Przemienniki nieliniowe FM

1. Przemienniki nieliniowe FM SR2GA SR2C Michał Lewczuk, SP2XDM leak@3net.pl 501 041 753

2. SR2GA • Amatorski przemiennik analogowy, nieliniowy FM, bezobsługowy, zdalnie sterowany • Kanał R83 438,975 MHz / 431,375 MHz • Nadajnik: moc 0,5-15 W, CTCSS 94,8 Hz, dewiacja 3 kHz • Odbiornik: czułość ~0,2 mV

3. Obsługa • Przemiennik otwierany jest falą nośną, po wykryciu sygnału korespondenta uruchamia nadajnik, po zakończeniu retransmisji nadaje charakterystyczny sygnał potwierdzenia, złożony z 1 do 3 tonów w zależności od siły sygnału • Przemiennik w czasie pracy nadaje znamiennik telegraficzny o treści SR2GA nie rzadziej niż co 10 minut

4. Tor nadawczo odbiorczy został zbudowany w oparciu o płytę telefonu komórkowego analogowej sieci NMT450 produkcji firmy MOTOROLA. Płyta radiotelefonu została przestrojona na pasmo amatorskie, wyposażona w podwójną obudowę metalową. Wewnętrzna z blach miedzianych srebrzonych ekranuje poszczególne bloki nadajnika i odbiornika. Zewnętrzna wykonana w całości z bloku aluminium jest jednocześnie szkieletem konstrukcyjnym i radiatorem końcówki mocy. W celu zapewnienia wysokiej stabilności fali nośnej generator wzorcowy znajduje się poza obudową radiotelefonu. Jest to termostatowany wzorzec kwarcowy 10MHz produkcji ITT. W torze odbiornika w celu poprawy czułości i selektywności pracuje dodatkowo przedwzmacniacz na tranzystorach GAs-Fet (SGM2016) z 6 filtrami heliakalnymi.

6. Przemiennik został wbudowany w zamykaną na zamki szafkę stalową o wymiarach 30x30x60 cm przedzieloną przegrodą ekranującą na dwie części. W dolnej komorze chłodzonej wentylatorami znajduje się blok nadawczo-odbiorczy, zasilacz oraz system mikroprocesorowy sterujący nadajnikiem. W górnej, płytszej części znajduje się konsola sterowania zawierająca generator wzorcowy, niskoszumny przedwzmacniacz z filtrami pasmowo-przepustowymi oraz filtr dupleksowy.

7. Przemiennikiem sterują dwa połączone systemy mikroprocesorowe pracujące na procesorach 83C552 i AT89C2051. Sterują one syntezerem częstotliwości, nadzorują pracę przemiennika, mierzą parametry pracy oraz umożliwiają zdalny nadzór i sterowanie. Odbiorem i nadawaniem tonów CTCSS zajmuje się w przemienniku układ CML FX365, zaś tonów DTMF układ Teltone M-8888. Znamiennik i tony potwierdzenia wejścia na przemiennik generuje układ Philipsa typu PCD3312 sterowany magistralą I2C. Do zasilania całości służy klasyczny zasilacz szeregowy z monolitycznym 10A stabilizatorem napięcia zbudowany w oparciu o układ Linear Technology typu LT1083.

8. Panel kontrolny z generatorem wzorcowym Pokazuje na wyświetlaczu LCD informacje o stanie przemiennika. Sygnalizuje prace nadajnika, poziom sygnału korespondenta, ustawioną częstotliwość i CTCSS, poziom mocy wyjściowej oraz aktualny czas. Umożliwia sterowanie przy użyciu klawiatury wszystkimi parametrami pracy po podaniu hasła dostępu. Zawiera termostatowany generator wzorcowy.

9. Główny system mikroprocesorowy Zbudowany w oparciu o mikroprocesor 80C552 i nowoczesne układy sterowane magistralą I2C – generator m.cz. Pamięć EEPROM, zegar RTC Steruje syntezerem częstotliwości, mierzy 8 poziomów napięć, temperaturę zasilacza i końcówki mocy oraz SWR, realizuje wszystkie uzależnienia czasowe, generuje raporty i znamiennik. Przy użyciu zegara czasu rzeczywistego rejestruje zdarzenia i liczy statystykę dobową oraz tygodniową użycia przemiennika

10. Zdalne sterowanie umożliwia: • czuwanie nad stanem aparatury • odczyt historii zdarzeń i statystyki • włączenie/wyłączenie przemiennika • regulację mocy wyjściowej nadajnika • regulacje kilkunastu parametrów czasowych związanych z otwarciem, podtrzymaniem, zamknięciem, ignorowaniem zakłóceń impulsowych oraz generowaniem potwierdzeń i znamiennika • włączanie/wyłączanie trybu radiolatarni • wybór sposobu otwarcia: fala nośna / CTCSS • zmianę częstotliwości tonu CTCSS

11. Filtr dupleksowy zastosowany w przemienniku jest typowym rozwiązaniem firmy RADMOR przystosowanym do pracy w paśmie amatorskim z węższym niż standardowo odstępem częstotliwości TX-RX. Wykonany został na zamówienie według przedstawionej specyfikacji w zakładach RADMOR. Uzyskane parametry: toru TX - Tłumienie przepustowe -1.1 dB - Tłumienie zaporowe dla frx -58 dB - SWR 1,34 toru RX - Tłumienie przepustowe -1.2 dB - Tłumienie zaporowe dla ftx -81 dB - SWR 1,45

12. Charakterystyka filtru dupleksowego

13. Formalności związane z uzyskaniem zezwolenia • 19.02.1999 rozpocząłem procedurę urzędową mającą na celu uzyskanie zezwolenia na instalację przemiennika oraz poszukiwanie lokalizacji. • W większości miejsc (Zarząd Elektrociepłowni Wybrzeże, Telekomunikacja Polska SA, Polska telefonia cyfrowa ERA) uzyskiwałem odpowiedzi negatywne. • Niestety, bez dobrej lokalizacji i zgody właściciela obiektu nie było możliwe uzyskanie pozwolenia na pracę przemiennika.

14. Dopiero w 14.07.2003 udało się przy pomocy Wojtka SP2CHY uzyskać zgodę na lokalizację przemiennika 70 cm w stacji bazowej należącej do firmy POLKOMTEL (Sieć plus GSM) umiejscowionej na dachu domu spokojnej starości w dzielnicy Gdynia-Witomino. Jest to najwyżej położony punkt Gdyni, który od wielu lat profesjonalne służby wykorzystują jako miejsce instalacji przemienników policji, stacje bazowe sieci łączności TP S.A. (RSŁA) oraz nadajniki rozgłośni radiowych FM. Jednocześnie uzyskaliśmy zgodę na lokalizację przemiennika 2 m na 50 m wieży kratownicowej w miejscowości Celbowo, położonej nad brzegiem Zatoki Puckiej, w najwyższym i najmniej zasłoniętym wzgórzami miejscu na naszym wybrzeżu.

16. Chwarznieńska 136/138 – Dom spokojnej starości „Za Falochronem”

17. 12 lipca 2003 przesłałem wniosek o zezwolenie wraz ze stosownymi załącznikami do koordynatora PZK, Zdzisława Bieńkowskiego SP6LB. • Wniosek uzyskał akceptację koordynatora i 17 lipca został przesłany do Urzędu Regulacji Telekomunikacji i Poczty. • Zaowocowało to wydaniem w dniu 28.08.2003 zezwolenia ważnego przez okres 10lat.

19. Antena zainstalowana na maszcie anten sektorowych stacji bazowej GSM900, u podstawy masztu kontener zawierający urządzenia stacji bazowej oraz przemiennik SR2GA

20. Ulica Chwarznieńska, w oddali osiedle Osowa

21. Panorama Witomina

22. Gdańsk na horyzoncie

23. Półwysep Helski, Port Handlowy w Gdyni

24. Kierunek na pełne morze, komin elektrociepłowni

25. Podziękowania • SP2QBM Arkadiusz Pstrągowski • Przekazanie płyty telefonu NMT Motorola • Wykonanie części toru audio • Oprogramowanie mikroprocesorów sterujących pracą przemiennika • SP2CHY Wojciech Młynarczyk • Załatwienie lokalizacji w stacji bazowej firmy POLKOMTEL (Sieć PlusGSM) • Opłacenie podania do URTiP (Znaczki skarbowe) • SP2FWC Jan Kupski • Zakup filtra dupleksowego (Wykonany na zmówienie w Zakładach radiowych RADMOR)

26. Podziękowania • SP2QBN Maciej Czapliński • Wykonanie przedwzmacniacza i filtru wejściowego • SP2BRN Andrzej Arczykowski • Przekazanie podzespołów elektronicznych do budowy toru audio, zasilacza (LT1083) • SP2GJE Jerzy Ławniczak • Przekazanie obudowy ekranującej system mikroprocesorowy, filtru zasilania, drobnych podzespołów i wsparcie finansowe • SQ2HEY Karol Kupski • Pomoc w pracach montażowych

27. Podziękowania • Pomorski Oddział PZK (OT9) • Zakup Anteny Diamond X-50N 3 * ⅝l • SP6LB Zdzisław Bieńkowski • Pozytywne rozpatrzenie wniosku i porady dotyczące spraw administracyjnych

28. SR2C – Przemiennik w budowie

29. SR2C – Przemiennik w budowie • Amatorski przemiennik analogowy, nieliniowy FM, bezobsługowy, zdalnie sterowany • Kanał R0 145,600 MHz / 145,000 MHz • Nadajnik: moc 5,10,25 W, CTCSS 94,8Hz, dewiacja 3 kHz • Odbiornik: czułość ~0,15 mV

30. Budowa filtru dupleksowego • Ze względu na fakt, iż odstęp dupleksowy w paśmie 2m wynosi 600kHz czyli 0,41% konieczne jest zastosowanie w układzie dupleksera obwodów o bardzo dużej dobroci Q>800. Warunek ten spełniają tylko rezonatory ćwierć falowe • Zdecydowałem się na wykonanie sześcioobwodowego filtru na rezonatorach skróconych pojemnością, w którym po dwa obwody pasmowo przepustowe będą pracować w torze nadawczym i odbiorczym, a dwa obwody pasmowo zaporowe zestrojone na częstotliwość nadajnika będą pracować w torze odbiorczym, tłumiąc do minimum wpływ nadajnika na odbiornik

31. Problemem był dobór materiałów i technologii łączenia poszczególnych elementów. Ze względów ekonomicznych zdecydowałem się wykonać komory z rury stalowej 100 mm zaś rdzenie, okładki i pokrywy wytoczyć z wałków stalowych. Połączenia między elementami są skręcane, wykorzystują w celu zapewnienia dobrego styku ostre podtaczane krawędzie. Zastosowanie stali zamiast mosiądzu obniżyło cenę ponad 10 krotnie, konieczne jednak było bardzo dokładne polerowanie wewnętrznych części i pokrycie stali 5 mm warstwą srebra aby zapobiec stratom mocy i dobroci obwodów. Jedynym mankamentem takiego rozwiązania jest ciężar konstrukcji przekraczający 40 kg  Udało się wykonać filtr o tłumieniu w paśmie przepustowym 2,5 dB, tłumieniu zaporowym ponad 80 dB i tłumieniu sygnału nadajnika na porcie odbiornika przekraczającym 100 dB oraz SWR lepszym niż 1,2. Koszt wykonania uwzględniający materiał, prace tokarskie, polerowanie i srebrzenie zamknął się kwotą bliską 2000 złotych co stanowi mniej jak ⅓ ceny filtra 6-cio obwodowego fabrycznego produkcji rosyjskiej (zakłady RADIAL).

33. Elementy potrzebne do zbudowania rezonatorów

37. Problemem było dobranie długości linii sprzęgających obwody Linia o długości ¼l Linia za długa

40. Dlaczego ICOM IC-F110S ?

41. Radiotelefon profesjonalny, przystosowany do ciągłej pracy w trudnych warunkach. Fabrycznie przystosowany do pracy w trybie przemiennikowym • Możliwość pracy w paśmie 136-174 MHz w tym w paśmie amatorskim z pełną mocą 25 W i czułością 0,1mV • Wysoka odporność na intermodulację, bardzo ważne w obecności sygnału nadajnika • Fabrycznie dostępne sygnały PTT, wejścia m.cz., wyjścia demodulatora, wyjścia sygnału „squelch open” oraz możliwość sterowania wszystkimi parametrami przez port szeregowy zgodny z RS-232 (potrzebne do zdalnego sterowania)

42. System mikroprocesorowy • Zbudowany w oparciu o procesor AVR firmy ATMEL serii ATMEGA zawierający pamięć typu FLASH i magistrale SPI • Zapewniający zdalne sterowanie włączając w to zdalną wymianę oprogramowania i możliwość syntezy mowy • Wyposażony w wyświetlacz LCD 2*40 znaków informujący na bieżąco o stanie przemiennika • Układy DTMF i generatory tonów potwierdzenia analogiczne jak w przypadku przemiennika SR2GA

43. Zasilacz NEMIC-LAMBDA SR330-12 • 13,8 V 28 A, Przetwarzanie impulsowe z aktywną korekcją współczynnika mocy • Sterowany mikroprocesorowo, z możliwością pracy buforowej, informujący system nadrzędny o alarmach przekroczenia temperatury i stanie przetwornicy • Stabilizator pracuje w czterozaciskowym układzie kelvina stabilizując napięcie na zaciskach obciążenia • Wyposażony w automatyczne zabezpieczenia termiczne, nadnapięciowe i filtry

45. Zezwolenie W sierpniu 2003 roku, jednocześnie z rozpoczęciem prac nad budową filtra dupleksowego wystąpiłem do koordynatora przemienników, kolegi SP6LB z wnioskiem o zezwolenie na przemiennik SR2C zlokalizowany w miejscowości Celbowo. W grudniu wszelkie sprawy organizacyjne zostały zakończone i do Urzędu regulacji Telekomunikacji poczty wpłynął zaopiniowany przez SP6LB wniosek o wydanie zezwolenia. 12.01.2004 URTiP wydał zezwolenie na pracę przemiennika SR2C na czas 10 lat.

48. Planowane uruchomienie Prace nad budową przemiennika zostaną zakończone na początku marca br. Najwcześniejszy możliwy termin instalacji wyznaczają warunki pogodowe a mianowicie temperatura i brak oblodzenia wieży kratownicowej.

50. Dotychczasowe koszty i refundacje • Łączny koszt zakupu radiotelefonów, materiałów, podzespołów i obudowy jak również, wykonania filtru dupleksowego i opłat administracyjnych na dzień dzisiejszy zamknął się kwotą 5500 zł • Z dobrowolnej zbiórki pochodzi kwota 950 zł, pozostałe 4550 ze środków własnych