Niniejszy opis powstał na podstawie doświadczeń zebranych przez Janusza SP8MCE.

Musimy zaopatrzyć się w typową antenę satelitarną oraz konwerter LNB. Uwaga! LNB musi posiadać wewnętrzny generator PLL stabilizowany rezonatorem kwarcowym (istnieją bowiem na rynku konwertery LNB nie posiadające wewnętrznego generatora PLL). W moim przypadku, LNB posiada generator PLL taktowany rezonatorem kwarcowym 25MHz. Istnieją również inne wzorce – modyfikując LNB na nasze potrzeby, musimy znać częstotliwość wzorcową, czyli częstotliwość wbudowanego fabrycznie rezonatora kwarcowego.
Częstotliwość fabrycznego rezonatora kwarcowego powinna być napisana na obudowie tego elementu elektronicznego. Ten właśnie rezonator „wylutowujemy” w drodze modyfikacji, czyli podamy do LNB PLL inną częstotliwość wzorcową, tak aby nasz odbiornik był w stanie odbierać sygnał z transpondera (przemiennika liniowego) satelitarnego.

Aby nie mieć problemów z późniejszym namierzeniem pozycji satelity należy zamontować antenę wraz z fabrycznym LNB na docelowym miejscu. Używając typowego miernika do ustawiania anten satelitarnych znaleźć naszego satelitę i zablokować możliwość zmiany pozycji anteny. Następnie demontujemy nasze LNB i przystępujemy do jego przebudowy.

W standardowych konwerterach LNB, częstotliwość wyjściowa generatora wykorzystywana do odbioru TV- sat to 9750MHz. Ta częstotliwość jest uzyskiwana przez zwielokrotnienie częstotliwości wzorca w pętli PLL. Musimy wiedzieć, ile razy pętla (w wielkim uproszczeniu, bo w praktyce wygląda to inaczej, ale to uproszczenie tłumaczy zasadę pracy całości i jest wystarczające do obliczeń) powiela częstotliwość:

krotność powielania 9750MHz / 25Mhz = 390 razy dla rezonatora 25MHz
krotność powielania 9750MHz / 27Mhz = 361,111 razy dla rezonatora 27MHz
krotność powielania 9750MHz / 10Mhz = 975 razy dla rezonatora 10MHz

Aby dostosować LNB do pracy z przemiennikiem satelitarnym QO-100 musimy sprawić, aby pracował na odpowiedniej częstotliwości. Interesuje nas początek pasma, czyli beacon telegraficzny przemiennika - w przypadku QO-100 jest to 10.489,550MHZ. Chcąc uzyskać częstotliwość pośrednią (IF) 430MHz (czyli będziemy słuchać w paśmie 70cm) potrzebujemy aby nasz generator PLL dostarczał odpowiednią częstotliwość do naszego LNB:

Obliczamy naszą częstotliwość:
Czyli od częstotliwości na jakiej pracuje Lower Beacon (telegraficzny) 10489,550MHz odejmujemy naszą IF czyli 430,550MHz

Obliczenia musimy wykonać z dokładnością 1Hz
10489550000Hz - 430550000Hz = 10059000000Hz

aby uzyskać obliczoną wcześniej częstotliwość w PLL naszego LNB, a znamy krotności (w moim wypadku było to 390 razy), dzielimy obliczoną uprzednio częstotliwość przez krotność:

10059000000Hz / 390 = 25792307.69Hz po zaokrągleniu: 25792308Hz z uwzględnieniem korekcji co opisane zostało w dalszej części.

To jest nasza częstotliwość, którą podamy do LNB w miejsce fabrycznie zainstalowanego rezonatora kwarcowego (w moim LNB zastosowany kwarc miał częstotliwości 25MHz).


Powyższy schemat tłumaczy drogi sygnałów od i do LNB.

Przykładowe modyfikacje konwerterów LNB

Modyfikacja konwertera LNB GKF2131 do odbioru QO-100 w pasmach 70cm lub 2m.



Po wykonanie tych czynności podnosimy ostrożnie płytkę w celu demontażu kwarcu 25MHz.





Transformator 2 x 6 zw na małym rdzeniu dwuotworowym.

Pierwotne uzwojenie wlutowujemy pomiędzy gniazdem, a wolnym punktem lutowniczym jak na zdjęciu poniżej:







Konwerter GKF-2131 po modyfikacji.

Zamykamy i hermetyzujemy obudowę.

KONWERTER Maximum ST-11 LNB



W miejsce gdzie był kwarc wlutowujemy uzwojenie wtórne transformatora szeregowo z pojemnością jak przy GFK.



Podobnie postępujemy z innymi konwerterami.

Źródło stabilnej częstotliwości.

Jako nasze źródło częstotliwości zastosowałem typową płytkę z układem SI 5351 + arduino nano i prościutki program, który pozwala nam uzyskać zarówno częstotliwość niezbędną do odbioru jak i do nadawania.

Bardzo poważnym problemem jest mała stabilność wzorca zastosowanego w oryginalnej płytce z SI5351 (zmiana częstotliwości o +/- 1Hz przy 25MHz to +/- 390Hz przy częstotliwości 10GHz). W pierwszym etapie projektowania płytki oraz pisania programu zastosowałem stabilizację GPS jednak okazało się, że jedno z poleceń wysyłanych z arduino do SI5351 wywołuje drżenie częstotliwości wyjściowej słyszane w efekcie w naszym odbiorniku.

Uprościłem maksymalnie program (wsad do arduino ) i zastosowałem podgrzewanie całej płytki z układem SI5351 do temperatury około 60 stopni C ze stabilnością około +/- 0,1st.



W górnej części schemat stabilizacja temperatury w dolnej generatora PLL z SI5351 + arduino.



Przykładowy projekt płytki generatora ze stabilizacją temperatury od strony elementów.



Schemat filtrów (wartości elementów nie są krytyczne).



Filtr w obudowie.



Stabilizacja temperatury



Rysunek przedstawia budowę stabilizatora temperatury



Płytka ceramiczna przyklejona do płytki z SI5351



Płaskownik aluminiowy (lub miedziany) - to nasz akumulator ciepła zwiększający bezwładność termiczną



Płaskownik aluminiowy przyklejony do płytki ceramicznej



Element grzejny (tranzystor BD139) przyklejony do płaskownika aluminiowego



Element pomiarowy - termistor NTC 4,7k



Termistor wklejony w otwór tranzystora (do klejenia używałem kleju epoksydowego)



Generator oraz filtry w obudowach



Wnętrze generatora - wersja prototypowa.

W prawym górnym rogu, w kolorze niebieskim znajduje się helipot 1k. Należy w obudowie wykonać otwór aby była możliwość korekcji temperatury. Jest to bardzo ważne, bo ze zmianą temperatury zmienia się częstotliwość rezonatora. Po podgrzaniu do temperatury około 60st, częstotliwość, która normalnie jest około 25.000,000MHz zmienia się na 24.999,951MHz czyli kwarc odpłyną o 49Hz, co po pomnożeniu razy 390 w paśmie 10GHz daje przesunięcie częstotliwości o około 19.110KHz. W programie do arduino musimy uwzględnić powyższy błąd.

Wsad do arduino

Jak już usłyszymy beacon istnieje możliwość korekty częstotliwości minimalnymi zmianami w programie (pogrubione cyfry) i dokładna korekta helipotem zmieniającym temperaturę oraz częstotliwość.

Adres Biblioteki (https://github.com/etherkit/Si5351Arduino)

#include
Si5351 si5351;
void setup()
{
si5351.init(SI5351_CRYSTAL_LOAD_8PF, 0, 0); // dodajemy wewnętrzną pojemność 8pF
si5351.drive_strength(SI5351_CLK0, SI5351_DRIVE_6MA); // ustalamy prąd
si5351.drive_strength(SI5351_CLK1, SI5351_DRIVE_6MA); // ustalamy prąd
si5351.drive_strength(SI5351_CLK2, SI5351_DRIVE_6MA); // ustalamy prąd
si5351.set_ms_source(SI5351_CLK0, SI5351_PLLA); // przypisujemy PLL, które CLK
si5351.set_freq( 2652568400ULL, SI5351_CLK0); //2652568400ULL to moja częstotliwość dla IF 144MHz przy temperaturze 60st
si5351.set_ms_source(SI5351_CLK1, SI5351_PLLB); // przypisujemy PLL, które CLK si5351.set_freq( 2579235700ULL, SI5351_CLK1); // 2579235700ULL to moja częstotliwość dla IF 430MHz przy temperaturze 60st
si5351.set_freq( 18800023000ULL, SI5351_CLK2); //18800023000ULL to moja częstotliwość dla TX 2,4GHz przy temperaturze 60st
}
void loop() {}


Po starcie programu dane są przepisane do pamięci zawartej w SI5351 i od tego momentu SI5351 pracuje samodzielnie.
Wyjścia:
CLK 0 to częstotliwość dla IF 144.550MHz
CLK 1 to częstotliwość dla IF 430.550MHz
CLK 2 to częstotliwość dla części nadawczej przy IF Tx 144MHz

Wsad do arduino oraz widok płytek można pobrać z działu Pliki -> Projekty -> QO-100 materiały

Janusz, SP8MCE

Prawa autorskie © SP-QRP Wszystkie prawa zastrzeżone.

Opublikowane: 2019-08-27 (10838 odsłon)