Då var det dags igen för ett nytt nummer av ESR Resonans. Nummer 4 och det sista för i år. Resonans nr 4 och alla tidigare nummer finns att ladda ner från Arkivet: ESR Resonans
Nummer 1 2015 förväntas komma ut “till våren” eller när tillräckligt mycket material kommit redaktionen tillhanda. Har du något på gång? Skriv en notis eller artikel! Det uppskattas av läsarna.
Trevlig läsning
/Redaktionen
gm
Bengt
Redan i morse snöade det och snödjupet mätt på eftermiddagen uppgick till 0,5-1 millimeter. Lagom täcke för att ge mer julstämning än det ihållande regnet som plågat oss i en hel vecka.
Termometern visade -5 grader och när detta skrivs mäter vi -8 grader med utsikt till under minus 10 i natt. Med skånska mått mätt väldigt kallt.
Vad kan då passa bättre än att sitta inne i värmen och experimentera med radiobygglådan. Ytterligare några projekt har provats med gott resultat.
A2-sändaren som fängslade mig som nyfiken 12-åring på julaftonen 1965 har naturligtvis undersökts litet närmare. Här ovan ses en förbättrad version där modulationsgraden kan ställas in med en potentiometer. Några andra modifieringar har också gjorts som gav en snyggare nyckling. Telegrafnyckeln är den gråa ledningen längst ner till höger i bild.
I originalutförandet lämnade sändaren -3 dBm omodulerad bärvåg på cirka 1 MHz mitt i mellanvågsbandet. Med nedtryckt nyckel hördes sändarens modulering över mer än 500 kHz bandbredd med en raspig 500 Hz ton. Några problem att ställa in mellanvågsmottagaren var det inte. Signalen var dessutom stark på en vanlig (?) transistorradio och räckvidden uppmättes till cirka 10-15 m med den medföljande sändarantennen på 5 m längd. Samt en lika lång jordledare.
Med potentiometern inkopplad gick det att ställa ner modulationsgraden så att tonen lät riktigt behaglig i mottagaren. Ungefär den tonkvalitet vi hörde från fartygssändarna på långvåg 500 kHz på den tiden det begav sig. Plotten ovan visar 0 dBm i toppen och analysatorn är inställd för 100 kHz svepbredd samt 10 dB/ruta. Modulationstopparna ligger alltså ungefär på nivån -10 dBm motsvarande 0,1 milliwatt.
Bästa antennanpassning och därmed max uteffekt erhölls genom att koppla in spektrumanalysatorns 50 ohm ingång via en extern vridkondensator till sändarspolens högimpediva ände. Cirka 200 pF seriekapacitans gav högsta uteffekt.
Den skarpögde har noterat att motstånd och kondensatorer på plastbärarna är av modernare sort. Några av originalen hade nämligen ändrat värde nästan 100% medan kondensatorerna var i det närmaste helt kass. Jag skall leta fram rätt sorts komponenter och snygga till bygglådan vad det lider. Alltid kul att ha den i “originalskick” när projekten är avprovade och den åker upp på nostalgihyllan efter helgen.
Lådan är tillverkad av Kowa Company Ltd Tokyo Japan 1965. Företaget finns kvar än idag och på en sida om deras historia nämns de här bygglådorna i samband med produkter för utbildningsändamål. Numera sysslar man med helt andra saker inom andra brancher.
Finns det någon bland läsarna som sett eller haft denna låda eller snarlika bygglådor så vore det kul med feed back. Min bedömning efter att ha lusläst manualen och byggt några projekt är att den täcker radioområdets absoluta grunder och den ungdom som mixtrat med det här på 60-talet har säkert fått många aha-upplevelser som sedan gett upphov till mer sökande efter svaren på följdfrågorna som måste ha uppstått. Så var det bevisligen för mig i alla fall.
En sak jag minns från tiden 1965-66 är att engelskan ställde till problem och att vår engelsklärare i skolan inte kunde förklara de tekniska begreppen som var okända för henne. Kanske inte så konstigt då motsvarande text på svenska skulle vara väldigt svår för alla som inte visste något om radioteknik alls. Inte mer än att rören i träradioapparaterna brändes och att man kunde få hemska stötar trots att stickkontakten var uttagen ur väggen. Konstigt tyckte man då.
/Bengt
God jul och gott nytt år tillönskas alla experimenterande radioamatörer och andra radio- och teknikintresserade. Glöm inte bort nyårslöftena! Att träna telegrafi och bygga radio hela 2015. För all del köra DX och aktivera amatörbanden duger gott de också.
Interiör från Radiotelegrafstationen Gamlemark Radio i Skåne.
/Bengt
Jag har som hastigast provat DC-DC omvandlaren i portabelstation och kan konstatera att utan externa filter så brusar det svagt på de lägre frekvensbanden med sprötantennen direkt ansluten till mottagaren. Med filter på DC-DC omvandlaren går det inte att konstatera några störningar alls. Det betyder att det finns en viss marginal.
Så här ser ingångssidan (+13 V) ut med filter. Nivåerna är nu 40-50 dB lägre än vid förra mätningen som presenteras i ett tidigare blogginlägg. Utgångssidan (+5 V) gav ett rakt streck på mätmottagaren men där var störnivån inte särskilt hög utan filter.
Ett tillfälligt kort får hysa omvandlaren så jag kan prova den praktiskt i portabelstationen. Dock skall sägas att eftersom verkningsgraden i den här omvandlaren bara är 65% så ökar den totala effektförbrukningen en aning i stället för att minska som ju var målet! Det lär krävas minst 90%, gärna 97% verkningsgrad för att det ev skall vara någon vits med det här. Alternativet med separat batteri för enbart loggdatorn kanske trots allt var den bästa lösningen även om det blir ett batteri till som måste laddas och underhållas.
Men det kan nog ändå vara värt att filosofera över det här en stund för att se hur långt man kan nå. Några milliampere här och några där adderar sig snabbt och tillsammans med KX3-mottagarens enligt mitt tycke extremt höga strömförbrukning om c:a 215 mA så går det att dränera batterierna utan att ens behöva sända.
Mottagaren är som den är. Några mA kan sparas med släckt display och vissa andra inställningar med som gör komforten sämre. Arduino-loggdatorn kanske kan göras mer energieffektiv med någon sofistikerad sleep mode. Redan nu finns en sparfunktion implementerad där diplayens bakgrundsbelysning släcker ner efter valfri tid (t ex 1-2 sek) efter man knappat på tangentbordet. Med den funktionen aktiverad drar loggdatorn ändå 110 mA vid 5 V matning (160 mA med tänd display). Väldigt mycket ström tycker jag när jag jämför med hur länge en iPhone kan hållas vid liv med sina små batterier.
Tips någon?
/Bengt
För några månader sedan fann jag av en slump “min” allra första radiobygglåda på en begagnatsajt i Schweiz. Annonsen var då redan flera månader gammal men jag tog chansen och tillskrev säljaren. Jodå, bygglådan fanns kvar men att skicka den utomlands gick inte för sig. Priset var symboliskt och frakten skulle bli dyr och det var allmänt krångligt. Ganska irriterande då jag periodvis letat efter denna “min” bygglåda sedan början av 80-talet då jag insåg att jag saknade den, enbart av nostalgiska skäl naturligtvis.
En kompis, HB9ATU kontaktades och efter div osannolika sammanträffanden så kunde han avhämta lådan i Bern i samband med ett jobb där och sedan ta den med sig hit till Sverige som han skulle besöka i julhelgen. Kan det bli bättre? Så idag nästan på dagen 49 år senare så fick jag återse min fina bygglåda.
Den ursprungliga bygglådan var en julklapp 1965 då jag var 12 år gammal. Den blev inkörsporten till radiohobbyn via rundradiolyssning och pillande i radioapparater som sedan ledde till morse och amatörradiocertifikat.
Bland de 20 projekten som kunde byggas så var telegrafisändaren nog den mest spännande för en 12-åring. Någon telegrafi kunde jag dock inte på den tiden men på sista sidan i instruktionsboken fanns morsealfabetet i form av prickar och streck så nog gjordes det tappra försök alltid.
Lådan jag fick som tidig julklapp idag var helt komplett så när som att telegrafinyckeln saknades. Att få tag på en sådan i original lär bli svårt om inte omöjligt men det går kanske att improvisera och skriva ut en ny i en 3D-skrivare. I all sin enkelhet är det ju bara en bärare av plast med samma storlek som batterihållaren men med ett fjädrande metallbleck och plastknopp. En enkel sak.
Ett av de större projekten som beskrivs är en mellanvågs- alt kortvågsmottagare med en germaniumdiod i detektorn och två germaniumtransistorer i LF-steget. Bygget visade sig fungera utmärkt och Radio Luxemburg på 1440 kHz dånade in med hög ljudstyrka i kristallörontelefonen nu i kväll. Så man kan då förmoda att samtliga komponenter är i gott skick. Dock fick volympotentiometern en dos kontaktspray och vridkondensatorn motionerades några minuter för att tränga igenom oxidskikten.
Instruktionsboken är på 49 sidor och omfattar 20 byggprojekt med tonvikt på radiomottagare och sändare. Även en morseträningsoscillator, tongenerator, intercomanläggning, LF-förstärkare samt signalföljare kan byggas.
När jag studerar hur projekten beskrivs slår det mig att detta är en fullständig radiokurs på en nivå långt över de certifikatsprov som använts i Sverige de senare 20 åren. På en sida med rubriken “Advanced study on proporties on transistor – on Alpha and Beta” får man en inblick i transistorernas egenskaper och på andra sidor avhandlas principerna för A2-modulering samt hur transistorer biaseras. Faktiskt väldigt avancerat med tanke på att dessa 60-tals radiobygglådor primärt vände sig till unga teknikintresserade tonåringar.
Utöver en komplett uppsättning prylar enligt innehållsförteckningen i lådan fanns div reservdelar och även helt obestyckade komponentbärare.
Det var ett kärt återseende efter snart 50 år och jag skall bygga mig igenom de 20 projekten under julhelgen och passa på att mäta upp sändarna på spektrumanalysatorn för att fastställa ungefär hur mycket uteffekt de ger. Då 1965 lyckades jag medelst långa antenntrådar längs häcken i tomtgränsen överbrygga avståndet 50 m med tonmodulerad telegrafi. Jag minns att signalerna var pyttesvaga på den långa distansen. Men spännande var det!
/Bengt
I portabelstationen med KX3-radion ingår en loggdator baserad på ett Arduino-kort m m. Med display och några extra shields drar uppställningen c:a 80 mA med tänd display vilket blir en hel del förlusteffekt vid 12-13 V matning från sändarbatterierna. För närvarande används därför ett separat 9,9 V /1500 mAh batteri enbart till loggdatorn.
Då loggdatorn kan köras på 5 V blir det bättre ekonomi att använda en DC-DC omvandlare under förutsättning att verkningsgraden är hög och att omvandlaren inte orsakar störningar. Med rimlig verkningsgrad skulle strömmen då sjunka till c:a 35 mA vilket nog kan accepteras att stjäla från sändarbatterierna. Allt handlar om att inte tulla för mycket på drifttiden för sändaren.
En sådan omvandlare uppbyggd kring LM2596 (50 kr på Kjell & Company) har mätts upp och EMC-provats. Vid 13,0 V in och 5 V/80 mA ut är verkningsgraden bara 65% vilket får anses vara dåligt. Över 90% hade varit bättre.
EMC-egenskaperna är också tveksamma. Här nedan visas två kurvor för ledningsbunden emission på 13 V respektive 5 V sidan med 80 mA belastning. Uppmätt med R&S LISN.
Ledningsbunden emission på 13 V matningen. Switch-frekvensen uppges i produktbeskrivningen till 150 kHz och är den högsta toppen som syns några kHz högre upp i frekvens. Alla andra toppar är övertoner och vi kan se att störningarna är kraftiga upp till ca 10 MHz där de börjar klinga av. Den gula kurvan är peak-värde och den gröna average.
Ledningsbunden emission på 5 V utgången belastad med 80 mA. Här ser det lite bättre ut och om det inte hade varit för den rassliga 13 V sidan så skulle nog denna DC-DC omvandlare fungera bra med avseende på oönskade störningar.
Nu går det naturligtvis att komplettera omvandlaren med ett ingångsfilter som hindrar störningarna att sprida sig i internkablaget och in i mottagaren. Dock tveksamt om den här enkla omvandlaren är en bra lösning med tanke på dess låga verkningsgrad.
Enligt tips från SM0GLD så bör man satsa på en s k synkron buck step down omvandlare och när en sådan byggts ihop skall det bli spännande att se hur den beter sig i en jämförelse. Dock kan förmodligen LM2596 kompletterad med några externa filterkomponenter användas i portabelstationen tills den andra lösningen byggts ihop och utvärderats. Det är ju tämligen lätt att byta ett litet kort och löda några trådar.
/Bengt
Den två veckor långa “fälttesten” av portabelstationen i Karribien resulterade i en 10 punkters lista på saker och ting som inte fungerade riktigt som tänkt och därför bör åtgärdas. Redan första dagen utsattes vi för en häftig regnskur vilket resulterade i att både operatör och radio blev dyngblöt. Med antennkontakten på frontpanelen gick det inte att stänga locket och köra vidare med det trådlösa tangentbordet.
Smartare hade varit att montera antennkontakten på lådans baksida vilket nu är gjort så att radion kan köras med stängt lock.
Antennkontakten typ BNC är monterad på innerchassiet och sticker inte utanför plåten. En gummibussning tätar på insidan. BNC hankontakten som ses på bilden är lätt att greppa.
Samma problem – dvs att inte kunna stänga locket utan att behöva avbryta sändningen – visade sig flera gånger. På stränderna hade den torra fina sanden en märklig förmåga att leta sig in i radiolådan liksom det vid några tillfällen uppstod kraftigt saltspray från vågorna när de bröts över klipporna. Även här hade det varit bra att kunna stänga locket som är försett med gummipackning. Jag tror inte KX3-an tål sådan miljö under några längre stunder utan att korrodera.
Det trådlösa tangentbordet och audiolänken på FM-bandet har en räckvidd av c:a 20-30 m och vid normal pile up trafik behöver man egentligen inte se vare sig displayen för loggen eller för radion. Allt sköter sig självt. Så den trådlösa möjligheten ger ju vissa frihetsgrader att finna lä och skydd när vädret är dåligt samtidigt som radion kan stå kvar vid antennen där det är lämpligt.
Nästa problem var vatten i manipulatorns nycklingskontakter som medförde att sändaren drog igång för egen maskin. På den punkten får det bli en helt ny konstruktion av manipulator och även mekaniken för infästningen i radiolådan skall göras om. I och för sig småsaker men det är kanske inte så dumt att fixa till dessa allt eftersom de dyker upp. Tanken är att det skall bli fler liknande DX-expeditioner i vildmarken i andra länder framöver.
/Bengt
En första kontrollmätning av KX3-mottagarens storsignalegenskaper förklarar de problem som noterades på vår DX-pedition i samband med samlokaliserade sändare. Alltså flera stationer inom ett begränsat geografiskt område.
För att erhålla lägsta brusfaktor på de högre kortvågsbanden krävs att PRE-ampen ställs i läge 30 dB. Detta är nödvändigt i de fall radiomiljön är extremt tyst och fri från störningar vilket den var på St Lucia. Vid 20 dB pre-amp ökar brusfaktorn några dB. Tveksamt om det betyder något i praktiken dock. Däremot minskar grundbruset i mottagaren så pass mycket att LF-volymen inte riktigt räcker till för att få tillräcklig ljudstyrka på signaler som ligger helt nere i bruset. Konklusionen blir att 30 dB pre-amp är nödvändig som bästa kompromiss.
Men….
Vid så hög förförstärkning så blir mottagarens storsignaler hopplöst dåliga. En enkel mätning gjordes med två signalgeneratorer. Generator 1 inställd på 28,1 MHz och en svag tydligt läsbar CW-signal en bit över bruset. Signalgenerator 2 modulerades med 1 kHz 80% AM och ställdes in på 24,9 MHz. Nivån justerades tills nyttosignalen på 28,1 MHz stördes ut.Oberoende av frekvens på signalgenerator 2 så störs mottagaren ut över hela området ca 17-31 MHz.
Max störnivå som mottagaren tål utan att nyttosignalen störs är -50 dBm. Det motsvarar en insignal till antennen på S9+23 dB och förklarar varför mottagaren löpte amok när det fanns andra sändare i närheten och på ett näraliggande band. På de lägre banden tål mottagaren mellan -45…-30 dBm. Bättre men fortfarande jättedåligt.
Kikar vi i schemat för KX3 mottagare så ser vi att bandpassfiltren täcker två band i taget vilket naturligtvis är helt förkastligt. Bandpassfiltren blir således otroligt oselektiva vilket också blir följden om man som Elecraft försöker täcka in två band med allt för få filterpoler. Cheap design och en stor besvikelse faktiskt.
Jag gjorde samma mätning på min gamla IC706MKIIG och kunde inte notera några “band – band störningar” alls upp till +20 dBm (100 mW) in på antenningången. Så det betyder att KX3 är minst 70 dB sämre än IC706-an på den här punkten.
Så nu är frågan varför denna svaghet inte återspeglar sig i Sherwoods mätningar eller om kanske just detta exemplaret av mottagare är defekt på något sätt. Det skall noteras att störningarna inte uppträder lika tydligt om störsignalen är omodulerad vilket betyder att problemen troligen inte uppmärksammats om de andra sändarna varit nycklade med telegrafi. Det krävs ungefär -5…10 dBm omodulerad bärvåg på näraliggande band för att mottagaren skall tappa i känslighet. Men nu var det ju SSB-sändningar som ställde till det.
Någon här som kan göra samma typ av mätningar på sin KX3?
/Bengt
Efter en lång resa med försenade flyg kom vi hem igår kväll. Väskorna är uppackade och det är tid att sammanfatta intrycken från resan. I korta drag så är jag nöjd med portabelstationen och antennlösningarna som fungerat helt utan missöden.
Totalt avverkades 5550 QSO på CW varav 5500 uteslutande från naturen i grönskan längs sluttningarna ner mot havet, på klippavsatser och helt nere i strandlinjen. Allt på batteridrift. Batterikapaciteten om drygt 8 timmar med full uteffekt visade sig vara mer än tillräcklig för radiopassen som varade mellan 4-6 timmar per dag. Antennkitet fungerade bra att installera på samtliga stationsplatser – ett tiotal olika varierande terräng – och jag ser i nuläget inget särskilt som behöver modifieras eller kompletteras med.
En överraskning var dock att det gick så bra med enbart sprötantennen ansluten till radion direkt och utan jordplan på 21, 24 och 28 MHz. Anledningen till försöket var att jag bara ville lyssna om det fanns några stationer men efter att ha stämt av autotunern visade sig att SVF blev lågt. Några CQ sändes ut på vinst och förlust och det blev pile up direkt. Just enkelheten att fälla ut Ra200-antennen och skruva på de tre förlängningsspröten är tilltalande och utan radialer så kan man lätt upprätta stationen precis var som helst. Längden 4,8 m gör att antennen fungerar som en ändmatad 1/2-vågsantenn på 28 MHz där apparatlådan och dess kapacitiva koppling till marken under var tillräcklig för att få stabil funktion. Även på 24 och 21 MHz är den längre än en kvarts våglängd och strömloben hamnar relativt högt. Det blir en antennlösning som får utvärderas i mer detalj senare. Klart bekväm att använda på de högre frekvensbanden i alla fall.
På radiosidan fungerade det elektriska helt utan problem. Dock noterades att en vattendroppe i manipulatorn gjorde att sändaren började sända prickar av sig själv. Renblåsning löste problemet. Anledningen till denna självsändning är att nycklingskretsen i KX3 är högohmig vilket måste vara ett typiskt tankefel som Elecraft gjort. Det finns även andra mindre väl genomtänkta saker när det gäller menyernas uppbyggnad i KX3 och det kan konstateras att 99% av alla finesser aldrig användes och än mindre behövs. En avskalad KX3 anpassad för telegrafi skulle kunna bli en bra station med litet mer rejäla rattar och knappar. Multifunktionerna är faktiskt helkass och det är otroligt lätt att ställa om saker och ting av misstag särskilt i dålig belysning.
För fältbruk är den direkt olämplig och mekaniken i KX3 är långt ifrån genomtänkt. Det som räddade mina portabeloperationer var sannolikt inbyggnaden av KX3 i batterilådan till Ra200 och det hela blev bra även om det finns en del detaljer i min konstruktion jag kommer att förbättra. Bl a skall jag flytta antennkontakten så att locket går att stängas under drift. På så sätt tål radion regn och ruggigt väder. Kontakter av bättre kvalitet för laddningen behövs och en mer rugged manipulator skall tillverkas.
Vidare visade det sig att samlokalisering av flera KX3-or (vi hade tre st i drift) med andra sändare inte alls fungerar. Förklaringen är att man fuskat med bandpassfiltren i mottagaren där varje band täcker två band. T o m när jag körde portabelt 1 km från villan med de andra 50-100 w stationerna så stördes min mottagare ut på 28 MHz när någon sände på 24 MHz. Helt oacceptabelt. Det gick att rädda situationen genom att slå ifrån pre-amp men på bekostnad av att mottagaren blev halvdöd.
Trots en del kritiska anmärkningar på KX3 så går det eventuellt ändå att påstå att transceivern fungerar tillräckligt bra för enmansexpeditioner långt bort från civilisationen och andra sändare. Rent funktionellt fungerar stationen bra men den elektriska prestandan tror jag tyvärr är ganska dålig och den har definitivt fått bättre kritik än den förtjänar. Senare skall jag mäta mer noga på allt det här och även jämföra med fler exemplar för att klargöra om det är äkta konstruktionsmissar eller bara ett måndagsexemplar jag fått.
/Bengt
Efter enhel dag på resande fot har vi ankommit till Miami. I morgon kväll bär det av till Skåne via London och Köbenhavn.
/Bengt