìž v log. 0, je start bit uznán platným a pøíjem pokraèuje dále se stejným zpùsobem ovìøení platnosti každého bitu. Pøi chybì stop bitu je nastaveno návìští FE v USR. Znak je však pøesto zapsán do UDR a nastaven bit RXC v USR, signalizující ukonèení pøíjmu znaku. Jestliže dosud nebyl z UDR pøeèten pøedchozí pøijatý znak, je nastaveno návìští OR v USR. Pøi nastaveném bitu RXCIE vyvolá ukonèení pøíjmu (bit RXC) pøerušení. Bit CHR9 v øídicím registru UCR v log. 1 nastavuje 9bitový formát dat. Devátý bit je pro vysílání zapisován do bitu TXB8 a pøi pøíjmu se objevuje v bitu RXB8. Zápisem do registru UBRR se volí pøenosová rychlost rozhraní. Platí pro ni vztah: BR = fCK / 16(UBRR+1); kde BR je rychlost v baudech a fCK je kmitoèet oscilátoru.

Obr. 13. Øídicí a stavový registr UART Analogový komparátor Komparátor je pøipojen stejnì jako u øady AT89C na alternativní vstupy PB2 (+IN) a PB3 (-IN), avšak výstup je pøiveden do zvláštního øídicího a stavového registru ACSR (bit ACO, obr. 14) a mùže být i zdrojem pøerušení pøi povolení bitem ACIE v ACSR a bitem I v SREG. Bit ACIC navíc umožòuje, aby byl výstup komparátoru pøipojen na vstup èítaèe/èasovaèe1 namísto vstupu ICP, pro zachycení obsahu èítaèe do registru ICR1. Bity ACIS1 a

47

Tab. 7. Pøerušovací událost komparátoru $&,6

$&,6

S tþLQD





]P QD

S HUXãHQt

YêVWXSX

NR PS DU iW RU X 



QHSRXåLWR





VHVW KUDQD QD YêVW NR PS DU iW RU X





QiE KUDQD QD YêVW NR PS DU iW RU X

ACIS0 volí druh události, pøi které má dojít k pøerušení podle tab. 7. Blokové schéma pøipojení komparátoru je na obr. 15.

Obr. 14. Øídicí a stavový registr analogového komparátoru

Jednotlivé bity bran mohou mít pøiøazeny alternativní funkce nastavením konfiguraèních bitù v registrech pøíslušných periferií popø. v kombinaci s nastavením bitù ve smìrovém registru brány. Bity bran B a D mají alternativní funkce pøiøazeny podle typu pouzdra procesoru (viz obr. 1), nastavení nutné pro výkon tìchto funkcí je však u všech typù shodné. Brána A mùže alternativnì sloužit k pøipojení vnìjší SRAM. Pak na ní støídavì vystupují nižší bity adresy a data. Tato funkce je volena nastavením bitu SRE v MCUCR a ruší platnost nastavení smìrového registru brány. Alternativní funkce bitù brány B jsou: Bit PB7 - SCK - u nadøízeného procesoru výstup, u podøízeného vstup hodin rozhraní SPI.

Obr. 15. Blokové schéma pøipojení komparátoru

Brány I/O

Procesory øady AT90S mohou být vybaveny až ètyømi 8bitovými obousmìrnými branami A až D. Brány jsou mapovány každá na tøi adresy - vstupní vývody, výstupní registr a smìrový registr. Na adrese vstupních vývodù jsou pøístupné skuteèné úrovnì na vývodech integrovaného obvodu, na adresu výstupního registru lze zapisovat výstupní data a data zapsaná do smìrového registru definují funkci pøíslušného vývodu. Vliv dat zapsaných do registru dat a smìrového registru na chování vývodu shrnuje tab. 8. Všechny vývody v režimu výstupu mohou v log. 0 pøijímat proud až 20 mA.

Bit PB6 - MISO - u nadøízeného procesoru vstup dat, u podøízeného výstup SPI. Bit PB5 - MOSI - výstup SPI nadøízeného, vstup podøízeného. Bit PB4 - /SS - výbìr zaøízení jako nadøízeného. U typù 1300 a 2312 bit nemá alternativní funkci. U øadièù 1300 a 2312 slouží bity PB5 až PB7 pouze pro sériové programování obvodu. Bit PB3 - u typu 8414 AIN1(invertující vstup komparátoru) za pøedpokladu DDB3=0 a PB3=0, u 2312 OC1 (výstup komparátoru èítaèe 1), když DDB3=1, u typu 1300 vývod nemá alternativní funkci.

Tab. 8. Nastavení bitu brány I/O % LW

%L W

YêYRG

GDW RYp KR

QD VWD YH

U HJ LV W UX

UH J LV WU X

MD NR

E U i Q\

E Ui Q \

VP

U R Y pK

48

VWDY

YêYRGX





YV WX S

YHONi





YV WX S

S LSRMHQ

LPSHGDQFH

]DW åRYDFt

RWHY HQê

]GURMHP

SURXGX





YêVWX S

YêVWXS Y ORJ  RWHY HQê NROHNWRU





YêVWX S

YêVWXS Y ORJ  RWHY HQê NROHNWRU

RGSRU

NROHNWRU YVWXS

Y

ORJ

P åH



EêW

Bit PB2 - u typu 8414 AIN0 (neinvertující vstup komparátoru), když DDB2=0 a PB2=0, u 2312 a 1300 OC0 (výstup komparátoru èítaèe 0), když DDB2=1. Bit PB1 - u typu 8414 T1 (vnìjší vstup èítaèe 1), když DDB1=0, u 2312 a 1300 AIN1. Bit PB0 - u typu 8414 T0 (vnìjší vstup èítaèe 0), když DDB0=0, u 2312 a 1300 AIN0. Brána C mùže alternativnì sloužit k pøipojení vnìjší SRAM. V tomto režimu je pak zdrojem vyšších bitù adresy. Tato funkce je volena nastavením bitu SRE v MCUCR a ruší platnost nastavení smìrového registru brány. Alternativní funkce bitù brány D jsou: Bit PD7 - /RD - strobovací výstup ètení z vnìjší pamìti dat. U øadièù 2312 a 1300 pin není vyveden. Bit PD6 - /WR - strobovací výstup zápisu dat do vnìjší pamìti dat. U typu 2312 jej lze použít jako vstup ICP pro zachycení obsahu èítaèe 1 (DDD6=0). Typ 1300 nemá vývod obsazen alternativní funkcí. Bit PD5 - OC1 - výstup komparátoru èítaèe 1. U 2312 vnìjší vstup èítaèe T1. Bit PD4 - OC0 - výstup komparátoru èítaèe 0. U typù 1300 a 2312 vnìjší vstup èítaèe T0.. Bit PD3 - INT1 - vstup vnìjšího pøerušení 1, u typu 1300 nemá vývod alternativní funkci. Bit PD2 - INT0 - u všech typù vstup vnìjšího pøerušení 0. Bit PD1 - TXD u typù 8414 a 2312, u 1300 nemá vývod alternativní funkci. Bit PD0 - RXD u typù 8414 a 2312, u 1300 nemá vývod alternativní funkci. Pøerušovací systém Øadièe AT90S mohou mít až 13 zdrojù pøerušení. Adresy jejich vektorù jsou uspoøádány za sebou od poèátku pamìového prostoru (na nejnižší adrese je RESET systému) a jejich poøadí odpovídá i priorita, s níž jsou vykonávána. Pøehled pøerušení a jejich vektorù je v tab. 9. Každé pøerušení je povoleno, je-li souèin bitu I ve stavovém registru SREG (obr. 17) a bitu povolení pøerušení v øídicím registru pøíslušné periferie, která má být jeho zdrojem, roven log. 1. Pro nezávislé pøerušovací vstupy INT0 a INT1 jsou povolovací bity INT0 a INT1 umístìny v registru GIMSK (obr. 18). Pøíslušný vývod musí být ovšem nastaven jako vstupní (vynulováním svého bitu ve smìrovém registru brány, ve které se nachází). Druh události na vstupech, pøi kterém dojde k pøerušení, je kódován bity ISC00, ISC01, popø. ISC10, ISC11 v registru MCUCR podle tab. 10.

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Tab. 11. Instrukce sériového programování ,QVWUX NFH SURJUDPRYiQt

SRYROHQR

%\WH 

%\WH 

%\WH 

 

  

[[[[[[[[

2S H U D FH

3 R]Qi PND

SR XYHGHQt 567 GR ORJ  XPRåQt

VpULRYp

SURJUDPRYiQt Y\PD]iQt

REYRGX

 

[[[[ [

[[[[ [[[[

Y\PDåH SDP WL

þWHQt

]

SDP WL

SURJUDPX

DDDD

D

EEEE

EEEE

RRRR

RRRR

REVDK

]iSLV

GR

SDP WL

DDDD

D

EEEE

EEEE

LLLL LLLL





EEEE

EEEE

]iSLV GR SDP WL GDW





EEEE

EEEE

X]DPþHQt





$%[ [

RRRR

RRRR

LLLL LLLL

D

 Y\ããt ELW\ DGUHV\

E

 QLåãt ELW\ DGUHV\

þWH GDWD R ] DGUHV\ E SDP WL

[

 ~URYH  QHQt

GD W

X U þ H QD

]DStãH GDWD L QD DGUHVX DE

[[[[ [[[[

Vìtšina instrukcí je jednoslovních se šíøkou slova 16 bitù. Slovo obsahu-

GDW

QDVWDYt X]DP\NDFt ELW\ $ QHO]H

Instrukèní soubor

SURJUDPX

]DStãH GDWD L QD DGUHVX E SDP WL

SDP WL

DGUHV

GDW

SURJUDPX

SDP WL

þWHQt ] SDP WL GDW

L

þWH GDWD R ] DGUHV\ DE SDP WL

SUR JUDP X

YãHFK

SURJUDPX

SURJUDPRYDW  D

je kód instrukce a všechny potøebné operandy. Vìtšina instrukcí potøebuje ke svému vykonání jeden nebo dva

%

nelze èíst

X]DPþHQt

VH

UHDOL]XMH

QXORYiQtP

bitu

takty, pouze instrukce nepodmínìného skoku a volání (resp. návraty z podprogramù) 3 až 4 takty oscilátoru.

Tab. 12. Soubor instrukcí øadièù AT90S. T je poèet taktù potøebných k vykonání instrukce

50

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Z tabulky je patrné, že nìkteré instrukce jsou vlastnì pouze konkrétní pøípady instrukcí s obecnými parametry (napø. BSET a BCLR). V pøípadì instrukce CBR je použit kód instrukce ANDI a negace parametru K je zajištìna pøekladaèem. Instrukce JMP a CALL zabírají dvì slova 16 bitù. Fakticky tedy soubor obsahuje 76 základních instrukcí. Instrukèní soubor typu 1300 je chudší o všechny instrukce, používající registry X,Y,Z a o ètení z pamìti programu.

Závìr

V tabulce instrukcí (tab. 12) jsou použity tyto zkratky: SREG - stavový registr, C - bit pøenosu (carry), Z - návìští nulového výsledku, N - návìští záporného výsledku, V - indikace pøeteèení dvojkového doplòku, S - exclusive OR (nonekvivalence) bitù N a V, H - polovièní pøenos, T - bit pøenosu mezi instrukcemi BLD a BST, I - zákaz/povolení všech pøerušení; Rd - registr ze souboru registrù, do nìhož je ukládán výsledek operace,

Nekoupili jste také špatnou anténu? Firma KLM v souèasné dobì vyhledává kupce svých antén typu KT, které - vyrobené od srpna 95 do bøezna 96 nelze naladit pøi postupu podle údajù výrobce do pásma 15 m. Prodejci již mají k výmìnì správné trubky, které zdarma vymìní všem, kdo výrobek z uvedeného období (zjistíte podle záruèního listu) døíve zakoupili.

Vylepšený DSP-NIR Pøed èasem jsme pøinesli zprávu o doplòcích pøijímaèù (transceiverù) zaøízením, které digitálnì upravuje akustický signál s tím, že pravdìpodobnì nejlepší výrobek na trhu nabízí firma Danmike (DSP-NIR). Ta nyní pøekvapila novou verzí (2.0), ještì vylepšující dosavadní výrobek. Napøíklad:

Jednoèipové mikroprocesory s tzv. architekturou RISC se zaèínají pøesvìdèivì prosazovat zvláštì v aplikacích nároèných na rychlost zpracování dat. Jako pøíklad mohou posloužit mikroøadièe PIC fy Microchip. Rychlost tìchto procesorù je pøi stejném kmitoètu oscilátoru nìkolikanásobnì vìtší, nároky na pamì programu jsou zhruba stejné. Toho je dosahováno integrací kódu instrukcí do jednoho slova, vnitøním zøetìzením zpracování instrukcí a odvozením hodinového taktu od oscilátoru s minimálním dìlením. Výhodou je však i statické provedení registrù, takže je možné procesory taktovat libovolným kmitoètem od nuly do maxima, èímž lze výraznì Rr - registr ze souboru registrù, který ovlivnit spotøebu obvodu. je zdrojem dat pro operaci, Mikroøadièe AT90S.. pak nabízejí K - konstanta (8 bitù), plnou reprogramovatelnost v aplikaci k - adresa, (jako napø. PIC16C84), obvodovou b - bit v registru ze souboru registrù (3 zamìnitelnost za obdobné typy øady bity), AT89C a instrukèní soubor, poskytujís - bit ve stavovém registru (3 bity), cí na dané architektuøe vìtší možnosti X,Y,Z - registry pro nepøímé adresová- než u typù odvozených od „jádra” 51. ní (dvojice registrù ze souboru reVýhodná je i vìtší flexibilita použití ingistrù), tegrovaných periferií. P - adresa brány I/O, Literatura q - posuv (ofset) adresy (6 bitù), STACK - zásobník, [1] AVRTM ATMEL Corporation Enhanced RISC Microcontrollers Data Book. SP - ukazatel zásobníku, ATMEL Corp., kvìten 1996. x - nedefinováno.

- pøi vysílání CW a digitálních módech se pøemosuje celé zaøízení signálem PTT, ale jako døíve není použití PTT nezbytné; -pøi úzkém pásmu na telegrafii lze volit støední kmitoèet pøijímaného signálu mezi 750, 600 a 400 Hz; - pro úzké pásmo CW je nastavitelná šíøe pásma 100 nebo 200 Hz; - pøi PBT je šíøe pásma volitelná mezi 1200 nebo 2100 Hz a støední kmitoèet nastavitelný mezi 200 až 3100 Hz; - pro provoz PR a RTTY je propojkou nastavitelný støední kmitoèet; - zaøízení lze využít i jako nf generátor s pøesnými kmitoèty (200-3100 Hz) a se zkreslením menším jak 0,1 %. Co si mùžeme pøát ještì navíc? Pøitom cena zùstává stejná.

ICOM IC-756 Nový „krátkovlnný televizor“ (jak svého èasu byl nazýván transceiver IC781) má následovníka: IC-756. Není to ovšem zaøízení špièkové tøídy, ale další model místo IC-736. Kmitoètový rozsah pøijímaèe od 30 kHz do 60 MHz, 4.

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

mezifrekvence zpracovává signál na kmitoètu 15,625 kHz technologií DSP. Multifunkèní displej má úhlopøíèku 5" a mj. umožòuje vizuálnì pozorovat, co se dìje na pásmu až do 100 kHz od pøijímaného kmitoètu. Výkon vysílaèe je 100 W a transceiver se zaèal dodávat na trh k Vánocùm v loòském roce... OK2QX

ELECTUS ’97 je pøílohou èasopisu

Praktická elektronika A Radio. Tento èasopis vychází mìsíènì a mùžete si jej objednat písemnì nebo telefonicky na adrese: AMARO spol. s r. o., Dláždìná 4, 110 00 Praha 1, tel.: (02) 24 21 11 11, l. 284. Na stejné adrese si mùžete rovnìž objednat dvoumìsíèník

Konstrukèní elektronika A Radio.

51

Prijímaè na VKV 88 až 108 MHz Miroslav Drozda Svojho èasu som pocítil potrebu vlastni prenosný prijímaè VKV, napájaný z batérií, no a rozhodol som sa, že si ho postavím a navrhnem sám. Prvoradým kritériom pri návrhu zapojenia bola malá spotreba, druhým, nemenej dôležitým, boli primerané vf vlastnosti. Tak vzniklo zapojenie, ktoré možno nie je až tak „moderné”, ale z mojho poh¾adu splòuje vytýèený cie¾.

Základné technické údaje Vlnový rozsah: 88 až 108 MHz. Medzifrekvencia: 6,5 MHz. Citlivos: lepšia ako 1,5 µV pre pomer signálu k šumu 20 dB. Výstupný výkon: > 100 mW na 8 W. Napájanie: 6 V (minimálne 4,5 V). Príkon: k¾udový asi 9,5 mA, maximálny asi 55 mA.

Popis zapojenia Funkèné schéma je na obr. 1. Prijímaè je osadený 5 vf, 9 nf tranzistormi a jedným integrovaným obvodom. Signál z antény sa privádza na vstupný ladený obvod tvorený cievkou L1 a ladený varikapmi D1, D2. Vf zosilòovaè je osadený dvojhradlovým MOSFE tranzisto-

rom T1. Z kolektoru sa signál ïalej vedie na druhý ladený obvod (cievka L2 a varikapy D3, D4) a na zmiešavaè osadený taktiež dvojhradlovým MOSFE tranzistorom T2. Prijímaný signál sa privádza na G1, oscilátorový na G2 a v kolektore je zapojený prvý mf ladený obvod, cievka L4 a kondenzátor C9. Tranzistor T3 pracuje ako oscilátor v zapojení so spoloènou bázou, oscilaèný obvod tvorí cievka L3 a varikapy D5 a D6. Kondenzátor C10 zabezpeèuje súbeh oscilátoru s vstupnými ladenými obvodmi pri ladení. Medzifrekvenèný zosilòovaè je dvojstupòový. Prvý stupeò je osadený tranzistorom T4, zapojeným so spoloèným emitorom a tranzistorom T5, zapojeným ako emitorový sledovaè kvôli vhodné-

mu prispôsobeniu ku keramickému filtru. Druhý stupeò je osadený integrovaným obvodom A281D v štandardnom zapojení. Na jeho výstupe je pripojený nesymetrický pomerový detektor, z ktorého je zavedené AVC spä do obvodu A281D. Nf zosilòovaè je osadený 7 tranzistormi, vstupný obvod je riešený ako diferenèný s tranzistormi T6 a T7. Tranzistor T8 pracuje ako bežný zosilòovaè v zapojení so spoloèným emitorom, T9 a T10 sú budiace, T11 a T12 koncové. Nako¾ko sú na ladenie prijímaèa použité varikapy, zapojenie obsahuje aj stabilizátor ladiaceho napätia. Ako stabilizaèný prvok sú použité LED, ktoré sú napájané zdrojom konštantného prúdu s tranzistormi T13 a T14.

Popis konštrukcie Prijímaè je postavený na doske s plošnými spojmi 8 x 10 cm, zapojovací obrazec s rozložením súèiastok je na obr. 2. Vstupný diel a pomerový detektor sú zakrytované. Najprv vyrobíme krytovanie vstupného dielu, najlepšie z tenkého pocínovaného plechu. Potom sa môžeme pusti do navíjania cievok vstupnej jednotky. Prevedenie vstupného dielu je na obr. 3. Prepážky je treba v strede uzemni. Výroba medzifrekvenèných ladených obvodov tiež nie je zložitá, vyžaduje si však trpezlivos. Vinutie prevedieme pod¾a obr. 4, cievky nezabudneme zakrytova hliníkovým

Obr. 1. Zapojenie prijímaèa FM

52

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

L4, L5

L4, L5: 34 a 6 z. drôtu Ø 0,2 mm, jadro M4 x 8, hmota N02.

L6

L6: 2x 16 z. drôtu Ø 0,2 mm, jadro M4 x 8, hmota N02. Obr. 4. Prevedenie medzifrekvenèných cievok

Obr. 2. Doska s plošnými spojmi (8 x 10 cm) a rozloženie súèiastok. Rezistory sú pájané nastojato L1: 1,5 + 3 + 2 z. drôtu Ø 0,7 mm, ¾avotoèivá, jadro M4 x 8, hmota N01 (èervené). L2: 1,5 + 5 z. drôtu Ø 0,7 mm, pravotoèivá, jadro M4 x 8, hmota N01. L3: 1,5 + 4 z. drôtu Ø 0,7 mm, ¾avotoèivá, jadro M4 x 8, hmota N01. Obr. 3. Prevedenie cievok vstupných ladených obvodov a krytovanie vstupného dielu

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

krytom. V prijímaèi boli použité kostrièky z mf obrazových zosilòovaèov z TVP bývalej TESLA ORAVA. Rozmery prepážok sú na obr. 5.

Nastavenie prijímaèa Najprv skontrolujeme nf zosilòovaè, (správne pracuje len s pripojenou záažou, reproduktorom). Na výstupe, kladný pól kondenzátora C44, by mala by zhruba polovica napájacieho napätia. K¾udový odber by mal by asi 0,7 mA (R40 nezapojený). Potom sa nastavuje pomerový detektor. Na bázu tranzistora T4 privedieme nemodulovaný signál z generátora frekvencie 6,5 MHz cez odde¾ovací kondenzátor 1 nF (C17 nezapojený). Voltmeter pripojíme na kondenzátor C33 a cievky L5 a L6 naladíme na maximálnu výchylku. Úroveò výstupného napätia generátora volíme

53

Obr. 5. Krytovanie vstupnej jednotky a pomerového detektoru

Zoznam súèiastok

len takú, aby sme na voltmetri mohli spo¾ahlivo èíta zmenu. Potom vlnomerom zistíme kde kmitá oscilátor a ladením cievky L3 ho nastavíme tak, aby pri maximálnom ladiacom napätí kmital na 115 MHz. Môžeme ešte pre istotu skontrolova, kde kmitá oscilátor pri nulovom ladiacom napätí, malo by to by na kmitoète asi 90 až 92 MHz. Ak pripojíme na vstup anténu, mali by sme prelaïovaním teraz zachyti niektorý z miestnych vysielaèov. Lepšie je však použi vf generátor. Cievky L4, L2 a L1 doladíme na maximum (voltmeter máme stále pripojený na C33). Vzh¾adom na to, že vstupné ladené obvody nie sú vybavené dolaïovacími kapacitnými trimrami, vstupná jednotka sa zlaïuje kompromisne len cievkami L1 a L2 pri kmitoète 94 a 102 MHz.

Rezistory (miniatúrne) a potenciometre R1, R6, R12 100 kW R2 390 W R3, R7, R36, R37 100 W R4 220 kW R5, R10, R16, R20 150 kW R8 220 W R9, R38 10 kW R11, R25, R30 33 kW R13 10 W R14, R21, R23, R28 22 kW R15 1,5 kW R17 22 W R18 680 W R19, R22 330 W R24 47 kW R26 470 kW R27 560 kW R29 2,2 kW R31 470 W R32, R33 15 kW R34 18 kW R35, R39 1,2 kW R40 18 W R41 56 kW R42 1,8 kW P1 250 kW/N, TP280b P2 100 kW/G, TP161

Kondenzátory C1, C5, C41 10 pF, ker. C2, C3, C7 2,2 nF, ker. C4, C8, C14, C15, C16, C17, C28, C40 4,7 nF, ker. C6, C21, C23, C26, C34, C46 22 nF, ker. C9, C25, C31 180 pF, ker. C10, C29 470 pF, ker. C11, C12 3,3 pF, ker. C13 33 pF, ker. C18, C20, C24 47 nF, ker. C19, C42, C48 100 nF, ker. C22, C43, C44 470 µF, elek. C27, C36 150 nF, ker. C30 39 pF, ker. C32 1 nF, ker. C33, C37 5 µF, elek. C35 50 µF, elek. C38 10 µF, elek. C39, C45 10 nF, ker. C47 0,5 µF, elek. Polovodièové súèiastky T1, T2 KF964 T3, T4 BF680 T5 KF124 T6, T7 BC172C T8 BC252C T9 BC172B T10, T13, T14 BC252B T11 KD136 T12 KD135 D1, D2, D3 3KB105G D4, D5, D6 3KB105G D7, D8, D11, D12 SA403 D9,10 GA206, párované D13, D14 LQ1132 IO1 A281D Cievky Tl1 až Tl7 - 20 z. drôtu Ø 0,2 mm na feritovej tyèinke 2 x 20 L1 až L6 viï obr. 3 a 4 Ostatné F1 - keramický filter FCM 6,5 MHz Rp - reproduktor 8 W

Obr. 6. Fotografie osadenej dosky s plošnými spojmi prijímaèa

54

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Univerzální nabíjeèka akumulátorù NiCd Zdenìk Kotisa Popisovaná nabíjeèka umožòuje nabíjet akumulátory NiCd od rùzných knoflíkových typù až po velké monoèlánky s kapacitou 4 Ah. Tato nabíjeèka využívá ke své funkci integrovaného analogového nabíjecího procesoru U2400B, který umožòuje kostrukci nabíjeèky, vyznaèující se jistou „inteligencí”. Nabíjeèka konstruovaná s tímto obvodem odstraòuje tzv. pamìový efekt, který všichni uživatelé akumulátorù NiCd dobøe znají. Zùstane-li totiž v akumulátoru ještì jistý náboj, tzn. není-li akumulátor zcela vybit, „zapamatuje” si velikost tohoto náboje a pøi dalším provozu se o tento náboj zmenšuje jeho skuteèná kapacita. Princip odstranìní tohoto pamìového efektu spoèívá v tom, že nabíjeèka v první fázi pøipojený akumulátor vybije až na napìtí asi 0,8 V na èlánek, a teprve pak nabíjí. Nabíjet by se mìlo konstantním proudem. Vzhledem ke ztrátám pøi nabíjení (urèitá èást energie se spotøebuje napø. na formování elektrod a vznik tepla) by dodaný náboj mìl být 1,4krát vìtší, než je jmeno-

vitá kapacita akumulátoru. Nabíjecí èas je volitelný. Mùže být 0,5; 1; 2 nebo 4 hodiny pøi rychlonabíjení akumulátorù se sintrovanými elektrodami konstantním proudem 100 mA nebo 1 A, pøípadnì 12 hodin pøi normálním nabíjení. Normální nabíjení probíhá pulsujícím proudem tak, že zdroj konstantního proudu je klíèován a jeho støída je 1:11. Po dobu 100 ms se èlánek nabíjí konstantním proudem, zbývající 1,1 s „odpoèívá”. Efektivní nabíjecí proud je tedy jen 1/12 nastaveného konstantního proudu. Nabíjení skonèí po uplynutí nastaveného èasového intervalu a následuje tøetí fáze: dobíjení udržovacím proudem se støídou 1:168, efektivní nabíjecí proud je tedy 0,06 % nastaveného konstantního proudu. Obvod U2400B po dobu nabíjení „hlídᔠakumulátory teplotním èidlem, které zabrání jejich poškození pøi rych-

Obr. 1. Blokové schéma a funkce nabíjecího procesoru

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

lonabíjení. Pøi zvýšení teploty na asi 40 °C se tento stav vyhodnotí jako porucha (viz dále).

Popis funkce nabíjeèky Pro názornost funkce nabíjecího procesoru je na obr. 1 blokové schéma. Obsahuje øídicí jednotku, referenèní zdroj +3 V (vývod 7), oscilátor 200 Hz, obvody vyhodnocení chyby nabíjení, obvody urèení doby nabíjení, budièe vybíjecího a nabíjecího tranzistoru, budièe LED pro indikování stavu nabíjeèe, èítaè událostí a komparátory minimálního a maximálního napìtí akumulátorù. Èinnost nabíjeèe si nejlépe vysvìtlíme na celkovém schématu na obr. 2. Støídavé napìtí ze sekundárního vinutí transformátoru vedeme po usmìrnìní diodami D7 až D10 a filtraci kondenzátorem C8 jednak na stabilizátor IO3 (MA7812), jednak na zdroj konstantního proudu, tvoøeného tranzistorem T1, rezistory R15, pøíp. R16 a diodami D4 a D5. Stabilizované napìtí +12 V napájí integrované obvody IO1 a IO2. Obvod IO1 4060 pracuje jako oscilátor a dìlièka a jeho základní kmitoèet je dán souèástkami R1, R2, P1 a C1. Nabíjecí èasy volíme pøepínaèem Pø1. Správné nastavení trimru èasovaèe P1 kontrolujeme mìøením kmitoètu na vývodu 6 IO1 (kontrolní bod MB1), kde bychom mìli namìøit 1 Hz, což lze snadno zkontrolovat napø. vteøinovou ruèièkou hodinek. Do tohoto bodu lze napø. provizornì pøipojit LED se sériovým rezistorem s odporem asi 820 W. Vnitøní zdroj referenèního napìtí obvodu IO2 +3 V je blokován kondenzátorem C2 a jeho pøípustná proudová zatížitelnost je 10 mA. Kmitoèet vnitøního oscilátoru obvodu urèuje vnìjší èlen R6, C4. Hlídání teploty nabíjeného akumulátoru zajišuje termistor Rt1, který by mìl být pøi rychlonabíjení v tìsném kontaktu s jedním z nabíjených akumulátorù. Termistor je pøipojen kablíkem ze zásuvky typu jack, umístìné na pøedním panelu nabíjeèky. Pokud nabíjíme 12hodinovým intervalem, je hlídání teploty zbyteèné, takže kablík s termistorem nepoužijeme. Zásuvka na pøedním panelu má rozpínací kontakt, takže pøi vytažení kablíku ze zásuvky se automaticky pøipojí rezistor R26, simulující pøipojený termistor. Dìliè napìtí R5, Rt1 je zvolen tak, aby pøi dosažení napìtí 0,525 V na vstupu 5 (Utemp), což odpovídá teplotì hlídaného akumulátoru 40 °C, byl tento stav vyhodnocen jako porucha nabíjení. Kondenzátor C3 blokuje pøípadné naindukované brumové napìtí sondy s termistorem, které by mohlo ovlivnit prahové napìtí na vývo-

55

du 5. Možnost hlídání teploty nabíjených akumulátorù pøi rychlonabíjení nepodceòujte, zvýšení teploty èlánku má za dùsledek nadmìrné vyvíjení plynù uvnitø pouzdra, což mùže vést až k explozi èlánku. Svítivé diody D1 a D2 signalizují momentální stav nabíjeèky (viz tab.1). Jak jsme již uvedli, první funkcí po zapnutí nabíjeèky je vybíjení pøipojeného akumulátoru, což signalizuje èervená LED D1 blikáním. Jako spínaè vybíjecího proudu pracuje tranzistor T2. Na vývodu 10 obvodu IO2 se asi 2 s po zapnutí objeví úroveò H, která T2 otevøe. Vybíjecí rezistory R13 a R14 se tím pøipojí pøímo na akumulátor a ten je vybíjen tak dlouho, dokud napìtí na vývodu 6 (Umin) nedosáhne 0,525 V (odpovídá napìtí asi 0,8 V na èlánek). V tom okamžiku se zastaví vybíjení, na vývodu 10 se zmìní úroveò H na L, na vývodu 12 se také zmìní úroveò z H na L a tím se pøipojí zdroj konstantního nabíjecího proudu 100 mA nebo 1 A, podle polohy pøepínaèe Pø3. Stav nabíjení signalizuje blikáním zelená LED D2. Dioda D6 zabraòuje vybíjení akumulátoru pøes obvody zdroje konstantního proudu ve vypnutém stavu. Pøepínaè Pø2 zaøazuje jednotlivé rezistory R17 až R25 napìového dìlièe a tím vlastnì upravuje napìové pomìry na vstupech 6 (Umin) a 4 (Umax) pro zvolený poèet èlánkù nabíjeného akumulátoru. Ten mùže být od jednoho do deseti èlánkù. Kondenzátor C7 blokuje støídavé brumové napìtí, které by se pøípadnì mohlo naindukovat na vývod z pøepínaèe Pø2. Zenerova dioda D3 chrání vstupy komparátorù (vývody 6

a 4) pøed chybným nastavením pøepínaèe Pø2. Nejvìtší povolené napìtí na tìchto vývodech je 6 V. Napìtí na vývodu 4 (Umax) hlídá maximální napìtí nabíjeného akumulátoru. Zvìtší-li se napìtí na tomto vývodu nad 0,525 V, vyhodnotí se tento stav jako porucha nabíjení. To odpovídá napìtí jednotlivého èlánku asi 1,6 V, tedy napìtí, kdy už jsou èlánky pøebíjeny. Zde je však tøeba poznamenat, že kontrola úplného nabití èlánkù tímto zpùsobem, tj. sledováním napìtí, je urèitým kompromisem, protože zde hraje svoji roli mnoho èinitelù, jako napø. okolní teplota, velikost nabíjecího proudu, jmenovitá kapacita akumulátoru, jeho vnitøní odpor a stáøí. Minimální napìtí na tomto vývodu však musí být vìtší než asi 0,2 V. Tato podmínka není dodržena, pøipojíme-li hluboce vybitý akumulátor a nabíjeèka jej vyhodnotí jako nepøipojený akumulátor. Tento stav signalizuje trvalým svitem èervená LED D1. V tomto pøípadì je tøeba pøipojený akumulátor oživit krátkodobým pøipojením napø. na univerzální napájecí zdroj, aby se akumulátor „vzpamatoval”.

Varianty konstrukce nabíjeèky Z  konstrukèního hlediska je nabíjeèka navržena jako univerzální, což na jedné stranì umožòuje nabíjet široké spektrum rùzných typù a rùzný poèet akumulátorù, na druhé stranì pøi používání jednoho daného typu akumulátoru s daným poètem èlánkù se tato univerzálnost mùže jevit jako zbyteèný luxus. Proto omezení na urèitý typ a poèet èlánkù mùže stavbu nabíjeèky zjed-

nodušit. Zde je pár poznámek k možným konstrukèním variantám. Budeme vycházet z pøedpokladu, že použitá deska s plošnými spoji nemusí být vždy plnì osazena, ale poèet souèástek bude optimalizován podle požadavkù uživatele. Tak napø. pøi požadavku na urèitý poèet nabíjených èlánkù odpadne pøepínaè Pø2 a jím zaøazované rezistory napìového dìlièe budou nahrazeny jediným rezistorem, jehož odpor bude dán souètem sériovì zaøazených odporù pro daný poèet èlánkù. Další omezení se mùže týkat pøepínaèe Pø1, kde si zvolíme dobu nabíjení propojením pøíslušných vývodù IO1 a IO2. V pøípadì požadavku nabíjení po dobu 12 hodin mùžeme obvod s IO1 úplnì vynechat. Totéž se týká pøepínaèe Pø3 a pøíslušného rezistoru. Budeme-li používat pouze pomalé nabíjení po dobu 12 hodin, nahradíme termistor pevným rezistorem s odporem 3 kW. V tomto pøípadì ušetøíme samozøejmì i zásuvku pro pøipojení termistoru. Podle poètu nabíjených èlánkù lze optimalizovat i odpor, pøíp. i poèet vybíjecích rezistorù R13 a R14. Odpor vybíjecího rezistoru volíme podle kapacity nabíjeného akumulátoru tak, že kapacitu v Ah násobíme dvìma. Tak napø. pøi konstrukci nabíjeèky pro nabíjení šesti akumulátorù o kapacitì 600 mAh zvolíme odpor vybíjecího rezistoru: R = 6 x 1,2 V/2 x 600 mA = 7,2/1,2 = 6 W, z øady vybereme nejbližší vìtší – 6,8 W. Uvedená „úspornᔠopatøení se mohou týkat i pøíkonu síového transformátoru Tr1. Naopak pøi požadavcích na vìtší poèet nabíjených èlánkù bude tøeba upravit napìtí, pøípadnì pøíkon napá-

Obr. 2. Schéma zapojení nabíjeèky s obvodem U2400B

56

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Obr. 3. Deska s plošnými spoji pro nabíjeèku a rozmístìní souèástek jecího transformátoru. Sekundární napìtí volíme asi o 4 V vìtší, než bude napìtí pøipojených akumulátorù. Lze pochopitelnì zvìtšit i velikost nabíjecího proudu zmenšením odporu R15, pøípadnì R16. Pak je však tøeba zvìtšit plochu chladièe tranzistoru T1. Další možností je napájet nabíjeèku z akumulátoru s napìtím 12 V. V tomto pøípadì odpadne síový transformátor, pøíp. lze vypustit i stabilizátor IO3. Z autobaterie nebude možné nabíjet plný poèet deseti èlánkù, na to je napìtí 12 V nedostaèující. Celkový poèet nabíjených èlánkù bude pravdìpodobnì nejvýše 8 (nutno odzkoušet).

Obsluha nabíjeèky Všechny pøepínaèe nabíjeèky nastavujeme zásadnì ve vypnutém stavu. Pøedejdeme tím možným nedefinovaným stavùm nabíjecího procesoru. Pokud by však z jakýchkoli dùvodù nedefinovaný stav nastal, je nejlepší „Reset” vypnutí a opìtovné zapnutí síového spínaèe. Nastavení pøepínaèù bude zvoleno podle poètu nabíjených èlánkù (Pø2) a jejich jmenovité kapacity (Pø1 a Pø3). V polohách pøepínaèe Pø1 0,5; 1; 2 a 4 h je pøipojený akumulátor nabíjen plným nabíjecím proudem podle polohy pøepínaèe Pø3, na rozdíl od polohy 12 h, kdy se nabíjí, jak už bylo øeèeno, pouze jednou dvanáctinou zvo-

leného proudu. Tak napø. pøi nabíjení èlánkù s kapacitou 500 mAh zvolíme buï pomalé 12hodinové nabíjení (celkový efektivní nabíjecí proud bude pak 1/12 zvoleného nabíjecího proudu 1 A, tedy asi 42 mA). Druhá možnost je rychlé nabíjení proudem 1 A po dobu 0,5 hodiny. V tomto pøípadì však doporuèuji použít sondu s termistorem. Pøebití èlánku o 1,1 až 1,2 jmenovité kapacity není na závadu. Popisovaná nabíjeèka je sice urèena k nabíjení akumulátorù NiCd, lze jí však za urèitých pøedpokladù nabíjet i olovìné, pøíp. nikl-metalhydridové èlánky. V tomto pøípadì je nutné zrušit funkci vybíjení, která zde ztrácí význam. Tab.1. Funkce LED

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

þHUYHQi

]HOHQi

/(''

/(''

QHVYtWt

EOLNi

Y\EtMHQt

EOLNi

QHVYtWt

QDEtMHQt

WUYDOH

QHVYtWt

XGUåRYDFtSURXG

QHVYtWt

WUYDOH

Yê]QDP

DNXPXOiWRUKOXERFH Y\ELWêQHS LSRMHQê QHERPiãSDWQê NRQWDNW

QHVYtWt

QHVYtWt

EOLNi

EOLNi

SRUXFKDYL]SRUXFK\ QDEtMHQt

SRUXFKDQDEtMHQt

Zrušení této funkce lze jednoduše dosáhnout tlaèítkem, které po zapnutí nabíjeèky krátkodobì pøipojí vývod 6 IO2 na zem. Tím se vlastnì simuluje stav vybití akumulátoru a nabíjeèka pøechází ihned do režimu nabíjení. U olovìných akumulátorù by maximální nabíjecí proud 1 A mohl být pro vìtší akumulátory nedostateèný. Pak by bylo možné prodloužit èas nabíjení externím èasovaèem podle potøeby.

Poznámky ke stavbì nabíjeèky a uvedení do provozu Nabíjeèka je vestavìna do plastové skøíòky, která obsahuje síový transforPoruchy nabíjení: Poruchové stavy mohou mít tyto pøíèiny: – pøepìtí na èlánku (vìtší napìtí než 1,6 V na èlánek), – pøekroèení teploty 40 °C, – pøerušení vodièe termoèlánku (dìliè napìtí R5, Rt1 není uzemnìn, takže na vývodu 5 je plné referenèní napìtí). Pøi první poruše se nabíjení pøeruší až do té doby, než je odstranìna porucha (napø. sníží se teplota termistoru). Pokud dojde bìhem dalšího nabíjení ke druhé poruše, nabíjení se již nepøeruší, ale tento stav je indikován støídavým blikáním obou LED.

57

mátor, chladièe tranzistorù T1 a T2 a desku s plošnými spoji. Na pøedním panelu je umístìn síový spínaè, obì LED, pøepínaèe Pø1 až Pø3, zdíøky pro pøipojení akumulátoru a zásuvka jack pro pøipojení termistoru. Na zadní panel umístíme držák síové pojistky. Síový kabel je tøížilová flexošòùra, jejíž ochranný vodiè pøipojíme na pájecí oèko uzemnìní transformátoru. Flexošòùra je jištìna proti vytržení plastovou sponkou, pøišroubovanou do dna skøíòky. Protože vìtšina ovládacích prvkù je umístìna na pøedním panelu, jsou pøipojeny k desce s plošnými spoji vodièi. To se týká i síového transformátoru a obou tranzistorù, vèetnì rezistorù R15 a R16, které jsou pøipájeny na pájecí mùstek, pøišroubovaný k chladièi tranzistoru T1. Nezapomeòte na pøipojení rezistoru R26, který je pøipájen pøímo na zásuvku jack. Rezistory R17 až R25 jsou pøipájeny pøímo na pøepínaè Pø2. Zde doporuèuji co nejkratší dobu pájení, aby se neroztavil plast a neposunuly kontakty pøepínaèe teplem pájeèky. Pro všechny pøípady si funkci pøepínaèe po zapájení všech rezistorù zkontrolujte ohmmetrem! V místech pøipojení do desky s plošnými spoji jsou použity pájecí špièky. Osazování desky zaèneme tìmito špièkami. Každá je do desky nauknuta kladívkem, aby pøi pájení nevypadla. Integrované obvody IO1 a IO2 doporuèuji osadit do precizních objímek DIL. Ty jsou sice o nìco dražší než obyèejné, mají však spolehlivìjší kontakt. Osazení urèitých pozic pøesnými a stabilními rezistory podle seznamu

souèástek dodržte, jinak nebude zaruèen bezchybný provoz nabíjeèky. Termistor pro hlídání teploty akumulátoru je pøipojen kablíkem o délce asi 50 cm a s hlídaným akumulátorem musí být v tìsném kontaktu. Ten zaruèíme napø. pøipevnìním tzv. suchým zipem nebo pøilepením izolepou. Nabíjené akumulátory jsou zasunuty v držáku baterií, který je na vývodech zakonèen banánky. Pozor na správnou polaritu baterií! Oživení nabíjeèky je vcelku jednoduché. Nejprve pøipojíme nabíjeèku na síové napìtí a zkontrolujeme napìtí za usmìròovaèem a za stabilizátorem IO3. Obvody IO2 a IO3 jsou pøitom vytaženy z objímek. Je-li vše v poøádku, zasuneme do objímky obvod IO1 (pøi vypnutém napájení) a zkontrolujeme po zapnutí kmitoèet 1 Hz v mìøicím bodì MB1, jak již bylo popsáno. V dalším kroku již pøipojíme obvod IO2 a akumulátory a kontrolujeme správnou funkci nabíjeèky, kterou by mìly signalizovat obì LED. Doporuèuji zkontrolovat nabíjecí proud, pøípadnì jej nastavte zmìnou odporu rezistorù R15 a R16. Tento proud nastavíme nejjednodušeji tak, že do svorek pro pøipojení akumulátoru pøipojíme ampérmetr.

Seznam souèástek Není-li uvedeno jinak, jsou použity miniaturní rezistory. Pokud je uvedena tolerance, je vhodné ji dodržet. R1 100 kW, 1% R2 1 MW 1% R3, R4, R10 150 W

Obr. 4. Fotografie vnitøního provedení nabíjeèky

58

R5 R6 R7, R8 R9 R11 R12 R13, R14 R15 R16

6,8 kW, 1% 470 kW, 1% 910 W 1% 1 kW, 1% 1 kW 10 kW 4,7 W/10 W 10 W/0,25 W 0, 68 W/1 W (lze použít dva paralelnì spojené rezistory 1,2 W/0,5 W) R17 až R25 2,7 kW, 1% R26 3 kW, 1% P1 47 kW, trimr keramický naležato Rt1 termistor perlièkový 3 kW C1 22 nF, MKT (5mm) C2, C7 10 µF/10 V, elektrolyt. axiální C3, C6 150 nF, keramický C4 15 nF, TC 235 apod. svitkový s kvalitním dielektrikem C5 2,2 µF/50 V, elektr. radiální C8 680 µF/35 V, elektr. axiální D1 LED Ø 5 mm, èervená D2 LED Ø 5 mm, zelená D3 ZD 5,6 V (KZ260/5V6) D4, D5 KY130/80 (1N4001 apod.) D6 až D10 SY356/1 (1N5401 apod., 50 V/3 A) T1 KD366 T2 KD605 a pod. IO1 4060 IO2 U2400B IO3 MA7812 (TO3 – kovový) Pø1 Pøepínaè 2x 5 poloh Pø2 Pøepínaè 1x12 poloh Pø3 Páèkový pøepínaè 1pólový 2 polohy Pø4 Pøepínaè dvoupólový síový, prosvìtlovací Tr1 Síový transformátor 220 V/15 V/30 VA Pojistkový držák s pojistkou T500 mA, síová flexošòùra 3x 0,75 mm 2x držák LED prùchodka síové šòùry držák síové šòùry 2x zdíøka 2x precizní objímka DIL 16 zásuvka + konektor jack 3,5 mm mono s vypínaèem 2x knoflík na pøepínaèe 2x chladiè tranzistorù deska s plošnými spoji plastová krabice drobný spojovací materiál Kompletní sadu souèástek vèetnì krabice a síového transformátoru Vám zašle firma ELEKO, Pellicova 57, 602 00 Brno za 1007 Kè. Možno objednat i jednotlivé souèástky. Zásilky na slovensko posíláme až od hodnoty 2500,- Kè. Hledáme tímto slovenského prodejce (distributora) našich stavebnic. Komerèní využití této stavebnice je možné pouze se svolením autora.

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Co je CCW - Coherent Continuous Wave

Obr. 1. Odezvy Petitova filtru

Ing. Jiøí Peèek, OK2QX CCW je metoda vysílání a pøíjmu telegrafních signálù, známá již více jak 20 let. Pomìrnì málo radioamatérù ale o ní nìco ví a ještì daleko ménì jich tuto metodu využívá. Nejobsáhlejší a nejvýstižnìjší èlánek o CCW byl otištìn v kvìtnovém a èervnovém èísle QST v roce 1981. V jeho závìru se konstatuje, že je to nesmírnì efektivní zpùsob komunikace telegrafními znaèkami. CCW poprvé popsal Raymond C. Petit, W7GHM, v roce 1975 - tentýž R. C. Petit, který stál u zrodu dalšího z digitálních druhù pøenosu s názvem CLOVER. Bìhem asi dvou let pøinesly o CCW zprávy i èasopisy QST a CQ a nìkteøí radioamatéøi se pokoušeli sestrojit modemy k tomuto provozu. Spojení však byla navazována jen minimálnì. Ledy prolomil až struèný popis v „The Radio Amateur’s Handbook“ a postupnì byla navazována spojení ve Spojených státech a dokonce mezi západním pobøežím USA a Japonskem za použití pouhých 100 mW výkonu. Pøesto však doposud experimentuje s tímto druhem provozu jen asi 100 radioamatérù - nyní, díky DSP, které znaènì zjednodušují konstrukci modemù, jich snad pøibude. To, že CCW nezískalo vìtší popularitu, mají na svìdomí pomìrnì znaèné nároky na technické vybavení stanic. V dobì, kdy CCW bylo vymyšleno, to byla víceménì laboratorní záležitost. Tehdy používaná zaøízení bylo nutné složitì upravovat, nebo povìtšinou nevyhovovala ani požadavku na stabilitu, ani nebyly bìžnì k dispozici prostøedky na pøesné mìøení èasu. Podívejme se nyní, v èem spoèívá problém CCW. Jak signál CW, tak signál CCW sestává z posloupnosti digitálních jednotek, z nichž každá (populárnì øeèeno) musí zapadnout do škatulky, které se v digitálním provozu øíká rámec a která má pøesnì urèenou délku. Ray Petit urèil délku rámce u CCW pøesnì 100 ms. Teèka a mezera mají každá tuto délku, èárka trojnásobnou. Podstatné je, že každý rámec musí být pøesnì 100 ms dlouhý - to již pøedem vyluèuje ruèní klíèování. Dalším problémem je stabilita. Základní oscilátor musí být velmi pøesný a navíc stabilní. 10-6 je pøípustné minimum. Tuto stabilitu musí mít i všechny další oscilátory zasahující do signálové cesty a vysílaný kmitoèet se nesmí s klíèováním mìnit. Poslední, co je k pøíjmu CCW nutné, je tzv. Petitùv filtr se šíø-

kou pouhých 9 Hz (!), takže pøelaïovat se po pásmu, než bychom nalezli žádaný signál protistanice, by mohlo trvat dny. Proto se vysílá na známých, pøedem dohodnutých kmitoètech, pro které byla konstrukce stabilních oscilátorù pøece jen jednodušší. I dnes pøedstavuje zhotovení takového filtru nìkolik digitálních obvodù; uvìdomme si, jaká to asi byla práce pøed dvaceti lety s tehdy dostupnými transceivery a souèástkovou základnou. Jakmile si stanovíme délku rámce (100 ms, což odpovídá rychlosti asi 60 zn/min), je øešení na vysílací stranì jednoduché. Kromì velké kmitoètové stability a pøesného klíèovaèe, který zaruèí délku znaèky pøíp. mezery pøesnì 100 ms a pomìr teèka:èárka pøesnì 1:3, se vysílaè neliší od jiných. Volající operátor k „naladìní“ a synchronizaci vysílá øadu teèek, pøijímající operátor nastavuje pøijímaè a filtr tak, aby teèky byly èisté a zøetelné. Toho se dosáhne zmìnou fáze filtru, který se takto nastavuje na vysílaný signál. Zaèátky a konce všech rámcù se musí na obou stranách pøesnì pøekrývat po celou dobu vysílání a to je možné zajistit jen pøi velké stabilitì a pøesnosti všech kmitoètù a èasovacích obvodù. Na stranì pøijímaèe musí být zaøízení, které vyhodnotí, jestli v pøíslušném úseku dlouhém 100 ms je signál nulový (mezera), nebo nenulový (znaèka). Jednou z výhod CCW je také velké využití kmitoètového spektra. Na obr. 1 jsou znázornìny odezvy Petitova filtru pro 800 Hz. Jak vidíte, pokud má signál na vstupu filtru pøesnì 800 Hz, jsou každých 10 Hz na obì strany oblasti s nulovou amplitudou signálu. Ray Petit odvozuje, že pokud bude jiná stanice vysílat pøesnì o násobky 10 Hz výše (nebo níže), nebude slyšitelná. Na každém kHz tedy mùže pracovat až 100 stanic bez vzájemného rušení nebo interferencí! Peter Lumb, G3IRM, který je propagátorem tohoto druhu provozu a pro zájemce vydává zpravodaj s novinka-

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

mi ohlednì CCW, pøed èasem napsal, že by bylo možné vysílat a pøijímat CCW s využitím poèítaèové technologie. Skuteènì VE2IQ takový program vytvoøil. Zabýval se dokonce využitím technologie DSP v provozu CCW, ale použitelné zaøízení potøebovalo 50 integrovaných obvodù, bylo složité a pro ostatní jen stìží reprodukovatelné. Proto je ani nikdy nepopsal. Dnes jsou ovšem možnosti zcela jiné a za 100 $ mùžeme získat osazenou a funkènì otestovanou desku s plošnými spoji s devíti IO, která se pøipojuje na port RS232 prakticky libovolného PC/IBM poèítaèe. Vše ostatní je již dílem software s názvem COHERENT. Obvody vyhodnocují pøijímaný signál 7200krát za sekundu, jednotlivé vzorky se pøevádìjí na èíselné hodnoty a ty jsou dále zpracovávány poèítaèem. Dnešní technologie tedy umožòuje podstatnì jednodušší provoz, než tomu bylo døíve. Jakmile je zachycena „úvodní“ série teèek, operátor, který je na pøíjmu, se již nemusí zabývat nastavováním fáze filtru, to již zajistí poèítaè. Problém je jen najít protistanici, která tímto druhem provozu vysílá. G3IRM navrhuje pro všechny využít kmitoèet 10,115 MHz. Jen pro zajímavost: pùvodní Petitùv filtr nabízel zmìnu fáze filtru v 10 skocích po 36 °, program COHERENT nabízí 80 možností a navíc se fáze nastaví automaticky. Pøijímaný tón se také zobrazuje na monitoru, a to s pøesností 0,1 Hz. Transceivery jako TS-450, TS-850, TS-870 a další s obdobnou pøesností a stabilitou je možné pro CCW používat, navíc program COHERENT detekuje drobné kmitoètové zmìny a pøes RS232 umožòuje automatickou korekci kmitoètového driftu. Program COHERENT mùžete za 25 $ (vèetnì poštovného) získat na adrese: Bill de Carle, VE2IQ, 29 Sommet Vert. St., Adolphed’Howard, QC, J0T 2B0 Canada. (Volnì zpracováno podle ARRL Handbooku a èlánku G3IRM v Radio Communication 8/1995.)

59

Pøestavba radiostanice VR 21 pro pásmo 430 až 440 MHz RNDr. Jiøí Hubeòák, OK1HJH

ného obvodu L1, C1, jehož živý konec napájí G1 tranzistoru T1. Zesílené napìtí je pøes kondenzátor C5 pøipojeno na pásmovou propust L2, L3, odboèka L3 napájí vstup smìšovaèe s tranzistorem T2, rozdílový kmitoèet 10,7 MHz se odebírá z kapacitní odboèky ladìného obvodu L4, C10, C11. Oscilátor je v klasickém zapojení. Tranzistor T4 slouží k odpojení napájecího napìtí oscilátoru pøi zaklíèování stanice.

Budiè vysílaèe Oscilátor s tranzistorem T1 je v zapojení se spoleènou bází, anoda varikapu je uzemnìna pøes rezistor R7, na který pøivádíme modulaèní napìtí z mikrofonního zesilovaèe. Na katodu varikapu je pøes rezistor R8 pøivedeno ladicí napìtí z desky PLL. Modulaèní zdvih se nastavuje trimrem R5. Zesilovaèe T2 a T3 jsou zapojeny ve tøídì A. Indukèní vazbou L4 se z ladìného obvodu L3, C16 získává vf napìtí pro kmitoètový syntezátor. Zesilovaè s T4 zapojený ve tøídì B dodává pøibližnì

Obr. 1. Schéma zapojení vstupního dílu

Úvod V souèasné dobì se u nás z rùzných pøíèin zaèíná oživovat provoz v amatérském pásmu 430 až 440 MHz - pásmo 2 m je mnohdy pøeplnìné kombinací bìžného provozu fone a provozu digitálního, v hustì osídlených aglomeracích nìkdy není možné najít direktní kanál, jehož použití nìkoho neruší. Z tohoto dùvodu jsem se rozhodl zaèít se stavbou zaøízení pro pásmo 70 cm, prozatím s využitím oblíbené øady profesionálních vozidlových radiostanic VR21, 22, které jsou v souèasné dobì vyøazovány z provozu. Beze zmìny jsem ponechal v radiostanici pouze desku mezifrekvence 10,7 MHz a nf obvody v ovládací skøíòce. Její úprava je až na program v mikroprocesoru stejná jako ve stanici pro pásmo 145 MHz, popsané v holickém sborníku z r. 1996. Ve spodní èásti stanice, kde byly pùvodnì vstupní obvody a kmitoètová ústøedna, je nyní umístìna vstupní jednotka a destièka s kmitoètovým syntezátorem UMA1014. K ní jsou souosými vf kabely pøivedeny signály z místního oscilátoru vstupní jednotky a z oscilátoru vysílaèe pøepínané diodami, zpìt je vedeno stínìnými nf lanky ladicí napìtí pro varikapy obou oscilátorù. V horní èásti radiostanice je na pùvodním místì novì navržený koncový stupeò, vedle nìho pak budiè vysílaèe. Anténní èlen je upraven pro mezní kmitoèet kolem 550 MHz.

Vstupní jednotka Signál z anténního filtru je na malé impedanci pøiveden do odboèky ladì-

60

Obr. 2. Deska s plošnými spoji vstupního dílu

Obr. 3. Rozložení souèástek na desce vstupního dílu

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

150 mW výstupního výkonu, jeho klidový proud (nìkolik mA) lze regulovat zmìnou rezistoru R19.

Koncový stupeò Výbìr tranzistorù pro stupeò PA nebyl jednoduchý. Ceny dvanáctivoltových tranzistorù pro koncové stupnì pro pásma UHF s výstupním výkonem kolem 10 W se pohybují v rozmezí 600 až 1000 Kè. Proto jsem se rozhodl zatím pro ruské tranzistory øady KT925 urèené pùvodnì pro zesilovaèe v pásmu 330 MHz; jejich výkonový zisk není sice na pásmu 70 cm nijak závratný, výstupního výkonu 3 až 5 W s nimi však dosáhnout lze. Všechny zesilovací stupnì jsou zapojeny ve tøídì C.

Obr. 4. Budiè vysílaèe

Deska PLL Obvod UMA1014 je z dùvodu použití vìtšího intervalu ladicích napìtí pro varikapy zapojen s aktivním filtrem smyèky závìsu, dynamické vlastnosti urèují hodnoty C5, R4. Vstup pro oscilátory pøijímaèe a vysílaèe je pøepínán miniaturními køemíkovými diodami D1, D2, napájecí napìtí pro obvod obstarává monolitický stabilizátor IO2. Pøesný kmitoèet referenèního oscilátoru 6,4 MHz doladíme trimrem C11.

Obr. 5. Deska s plošnými spoji budièe (rozmìry 130x65 mm)

è

Ovládání stanice Funkce øídicího programu se ovládají tlaèítky „Up“ a “Down“, provozní kmitoèet z pamìtí, skanování, dual watch a zápis do pamìti je urèen šestipolohovým pøepínaèem. Podrobný popis ovládání je uveden v [1] nebo [2].

Obr. 6. Rozložení souèástek na desce budièe

Mechanické provedení a oživení desek Všechny ètyøi desky jsou vyrobeny na dvoustrannì plátovaných materiálech tloušky 1,5 mm. Rezistory v provedení

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

ð

Obr. 7. Schéma zapojení koncového stupnì

61

ð

SMD jsou pøipájeny zespodu, ostatní souèástky jsou pájeny klasicky do vrtaných dìr o Æ 0,8 mm, díry jsou na stranì zemnicí fólie zahloubeny. Na horní stranì desek jsou pro všechny vf obvody vstupu a desky budièe vysílaèe vyrobeny ohrádky z pocínovaného plechu, mezi ladìnými obvody L2, L3 pøijímaèe je z dùvodu mírnì nadkritické vazby pøepážka polovièní; šíøka pásma takto realizované propusti byla pøibližnì 25 MHz. Rámeèky ladìných obvodù jsou z drátu CuL o Æ 1,2 mm, vazby pak z drátu o Æ 0,8 mm, všechny kapacitní trimry jsou Obr. 8. Deska s plošnými spoji koncového stupnì (rozmìry 130x65 mm) bìžnì dostupné fóliové. Desky stanice je vhodné oživovat v tomto poøadí: nejdøíve osadíme a oživíme desku PLL a upravíme ovládací skøíòku (bez funkèního mikropoèítaèe není možné dodat do syntezátoru data). Následuje deska vstupu a nastavení místního oscilátoru pro RX. Ladicí napìtí pro horní kmitoèet pásma 439,975 MHz upravíme trimrem C13 na pøibližnì 8 V. Ladìné obvody vstupu je nejlépe nastavit na polyskopu; kdo tuto možnost nemá, mùže využít nìjakého zdroje slabého signálu v pásmu a naladit obvody na nejvìtší amplitudu signálu kmitoètu 455 kHz za druhým smìšováním (na desce mf je mìøicí kontakt vyveden). Obr. 9. Rozložení souèástek na desce koncového stupnì Poté osadíme a po jednotlivých stupních nastavujeme desku budièe vysílaèe, nejlépe s použitím diodové sondy a osciloskopu se stejnosmìrným vstupem na maximální vf napìtí na odboèkách ladìných obvodù pro další zesilovací stupnì. Ladicí napìtí podobnì jako pro oscilátor pøijímaèe nastavíme pøibližnì na 8 V. Vf napìtí na výstupu budièe již je schopno rozsvítit telefonní žárovièku. Na tranzistor T4 navleèeme pro lepší odvod tepla mìdìný pásek. Kapacitní trimry koncového stupnì nastavíme rovnìž na maximální výkon, proudy protékající jednotlivými stupni je možno mìøit nepøímo podle úbytku napìtí na rezistorech R2, R4 a R6. Tranzistor T1 koncového stupnì je nutno také opatøit chladièem.

Závìr Uvedené zapojení vf èástí stanice lze použít i pro konstrukci FM stanice úpl-

62

Obr. 10. Schéma zapojení PLL

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Obr. 11. Deska s plošnými spoji PLL (rozmìr 60x40 mm)

Obr. 12. Rozložení souèástek na desce s plošnými spoji PLL nì nové, bez využití mezifrekvence a pomocných obvodù pùvodní radiostanice VR21. Mezifrekvenci by bylo možné osadit napø. obvodem MC3361. Pro oživení a naladìní desek je nezbytnì nutné mít k dispozici základní mìøicí pøístroje, pøedevším èítaè a osciloskop. Zapojení nemá ve vysílaèové cestì žádné smìšování, proto v pøípadì, že se nìkomu nepovede zakmitávající zesilovací stupeò, nemìly by být problémy s rušením na jiných kmitoètových pásmech. Èlánek není a svým rozsahem ani nemùže být úplným stavebním návodem. Vážnìjším zájemcùm o stavbu jsem ochoten pøispìt dalšími radami, poskytnout naprogramovaný jednoèipový mikroprocesor ATMEL 89C2051, pøípadnì pomoci s deskami s plošnými spoji.

Literatura [1] Hubeòák, J.: Kmitoètová ústøedna pro FM VHF transceiver. AR-A 2/1996, s. 8-11. [2] Hubeòák, J.: Kmitoètová ústøedna trochu jinak. Sborník Holice 96, s. 5-8.

[3] Semiconductors for Telecom Systems. Data Handbook Philips, 1993.

Seznam souèástek Deska koncového stupnì: R1,R2,R3,R5 10 W R4 2,2 W R6 1,0 W C1, C5, C6, C10, C11, C15 1 až 10 pF C2, C7, C12, C17 100 nF C3, C8, C13, C18, C19, C20 1 nF C4 5,6 pF C9 6,8 pF C14 10 pF C16 33 pF T1 KF622 T2 KT925A T3 KT925B L1 1,5 z/3 mm L2, L4, L6 1,5 z/5 mm L3 0,5 z/6 mm L5 18x3 mm pl.spoj L7 0,5 z/10 mm tl.3, tl.1 7 z/4 mm/H6 tl.5 5 z/6 mm/H6 tl.2, tl.4, tl.6 3 z/6 otv. tl. Deska budièe vysílaèe: R1 68 W R2, R13 3,9 kW

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97

Obr. 13. Schéma zapojení ovládací skøíòky stanice R3 680 W R4, R8, R10, R15, R18 8,2 kW R5 3,3 kW R6 10 kW R7 1 kW R9 22 W R11, R16, R19 2,7 kW R12 180 W R14 12 W R17 100 W R20 10 W C1 6,8 mF/tantal. C2, C4, C8, C9, C10, C13, C14, C18, C20, C21, C24, C26, C27 1 nF C3 1 pF C5 4,7 pF C6, C7 220 nF C11 1až6 pF C12, C19 12 pF C15, C22 10 pF C16, C23, C31, C32 1 až 10 pF C17 100 pF C25, C28, C29 100 nF C30 5,6 pF T1 BF680 T2 BFR91 T3 BFR96 T4 KFW16 D1 BB405B D2 Si dioda

63

ð

Testovací box S-LINE k mìøení EMC EMC, dnes již dobøe známá zkratka pro elektromagnetickou sluèitelnost, je jedním z nejsledovanìjších parametrù moderních pøístrojù ze všech oblastí elektrotechniky. Má-li být nìjaký elektronický výrobek oznaèen „CE“, což znamená, že po všech stránkách vyhovuje pøísným kritériím trhu Evropského spoleèenství, musí projít i testem na EMC. Mìøení EMC lze rozdìlit na zjišování elektromagnetického vyzaøování (EMI) a na mìøení odolnosti proti cizím elektromagnetickým polím (citlivosti na nì - EMS). K mìøení EMI se používají speciální pøijímaèe a spektrální analyzátory (napø. moderní zkušební pøijímaè ESPC firmy Rohde & Schwarz, která má na poli mìøení EMC dominantní postavení). Odolnost proti vlivùm cizích elektromagnetických polí se døíve mìøila s použitím signálních generátorù a výkonových zasilovaèù, vazebních smyèek, antén ap. Reprodukovatelnost takových mìøení však byla problematická. Vybudovat speciální laboratorní pracovišì vyžadovalo dokonalé stínì-

ð

L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 tl.1, tl.2, tl.3 tl.4, tl.5

rámeèek 7x17 mm rámeèek 7x8 mm rámeèek 7x20 mm rámeèek 7x7 mm rámeèek 7x20 mm 1,5 z/3 mm 2 z/5 mm 8 z toroid 4 mm/H6 perla 3 mm

Deska vstupní jednotky: R1, R5, R7 22 W R2, R6 47 kW R3 33 kW R4, R9, R12 100 W R8, R19 2,7 W R10, R14, R15 8,2 kW R11 180 W R13 5,6 kW R16 1 kW R17 3,9 kW R18 12 kW R20 1,2 kW C1, C6, C7, C13 1 až 6pF C2, C3, C4, C8, C9, C15, C17, C18, C20 1 nF C5 10 pF C10, C24 68 pF C11 100 pF C12 33 pF C14 6,8 pF C16 4,7 pF C19 1 pF C21 6,8 mF/tantal.

64

ní vùèi okolnímu prostøedí a hlavnì bylo to velmi drahé. Proto firma Rohde & Schwarz vyvinula speciální testovací box nazvaný S-LINE s užiteèným vnitøním prostorem 50 x 50 x 50 cm (v menším provedení 35 x 35 x 35 cm), ve kterém je možné dosáhnout intenzity pole min. 10 V/m v rozsahu 150 kHz až 1 GHz. Software, kterým je tento box vybaven, zajišuje plnì automatizované provedení zkušebního testu. (Podle R&S News)

Který transceiver koupit? Èasopis Radio Communication uskuteènil srovnávací test dvou špièkových transceiverù - IC-775DSP a FT1000MP. Jen struènì výsledky: IC je citlivìjší, citlivost a S-metr nemá na jednotlivých pásmech odchylky. Má dvojnásobnì vìtší výkon jak na CW, tak na SSB. FT má pro CW strmìjší filtr, asi o 10 dB lepší ICP, o 5 dB lepší dynamický rozsah. Závìr pro ty, kdo se nemohou rozhodnout, který z nich koupit, není pøíliš povzbuzující: jsou to špièkové pøístroje, jejichž vlastnosti jsou velmi podobné. V nìkterých parametrech je o málo lepší IC, v jiných FT. Z ergonomického hlediska však vítìznì vychází FT - stále platí, že na vývoji zaøízení firmy YAESU se podílejí nejen technici, ale i provozáøi. (Naše pozn.: - i cenovì je FT výhodnìjší, v Anglii IC-775DSP asi 3700 £•, FTC22, C23 100 nF T1, T2 BF966 T3 BF680 T4 KF517 (lib. p-n-p) T5 BFR91 D1 BB405B D2 Si dioda tl.1 8 z/toroid 4/H6 tl.2 perla 3mm L1, L2, L3 rámeèek 7x20 mm L6 rámeèek 7x17 mm L7 rámeèek 6x7mm L5 rámeèek 8x7mm L4 25 z, kostra Pardubice, bez krytu Deska PLL: R1,R6 R2 R3 R4 R5 R7 R8 R9, R10 C2 C3 C4 C5 C7, C10 C8, C9 C11 C12 C13 C14

180 W 15 kW 10 kW 12 kW 2,7 kW 68 W 22 W 100 W 6,8 mF/tantal. 68 nF 3,3 nF 330 nF/styroflex. 100 nF 22 mF/tantal. 1 až 25 pF 100 pF 33 pF 68 pF

1000MP asi 2850 £). Málokdo ví, že FT1000MP má tøi samostatné vf zesilovaèe: pro pásma 1,8 až 7,3 MHz, pro 7,3 až 24,5 a pro 24,5 až 30 MHz. Optimální zapojení pro danou kmitoètovou oblast zaruèuje vynikající intermodulaèní odolnost a široký dynamický rozsah, který by byl jinak nedosažitelný.

JPS Communications je výrobcem zajímavého zaøízení s firemním oznaèením ANC-4. Je to „potlaèovaè šumu“, lépe øeèeno omezovaè širokospektrálních poruch, které jsou pøijímány anténou a které nám - mnohdy aniž bychom znali jejich pùvod znaènì znepøíjemòují poslech na krátkovlnných pásmech. Pracuje na tom principu, že kromì signálu z antény pøichází do zaøízení ještì signál z pomocné antény, o které se pøedpokládá, že bude citlivìjší na rušení. Tento pomocný signál se fázovì posune tak, aby se odeèítal od rušícího signálu. Pøitom se dále pøedpokládá, že užiteèný signál bude utlumen jen nepatrnì, zatímco šum typicky o 40 dB nebo více. ANC-4 je možné zapojit i na vstup transceiveru s výkonem do 200 W PEP - pøi detekci vf signálu z vysílaèe se okamžitì (èasová konstanta 7 ms) propojuje vstup s výstupem. Cena je (vèetnì anglické DPH) asi190 £. OK2QX C18, C1, C6, C15, C16, C17, C19 1 nF IO1 UMA1014 IO2 78L05 T1 KC509 X1 6,4000 MHz D1, D2 Si dioda Ovládací skøíòka: R1 1 kW R2 100 W R3 100 kW R4, R5 4,7 kW R6 8,2 kW R7 2,7 kW R8 10 kW R9 1,2 kW R10 680 kW R11 39 kW C1, C2 100 nF C3 220 mF C4 2,2 mF/tantal. C5, C9 33 pF C6, C10 39 pF C7, C8 1 nF C11 3,3 nF D1, D3, D4, D5, D6 Si dioda miniaturní D2 Si dioda T1, T2 KC507-9 X1 6,000 X2 3,5795 Display LTN114-R10 IO1 4060 IO2 4024 mikroprocesor ATMEL 89C2051

Pøíloha Praktické elektroniky – ELECTUS ’97