WB VCO za SA

[VolkD]

https://www.ebay.de/itm/143674212612?hash=item2173a68104:g:bv0AAOSwvcBcYq1t

Tole bo pa marsikomu prišlo še kako prav.
Naj samo povem, da se alpaka izjemno lepo spajka.

[VolkD]

Pridem na idejo, da je od oscilatorja do izhoda nekje nekaj "zamašeno". Gremo preizkusiti kje in kaj.

IMG_20220105_122391.jpg

Pripravil sem si kabelček s SMA konektorjem in tako zanko kot je na fotografiji.
Ideja je, da bi na izhodu meril signal z power metrom, potem pa signal iz generatorja iniciral v posamezne točke cele naprave.

[VolkD]

IMG_20220105_122400.jpg

Takole sem postavil zanko, ki je preko kabla priključena na signal generator na frekvenci 2,5GHz z nivojem 0dbm.
Zanka je torej postavljena na 50Ω liniji, ki gre na vrata Hemt tranzistorja. Testiram torej če zadnja stopnja ojačevalnika deluje. Izhod iz tega ojačevalnika gre na power meter HP435B.

[VolkD]

IMG_20220105_122532.jpg

Tole dobim. Ni ravno veliko, a je treba vedeti, da so pri iniciranju preko zanke izgube reda 25 do 40db, odvisno kam in pod kakšnim kotom, ter v kakžni dolžini postavimo zanko ob 50Ω vod. Neka huda meritev torej tole ni, je pa kot indikator izjemno uporabno, predvsem zaradi enostavnosti meritve.

Zadnji ojačevalnik s hemtom torej deluje pravilno.

[VolkD]

IMG_20220105_122700.jpg

Potem sem zanko premaknil na 50Ω vod, ki gre na bazo tranzistorja BFP420. Zdaj bi moral dobiti vsaj kakih 10db signala več kot prej. Vsaj Toliko namreč računam, da ima tranzistor BFP420 ojačanja na 2,5GHz v tem vezju. Uraden podatek je sicer za cca 5db višji.

Pri meni power meter ni pokazal nič. Kazalec se ni niti premaknil. Ob preklopu na bolj občutljivo področje tudi ne.
Hitro še enkrat pomerim napetost na bazi tranzistorja - 0,627V. To je v redu. Pomerim na kolektorju tranzistorja; tu je malo manj kot 6V. Torej tok skozi tranzistor teče.
Počasi začenjam verjeti v gumbijevo teorijo voodo magije. Oziram se okrog in z očmi iščem tisto lutko in iglo (menda bo treba med smeškote dodati nekaj podobnega).
V tistem mi klikne Kljub temu, da tranzistor statično deluje, na 2,5GHz očitno ne dela. Nemogoče, da bi ga pokuril, saj bi v nasprotnem v tem okolju pokuril že kup drugih bolj občutljivih stvari in bi za nevarnost gotovo vedel. Tranzistorje mi je dal S57RZ, ... In iz te serije sem imel štiri.

[VolkD]

Kljub vsemu povedanemu ne verjamem sam sebi in v vezje spajkam že tretji S57RZ-jev tranzistor. Žel je stanje popolnoma enako kot prej, tudi s tem ne dela. Pa saj je bil čisto nov, lepo vzet s trakca in s spajkanjem ga gotovo nisem uničil.
Ponovno mi misel uhaja k tistemu vodo smejkotu (se kdo javi, da bo to zrisal ?).

Končno se odločim!

IMG_20220105_142952.jpg

Namesto novih tranzistorjev izberem raje ene take, ki so bili vsaj enkrat preizkušeni; poiščem torej donatorja. To je neka RF ploščica na kateri je tudi nekaj teh tranzistorjev (PRC515, hvala!).

[VolkD]

Sledi nekaj nervoze in telovadbe s spajkalom. Preizkus! Kazalec na power metru veselo poskoči. Tako veselo, da je celo preveč. Odmaknem zanko in namesto power metra priključim spektralni analizator.

IMG_20220105_123340.jpg

No zdaj sem sicer vesel, da to dela, je pa precej mešanih občutkov. Prvo kar me ima je to, da zamenjam še drugi tranzistor in vidim ali oscilator dela. Drugo kar je pa me bega to, da kar več novih tranzistorjev ne deluje. Počasi postaja jasno, da smo naleteli na ponaredke. No tole bo treba raziskati. Treba bo narediti dobre fotografije originala in teh ponaredkov in treba bo narediti še kakšno meritev.

Aja,... pa VCO je treba tudi dokončati!

[s54mtb]

Mogoče ima pa reverzni pinout. Takih je med rf štirinožnimi bipolarci dosti. Obrni za hec na glavo (zamenjaj bazo in kolektor). Emitor je vedno na široki in njej diagonalni taci.

[S57RZ]

Bfp420 in BFP520 so bili nabavljeni pri firmi TME.EU (Poljska).
https://www.tme.eu/en/details/bfp420/np ... p420h6327/
Evo moja prejeta vrečka s tranzistorji:

20220104_231224.jpg

In kako naj povprečen uporabnik ugotovi, da je ta tranzistor tak, kot bi moral biti? Bi bilo dobro sestaviti prej eno enostavno vezje, po katerem bi se prepričali, ali da tranzistor od sebe to, za kar je deklariran. Bo treba zgleda nabavljati le pri ponudnikih, ki jih priporoča Infineon:

Ashampoo_Snap_Wednesday, January 5, 2022_18h45m35s_002_BFP420 - Infineon Technologies � Mozilla Firefox.png

[VolkD]

No te zgodbe seveda še ni konec, le objavljati nisem utegnil.

Oscilator je seveda delal, a le na enem ozkem področju. No to zgodbo se veda poznamo že iz prejšnjih let. Vseeno je prav, da stvari tu tudi dokumentiram.

MV-osc01A.jpg

Vco dela v območju od 2166 do 2318MHz, to je vsega skupaj 152MHz. To je vsaj 13x premalo. Napetost na varikap diodah je pri spodnji meji 1,7V, pri zgornji pa ravno 3V.

Tako situacijo dobimo, ko je nepravilen frekvenčno sotek vseh treh delov filtra. Pri tem je seveda pomembna tako amplituda (sklop), kot tudi faza signala, ki pride nazaj na bazo tranzistorja. Tranzistor fazo obrne za 180°, V oscilatorjih torej potrebujemo vezje, ki bo fazo obrnilo za nadaljnjih 180°, tako bomo imeli signal, ki pride nazaj na bazo sofazen in s tem bo izpolnjen pogoj za oscilacije. No tale oscilator je malo drugačen; povratno vezje fazo obrača kar za 540°. To mu daje možnost, da se faza pravilno nastavi v zelo velikem frekvenčnem območju.
Hkrati pa je to tudi problem, saj imamo kar 2x po tri veje, so sestavljene iz tuljav in varikap diod. Vemo, da dve varikap diodi niso enake, kaj šele šest njih. Tudi spajkanje varikap diod je precej individualna stvar; lahko jo pomakneš malo bolj v levo, ali pa malo bolj v desno. S tem v resnici krajšaš tuljavo na eno strani, daljšaš pa tuljavo na drugi strani.
Nastane torej problem soteka vseh treh vej po celotnem frekvenčnem obsegu.

[VolkD]

Reševanje problema soteka bom opisal v naslednjih prispevkih.

MV-osc02A.jpg

Malenkostno sem premaknil desno diodo na srednjem delu filtra. Ampak res malo.

Vco zdaj dela v območju od 2446 do 2609MHz, to je vsega skupaj 163MHz. To je sicer nekaj bolje kot prej, a še vedno za razred premalo. Napetost na varikap diodah je zdaj pri spodnji meji 3,4V, pri zgornji pa natanko 5V.

To je videti nekako takole:

[VolkD]

Premikanje prejšnje diode ni ravno doprineslo k boljšemu rezultatu. No nekaj sicer je, a to ni tisto kar nam manjka. Srednji del filtra očitno ni krivec. Tudi premik diode ni bil v napačni smeri, saj se je širina pokrivanja nekoliko izboljšala.

MV-osc03A.jpg

Poskusil sem torej drugje. Premaknil sem desno diodo v spodnjem delu sita. Rezultat je sledeč:

Vco po novem dela v območju od 2820 do 3012MHz, to je vsega skupaj 192MHz. To je sicer nekaj bolje kot prej, a še vedno ni dovolj. Napetost na varikap diodah je zdaj pri spodnji meji 6V, pri zgornji pa natanko 7.5V.

Razen tega, da se je povečal obseg v katerem oscilator deluje se je precej povečala tudi frekvenca. To mi je dalo misliti, da je tudi s sklopom nekaj narobe. Preko vseh treh tuljav v filtru sem položil plastični del vatirane paličice. S tem sem spremenil εr v neposredni okolici in dobil boljši sklop. Območje se je razširilo za dodatnih 50MHz.
Naslednja verzija tiskanega vezje bo gotovo imela manjšo razdaljo med temi tuljavami. A ne prav mnogo manjšo! Sprememba ni tako velika, da bi zaradi nje ne bilo možno spraviti oscilator v delovanje v celem obsegu.

[VolkD]

MV-osc04A.jpg

Spravil sem se nad diodo na desni strani spodnjega dela filtra. Kar precej sem jo premaknil.
Rezultati so pa bolj ubogi.

Vco po novem dela v območju od 2685 do 2832MHz, to je vsega skupaj 147MHz. To je Najslabše do sedaj. Napetost na varikap diodah je zdaj pri spodnji meji 5.5V, pri zgornji pa 6.5V.

Tudi iz slabega rezultata se moramo nekaj naučiti. Očitno je bil premik napačen in bo treba narediti nekaj drugega. Tu se najlepše kaže kako zelo majhen fizičen premik elementa povzroči velike spremembe v delovanju.

[gumby]

Tu se najlepše kaže kako zelo majhen fizičen premik elementa povzroči velike spremembe v delovanju.

Kaotičen voodoo torej

[VolkD]

MV-osc05A.jpg

Vrnil sem torej to diodo na vsaj približno isto mesto kot je bil prej in se lotil zgornjih tuljav. Premaknil sem levo diodo. Ne prav veliko, čisto malo.

Vco sedaj dela v območju od 2914 do 4037MHz, to je vsega skupaj 1123MHz. To je Najboljše do sedaj. Napetost na varikap diodah je zdaj pri spodnji meji 6.7, pri zgornji pa 30V.

No pa smo ga našli. To je pa veliko bolje kot do sedaj, še malo pa bo.

[VolkD]

Tu se najlepše kaže kako zelo majhen fizičen premik elementa povzroči velike spremembe v delovanju.

Kaotičen voodoo torej

Približno nekaj takega je rekel tudi S57RZ, ki je bil zraven. S tem, da bi njegov emotikon bil izraz čiste sreče.

[VolkD]

MV-osc07A.jpg

Imel sem občutek, da spodnje desne diode nisem vrnil čisto nazaj na svoje mesto, pa sem popravil še to.

Vco se je tudi malo popravil in dela v območju od 2940 do 4035MHz, to je 1095MHz. To je Najslabše do sedaj. Napetost na varikap diodah je pri spodnji meji 6.7V, pri zgornji pa 30V.

[VolkD]

MV-osc08A.jpg

MV-osc08B.jpg

Kakršno koli minimalno spremembo v poziciji varikap diod naredim se situacija ne spremeni bistveno, še huje na slabše gre. No ne prav mnogo, a vendarle.

Vco dela v območju od 2950 do 4033MHz, to je 1083MHz. Ni slabo, dobro pa tudi ne.Napetost na varikap diodah je zdaj pri spodnji meji 7V, pri zgornji pa 30V.
Na spodnjem frekvenčnem področju torej zadeva ne deluje dobro. Preizkus s plastično paličico tudi pravi, da so tuljave premajhne.

[VolkD]

Pa še kar nisem hotel verjeti,...

MV-osc09A.jpg

Spet sem premikal,....

MV-osc09B.jpg

Pinceta kaže kaj sem premaknil... tokrat sem zadel, a to le ni bil glavni zadetek.
Vco dela v območju od 2800 do 4022MHz, to je 1220MHz. Najboljše do sedaj. Napetost na varikap diodah je zdaj pri spodnji meji 6V, pri zgornji pa 30V.

[VolkD]

Treba bo premakniti / narediti kaj bolj izdatnega.

MV-osc10A.jpg

Odstranil sem prilagoditev na bazi tranzistorja in listič dodal na levi del spodnje tuljave.

Vco se je premaknil v območje od 2711 do 4019MHz, to je pas širok 1308MHz. Gre na boljše. Napetost na varikap diodah je zdaj pri spodnji meji 5.5V, pri zgornji pa 30V.

[VolkD]

Čisto logično razmišljanje - če je spodnji trakec bil prekratek, potem je prekratek tudi zgornji. Takoj sem se lotil!

MV-osc11A.jpg

Tak Vco dela že kar dobro. Obočje je od 2300 do 3994MHz, to je 1694MHz. Precej blizu željenega. Napetost na varikap diodah je zdaj pri spodnji meji 3V, pri zgornji pa 30V.

[VolkD]

MV-osc12A.jpg

Malo sem Premaknil listič na zgornji tuljavi. Pomaknil sem ga za spoznanje navzdol. Res majhna sprememba.

Vco dela v območju od 2190 do 3989MHz, to je 1799MHz. Najboljše do sedaj. Napetost na varikap diodah je zdaj pri spodnji meji 6V, pri zgornji pa 30V.
Malo mi gre sicer na živce, ker se je zgornja frekvenca spustila pod 4GHz ampak v redu. Cilj je spodaj priti nižje.

[VolkD]

MV-osc13A.jpg

Malo sem še poravnal tisto zmečkanino od dodatnega lističa na zgornji tuljavi. Tuljava je s tem postala še malo daljša.

Vco dela v območju od 1939 do 3978MHz, Razlika je 2040MHz. Zadeva torej zdaj dela kar pravilno. Napetost na varikap diodah je zdaj pri spodnji meji 0V, pri zgornji pa 30V. Tudi napetostno območje je tako kot mora biti.

Pravzaprav je po frekvenci še malo prenizek. Tudi razpon bi se dalo še malo povečati.

[VolkD]

MV-osc14A.jpg

malo sem premaknil diodo levo zgoraj. Premaknil sem jo v desno.

Ja zdaj se pa zabava šele začne. Oscilator dela precej čudno in sicer v razponu od 1933 MHz pa do 1985 MHz oscilira, a je amplituda nestabilna. V območju med 1985 MHz in 2100MHz ne oscilira niti če ga poskušam vzbuditi s kakim koščkom plastike. Med 2100MHz in 3989MHz pa ponovno deluje.
Mejne napetosti na varikap diodah so 0V, 1V, 1,6V, 30V.

Ta pojav se je meda dogajal kar pogosto in ljudje niso vedeli kako stvar rešiti. Tu je zdaj opisano kako sem so tega problema prišel in seveda z nekaj razumevanja ne bo težko zadevo spraviti v pravilno delovanje.
Še nekaj bi dodal. Mogoče se vam vse zdi voodoo, stvari so majhne in premiki ter spremembe skoraj zanemarljive. Vendar je treba vedeti, da je vse skupaj treba gledati v razmerju z valovno dolžino. Potem je vse nenadoma bolj razumljivo.

[VolkD]

Še video tega dogajanja:



Naj povem, da frekvencmeter kaže neko lastno nihanje, ko signala ni. Tako, da je podatek okrog 2500MHz, takrat ko ni nobene črtice, ki kaže nivo, lažem.

[VolkD]

MV-osc15A.jpg

In sem diodo veselo vrnil nazaj,... Za zraven sem še malo popravil pozicijo diode desno spodaj.

Rezultati:
Vco dela v območju od 1935 do 3980MHz, Razlika je 2045MHz. Več kot to, bi si težko želel. Napetost na varikap diodah je zdaj pri spodnji meji 0V, pri zgornji pa 30V. Napetostno območje je torej pravo

No pozicij elementov s teh slikic ne gre kopirati na pamet. Pomembni je razumeti zakaj in kako. To kar nisem pokazal na nobeni sličici je dogajanje, ko tuljavam približam košček plastike. Ampak nekaj mora pa tudi ostati za drugič.

[VolkD]

Dodajam le še video polno delujočega oscilatorja:

[VolkD]

Seveda sem potem vse spremembe, ki sem jih na zgoraj opisanem vezju naredil (daljšanje tuljav) vnesel v prvotno vezje in tako imam zdaj zadevo, ki je ponovljiva brez dodajanja trakcev.
Še za vse, ki ste si mogoče zaželeli narediti tole sami.
V priponki je pdf s tiskanim vezjem, primeren za transfer tonerja.

MV-osc1.pdf

S kemo transfer dela odlično, s temo transfer pa je treba biti previden s temperaturo, ker se toner ne sme prav nič razlezti.

In seveda me zanima, če bo kdo uspel tole narediti s termo transfer.

[S57RZ]

Delam še eno ploščico s podaljšanimi trakci kot na priloženem pdf- ju tokrat s termo postopkom. Ko končam poročam.

[S57RZ]

Ob zadnjem obisku pri Darku, kjer si je vzel cel popoldan in večer za oživljanje mojega MV VCO-ja, je na osnovi številnih preizkusov prišlo tudi do odločitve, da je potrebno izdelati novo ploščico z daljšimi trakci. Ker sam še nikoli nisem poskusil kemo transfer (do sedaj sem vse tiskanine izdelal z nepredelanim laminatorjem), me je zanimalo, kako to vpraksi poteka. Sem malo spremljal debate na forumu, imel sem vtis, da gre za neke mešanice številnih sestavin v točno določenih razmerij, skratka, zdelo se mi je da je to kar komplicirana zadeva. V resnici pa sta potrebni le dve sestavini: petrolej za razsvetljavo in isopropil alkohol.
Vse je zelo enostavno, kar je lepo vidno na videu:

https://youtu.be/ukzhEXSZSQU

38 prostorninskih delov PETROLEJ ZA RAZSVETLJAVO
62 prostorninskih delov ISOPROPIL ALKOHOLA