/Designs/HAM_Constructions/Mereni RTX/DOC/HTML/Mereni_TRXu.cs.html
0,0 → 1,432
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
<title> Měření parametrů TRXů </title>
<meta name="keywords" content="měření prametrů RTX TRX">
<meta name="description" content="Měření parametrů TRXů v domácích podmínkách">
<!-- AUTOINCLUDE START "Page/Head.cs.ihtml" DO NOT REMOVE -->
<link rel="StyleSheet" href="../../../../../Web/CSS/MLAB.css" type="text/css" title="MLAB základní styl">
<link rel="StyleSheet" href="../../../../../Web/CSS/MLAB_Print.css" type="text/css" media="print">
<link rel="shortcut icon" type="image/x-icon" href="../../../../../Web/PIC/MLAB.ico">
<script type="text/javascript" src="../../../../../Web/JS/MLAB_Menu.js"></script>
<!-- AUTOINCLUDE END -->
</head>
 
<body lang="cs">
 
<!-- AUTOINCLUDE START "Page/Header.cs.ihtml" DO NOT REMOVE -->
<!-- ============== HLAVICKA ============== -->
<div class="Header">
<script type="text/javascript">
<!--
SetRelativePath("../../../../../");
DrawHeader();
// -->
</script>
<noscript>
<p><b> Pro zobrazení (vložení) hlavičky je potřeba JavaScript </b></p>
</noscript>
</div>
<!-- AUTOINCLUDE END -->
 
<!-- AUTOINCLUDE START "Page/Menu.cs.ihtml" DO NOT REMOVE -->
<!-- ============== MENU ============== -->
<div class="Menu">
<script type="text/javascript">
<!--
SetRelativePath("../../../../../");
DrawMenu();
// -->
</script>
<noscript>
<p><b> Pro zobrazení (vložení) menu je potřeba JavaScript </b></p>
</noscript>
</div>
<!-- AUTOINCLUDE END -->
 
<!-- ============== TEXT ============== -->
<div class="Text">
<p class="Title">
Měření parametrů TRXů
</p>
<p class=Autor>
Petr Fišer, OK1XGL
</p>
<p class="Subtitle">
Lze je měřit v&nbsp;amatérských podmínkách?
</p>
<p>
<a href="../Mereni_TRXu.cs.pdf"><img class="NoBorder"
src="../../../../../Web/PIC/FileIco_PDF.ico"
alt="Acrobat">&nbsp;PDF verze</a>
</p>
 
<h1> Pracoviště 1 </h1>
 
<p>
<img width="735" height="134" src="Mereni_TRXu.cs_soubory/image001.png"
alt="Pracoviště 1">
</p>
<h2> Co se zde měří </h2>
<ul>
<li> Citlivost, MDS </li>
<li> Citlivost pro 10&nbsp;dB&nbsp;S/N </li>
<li> Potlačení zrcadlového přijmu </li>
<li> Potlačení přijmu na mezifrekvenčním kmitočtu </li>
</ul>
 
<h2> Požadavky na přístroje </h2>
 
<h3> VF generátor </h3>
<p>
Na VF generátor pro toto měření nejsou kladeny žádné
zvláštní požadavky a lze jej snadno vyrobit v&nbsp;amatérských
podmínkách. Generátor budeme přelaďovat v&nbsp;širokém rozsahu
kmitočtů. Potlačení vyšších harmonických by mělo být alespoň 40dB a
stabilita kmitočtu taková, aby se nám generátor udržel v&nbsp;šířce
pásma přijímače v&nbsp;telegrafním módu. V dnešní době s&nbsp;výhodou
použijeme obvody DDS, které případně doplníme zesilovačem a útlumovým
článkem 6dB pro dosažení výstupní impedance 50 ohmů. Výstupní výkonovou
úroveň volíme v&nbsp;rozsahu –10 až 0dBm. Celý generátor je nutné
umístit do stíněné krabičky a napájecí přívod dobře zablokovat
tlumivkou a průchodkovým kondenzátorem. Výstup je obvykle zakončen BNC
konektorem.
</p>
<h3> Útlumový článek </h3>
<p>
Pro potřeby nejrůznějších měření by útlumový článek
s&nbsp;proměnným útlumem po 1dB s&nbsp;impedancí 50 ohmů neměl chybět
v&nbsp;žádném hamshacku. Rozsah útlumu volíme 0-100dB (obvyklá
konstrukce jsou útlumy 4x20dB, 1x10dB, 1x3dB, 3x2dB a 1x1dB). Někdy
může být útlum 100dB málo a je proto vhodné si vyrobit pevné útlumy 10,
20 a 30dB. Útlumové články jsou samozřejmě stíněné a stínění je i mezi
jednotlivými sekcemi. Zakončení je opět BNC konektory.
</p>
 
<h3> NF Spektrální analyzátor/NF milivoltmetr </h3>
 
<p>
Spektrální analyzátor je vhodnější, protože nám přímo
ukazuje odstup signálu od šumu. Místo něj je možné použít osciloskop
s&nbsp;možností FFT, ale pro amatéry bude v&nbsp;dnešní době
nejdostupnější využít zvukovou kartu v&nbsp;PC s&nbsp;příslušným
software. Vhodných programů je k&nbsp;dispozici celá řada. Můžeme
použít i NF milivotmetr, ale např. naměření úrovně signálu 3dB nad
šumovým prahem je obtížné a nepřesné.
</p>
<h2> Postup měření </h2>
 
<h3> MDS a 10dB S/N </h3>
<p>
Generátor naladíme na přijímaný kmitočet a jeho výkon
zeslabujeme útlumovým článkem, až nám NF signál z&nbsp;přijímače klesne
na požadovaný odstup signál/šum. Pro určení MDS&nbsp; nastavujeme
odstup 3dB. Pro citlivost 10dB S/N nastavujeme odstup 10dB. Výkon
z&nbsp;generátoru zmenšený o útlum na útlumovém článku přímo
odpovídá&nbsp; dané citlivosti. Zvlášť hodnota MDS je důležitá, protože
ji potřebujeme pro výpočty odolnosti přijímače. Pokud používáme NF
milivotmetr, postupujeme tak, že při vypnutém generátoru nastavíme
hlasitostí NF signál tak, abychom dokázali dobře odečíst výchylku.
Útlumový článek nastavujeme tak, aby se nám výchylka měřidla zvětšila o
3dB(1,41x) nebo o 10dB(3,16x).&nbsp;
</p>
<h3> Potlačení mezifrekvenčního kmitočtu </h3>
<p>
Generátor naladíme na mezifrekvenční kmitočet a jeho
výkon upravíme útlumovým článkem tak, abychom na výstupu přijímače
získali odstup signál/šum 3dB. Hodnotu potlačení získáme odečtením MDS
od výkonu na vstupu přijímače. Pokud použijeme NF milivoltmetr,
přesnějších výsledků dosáhneme poměrovým měřením. Tedy generátor
nejprve naladíme na přijímaný kmitočet a útlumovým článkem upravíme
signál na vstupu přijímače (P1) tak, abychom na NF milivotmetru dobře
odečítali výchylku (N) nad šumovým prahem. V&nbsp;přijímači nesmí
pracovat AVC. Tedy pokud nelze AVC vypnout, nesmíme přesáhnout sílu
signálu na vstupu přijímače cca S3. Poté generátor přeladíme na
mezifrekvenční kmitočet a výkon na vstupu přijímače (P2) útlumovým
článkem zvyšujeme tak, abychom na NF milivotmetru naměřili stejnou
výchylku (N). Hodnotu potlačení získáme rozdílem výkonů (P2-P1).
</p>
<h3> Měření potlačení zrcadlového přijmu </h3>
<p>
Postupujeme jako v&nbsp;případě měření potlačení mezifrekvence, jen
generátor naladíme na zrcadlový kmitočet.
</p>
<h1> Pracoviště 2 </h1>
<p>
<img width="750" height="244" src="Mereni_TRXu.cs_soubory/image002.png"
alt="Pracoviště 2">
</p>
<h2> Co se zde měří </h2>
 
<ul>
<li> Dynamický rozsah pro blokování </li>
<li> Dynamický rozsah IMD3 a bod zahrazení IP3 </li>
<li> Dynamický rozsah IMD2 a bod zahrazení IP2 </li>
</ul>
 
<h2> Požadavky na přístroje </h2>
<h3> VF generátory </h3>
<p>
Pro toto pracoviště potřebujeme dva generátory, které
musí splňovat poměrně přísné požadavky. Výstupní signál generátorů musí
mít potlačení nežádoucích produktů alespoň 60dB a velmi nízký postranní
šum. Mezi generátory nastavujeme malý kmitočtový odstup. ARRL
standardně používá 20KHz ovšem v&nbsp;praxi máme při CW provozu silné
signály např. při split provozu expedic cca 1-2KHz nad přijímaným
signálem. Dobrým kompromisem pro amatérské měření je vyrobit si
generátory s&nbsp;odstupem 10KHz. Pro bližší odstupy bychom potřebovali
generátory s&nbsp;opravdu velmi nízkým postranním šumem a ty amatérsky
jen těžko zhotovíme. Jako oscilátoru musíme použít zapojení řízené
krystalem. V&nbsp;žádném případě nelze použít DDS, fázové závěsy
apod.&nbsp; Pracovní bod oscilátoru musíme pečlivě nastavit do třídy A.
Jakékoli zkreslení nám zhorší parametry generátoru. Oscilátor na
následující obvody je třeba navázat velmi volnou vazbou. Pro snížení
postranního šumu oscilátoru zařadíme do signálové cesty krystalový
filtr se dvěma nebo lépe více krystaly. Výběr krystalů a nastavení
filtru není kritické. Výstupní výkonovou úroveň volíme v&nbsp;rozsahu
–10 až 0dBm a dosáhneme jí vhodným zesilovačem. Za pečlivě nastavený
zesilovač zařadíme dobrou dolní propust a útlumový článek 6dB pro
dosažení výstupní impedance 50ohmů. Opět je třeba dobré stínění a
blokování napájení. Výroba takovýchto generátorů je poměrně pracná a
proto se lze spokojit s&nbsp;generátory pro jedno pásmo. Volíme raději
pásmo vyšší.
</p>
<h3> Slučovač signálu </h3>
<p>
Jeho úkolem je sloučit signály z&nbsp;generátorů a
zároveň zabránit jejich vzájemnému ovlivňování. Průchozí útlum vychází
obvykle kolem 6dB a potlačení mezi vstupy pro připojení generátorů
kolem 30 - 40dB.
</p>
<p>
Slučovač pro oblast KV není těžké vyrobit. Lze jej zapojit např. dle
obrázku.
</p>
<p>
<img width="355" height="304" src="Mereni_TRXu.cs_soubory/image003.png"
alt="Slučovač">
</p>
<p>
Požadavky na ostatní přístroje byly popsány u pracoviště 1.
</p>
<h2> Postup měření </h2>
<h3> Dynamický rozsah pro blokování </h3>
<p>
Pracoviště zapojíme tak, že proměnné útlumy zapojíme
do pozic ATTN1 a ATTN2 a do pozice ATTN3 připojíme pevný útlum. Zapneme
pouze generátor G1 a na jeho kmitočet naladíme přijímač. Generátor G2
zůstane vypnut (napájení), ale stále musí zůstat připojený do obvodu.
Lze jej odpojit, ale vstup pro G2 na slučovači je nutné zakončit
odporem 50 ohmů. Útlumovým článkem ATTN1 nastavíme výkon z&nbsp;G1 tak,
abychom na výstupu z&nbsp;přijímače získali signál (N) s odstupem
signál/šum cca 20dB. V&nbsp;přijímači nesmí pracovat AVC, tedy pokud ho
nelze vypnout, nesmíme přesáhnout sílu signálu cca S3. Poté zapneme
generátor G2 a nastavíme požadovaný kmitočtový odstup od G1, pokud
nemáme generátory připravené na pevných kmitočtech. Útlumovým článkem
ATTN2 nastavujeme příspěvek výkonu z&nbsp;generátoru G2 na vstupu
přijímače (P2) tak, aby výstupní signál z&nbsp;přijímače (N) poklesl o
1dB. Dynamický rozsah pro blokování získáme odečtením MDS od příspěvku
výkonu z&nbsp;G2 na vstupu přijímače (P2-MDS). Při použití NF
milivotmetru hlídáme pokles výchylky o 1dB(:1,12).
</p>
<h3> Dynamický rozsahu IMD3 a bod zahrazení IP3</h3>
<p>
Pracoviště zapojíme tak, že proměnný útlum zapojíme
do pozice ATTN3 a útlumy ATTN1 a ATTN2 nastavíme shodné výkony obou
generátorů. Na generátorech nastavíme požadovaný odstup kmitočtů, pokud
nemáme generátory připravené na kmitočtech pevných. Přijímač naladíme
na kmitočet lichého produktu, tedy na 2*f1-f2 nebo 2*f2-f1. Výkon na
vstupu přijímače (P2) z&nbsp;generátorů upravíme útlumovým článkem
ATTN3 tak, abychom na výstupu přijímače získali signál s&nbsp;odstupem
od šumu 3dB. Dynamický rozsah IMD3&nbsp; získáme odečtením MDS od
výkonu na vstupu přijímače (P2-MDS). Při použití NF milivotmetru
hlídáme zvýšení výchylky o 3dB(1,41x) nad výchylku danou šumem
přijímače. Z&nbsp;dynamického rozsahu můžeme vypočítat hodnotu bodu
zahrazení IP3.&nbsp; IP3=1,5*DR IMD3 + MDS.
</p>
<h3> Dynamický rozsahu IMD2 a bod zahrazení IP2 </h3>
<p>
Měří se stejně jako v&nbsp;předchozím případě, jen
generátory se naladí na takové kmitočty, aby jejich součet nebo rozdíl
byl možný na přijímači naladit. Hodnota IP2 =2*DR IMD2 + MDS.
</p>
<h2> Co nám parametry říkají </h2>
<h3> Citlivost MDS </h3>
<p>
Tento parametr nám udává tzv. minimální rozlišitelný
signál. Signál pod touto hranicí se považuje za přijímačem
nezpracovatelný. Parametr tedy omezuje dynamický rozsah přijímače
zdola.
</p>
<h3> Citlivost pro odstup signál/šum 10dB </h3>
<p>
Tento parametr nám říká, jaký nejslabší signál
skutečně uslyšíme. Odlišení signálu od šumu je individuální záležitost
a najdou se tací, kteří registrují signál jen pár dB nad šumem, ale
signál s&nbsp;odstupem 10dB bychom měli registrovat
všichni.
</p>
<h3> Potlačení mezifrekvenčního a zrcadlového přijmu </h3>
<p>
Tento parametr nám říká, jak mnoho nás budou rušit
signály, které obvody přijímače dokáží z&nbsp;principu přijímat, ale
jsou pro nás nežádoucí. Tyto potlačení jsou převážně určeny kvalitou
vstupní pásmové propusti. Potlačení by mělo být nejméně 60dB. Pro
představu nežádoucí signál na mezifrekvenčním nebo zrcadlovém kmitočtu
o úrovni S9+6dB nám bude způsobovat rušení o úrovni&nbsp; S1. Pro
komerční vysílače není problém vyprodukovat signál na našich anténních
svorkách S9+40dB i více.&nbsp; Dobré přijímače mají potlačení
80-100dB.
</p>
<h3> Dynamický rozsah pro blokování </h3>
<p>
Tento parametr nám říká, jak si přijímač poradí se
silným signálem. Příliš silný signál nebude přijímačem zpracován
lineárně, což způsobí&nbsp;v přijímači vznik nežádoucích produktů a
také snížení jeho citlivosti.&nbsp; Situace nastává při poslechu slabé
stanice. Silný nežádoucí signál může způsobit, že stanici přestaneme
slyšet. Parametr závisí na kmitočtové vzdálenosti nežádoucího
signálu&nbsp; a šířce pásma přijímače. Pokud se bude úroveň signálu na
vstupu přijímače pohybovat v&nbsp;mezích od MDS do&nbsp; MDS+DR pro
blokování, nebude docházet ke snižování citlivosti přijímače. Tento
parametr by měl být alespoň 80dB. Dobré přijímače mají dynamický rozsah
100dB a více.
</p>
<h3> Dynamický rozsah IMD3 </h3>
<p>
Tento parametr nám říká, jak si přijímač poradí
s&nbsp;více silnými signály. Pokud&nbsp; na vstup přijímače přivedeme
více signálů, budou na nelinearitách v&nbsp;přijímači vznikat nežádoucí
produkty. Nejvíce nám vadí produkty 3.řádu, které jsou velmi blízko
přijímaného kmitočtu. Při určité úrovni signálu na vstupu přijímače
vystoupí tyto produkty nad MDS a začnou působit rušivě. Situace nastává
v&nbsp;závodech, kdy je na pásmu velké množství silných signálů.
Parametr závisí na kmitočtovém odstupu signálů a šířce pásma přijímače.
Jeho hodnota je nižší jež dynamický rozsah pro blokování. Pokud se bude
úroveň signálu na vstupu přijímače pohybovat v&nbsp;mezích od MDS
do&nbsp; MDS+DR IMD3 , nebudou nežádoucí produkty působit
rušivě.
</p>
<h3> Bod zahrazení IP3 </h3>
<p>
Tento parametr nám opět říká, jak si přijímač poradí
s&nbsp;více silnými signály. Hodnota se udává v&nbsp;dBm a je to úroveň
signálu na vstupu&nbsp; přijímače, která by způsobila, že nežádoucí
produkty 3.řádu by dosáhly stejné úrovně jako užitečný signál. Jde o
hodnotu teoretickou, neboť dříve dojde k&nbsp;zahlcení přijímače. Tato
hodnota se obvykle vypočítává z&nbsp;dynamického rozsahu IMD3. Opět je
závislá na kmitočtovém odstupu signálů a šířce pásma přijímače. Tento
parametr by měl být minimálně kladný. Dobré přijímače mají tento
parametr +10dBm a více.
</p>
<h3> Dynamický rozsah IMD2 A IP2 </h3>
<p>
Tyto parametry jsou obdobou DR IMD3 a IP3 a říkají
nám, jak si přijímač poradí s&nbsp;více silnými signály, které ovšem
leží mimo propustné pásmo přijímače. Jinými slovy jak nám budou vadit
silné komerční vysílače mimo amatérská pásma. Tyto&nbsp; parametry
vypovídají o kvalitě pásmové propusti na vstupu
přijímače.
</p>
<h1> Měření na vysílači </h1>
<p>
S&nbsp;měřením parametrů vysílače v&nbsp;amatérských podmínkách je to
horší. Bez spektrálního analyzátoru nebo alespoň osciloskopu
s&nbsp;možností FFT se neobejdeme. Kontrola čistoty signálu
pouhou kontrolou tvaru sinusovky na osciloskopu je nedostatečná. Signál
s&nbsp;potlačením vyšších harmonických 25dB vypadá na osciloskopu už
velmi dobře. Povolovací podmínky nám však ukládají dodržet minimální
potlačení nežádoucích produktů 40dB. Pokud nemáme možnost měření, často
zbývá jen doufat. Dobrou metodou pro klid našich duší je dobře si
proměřit dolní propust za naším PA. Zde bych chtěl poznamenat, že
v&nbsp;USA mají stanoveno minimální potlačení&nbsp; pro vysílače do 5W
výkonu jen 30dB. Proto mohou za QRP koncovými stupni ve třídě C použít
jen jednoduchý čebyševův filtr se dvěma indukčnostmi. Tento filtr
obvykle nemá dostatečnou strmost a výsledkem je, že druhá harmonická
není potlačená pod hranici 40dB. Hranici 30dB míjí jen tak tak. Pokud
nemáme možnost měření, přimlouval bych se za používání&nbsp; propustí
se třemi indukčnostmi nebo propustí s&nbsp;přidaným pólem (pastí) na
druhou harmonickou. Pokud je zesilovač dvojčinný nebo lineární,
tradiční filtr se dvěma indukčnostmi vyhoví. U telegrafních vysílačů se
měří v&nbsp;podstatě jen potlačení nežádoucích produktů. Na osciloskopu
je možné zkontrolovat tvar telegrafní značky. Značka by měla být
zaoblená s&nbsp;dobou náběhu kolem 3ms a doběhem kolem 5ms. U
zesilovačů lineárních se kromě prosté kontroly potlačení nežádoucích
produktů při buzení jedním tónem, kontroluje jejich linearita tzv.
dvoutónovou zkouškou. Do mikrofonního vstupu vysílače se připojí NF
dvoutónový generátor se shodnou amplitudou obou tónů. Na výstupu
vysílače budou kromě těchto dvou tónů přítomny nežádoucí produkty,
které vznikají&nbsp; kombinacemi vstupních tónů na nelinearitách ve
vysílací cestě. Potlačení těchto produktů by mělo minimálně
30dB.&nbsp;
</p>
 
</div>
 
<!-- AUTOINCLUDE START "Page/Footer.cs.ihtml" DO NOT REMOVE -->
<!-- ============== PATIČKA ============== -->
<div class="Footer">
<script type="text/javascript">
<!--
SetRelativePath("../../../../../");
DrawFooter();
// -->
</script>
<noscript>
<p><b> Pro zobrazení (vložení) hlavičky je potřeba JavaScript </b></p>
</noscript>
</div>
<!-- AUTOINCLUDE END -->
 
</body>
</html>