Transverter 10 GHz proiect W1GHZ Partea I
Schema bloc a transverterului
Kitul de 10 GHz
Pentru că sunt singur in Constanța cu echipamente in microunde, concursurile sunt rare și nu am parteneri, singura soluție pentru teste și observatii a fost să-mi fac cate 2 echipamente in fiecare banda.
Am avut surprize in concursuri sa constat ca frecventa nu este stabila si "fuge" sau ca nu am receptie, si tot asa. Nu poti iesi in concurs decat dupa ce se constata ca totul este perfect.
Dupa 5,7 GHz, unde am construit si testat 2 transvertere, acum lucrez la un al doilea transverter in 10 GHz.
Proiectul lui W1GHZ, un transverter pentru 10 GHz, foarte răspândit în USA, abordabil și relativ ieftin.
W1GHZ vinde setul complet de PCB-uri, in kit complet, un mare avantaj pentru astfel de proiecte
Kitul initial ales de mine, contine:
1 x PCB de transverter propriu-zis – intrare IF, intrare LO, mixer si blocurile de Rx/Tx
1 x PCB multiplicator x 3 sau x 9 – pentru LO, dupa preferinte (eu am optat pentru versiunea x3)
1 x LNA, set de 2 PCB-uri – LNA propriu zis si alimentare
1 x PCB RF amplifier – 10dBm amplificare pentru marirea puterii out
1 x PCB bargraf LED – vizualizare nivel Tx out
Transverter progres :
Pentru “cap filter” sunt folosite capacele de cupru, 15 mm diametru, de la instalatiile termice si suruburi + piulite de alama/cupru (nu metalice – magnetice)
Popularea PCB-urilor - SMD 805/603
Detalii de montaj:
Toate sectiunile din transverter sunt identice si pastreaza aceiasi arhitectura
Am folosit MMIC NLB-310, dar sunt obsolete, din ce in ce mai greu de gasit genuine, asa ca mare atentie de unde le procurati, multe de Aliexpress sau eBay sunt fake-uri. Se pot folosi si alte MMIC-uri, gasiti detalii in documentatia prezentata de W1GHZ pe pagina lui de web, cu conditia sa lucreze la 10GHz si sa respectati polarizarile conform datasheet.
Un MMIC NLB-310 genuine, consuma in jurul a 50 mA/buc, asa ca raportati consumul total PCB la aceasta valoare. 3 buc = 150 mA.
Mixerul folosit este MCA1-12G, disponibil la Mini-Circuits
PLL 10224 MHz.
Un mare avantaj il ofera faptul ca astazi se pot gasi toate modulele componente direct “de-a gata construite” la preturi rezonabile si ramane doar problema adaptarii si integrarii lor in constructia finala.
Am ales versiunea de IF 144 MHz + LO = 10224 MHz = 10368 MHz,
dar se poate foarte bine alege IF 432 MHz + LO 9936 MHz = 10368 MHz
Am folosit un modul PLL cu ADF 4351 si 10 MHz OXCO extern, o solutie acceptabila in raport pret calitate si am optat avand in vedere raportul pret calitate 3408 MHz x 3 = 10224 MHz.
Mare atentie de unde achizitionati modulul PLL cu ADF 4351, sunt disponibile mai multe modele si versiuni, am avut ocazia sa primesc module nefunctionale sau clone chinezesti care nu livrau semnalul de iesire conform specificatiilor. Recomand sa cumparati de la Mouser, Analog Devices, Digi Key, etc., sunt mai scumpe dar functionale.
Modulul ADF 4351 pentru a obtine 3408 MHz, trebuie pilotat de un microcontroller. Gama este foarte larga, eu am optat pentru PIC12F629.
Softul este scris de mine in Mplab X IDE si compilat cu un PicKit 3,5.
Sunt disponibile multe postari si tutoriale unde gasiti diverse versiuni de cod sursa pentru programarea microcontrolelor de care dispuneti.
Gasiti pe internet ADF 435X software, pentru calculul registrilor, functie de frecventa de referinta frecventa final dorita si nivelul de amplificare dorit si arata cam asa:
PLL-urile pentru transverterele de microunde lucreaza la frecvente mari, de ordinul gigahertilor si sufera de o problema - stabilitatea in frecventa. Modulele PLL au incluse referinte 10 – 25 MHz, dar sunt de calitate scazuta si optiunea de a folosi o referinta externa.
Se pot folosi referinte externe fixe de 10/25 MHz, mult mai stabile sau optiunea mai scumpa, preferabil GPSDO, care are frecventa controlata satelitar.
Eu am folosit o referinta externa fixa de 10 MHz cu CTI 54 OSC5A2B02CTI 54 OSC5A2B02 10MHz constant temperature crystal
Heating: 380-490 mA. 600-650 mA.
Warm: +/- 2 min. +/- 1 min.
Warm: 250 mA. 260 mA. Idle: 230 mA. 200 mA.
Temp: 33C / 95F. 33C / 95F.
Nivel semnal iesire : 4 dBm (2,5 mW)
PLL
Modulul PLL cu ADF4351 poate livra, conform fisei tehnice frecvente cuprinse intre 35 – 4400 MHz cu un nivel de iesire +/- 5dBm, functie de frecventa dorita.
Modulul PLL cu ADF4351 are 2 iesiri de semnal, in cazul in care nu se foloseste decat o singura iesire, cealalta se va inchide cu o sarcina de 50 ohm neinductiva.
Pentru frecventa aleasa de mine, la 3408 MHz, nivelul obtinut din modulul PLL a fost +1,72 dBm, mult prea mic pentru a ataca triplorul.
Am fost obligat sa amplific semnalul cu un modul de 20dB, dar am obtinut o amplificare totala de 17,7 dBm, mult prea mare pentru atacul triplorului.
W1GHZ recomanda un nivel de 8 dBm, pentru a ataca triplorul, valoare considerate optima pentru siguranta si liniaritate.
Cu o antenuator de 10dBm/2W/6GHz pe intrare la 3408 MHz, dupa acordarea filtrelor din multiplicatorul x 3, am obtinut la iesire la 10224 MHz un nivel de 7,7 dBm, perfect pentru atacul mixerului MCA1 -12G din transverter.
Nu am obtinut exact frecventa de 10224 MHz, din cauza ca referinta de 10 MHz trebuie calibrata cu un frecventmeru de mare precizie, capabil sa faca asemenea masuratori, frecventmetru pe care l-am construit acum 40 de ani, cu TTL-uri, in vremea studentiei si pe care la reglaje, nu l-am avut la indemana.
Calibrarea finala pentru 10224 MHz se va face dupa ce PLL o sa aiba mixerul ca sarcina la iesire.
La frecventele acestea, mare atentie la conectorii SMA si la cablurile de conexiuni. Calitatea indoielnica a conecticii, poate duce la pierderi semnificative. Am folosit SMA-uri de calitate, cu teflon si cablu semi-rigid Arnitsu K118.
Pentru alimentatoarele de 8V si 5V am folosit module step-down cu LM2596.
Am citit mult despre aceste module si parerile sunt impartite. Sunt folosite pe scara larga, costa cativa lei, pot suporta un curent de pana la 3A, dar sunt prezentate si diverse analize contra - despre faptul ca ar introduce in sistem elemente perturbatoare. Daca voi constata acest lucru, le voi inlocui cu surse liniare, analogice.
Va continua.