Zmínil jsem se, že jsem
opět začal sem tam vysílat na pásmu občanských radiostanic zvaných CB pásmo. Zmínil jsem se též, že jsem toto zneužil jako příležitost ke koupi nové - leč náhražkové antény "
magnetky" na kterou právě koukám jak si stojí na parapetu za oknem. Jelikož jsem se dlouho nezabýval opravdovou analogovou elektronikou mám poněkud hlad, a proto ženě, dvěma psům a dítěti navzody začal jsem tak zlehka bastlit.
Tedy : Koupíte anténu a aby se do ní dalo vysílat je třeba ji "
naladit" - tedy přinutit alespoň přibližně reznovat na vysílací frekvenci. Jelikož většina mého CB vybavení pochází z dob kdy můj plat činil 5158 kč mesíčně a cena ( laciné leč dobré ) radiostanice byla přátelských 4999 kč, i vybavení pro ladění antén je této kategorie a je to
ubožácký PSV-metr už před lety ve slevě za 399.
Nebudu teď zabředávat do teorie co je to PSV alias
poměr stojatých vln a jestli to je správný parametr podle kterého se orientovat. Aby bylo vůbec co ladit je třeba nejprve zjistit kde anténa vlastně rezonuje - což se činí tak že vyberete nějakou frekvenci PSV metr přepnete do režimu REFERENCE - zavysíláte a potenciometrem nastavíte ručku měřidla na 100%, pak přepnete do režiimu MĚŘENÍ a zavysíláte znovu aby vám ručka ukázala PSV na dané frekvenci. Pak zjitíte, že na této frekvenci anténa nerezonuje, takže přeladit o pár kHZ vedle a znovu a znovu a znovu.... Po půl hodině máte pocit, že vám upadne prst, PSV metru přepínací čudlík a navíc že přijede
odposlechová služba Gestapa - nyní zmáma jako Český Telekomunikační Úřad, neb vás někdo udal pro zbytečné "
klíčování na pásmu".
Je tedy třeba na to jít jinak - je třeba koupit "anténní analyzátor", který připojíte k anténě a on vám bude všechny křívky frekvenčních průběhů antény kreslit sám. Jenomže zase paní Kubáčové sdělit, že utratíte pár tisíc ( do 10 000 ) za přístroj na jedno ladění antény za pár let a zbytek doby bude "geret" ležet v krabici ? Ergo jsem vymyslel něco jiného a to celkem 2 varianty :
- Tzv "šumový můstek" tedy generátor širokopásmového šumu, který se připojí k anténě a odražený signál se přijme přijímačem a udělá se na něm FFT - neboli fourierova transformace, neboli se získá spektrum, které má maxima a minima podle rezonančních vlastností antény.
- Generátor nanosekundových pulsů který zaplní celé pásmo až do několika GHz rušením - vaše anténa bude toto rušení přijímat nejlépe na své rezonanční frekvenci. takže místo přepínání čudlíku pustíte při zapnutém generátoru jenom scan pásma a sledujete kde je vámi generované rušení největší.
Jelikož varianta 2 vyžaduje vyrobit měnič na 100 voltů, což samo o sobě je dosti "
sexy" a navíc se nanosekundový generátor dá použít k rušení všeho možného jako jsou mobily WiFi radiové klíče k autům atd. - je jasné, která varianta vyhrála. Úkol č. 2- postavit "
avalanche generator" neboli "
lavinový generátor".
Zde tedy celé zapojení "
patřičně vidlácky udělané" dle mého oblíbence
Jima Williamse. Přesněji řečeno až po R5 je to můj samokmitající "
vidlácký spínaný zdroj". Tedy Tlumivkou L1 protéká postupně se zvětšující proud přes tranzistor Q1 do země. Zároveň napětí přiváděné na bázi Q2 přes odpory R2 a R4 otevírá tranzistor Q2, který v určitém okamžiku zkratuje bázi Q1. Ten se zavře a kolabující magnetické pole v tlumivce se jako proud začne tlačit přes diodu D1 do zásobního kondenzátoru C2. Odpor R3 má celkem 3 úlohy - brání saturaci tranzistoru Q1, který se díky tomu uzavře pěkně rychle a napěťová špička na tlumivce je proto patřičně vysoká. Navíc omezuje proud tlumivkou a ještě poskytuje část napětí do báze Q2 k rychlému uzavření Q1. Pokud se ptáte proč jsem použil obyč. usměrňovací diodu 1N4007, kterou je ve spínaných zdrojích téměř zakázáno používat - pak je to proto, že jinou, která by v závěrném směru snesla přes 100V jsem v šuplíku neměl.
Při napájecím napětí kolem 15V bere toto zapojení 18mA a na kondenzátoru C2 je až 140V. Pak nastává filtrace přes R5 a C3 a pak se přes veliký R8 nabíjí kondenzátor C4 až na napětí někde kolem 100V kdy dojde k lavinovému průrazu VF tranzistoru Q3, tím se náboj C4 prudce vybije do odporu R6 tím vznikne puls, který má vzestupnou hranu v trvání jen pár desítek piko-sekund. Tranzistor se tak malým nábojem nezničí a C4 se začne nabíjet znovu a znovu k dalším a dalším pulsům. Celkově tedy signál vypadá tak, že několik stovek mikrosekund se neděje nic - a pak jehlový nanosekundový puls a zase nic. Místo svorky V_Out dáte pár centimetrů drátu, sloužícího jako ( záměrně ) neladěná anténka, aby jediný rezonující prvek byla zkoumaná anténa - a jede se.
Ba dokonce původní autor - Jim Williams doporučuje pomocí takto strmých pulsů měřit šířku pásma osciloskopů. Tedy můj osciloskop zpracoval puls tak, že se jeví, že jeho náběžná hrana je 4 nano-sekundy. Tedy šířka pásma analogových obvodů by měla být
BW = 0.35 / T
Což je v mém případě 87.5 MHz - patrně zcela v souladu se specifikacemi mého osciloskopu, který je do 60 MHz.
Pokud se ptáte proč na obrázku není "jeden puls a dost" - jak by to teoreticky mělo být. Pak je to proto, že práce se signály této rychlosti je věc na které profesóóři dělají profesůůry a docenti docentůůry, takže nechtějte po mně - vidlákovi - abych doma měl všechny vysokofrekvenční koaxy, bezindukční terminátory, SMA konektory, nízkoimpedanční sondy k osciloskopům v ceně uhlobaronské vily atd. Když vedete takový signál zvonkovým drátem s banánkem dochází k odrazům a zákmitům jako na obrázku. Protože nevyrábím radar, nebo "reflektometr" na kabely, ale rušítko na VF pásma - zákmity stejné nevadí.
Ergo - zapnete tento "pekelný stroj". Na mobilech a WiFinách v širokém okolí poklesne signál o dvě čárky a kdybyste na "V_out" přidali nějaké to zesílení, tak by bezdrátové komunikace zmizely docela. Pak vezmete stařičký skener Yaesu VR500 - připojíte na něj CB anténu, naladíte na 27.205 MHz což je "kanál 20" - střed pásma a zapnete funkci "Band Scan" - výsledek je na obrázku nahoře - "ďubka" dole uprostřed je centrální frekvence 27.205 MHz a kolem vidíte celkem 900 KHz nahoru i dolů a podle tvaru křivky vidíte, že moje anténa je naladěna "výše" - úmyslně jsem ji ladil někde na 27.4 MHz, protože tam mají radio-důchodci "kolečka", která občas poslouchám. Z měření však vyplývá, že ve skutečnosti rezonuje ještě výše někde kolem 27.7 MHz, což jsem v době montáže nezjistil - jsa zcela vyčerpám cvakáním čudlíkem na PSV-metru mezi REFERENCE a MĚŘENÍ.
OK tedy po jedné probdělé noci vše funguje jak má - teoreticky bych mohl doporučit "dělejte to jako já", ale pokud budu zcela upřímný musím napsat pravý opak. Pravděpodobnost, že dospějete k funkčnímu lavinovému generátoru je téměř nulová. Takže naopak NEDĚLEJTE TO JAKO JÁ. Důvody jsou cekem dva :
- Ani nemusím zmiňovat, že práce se signály se šířkou pásma v GHz v domácích podmínkách je plná černé magie nebo jak říkají bratři anglosassové "hidden schematic" - tedy to, co v elektrickém schematu není a přesto je to nutné respektovat je u těchto obvodů značně složité.
- Závažnější důvod je Čínský vztah k výrobě polovodičů, technologické kázni, pravdivosti katalogových listů atd. Tedy "lavinový průraz" tranzistoru je v učebnicích pro začátečníky popsán jako "nežádoucí jev" - ERGO mně se podařilo prorazit jen dva nejstarší tranzistory, které mám už přes 20 let v krabici s "pokroucenými součástkámi". Moderní verze BF199 ( kterou jsem kupoval před 5 lety ) ačkoliv má v katalogovém listu pořád stejné údaje - už se mi nepodařilo prorazit ani napětím 140V. Tedy pokud vy dojdete "do GESu" je pravděpodobné, že vlastnosti BF199 i jakéhokoliv jiného VF tranzistoru vyrobeného dnes - budou zcela jiné než v katalogovém listu a obecně - nepredikovatelné a k výrobě tohoto obvodu nevhodné !! Číňan, který svévolnou změnu technologie udělal si s funkčností vašich poněkud ezoteričtějších obvodů těžkou hlavu nedělá - toho zajímají prodané kontejnery ( pazgřivého ) tranzistoru.
Tedy můžete postavit zdroj na 300V nebo ještě více a nechat se pořádně kopnout. Lépe je si však zvyknout, že technologickou "
štábní kulturu" elektrotechnického průmyslu dnes určují čínští manažeři polovodičové výroby, kteří
v 50 letech věku, neumějí žádný cizí jazyk, a nevědí jediný důvod, proč by se jej měli učit. Jejich hlavní vzdělání je orání rýže vodním buvolem, od kterého utekli před 30 lety do otrocké fabriky v Shen-Zenu, ve které se vypracovali až na "
experta". Výsledkem jsou "
moderní" tranzistory BF199 nebo třeba celá produkce firem jako je
BAOFENG, sestávající z 20 verzí stejné radiostanice zapojené dle katalogového listu centrálního DSP čipu.
Zcela obecně : Až budete něco konstruovat - raději se nepohybujte mimo "
katalogová" zapojení, nepoužívejte exotické vlastnosti součástek, zejména ty o kterých se dá odhadnout, že je Číňan považuje za "
škodlivé". Že to je značné omezení možností "
technického řešení"? Sáhib si nějak poradí ! A navíc - každá trafika vám přece prodá "
perly moderní technologie" - čínskou elektroniku nejasných parametrů s nedodělaným firmwarem, který vás sudé dny práská Applu a Googlu a liché dny
UV-KSČíny. Ničeho jiného přece člověku netřeba že ?!
