Свобода манёвра - это плюс

       Беда никогда не приходит одна. В субботу упал мой диполь на 80 метров. Сосна высокая, и качается. Несмотря на наличие там наверху пружины-демпфера, всё таки оборвался. Сегодня  повторение истории. Только уже LW 100 метров на приём. Тоже была растянута по вершинам сосен. Высота - 18 метров. И как обратно?  Задумаешься тут над альтернативной энергетикой :-) Это я про то что хотя бы для приемной веревки теперь есть альтернатива - рамки в режиме короткого замыкания. Стоят на земле, проблем с доступом нет, а прием примерно одинаков на всех диапазонах и примерно соответствует качеству приема с длинной LW.  Только сделай и радуйся. А с соснами и длинными проводами одни проблемы :-(

      Ну, надо сказать, с рамками тоже не без проблем. Но они одноразовые и после того как сделал механику и настроил электронику больше не возникают. По многочисленным ( более трех :-) просьбам читателей описываю ошибки в китайской версии и привожу своё, проверенное решение, которое работает просто при повторении. Как когда-то писали в журнале "Радио" "если нет ошибок в монтаже, устройство работает сразу и в настройке не нуждается". Во-первых, привожу схему доработанную и уже без ошибок.

В отличие от китайского клона первичные обмотки трансформатора не шунтированы резисторами. Они там во многих схемах стоят и предназначены для лучшего согласования и ослабления возможных паразитных резонансов. Но лучший вариант - пересчитать коэффициент трансформации  и эти резисторы исключить, так как они поглощают полезную мощность. То есть ослабляют сигнал. У меня почти всегда соотношение витков 6:6:4. Некоторые советуют 5:5:3. Выбирайте любой, будет хорошо работать без резисторов. 

Второе изменение - резисторы в коллекторах первых транзисторов заменены на номинал 330 Ом. Некоторые советуют до 270 :-) Конечно, это повышает входное сопротивление, что для этого схемотехнического решения плохо - импеданс параллельных рамок составляет единицы Ом, с одной стороны, но транзисторы с меньшим током не так сильно греются и, что на мой взгляд важнее, меньше шумят.

         В схему добавлен входной ФНЧ от автора, LZ1AQ, который ослабляет сигналы выше 50 мГц.. Он состоит из резисторов по 330 Ом, индуктивностей по 0,33 мкГн и конденсаторов по 82 pF. В последнее время очень много помех от УКВ техники, поэтому он совсем не лишний. Если проблем с помехами нет, можно оставить только диодную защиту. Она состоит из двух встречно-параллельных диодов на каждом входе. Даже если ставить BAV99, то всё равно лучше по два на канал.

         В качестве теперь обязательного элемента схемы введен балансировочный триммер 100 Ом.  Он выполняет обязанности двух эмиттерных резисторов по 51 Ому с возможностью в небольших пределах балансировать схему усилителя.  Резисторы с коллекторов первых транзисторов на базы вторых уменьшены до 2 Ом.  Они антипаразитные и если схема не возбуждается, например когда в качестве первых транзисторов применяются не СВЧ транзисторы, их вообще можно исключить. Например в моей последней самоделке первые транзисторы малошумящие BC550С, Или, например, транзисторы рекомендуемые в первоисточнике - 2N2222.  В китайском клоне все транзисторы одинаковые,  2SC5551 или 2SC3357 - удобно при тиражировании - тогда эти резисторы нужны и их величина 12-20 Ом.  При использовании только СВЧ транзисторов эти резисторы лучше не изменять - по паспорту 12 Ом.

     В выходном каскаде подвергся изменению только трансформатор и сопротивления в эмиттерах. Про трансформатор я уже упомянул, ШПТЛ заменен на обычный симметричный трансформатор. Схема резисторы и конденсатор в эмиттерах пересчитана с целью ослабить отрицательную обратную связь и уменьшить токи транзисторов. Они греются. Некоторые советуют всё-таки токи не уменьшать, и на то есть причины, в частности входные и выходные сопротивления каскадов, но я пошел на компромисс и, мне кажется, слегка выиграл в шуме всего устройства в целом. Теперь, когда все изменения описаны, вы легко можете выбрать между оригиналом и моим предложением.

      Во-вторых, отнеситесь серьезно к параллельным рамкам.  В самом простом варианте - это две рамки включенные крест-накрест. То есть петлей Мёбиуса. В этом варианте неоднозначностей минимум и главное - толщина материала, точнее минимум индуктивности, и размер менее 10-й части от четверти волны самого высокочастотного диапазона приема (предполагаемого). Самый легкий вариант - распилить два алюминиевых обруча хула-хуп. Они и по толщине подходят и по материалу, и по размеру. И еще минимальные трудозатраты :-)  Если их размещать не вертикально одна над другой, а именно параллельно, то позаботьтесь о том, чтобы расстояние между ними было не менее 15-20 сантиметров, а соединения выполнены с соблюдением требованиям к минимальной индуктивности. Например жестяными полосами шириной 1-3 сантиметра. 

        Очень хорошим вариантом будут счетверённые рамки на несущей диэлектрической раме (это я так деревянный крест называю :-). Сами рамки выполнены из полос алюминиевого проката который можно купить в интернете . Я брал в Киеве 4-ре 3-х метровых полосы 15х2. За 160 гривен. Доставка обошлась дороже.  Включение рамок параллельное, с соблюдением правила "начало к началу, конец к концу".  От четырех рамок толку будет больше, но и возни хватит.

        При установке учитывайте то, что параллельные рамки, как и одиночная, имеют диаграмму направленности. В общем случае просто ориентируйте её так чтобы получить минимум бытовых помех. И еще желательно отнести их на расстояние 5-20 метров от жилых помещений. Тут важно не перестараться. Я отнес от своего дома на 15 метров и в результате рамка оказалась в пяти метрах от соседской спальни с телевизором и эзернетом :-(  Пришлось возвращать назад. Теперь отовсюду примерно 12 метров от стен.

 Продолжение следует. Часть вторая: как сравнить чтобы не ошибится.

ФНЧ на прием

 То:  Павел UY7AM

   Мы вчера говорили на круглом столе про помехи последних месяцев. Точнее про то как с ними бороться. Я рассказывал про то что ухожу от электромагнитных волн к чисто магнитным. По "наводке" приятеля я уже сделал несколько сдвоенных и даже счетверённых рамок. На подходе еще одна, из четырех "кругляков" из 26 металопласта. Две петли Мёбиуса паралельно. Если установлены не ближе 3 метров к любому массивному железу, ну там, мачты, металлические оттяжки, заборы e.c.t. то несмотря на усилители, про них позже,  шумят ненамного больше чем длинные проводники - диполя, LW и т.д. Зато служат естественными разделителями мух и котлет: реагируют только на магнитную составляющую.  Плюс ко всему имеют направленные свойства: можно отстраиваться от помехи так как очень острый минимум. Поворачивать очень легко :-)

 То есть будучи вынесенными за "ближнюю зону"  (по Гончаренко) они равнодушны к бытовому электрическому мусору. Прием намного чище. К моему удивления если рамки добротные, действительно с низкими сопротивлением и индуктивностью, то им действительно всё равно какой диапазон: одинаково хорошо что на десятке, что на 160.  

Но бесплатный сыр в мышеловке. За это приходится платить необходимостью специализированных усилителей. Есть два крыла: самый распространенный LZ1AQ, публичный, растиражированный, и менее известный WellBrook. Схема первого, впрочем как и второго, есть в интернете.  Суть в фантастически низком входном сопротивлении. Параллельное соединение нескольких рамок даёт импеданс в несколько Ом.  Поэтому первый каскад с общей базой. Далее все традиционно. Но поскольку усилители имеют очень большое усиление, они очень чувствительны к перегрузкам.  Ограничить напряжение на входе более чем могут это сделать встречно-параллельные диоды без энергетических потерь нельзя, поэтому если рядом есть мощный сигнал  то усилитель "затыкается". Если сигнал на наших диапазонах, то бороться с этим невозможно. Но мой опыт показывает, что эти сигналы стали появляться в последние месяцы и все они очень сильные и гораздо выше по частоте.

 Поэтому в нашем случае помогает обычный ФНЧ. Опять таки в нашем случае, с очень низким сопротивлением, фильтр должен  быть необычным. Не забудь потом обрезать лишние проводники - индуктивность всё-таки. Я уже и сам делал с ноля и усилители и фильтры, Могу сказать что тонкости есть, но ничего невозможного. У меня уже образовался некоторый излишек, последнюю "самоделку" могу тебе подарить. Если, конечно, ты сдвоенные рамки сделаешь сам. Далее в качестве аргумента видосик про то какая разница с фильтром и без.  Если антенна одна и на прием и на передачу, фильтры можно сделать самому, или купить (до 500 ватт). 

>  Ниже запись как слышно телеграфом остров Рождества - VK9XU на такую рамку -две хулахубы- на земле в саду.

В чем прикол антенны LZ1AQ

  По комментариям на Ютубе начинаю понимать, что синдром смартфона глубоко проник в организм наших соратников по хобби :-) Для них же объясняю - синдром смартфона это образ жизни: смотреть картинки и видосики, но не читать тексты. Долго. А когда получаешь аналогичные вопросы уже от близких знакомых, начинаешь понимать что проблема серьезная:-)  Короче для Саши и Володи. Да простят меня те, кто знает что такое антенна в режиме короткого замыкания. Я расскажу об этом для всех. Будет полезно, потому что я пока не попробовал сам тоже относился к этой теме скептически. С оригиналом идеи и изделия можно ознакомится на сайте автора.  У меня только короткая расшифровка :-) Ну и инструкции чего надо делать если возникнет желание такое чудо купить на Али и поставить у крыльца.

Идея в следующем: нужно сделать частотонезависимый источник радиосигналов в диапазоне от 100 килогерц до 50 мГц, приделать к нему усилитель и подать на антенный вход. В общем виде источник  радиосигналов - любой проводник любой длины.  Но мы уже знаем, что проводник произвольной длины резонансный. Он будет замечательно работать на одной частоте и отвратительно на другой. Поэтому вносим уточнение - нам нужен нерезонансный проводник. Теоретически такого не существует. Даже гвоздь сотка имеет резонанс где то в сантиметровом диапазоне :-)  Поэтому Чавдар Левков, LZ1AQ, предложил соединять N рамок с периметром в десять раз меньше четверти волны желаемого диапазона параллельно и синфазно. Размещать их в пространстве можно и рядом, и параллельно, и в линию, и наискосок, главное синфазное соединение. При этом индуктивность практически уничтожается, импеданс стремится к нолю, а токи суммируются. Но при этом эффективная полоса пропускания (приема) этой антенны имеет столообразную вершину и очень широкую полосу пропускания. Ну и мизерные уровни сигналов. Для того чтобы их мог "заметить" приёмник нужен усилитель. И не простой, а с очень низким входным сопротивлением. Тут есть различные решения, мы рассмотрим китайскую версию схемы автора. Просто потому что такое устройство можно легко купить на АлиЭкспресс, исправить в нем ошибки и пользоваться в своё удовольствие. 

Схема с какого-то форума, мне прислал Юрий, AC6A. Уже на схеме видно, что  китайпром срисовывал схему с плохого рисунка и в двух абсолютно идентичных каскадах в коллекторах первого транзистора стоят разные сопротивления: 100 и 180 Ом. на самом деле они вообще должны быть по 390. Но об этом я уже писал, читайте ссылку выше, если надо. Но идея даже слишком хороша. Всё замечательно принимается аж до 200 мГц. У меня возникла проблема с помехой от специальной станции в диапазоне выше 50 мгц.  Поэтому с подачи автора и подсказки друга схема была дополнена ФНЧ.  После настроек и опытов характеристика антенны и усилителя в диапазоне приёма (от 100 килогерц до 30 мгц) имеет неравномерность не хуже 3 дБ, а затухание на частотах выше 75 мгц более 30 дБ.  Характеристика снималась НаноВНА с внешним аттенюатором -20 дБ. Это я к тому, что чувствительность антенны с усилителем очень высокая. Коэффициент усиления 17 плюс минус 2 дБ.

Таким образом я посчитал устройство законченным и поставил его в работу. Сама антенна - два алюминиевых круга хула-хуп разрезанных и соединённых крест-накрест. Для синфазных токов. Завтра начну сборку счетверённых рамок. Надеюсь получить лучшее соотношение сигнал/шум и большую эффективность. 

P.S. Для Юры. Всё вылечилось режимом по постоянному току. Резисторы в базах по 390 ом, напряжение питания 11 вольт. После дросселя 10,7. Чувствительности теперь вполне достаточно. На всякий случай нарисовал напряжения по постоянному току.
Иногда принимает даже лучше чем LW. Сказываются направленные свойства.  Но всегда проигрывает по шуму :-(  Когда станции громкие, то пофигу мороз, а на слабых разница заметная. Очень надеюсь выиграть сигнал/шум при  счетверённых рамках. Уже руки чешутся :-)

Подробнее - тут

Фильтр для магнитной антенны

  Если вам не повезло и вы живете недалеко от войны, то вас коснется всё-равно. Если не железной рукой, то рукавом. Имею сильные помехи по всему КВ диапазону и кажется мне, что они приходят сверху.  У меня до Днепра пара километров. То ли связь, то ли антисвязь...  Когда у вас на УКВ при отключенной антенне сигналы с уровнем +50 дБ, значит пришло время подумать о помехах и ФНЧ.   Долго думал, писать - не писать об этом: не для всех актуально. А может и нет :-(

Дело в том, что мне очень понравилась работа малогабаритной антенны LZ1AQ на НЧ диапазонах.

Точнее на всех диапазонах, но особый интерес для меня - именно НЧ. При её размерах метр на два просто исключительно эффективный девайс. Построено всё на принципе работы антенны в режиме короткого замыкания. То есть ни индуктивности, ни емкости ни сопротивления - одно короткое замыкание с усилителем. Полоса пропускания аж до 150 мГц, и "принимает" только магнитную составляющую. Но только когда приёмник икает и всхлипывает до полного отключения приема системой АРУ, вам начинает казаться что идея плохая :-( То есть в смысле помехоустойчивости.  Беда в длине рамок - при диаметре в метр длина окружности примерно 2-3 метра. Читай резонанс на очень популярных частотах - от радиоуправления и авиа диапазона до радиовещания.  У нас на НЧ она работает как магнитная, а для остальных она обычная рамка волновой длины :-(  Поэтому уровни мешающих сигналов настолько выше полезных, что я сначала подумал про самовозбуждение. И хотя я понимаю, что рано или поздно кончится и война, и эти помехи, но жить то надо сегодня, поэтому принимаем решение с помехами бороться. Фильтр для такого чудернацкого устройства тоже чудернацкий:-) Сопротивление очень низкое. Рисунок руки Юрия, AC6A. 

   Прежде чем ставить  фильтр и измерять подавление собираем в кучу балун 1:1 и аттенюатор -20 дБ и фиксируем  что видим на приборе без подключения фильтров и антенны.  Так сказать калибровка лабораторного оборудования. Так как у нас антенна с усилителем, то сразу включаем на вход аттенюатор -20 дБ. Ну, лучше бы больше, но у меня больше не нашлось.

сигнал с о входа ослабляется аттенюатором на 20 дБ (в полосе наблюдения - до 31 мГц).

Теперь девайс без фильтра. Сигнал генератора Нано ВНА подаём на входные раз'ёмы антенны, а выход - кабель с инжектора платы LZ1AQЮ на порт 2 ВНА. Теперь мы видим приблизительную АЧХ нашего усилителя. 

Видно что подавление за полосой в 50 мгц недостаточное. Что, собственно мы и ожидали, но теперь мы знаем какое подавление нам нужно за полосой пропускания. К реально существующему -10 дБ надо добавить еще как минимум -30. Но пока я соображал, Юрий, AC6A, такой ФНЧ уже собрал и проверил.

Остаётся только повторить. :-)   Не хочется быть мартышкой, но времени жалко. Буду повторять.

Индуктивности нужного номинала я нашел в коробочке,  так как SMD резисторов нет, заменил на то что было.

Первый блин комом. Из-за того что я поленился делать согласующий трансформатор, с реальным фильтром NanoVNA показала кривизну и ерунду. Пришлось всё-таки намотать трансформатор 4:1 и выполнить все требования (ну почти) по согласованию - последовательно с обмотками резисторы по 100 ом и т.д.  Сам трансформатор получился не очень удачный, КСВ на ВЧ участке задирается вверх, но для оценки в первом приближении годится. 

После этого  NanoVNA смилостивилась и показала наконец реальную (ну почти) картинку того, что теперь будет поступать на вход усилителя китайской версии LZ1AQ. Надо учесть, что  последовательно с сигналом стоит коаксиальный аттенюатор -20 дБ. То есть там где на графике -6 реально означает что  -6 и -20 = +14.

Буду надеяться, что этого хватит, хотя с учетом отрицательного КУ самой антенны может быть и нет....   Но это плата за подавление помехи. Зато подавление на частоте 80 мГц больше 30 дБ.  В сад идти лень, да и холодно там в тапочках, включил комнатную штатную петлю. Первое впечатление - помеху победил. Нигде не слышно. Правда и ВЧ диапазоны закрыты. На 40 и ниже вроде не слышно.  Теперь надо посмотреть что осталось там где шумело: шумит ли?  Сходил, посмотрел. Шумит.  Аж подол заворачивается... Но уровень уже 59+10. Не зря фильтр делал. Если, конечно, завтра выяснится что на тех диапазонах где надо усиления осталось достаточно.... Пойду спать, завтра на работу. 

P.S. 31.01.25  Сегодня послушал диапазоны. Вполне уверенная работа на ВЧ. Ну, понятно, что на низах и так хватает. Думаю что фильтр нужно оставить на месте.