Bygga en egen långvågssändare för enbart teständamål?

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
E Kafeman
Inlägg: 3261
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Bygga en egen långvågssändare för enbart teständamål?

Inlägg av E Kafeman »

För att bestämma riktning på korrekt sätt måste man befinna sej i fjärrfältet, Vid 300kHz är fjärrfältet någorlunda i korrekt fas mellan EM-fälten på ca 10 km avstånd.
Det är så långt som din sändare måste kunna nå och mottagningen ska ske med optisk sikt + 300m upp luften för att inte fresnel-effekten ska påverka.
Det fungerar att ta emot signal på närmare avstånd och på backen men riktningsvisningen fungerar inte korrekt och på tillräckligt nära håll får loop-antennen för stark signal relativt sens-antennen så det kan bli svårt för mottagaren att balansera.
Det duger annars med valfri kortvågs eller mellanvågssändare vars bärvåg är stabil och lätt att urskilja från bruset.
Bygger man en egen sändare för nära håll så duger det det med en 74F14 eller 74S14 för att ändå täcka ett par hundra meter. Med bra antenn så kan du täcka mycket mycket längre. Antennen är flaskhalsen för att få ut effekten vid dessa frekvenser då den blir stor om den ska vara naturligt resonant typ halvvågs dipol, 2x250 meter vid 300kHz.
Jag brukar ta två vippor i serie för ena antenn-benet och en vippa som drivsteg till det andra benet för att få de två antennsignalerna inverterade relativt varandra.Seriekoppla med en konding för resp utgång för att undvika DC-trubbel.
Mata dessa från en fjärde vippa avstämd till önskad sänd-frekvens med en trimpot och en kondensator. Går givetvis att lägga in en kristall om man vill ha en stabilare frekvens men för test behövs det inte. Sändaren kommer avge en del udda övertoner, beroende på hur rask vippa man valt så det blir en del udda övertoner som man kan testa på ochså.
Gamla adf-sändare sände oftast två morsetecken som identifierare. Det behövs inte heller men det finns fortfarande två vippor oanvända och det är mycket lättar att lyssna så att sändaren fungerar om man AM-modulerar med typ 400 Hz än att bara lyssan efter oidentifierade bärvågor. För hörbar modulation kan man använda nästa sista vippan som 400-Hz generator som nu får modulera , övelagra på RC-kretsens utgång mha av två dioder och ett motstånd. Gör sändaren batteridriven och så liten att den kan hänga direkt i antenn-dipolens mitt. Undvik att mata via l bandkabel eller koax då det säkert då uppstår riktnings-störande reflektioner om man inte kan impedansmatcha sändare och antenn.

Sänd på 2x1-10 meter blanktråd som kastats upp i ett träd eller på annat sätt får upp en antenn en bit ovan marken.
En gammal ferrit antenn är absolut det sista man ska välja om man vill ha en bra sänd-antenn. Ferriten gör bara värme av tillförd effekt och kort loop vill man inte ha. Det fungerar bättre med dipol för riktningsbestämning och det är vad adf-sändarna använde.
Användarvisningsbild
Marta
EF Sponsor
Inlägg: 6955
Blev medlem: 30 mars 2005, 01:19:59
Ort: Landskrona
Kontakt:

Re: Bygga en egen långvågssändare för enbart teständamål?

Inlägg av Marta »

Angående NDB's i drift. Lyssnade idag på morgonen medan det var mörkt. Kunde höra fyra stycken. Utöver AH och MF som hörs dygnet runt här så hördes OEM ytterst svagt och LB något starkare. Dessa senare mellan 360 och 370kHz. Finns nog fler. Hörde flera svaga bärvågor precis uppfattbara. Kan ha varit vad som helst, omöjligt att säga när ev. modulerade sidband är under bruset.
Janson1
Inlägg: 1353
Blev medlem: 1 december 2016, 09:06:02
Ort: Marks Kommun

Re: Bygga en egen långvågssändare för enbart teständamål?

Inlägg av Janson1 »

Det verkar lite bökigt totalt sett att få till en 3-400 Khz sändare men vilka sändare finns som verkligen kan lita på att dom hörs om nu radion råkar vara hel? Den här radion har ingen tuningratt utan man förväljer en frekvens och väntar. Det finns ganska många steg och mycket väntan varje gång... Så en tabell på vilka frekvenser det borde finnas i närområdet vore ju inte så dumt. Flygfyrarna, dom få som finns kvar sänder på väldigt låg effekt och når förmodligen inte upp till min flygklubb där kärran står? Sen så funkar väl långvåg/mellanvåg bättre nattetid?
E Kafeman
Inlägg: 3261
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Bygga en egen långvågssändare för enbart teständamål?

Inlägg av E Kafeman »

Nej det är inte bökigt att får till en enkel sändare på dessa frekvenser.
Det är förhållandevis enkelt och stabilt jämfört med en enkel FM-sändare som säkert många har byggt.
Saknar man erfarenhet av att bygga, aldrig testat ttl-kretsar så kan det kanske verka bökigt, men detta så så enkelt att du kan bygga på experimentplatta och ändå få till funktion då frekvenserna är så pass låga.

En TTL-krets och tre AAA-batterier. Kretskort behövs knappast. En simpel pot för avstämning av frekvens. Kan inte tänka mej att det kan bli så mycket enklare om, man alls kan bygga med elektronik.

Grundprincipen på modulator och sändare med 2 av de sex steg som finns i en cd4049 eller 74xx14
master_slave_2-768x380.jpg
Ang räckvid gäller det jag skrev här ovan. Det beror förvånansvärt lite på sändeffekten. Några mW och du hörs över Atlanten med bra antenn vid 300kHz vad gäller skip, men det är INTE aktuellt .

>Sen så funkar väl långvåg/mellanvåg bättre nattetid?
Vid 300kHz så reflekteras radio-signaler främst i D-lagerna i atmosfären på ca 65 km höjd och lite förvånande kanske men D-lagret ger ofta bättre reflektion dagtid.
Nu är det i vilket fall inte aktuellt då skip/rymdstudsar inte är så användbart att bestämma varifrån signalen kommer varken på lång eller kortvåg.

Det som jag skrev om optisk sikt är vad som gäller vid riktningsbestämning. Du ska i princip kunna se sändarantennen när du är ett par hundra meter upp i luften som minst för att få en exakt riktning. När du står på backen kommer ingen direkt signal att nå din radio pga av lokala hinder och jordens krökning, signalen tar reflekterande omvägar och din radio kommer tro att riktning är därifrån signalen verka komma. Dessutom tillkommer freseneleffekten som ger missvisning om hela fresnelzonen inte är fri.
fresnel-zone-diagram-wndw.gif
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
SvenW
Inlägg: 1124
Blev medlem: 24 april 2007, 16:23:10
Ort: Göteborg

Re: Bygga en egen långvågssändare för enbart teständamål?

Inlägg av SvenW »

"Några mW och du hörs över Atlanten med bra antenn vid 300kHz vad gäller skip..."
Kan det verkligen vara sant? Kan någon bekräfta.

Några mW blir det väl bara man labbar lite på skrivbordet.
alexanderson
Inlägg: 843
Blev medlem: 18 januari 2017, 14:59:43

Re: Bygga en egen långvågssändare för enbart teständamål?

Inlägg av alexanderson »

År 1957 hade Radio & Television Nr 5 en artikel 6000 km med 20 milliwatt.
Men då gällde det frekvensen 14 MHz.
Sändaren innehöll två transistorer av typen 2N113.
Antennen var en 3-elements yagi.
Alexanderson-sändaren i Grimeton har en effekt på 200 kW. Så mycket behövdes tydligen för att få en säker kommunikation över atlanten på VLF. Antennverkningsgraden var låg. Riktverkan obetydlig.
E Kafeman
Inlägg: 3261
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Bygga en egen långvågssändare för enbart teständamål?

Inlägg av E Kafeman »

>Kan det verkligen vara sant? Kan någon bekräfta.

Många har säkert upplevt att det vid 27 MHz varit möjligt med skip till USA även på enkla komradios med 100mW sändeffekt och usel antenn.
Vid 300 kHz som är en hundradel i frekvens relativt 27 MHz når man rent tekniskt 100 ggr längre på samma sändeffekt. Räckvidden, försvagningen av en radiosignal med avståndet är en våglängdsfaktor i fria rymden. Antag att avstånd inklusive skip är 7500 km och vid 300kHz är det lika många radiovågor, 7500 st.
Man når över Atlantern vids 27 MHz och 100mW sändeffekt vid passande reflektioner i atmosfären. 27>MHz är 10 meter våglängd så det är då total 750.000 väglängders avstånd.
Om det fungerar för en komradio så har en TTL-krtets det vid 300kHz 100 ggr lättare att täcka samma fysiska avstånd.
Naturligtvis så måste det vara motsvarande goda mottagare för bägge frekvenserna och andra egenskaper måste också vara jämförbara för rimlig jämförelse.

Att kräva bekräftelse på en enkel radio-utbredning är lite som att inte inte tro på Ohms lag. Det är relativt enkelt att använda befintliga formler och ekvationer och hur radiovågor utbreder sej är mer än 100-årig kunskap. Det är inget som hindrar att man gör lite enkla överslagsberäkningar heller. Radiovågor likt ljusvågor utbreder sej och förtunnas i intensitet med avståndet enligt mycket enkla formler.

I praktiken har man ett övertag på flera sätt vad gäller räckvidd om man använder låga frekvenser. Riktigt låga frekvenser används för ubåtskommunikation då signalen inte dämpas lika hårt av jorden eller vatten och av samma anledning använder man bl.a 77kHz för att sända ut tidssignaler med måttlig sändeffekt och som kan tas emot på långa avstånd med enkal mottagare.
De avstånden är i princip omöjliga att nå vid 100MHz FM-radio t.ex. förutom vid de få tillfällen skip inträffar på så höga frekvenser.
Det finns nackdelar med låga frekvenser t.ex. att lokalt manmade brus är högre vilket missgynnar i synnerhet bredbandig kommunikation och ska man vara säker på att nå över atlanten även utan skip kan krävas höga effekter då man i stället förlitar sej på "creeping waves", vågor som inte går rakt fram ut i rymden utan följer jordens krökning, vilket kostar stora förluster men trots allt ger förbindelse utan att studsa i atmosfären.

Som exempel på sådan lågfrekvent sändare har vi Grimeton-sändaren som vid 18KHz sände med 200kW matad till antennen. Dess antenn har låg effektivitet då halvågs-antenna skulle bli uppå10 km hög och helst placerad på betydligt högre höjd för att få upp effektiviteten.

För enkel beräkning hur långt man når med 10mW viod 300 kHz kan man använda Friis ekvation. Max räckvidd kräver låg bandbredd och radio typ en GNSS-mottagare som har en känslighet neråt -160dBm och avståndet som vi vill täcka sätts till 7500km och med en måttligt bra radio kan vi anta att den kräver minst -100dBm på antenningenen eller 1e-10 mW.
-160 dBm är ungefär 6 nV på radions ingång. Det är ett bra värde men kan förbättras ännu mer om man verkligen vill och t.ex. offra bandbredd sub subHz.

Om man antar 10mW sändeffekt och frekvens 300KHz och 50 Ohms matchade dipoler om 2x100 meter i bägge ändar så att maxgain är ca 0 dBi för enklast kalkyl ger Friis ekvation att ca 1e-9 mW kommer nå mottagarens radioingång i ett 50 Ohms system efter 7500km.
https://www.pasternack.com/t-calculator-friis.aspx

För fungerande mottagning krävs minst -100dBm på antagna radion ingång eller 1e-10 mW vid 50 Ohm.
Friis ekvation ger att vi tar emot 1e-9 mW vilket är 10 ggr mer än minsta-kravet så vi kan lugnt anta att vi når över Atlanten med ett TTL-chip som sändare men det är bra med överskott, vi behöver öveskottssignal för att ge bättre signal-brus-förhållande.
Lokala störningar, man made noice, är inte inkluderat vid dessa jämförelser och som givetvis kan omöjliggöra mottagning.
SvenW
Inlägg: 1124
Blev medlem: 24 april 2007, 16:23:10
Ort: Göteborg

Re: Bygga en egen långvågssändare för enbart teständamål?

Inlägg av SvenW »

Ok. Får väl tro på detta!
Men det är nästan lite kusligt att våra små experimet med TTL kretsar kan höras ända till Amerika.
Själv håller jag på att testa en rotationsgivare som matas via en radiospole med 100mW vid 2MHz.
Hur mycket den stålar ut vet jag inte, men jag får nog tänka till lite grann.
Åtministone kapsla in den lite bättre!
E Kafeman
Inlägg: 3261
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Bygga en egen långvågssändare för enbart teständamål?

Inlägg av E Kafeman »

>Ok. Får väl tro på detta!

Som sagt handlar detta inte om tro. Det är dumt att tro när den etablerad kunskapen redan på nybörjarnivå är torra och väletablerade fakta, inget att vara vankelmodig över utan något som man bör kunna som en del av växelströmsläran om man nu vill kunna sådant.
Å andra sidan, saknas medvetna kunskapen så är risken minimal att man av misstag stör någon på andra sidan Atlanten.

Som nämnts tidigare i tråden av mej så är det oftast antennen som är flaskhalsen som erbjuder svårigheter vad gäller räckvidd på lägre frekvenser då fullstor effektiv halvågs dipol blir opraktiskt stor och kräver lite radio-kunskap för att kunna mata effektivt.
Säj 300 kHz så är dipolen 2x250 meter stor och för god funktion krävs att den placeras fritt och matas impedansmatchat. Kan troligen utesluta att sådan antenn av misstag finns på någons labbänk och där labbänken finns i fri space på några kilometers höjd.

När man sysslar med digital vippor så är de normalt medvetet anslutna till rätt odugliga antenner, vilket är ett elementärt krav på god funktion liksom att man avkopplar på rätt sätt. På kretskort så vill man ha transmissionsledare med små förluster mellan de digital portarna för goda högfrekvens-prestanda och samtidigt undviker man onödig utstrålning genom t.ex. genomtänkta jordplan för att inte skapa problem med EMI. Det blir väldigt långt ifrån en god impedansmatchad antenn. I princip är det motsatsen som är god elektronikdesign, så lite som möjligt av en överförda digitala signalen ska förvanskas när den når nästa digitala port för bäst funktion. Om signalen inte förvanskas innebär det att man inte förlorat något av signalen under tiden den transporteras via kretskortets transmissionsledare och därmed blir det inte heller någon utstrålning till omgivningen => ingen antenn.
I synnerhet om det är produkter som ska säljas får de inte stråla ut hur som helst och EMC-kraven gör att det är eliminerad risk att dina signaler kan tolkas på¨andra sidan Atlanten.

Vad gäller inkapsling så är det inte heller något som ens är lönt att försöka om man inte förstår att det vid dessa frekvenser i närfältet är det främst magnetiska förluster som står för fältet. Hur skärmar man magnetiska fält vid 300 kHz? Du kan inte med rimligt tjocka plåtar skärma lågfrekventa magnetfält meningsfullt.
Som exempel på låg frekvens som är enkel att testa är DC. Ta en kraftig magnet som underifrån får påverka en järnklump upphängd i en våg med 20 mm avstånd. Vad kan du använda för att skärma i mellanrummet så att det inte längre drar i den upphängda järnklumpen?
Vid 300kHz så är tjocka valsade järnplåtar och vissa ferritmaterial visserligen inte skärmande utan mer absorberande. Skärmande innebär att vågor reflekteras men en ferrit absorberar en del av vågenergin som värme.

Halvdåliga antenner för dessa frekvenser finns däremot gott om och det kan vara nog så bekymmersamt för de som t.ex. vill lyssna på långväga MV och LV-stationer.
Det är mycket nätaggregat motorstyrningar och dåligt avstörda effektregulatorer och lysdiodslampor som alla har tillgång till antenner som är så bra att de oavsiktliga sändarna kan störa ut radiokommunikation på flera kilometers avstånd. Detta då de använder 240V elnätet som antenn. Visserligen är det inte ideal antenn men dess längd gör att den ändå kan ge digtala signaler en mycket störande utsänd funktion.
SvenW
Inlägg: 1124
Blev medlem: 24 april 2007, 16:23:10
Ort: Göteborg

Re: Bygga en egen långvågssändare för enbart teständamål?

Inlägg av SvenW »

Gjorde en överslagsberäkning av fjärrfältet från min Radiospole
(Obs jag är inte trådskaparen, ursäktar inhoppet)
Diametern är 30mm och driveffekten är 100 mW
Totalt utstrålad effekt i fjärrfältet blir alltså 0.004 nW
Som antenn verkar den vara ganska usel, vilket är bra!
Är beräkningen rimlig?
Är det acceptabelt att köra den?
Utifrån lagens krav och ur radioamatörernas synvinkel.


% Beräkning:
r = 15e-3 % Spolen R=15mm
A=pi*r*r % Spolens area

Q= 50
I = Q * 20e-3 % Drivs med 20mA
f = 2e6 % 2MHz
R = 5e6 % Meter till amerika

% formel fr KTH, fjärrfältet, som jag hittat på nätet
E = 123*1e-16*f*f*A*I/R


Z0 = 377 % Vågimpedans Ohm
H = E/Z0
S = E*H % Effekt per m2, Poyntings vektor

% Totalt utsrålad effekt
W = 4*pi*R*R * S


E = 8.6944e-12
Z0 = 377
H = 2.3062e-14
S = 2.0051e-25
W = 4.0315e-11
octave:65>
Janson1
Inlägg: 1353
Blev medlem: 1 december 2016, 09:06:02
Ort: Marks Kommun

Re: Bygga en egen långvågssändare för enbart teständamål?

Inlägg av Janson1 »

Jag tackar för svaren! Dom blir lite väl djupa för min kunskap och smak men ändå intressant! Som absolut första åtgärd skall jag prova radion i luften när jag ändå är ute och flyger. Det lär väl bli ganska snart då jag gör själva flygplanet luftvärdigt precis i dagarna. Jag har fått alla andra radior att lira nu så det vore trevligt att även få även denna ADF att leva... Jag beställde ju en sändare 530-1650 Khz men jag behöver nog 200-400 Khz i första hand. Nu lär det väl ta någon månad eller innan den dyker upp? Men, jag håller er underrättade!
Janson1
Inlägg: 1353
Blev medlem: 1 december 2016, 09:06:02
Ort: Marks Kommun

Re: Bygga en egen långvågssändare för enbart teständamål?

Inlägg av Janson1 »

Får väl även införskaffa en 4049 och bygga ihop nåt bara för att se om det händer nåt i radioändan...
E Kafeman
Inlägg: 3261
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Bygga en egen långvågssändare för enbart teständamål?

Inlägg av E Kafeman »

Jag var lite slarvig ang CD4049 , Det är en hex inverterande buffer men den saknar hysteres på ingångsnivåerna vilket gör den lite svårare att få till att oscillera via endast ett RC-nät.
Samma funktion men med hysteres (schmitt-trigger), då används vanligen CD40106, vilket är den krets som jag rekommenderar för att enkelt få till oscillerande återkoppling.
Här visas några enkla oscillator-exempel inklusive en cariant då hörbar ton får modulerar en radiofrekvens: https://electronics.koncon.nl/oscillators/
Ytterligare exempel där man använder cd40106 som i stort enda byggblocket för en FM-sändare: https://www.radiolocman.com/shem/schema ... l?di=66670

Har du en batteridriven transistorradio med långvåg så är den bra att använda för att checka vad som fungerar och vad som kan tas emot i flygplanet.
Tyvärr på de flesta moderna lågpris transistorradio med AM har långvåg blivit omodernt.
Inte jättebilig men bra för att lyssna på kortvåg då den har ställbara filter för smal och bredband AM SSB och telegrafi: https://www.aliexpress.com/item/1005005283052159.html
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 18424
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: Bygga en egen långvågssändare för enbart teständamål?

Inlägg av 4kTRB »

Här är ett enkelt bygge till en amplitudmodulator https://wiki.analog.com/university/cour ... latior-lab
Vill du amplitudmodulera TTL-signaler kan du ta en inverterare med open collector typ 74HC05 eller 74LS07 och modulera (matningen) spänningen till kollektor-motståndet som är i serie med kollektorn.
E Kafeman
Inlägg: 3261
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Bygga en egen långvågssändare för enbart teständamål?

Inlägg av E Kafeman »

Varför i jösse namen komma på att använda modulatorer som försämrar funktionen? Denna hög med yttre transistorer försämrar effektiviteten.
Du bara rör till det för TS med ej färdigtänkta förslag på saker som inget tillför.
40106 är i sej mer än nog. Den erbjuder integrerar även sådant som din länk eller dina TTL-förslag inte ger, LF oscillator.
Allt i samma krets, inga yttre kretslösningar behövs och ska inte vara där heller om du alls vet vad detta handlar om.

Detta är en så pass enkel AM-sändare som man kan tänka sej, LF-oscillator, och modulering av av HF-bärvågen. Det går bra att få in möjlighet till analog modulering om man skulle vilja det utan ytterligare kretsar men det är inget som tillför TS något då han inte tänker starta någon pratradio på långvåg.

Skulle man tillföra något som verkligen skulle skapa bättre funktion så är det att förbättra matchningen av antennen, men för att göra det måste man veta antenn-dimensioner mm.
När jag gjort enkla testantenner av denna typen har jag använt 3-meters plast VP-rör för att ge antennen stabilitet. Inne i röret har dragits en blanktråd som delats på mitten där den ansluter till sändaren.

En formell brist är att de bägge utgångsstegen inte är tidsmässigt helt inverser till varandra. Detta då den extra inverteraren tillför en fördröjning på ena antenn-utgången, men det spelar i detta fallet ingen roll. Funktionen försämras inte så det märks.

Detaljer går variera men så här kan en enkel lösning se ut där man utnyttjar alla sex inverterarna för att inte lämna några lösa ben.
För att verkligen snåla med materialet och undvika onödiga induktiva förluster så kan man tänka sej för vilka vippor som används till vad så att man kan vika in benen in över komponentkroppen och löda benen från port-utgång direkt mot portingångarna där så passar. Dioden löds in med mycket korta ben.
Det som kräver flest förbindelser är de förbindelser som ska gå till jord. Där brukar jag ta lite koppertejp eller ett tunnt tomt PCB lika stort som ovansidan på 40106 och limma fast på kretsen.
Det ger korta förbindelser att löda alla jordförbindelser mot denna ytan.Pinne 7 på 40106 viks bara upp emot detta planet och för kondensatorerna brukar jag använda ytmonterade komponenter som löds direkt mellan ytan och resp komponentben. Gäller även avkopplingskondensatorerna på pinne 14. Att ha korta ben på avkopplingskondensatorerna är väsentligt för att kunna nå höga frekvenser på sändaren.
Det finns möjlighet att justera frekvens på LF-signalen och sändfrekvens genom ett par pottar. Jag brukade förr lägga in dessa via tvinnade kablar på 3-4 cm och sedan stoppa in allt inklusive batteri i en liten väderskyddad plastburk där man gjort hål för pottarna.

Om man inte ska använda denna krets för att locka flygplan är den alternativt användbar som tillfällig sändare på begränsingslinan för robot-gräsklipparen när man ska leta avbrott. Samma sak i bilar om man vill spåra en kabel vart den försvinner i en kabelstam. Själv använder jag då en långvågs radio köpt från ClasO för 79 kr som handhållet sökredskap.

Man kan variera lite hur man vill använda portarna på 40106. Nedan ett förslag där man medvetet nyttjar alla portar för att inte lämna några odefinerade utgångar.
40106_AMTX.jpg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Skriv svar