Navtexmottagare

[AndersG]

Jo, felet i Hz minskar, men PPM hålls. Dej jag kikade på tar 6mA. Naturligtvis behövs antagligen inte bättre än typ 20ppm

[E Kafeman]

Antenn-valet monopol eller dipol eller något däremellan och valet horisontal eller vertikal antenn-orientering brukar begränsas av vad omgivningen medger för största utsträckning med god höjd.
Polarisation och om det rör sej om rymdvåg eller direktvåg kan göra olika alternativ mer lämpliga. Väl balanserad dipol är normalt det som bäst undviker lokala störningar.
Om det finns möjlighet ger ett par kvadratmeter nedgrävt hönsnät eller gunnebo-stängsel betydligt mindre förluster än ett jordspett då man vill ha så liten impedansmässig övergångsförlust mellan antenn-jord och mark-jord. Mycket hänger även på typ av mark, fuktighet osv.
Har du möjlighet så gör praktisk test med horisontell dipol relativt vertikal monopol och jämför vilket alternativ som ger starkast nyttosignal.

En viktig sak att om man vill ha mest ut från sin antenn är impedansmatchningen. Impedansen in på trafon beror på impedansen på vad som finns på andra sidan av trafon.
Nätverkskabeln impedans ligger på ca 100 Ohm, men den är förmodligen kort relativt våglängden så det är nog inget att räkna på.
Problemet är antennen, som oavsett om det är dipol eller monopol har en besvärlig impedans som består av tre delar:
1. Nyttoresistansen vilket är den resistans som inkommande radio-våg ser.
2. Förlustresistansen som är resistiva material-förluster i antenn samt allt som finns fram till första förstärkarsteg.
3. Reaktiva förluster främst i antennen.

Nyttoresistansen vill man ha så hög som möjligt och resistiva och reaktiva förluster så små som möjligt.
Grovt räknat oavsett antenn-val, så lär den bli ca 1/100 av våglängden. Nytto-resistansen blir då i storleksordningen 0.1-0.4 Ohm
Förlustresistansen vilken är ungefär det du kan mäta som DC-resistans från från yttersta ände av antenn till förstärkarsteg kan typiskt bli 1-4 Ohm. För att mäta korrekt så måste trafons lindningsresistans med och man får då mäta respektive sida separat.
Reaktiva förlusten är det som är den stora faktorn i sammanhanget. Den kan vara någon kOhm induktivt. Om nyttoresistansen är bråkdel av Ohm så inses att reaktiva förlusterna dominerar totalt och mer eller mindre sätta antennen ur spel.
Därför måste reaktiva förlusterna matchas mot ingångs-impedansen i första förstärkarsteg om inte mesta antenn-prestandan ska förloras.

Det är möjligt att man får viss kompensation genom att C5/Q2 ger kapacitiv last.
För att minimera förlusterna behövs helst att man kan bredbandigt vektor-mäta impedanserna för att avgöra hur bästa kompensations-nät ska se ut men det går komma en bit med smalbandig mätning.
Om man har signal-generator sätt den på 500kHz och mät hur stora reaktiva förlusterna är i bägge riktningar mätt från en lämplig punkt där man avser placera ett tuningsbart resonans-filter, förmodligen strax före eller efter trafon. Mätningen görs enklast med två-kanals oscilloskop med X/Y-läge enligt standard instruktioner för hur man mäter reaktiva komponenters värde med skåpet.
Är mätresurserna begränsade kan man chansa lite att tuna med en enkel parallelresonans-krets bestående av spole 10mH som man lägger en stor vridkonding över samt fast kondensator på typ 500pF-5nF. Man testar fasta kondensator-värden tills en tydlig resonans hittas någonstans mitt på den variabla kondensatorn.
Angivna värden är relativt lösa antaganden baserat på vad huvudräkningen anger som troligt för okänd antenn kopplad till ingångssteg med okänd impedans.
Hittas resonans så är det rätt smalbandigt men det kan vara en fördel då det minskar risken för att trissan ska bottna av lokalt skräp.
En sådan resonans innebär att man korrigerat för de reaktiva förlusterna. Komponenterna i i ett resonansnät innebär visserligen att man tillför resistiva förluster, som för all icke ideala komponenter, så om möjligt ska åtminstone spolen i tuningskretsen ha låga förluster. Lindningen ska ha låg DC-resistans och kärnmaterialet ska helst vara luft. Spolens placering bör vara sådan att den inte plockar upp lokal störningar.
Resistiva anpassningen löses enklast med en trafo. Det finns visserligen redan en trafo men hur pass väl dess omsättning passar beror på samma saker som de reaktiva delarna men i huvudsak är det uppmätt resistans vid 500kHz för antenn på ena sidan och C5/Q2 på andra sidan som bestämmer optimal omsättning på trafon.

I vanlig ordning lite mycket text som kanske låter komplicerat, men man kan skippa det mesta och på chans hänga upp en dipol och kolla om resonanskretsen verkar göra sitt jobb. Kan man finna en tydlig resonans och signal/brus är bra så behöver man inte jaga efter ytterligare onödigt bra prestanda.
Resistiva matchningen kan man bortse från om den inte är allt för tokig. En resistiv missmatch dämpar mottagen signal-nivå men dämpar också inkommande störningar och brus lika mycket så signal-brus förhållandet bibehålls i stort sett om man inte börjar närma sej rymdbruset. Det enda är att man möjligen bör kompensera missmatchen med motsvarande högre gain i ingångssteget.

Det är först om ingen resonans hittas alls som man får börja mäta reaktiva lasterna i de bägge riktningarna för att bättre avgöra hur duglig matchning bör se ut.

Byter man antenn-typ till t.ex. monopol av liknande längd så kan man behöva göra en mindre omtuning. Likaså kan vädret påverka antennen och evt jordning. Därför är det bra att ha en vridkonding som en del av matchningsnätet och som man enkelt kan gör mindre justeringar på.

[AndersG]

Främsta begränsningen är väl vad jag får plats med på båten, men det är först ett problem i vår. Tills nu så kan jag ju labba med vad jag får plats med i trädgården. Några kvadrat hönsnät hade ju varit bra, typ för 13 år sedan då gräsmattan anlades Nu tror jag att några kvadrat uppgrävning skulle orsaka ett ganska stort "wife aceptance problem". Vad som däremot kunde vara genomförbart är att skära ned en koppartråd några meter i gräsmattan. Spåren av det försvinner snabbt.

Om man har signal-generator sätt den på 500kHz och mät hur stora reaktiva förlusterna är i bägge riktningar mätt från en lämplig punkt där man avser placera ett tuningsbart resonans-filter, förmodligen strax före eller efter trafon. Mätningen görs enklast med två-kanals oscilloskop med X/Y-läge enligt standard instruktioner för hur man mäter reaktiva komponenters värde med skåpet.

Signalgenerator (HP) upp till 1GHz finnes, likaså oscilloskop. Menar du då att mäta strömmen med ena kanalen och spänningen på den andra för att se fasskillnaden?

Var menar du sedan att jag skulle sätta en resonanskrets? Sekundären på ingångstrafon, T1 är ju redan avstämd?

Tror att jag helt kallt fixar en hängande dipol en meter ut från väggen och testar.

Det hela blir ju inte enklare av att Tallinn sänder max 10 minuter, var fjärde timme...

[AndersG]

Äh det regnade.. Testar en ca 15m logwire som går snett upp i ett träd. Riktningen är ungefär mot sändaren.

Testar dipol då det slutat regna...

[E Kafeman]

Mätmetod med oscilloskop, se http://elektronikforumet.com/forum/view ... 9#p1342916
T1 är kanhända avstämd, men inte till antennen vilket är det enda som betyder något.
Evt resonanskrets för reduktion av reaktiva förluster hade jag testat att lägga precis innan ingången på trafon. Avstämma så att resistiva delen blir lika i bägge riktningarna kan trafon i sej fixa genom val av omsättning.
För att checka om man kan hitta och avstämma mha en resonanskrets förenklas om man kan lägga ut en egen bärvåg på ca 500kHz via signal-generator kopplad till en liten antenn.
Utsända signalen kan vara rätt svag om man sänder i närområdet. Nivån blir stabilare under tiden man avstämmer om man själv står för sändandet.
Närfälts-effekter kan spöka när man själv sänder så pass nära antennen, så finjustering bör göras mot sändare som befinner sej minst 10 våglängder bort och på rätt frekvens. Till det duger kanske färjorna.

[AndersG]

Ah. Tack. Så antennen ansluter jag i stället för L i ditt exempel?

[E Kafeman]

Ja. Men av praktiska skäl kan man stuva om arrangemanget,
Anslut vridpot till signalgenerator och kanal1 på skåpet. Andra sidan av potten ansluts till trafon istället för T1 samt anslut kanal2.
Ställ kanalernas spänningsgain så du har dubbla skalan på kanal2 och justera potten till på displayen synbart lika nivå på bägge kanalerna. Potten har nu samma resistans som antennens impedans, sett genom trafon.
Mha fas-skillnaden mellan signalerna på skåpet kan man räkna fram reaktiva delens reaktans.
Detta ska konjugatmatchas mot transistorn, som mäts på samma sätt som antennen.

[AndersG]

Så vad du egentligen säger är detta:

T1 är avstämd, men på sekundären, men man kunde även avstämma på primären (antennsidan).

Gällande anpassning: Således skall jag mäta, på det färdiga kortet, spänninssatt, men utan T1 monterad, vad Q1 har för inimpedans vid 518kHz. Sedan mäter jag vad sekundären på T1 har för impedans?

navtex-rf.JPG

Kortet. Jo jag vet att en SMA är litet overkill för LF, men de är rätt behändiga. Jumpers är för fantommatning av ev aktiv antenn, samt för att koppla bort lokaloscillatorn. Den keramiska resonatorn sitter pluggad. Jag har bara en. Kortet är tänkt att piggybackas på processorkortet och få en DDS-genererad LO sedan.

[AndersG]

Notera att man kan kolla sina mottagna meddelanden mot verkligheten, här.

Kod: Markera allt

ZCZC UA94
261750 UTC SEP
PETERSBURG NAV WARN 304/17
GULF OF FINLAND
GEOPHYSICAL WORKS 27 SEP THROUGH 27 OCT BY VESSEL UMKA
IN AREA 60-00.5N 026-22.1E 
60-01.8N 026-25.2E
59-57.1N 026-35.0E 
59-56.5N 026-30.2E
ONE MILE BERTH REGUESTED
CANCEL THIS MESSAGE 28 OCT
NNNN

[E Kafeman]

T1 är avstämd, men på sekundären, men man kunde även avstämma på primären (antennsidan).

Jo det är riktigt. Transformatorn är också en omsättare av den impedans som råder på respektive sida så man kan lika väl matcha på valfri sida om trafon.
Antag ideal situation där antennen från T1 ses som en resistiv komponent som perfekt matchar den resistans man mäter på T1's primär. Då kommer resonansfrekvensen helt avgöras av T1's induktans+ reaktiva lasten på sekundären, i huvudsak kapacitans från Q2 gate och C5.

Ett problem är att olika antenner kommer bidra med olika mängd reaktiva last. I ditt fall gissar jag att antennens ekvivalenta krets är en rätt hög induktans motsvarande några kOhm i serie med 2-3 Ohm resistans.
Antennen kopplas till en parledare som om den är tillräckligt lång kan agera transformator av reaktansen till något annat värde. Dess typiska impedans kan även den spela roll. Den lär vara ca 100 Ohm.

Okända lasten i form av antenn+antennledare kopplas in på din transformator T1 och denna reaktiva komponent kommer påverka vilken resonans-frekvens som den ger upphov till tillsammans med T1+interna reaktanser.

Vid byte av antenn mellan t.ex dipol monopol ändras reaktiva lasten på T1. Om T1s avstämningsområde räcker kan en justering vara nog för att balansera så att man återfår rätt resonansfrekvens oavsett antenn.

Genom omtuning håller man reaktiva förlusterna låga för just önskad frekvens genom att kompensera för antenns förändrade bidrag.
Det som inte kan åtgärdas vid denna tuning är hur lasterna i de olika riktningarna förändras ur från resistiv synpunkt.

Ett förenklat resistivt exempel:

Antag att antennens resistans vid T1's primär mäts till 5 Ohm. T1 tillsammans med inre kretsar kan antas ge upphov till 500 Ohm rent resistivt mätt på primären.
Vi kan anta att önskad inkommande signal ger upphov till en olastad signalamplitud på 1 Volt från antennen, mätt oansluten, olastad, vid snittet T1s primär.
Under dessa omständigheter och lite förenklad matte:
Antag T1 är förlustfri och antennen ansluts på primären. På sekundären finns då 1^2/500 = 2mW som kan matas till trissan.

Vid ideal resistiv matchning, dvs med en trafo som har sådan lindningsomsättning att dess primära uppmätta resistans är samma som antennens resistans, 5 Ohm, då blir den optimerat överförda effekten på sekundären:
0,5^2/5= 50mW 0,5 Volt då spänningen halveras relativt olastad antenn-ledning. Tidigare faktiska lasten var 500 Ohm men det kan jämställas med olastat i detta fall, dvs med 1 Volt på T1s primär.

Skillnaden mellan dessa bägge ingångsresistanser innebär att man bara har 1/25-del av signal-effekten in på trissan vid 500 Ohms ingångsresistans jämfört med ett välmatchat system med 5 Ohm på T1's primär.

Matchning av både reaktans och resistans kan utföras före T1, efter T1, eller efter T1+C5. Valet av matchnings-punkt i kretsen är vad som är mest praktiskt.

För att utföra sk. konjugat-matchning, innebär det att man inför en tuningskrets som ser till att inkommande resistansen är densamma som den resistans som mäts upp in i denna krets när den är inkopplad och som sedan skickar signalen vidare i riktning mot Q2. Den reaktiva delen ska även den vara densamma i bägge riktningarna efter matchningen, men med olika tecken.

Efter att matchningen är införd, kan man bryta upp var som helst utefter ledningen och mäta resistans och reaktans och finna att de uppfyller konjugatmatchningen, för just denna punkt.
Det ska stämma även om man mäter vid snittet där antennen ansluter till matningsledningen såväl som vid gaten för Q2.
Faktiska mätvärdena skiljer mellan de olika snitten men vid varje enskilt snitt, uppmäts samma impedans i bägge riktningarna, men med olika reaktivt tecken.

Främsta anledningen till att jag föreslog att mäta på sekundär-sidan var att det gav enklare mätning. Bara att lossa gaten och löda dit en potentiometer, först mot T1 och sedan mot Q2 med tillägg för att man evt måste ge trissan en större resistor till jord, för att ge oförändrad DC-bias vid mätningen och signal-nivån från generatorn måste hållas så låg att att man inte nämnvärt påverkar trissans arbetspunkt.
Att mäta på primär-sidan av T1 går det också men man måste tänka på att det är ett balanserat system som kan göra mätningen mer krånglig.

Mätningen som sådan är väldigt enkel vid dessa frekvenser eftersom man kan använda enkel trimpot utan att fundera närmare över evt reaktiva förluster som den tillför mätningen.
Eftersom det är enkelt, även om nuvarande signal-nivå är mer än tillräcklig kan det vara intressant att veta hur väl matchad radions impedans är relativt antennens impedans.

Om enligt exemplet ovan mottagen effekt skulle kunna ökas 25 ggr, ca 15 dB, så innebär det förmodligen inte att man skulle få en förbättring så att man skulle kunna fiska upp signaler som nu ligger 15dB under detekterbar nivå, då man med ökad insignal även ökar mängden inkommande brus och störningar.

Är du nöjd med nuvarande prestanda så finns därför inget av ovan som är värt att krångla med, det kanske inte ger mer än marginell förändring.
Jag hade ändå mätt, bara för att få vetskapen hur matchningen ligger till på ett ungefär och hur mycket de olika antenn-alternativen påverkar tuningen.

För övrigt blev det ett snyggt och kompakt PCB. Bidrar till stabilitet, håller högfrekventa oscillationer i schack och minskar risken för att plocka upp lokalt påstrålade störningar jämfört med att bygga med trådade komponenter på porslinstorn.

[AndersG]

För övrigt blev det ett snyggt och kompakt PCB. Bidrar till stabilitet, håller högfrekventa oscillationer i schack och minskar risken för att plocka upp lokalt påstrålade störningar jämfört med att bygga med trådade komponenter på porslinstorn.

Ja. Dessutom ger ytade komponenter kortare trådar, man får att bra jordplan. Undersidan av kortet är i stort sett bara jordplan.

Som jag tolkar det så är anpassningen mest kritisk ifall signalens nivå är nära mottagarens eget brus. Om merparten av bruset kommer från antennen så påverkar anpassningen inte SN i någon större grad, eller hur?

Det skulle naturligtvis ändå vara kul att mäta och det faktum att antennen kommer att påverka avstämningen av den första resonanskretsen hade jag inte tänkt på.

Är hyfsat bra nu, men den "longwire":

Kod: Markera allt

WESTERN BALTIC
NW 7-11. TOMORROW W BACKING SW.
IN AFTERNOON 10-15. GOOD VIS, TOMORROW MOD VIS IN RAIN.
SOUTHERN AND SOUTHEASTERN BALTIC
NW 6-10, SOMEWHAT INCR. FM MORNING W,
IN AFTERNOON BACKING SW 10-15. GOOD VIS,
SATURDAY AFTERNOON RAIN AND MOD VIS.
CENTRAL BALTIC
NW 8-13. OVERNIGHT   M FM MORORNING_W,
LATER SW 8- GOOD VIBGQ_MHDPJHJHMSHWRS.
NORTHERN BALTIC
N-NW 8-13. TOMORROW 5-10, W OR VRB DUE TO LOW. GOOD VIS, LOU_EJM
GULF OF RIGA AND GULF OF FINLAND
NW 5-10. TOMORROW W-SW. MOD VIS IN SHWRS.
SEA OF AALAND, ARCHIPELAGO SEA AND
SOUTHERN SEA OF BOTHNIA N-NW 8-13.
TOMORROW W 5-10, FM NOON SOMEWHAT DECR. GOOD VIS, SHWRS.
NORTHERN SEA OF BOTHNIA
N-NW 7-12. TOMORROW 5 AND BACKING W W 3-8.
MAINLY GOOD VIS, TEMPO RAIN.
THE QUARK AND BAY OF BOTHNIA
N-NW 5-10. FM OVERNIG_T VRB DUE TO LOW.
_,_9ZYMYFFN W_TH __D _A__M_
__
ONN_____AAO B____UB__
ZCZC UA03

Och ibland helt strålande:

Kod: Markera allt

ZCZC UA94
261750 UTC SEP
PETERSBURG NAV WARN 304/17
GULF OF FINLAND
GEOPHYSICAL WORKS 27 SEP THROUGH 27 OCT BY VESSEL UMKA
IN AREA 60-00.5N 026-22.1E 60-01.8N 026-25.2E
59-57.1N 026-35.0E 59-56.5N 026-30.2E
ONE MILE BERTH REGUESTED
CANCEL THIS MESSAGE 28 OCT
NNNN

Fading är ett problem, kompromissen mellan att det drunknar i bruset, eller att de digitala filtrena bottnar, men AGC kommer ju delvis att avhjälpa det. Sedan kanske jag kan optimera detektering och felkontroll.

[E Kafeman]

Om merparten av bruset kommer från antennen så påverkar anpassningen inte SN i någon större grad, eller hur?

Nej, men det är hemskt illa om det är antennen som avger brus.
Antennval kan påverka brus/störnivå på flera sätt, i synnerhet om störningarna är lokala. Väl balanserad dipol och inga oönskade jordkopplingar kan minska problemet.
Att placera antennen långt från hus och kraftledningar och orienterad vinkelrätt relativt lokal kraftledning kan minska störningar.
Brus i form av rymdbrus och med detta relaterad fading är inte så mycket att göra åt mer än att högt och fritt placerad antenn ökar chansen för direkt mottagning utan rymdreflektioner.
Dåligt fungerande tuning/filtrering kan medföra att mer störningar letar sej in och undertrycker egentlig signal.

En sådan här krets är alltid händig att ha i verktygslådan för diverse experiment. Med filter framför så ger den dej AGC för önskad frekvens. Balansering får man fixa själv.

[AndersG]

Mja, inte avger, snarare plockar upp. Jag vet ju att jag får en ren och fin signal om jag far ut på landet, men det är opraktiskt att släpa hela labbet dit så jag försöker hitta en lösning där jag får en någorlunda signal, så att jag kan testa resten.

[E Kafeman]

Det enda konkret annorlunda man kan göra med rimlig storlek på antennen är loop-antenn på typ 1 m diameter. Den avstäms helst vid antennen mha en vridkondenstor.
Loop-antennen har ingen direkt riktverkan men den har två riktningar som signalen undertrycks ordentligt. Eftersom loop-antennens storlek är rimlig är det lättare att orientera den så att en specifik lokal störkälla blir undertryckt. God balansering är här mycket viktig.
Alternativt sätter man upp mottagaren på störfritt ställe och streamar/buffrar via GPRS, Lora, Sigfox eller Weightless.

På sådan här ställen kan du också hämta LF-signal för vidare bearbetning: http://on5kq.ddns.net:8073/

[AndersG]

Jag gjorde det jag borde gjort för länge sedan, men det blir alltid sådant hallå då man bryter huvudströmmen, fimpar internet etc...

I dag em då jag kom hem sysslade dottern med analog läxläsning (bok) så jag började stänga av saker och ting, en efter en medan jag lyssnade (vilket innebar ett visst springande upp och ned). Till slut hade jag stängt av alla datorer, switchar, accesspunkter, stereo, TV etc. Knattrade fortfarande...

Slog av allt i övre våningens GC, knattrade fortfarande.

Slog av alla automatsäkringar i källarens HC. Då blev det tyst. Slog på igen och hittade den som knattrade: Teknikrummet. Där sitter värmeväxlaren och Leakomaticen. Det var Leakomaticens väggvårta. Slog sakta på alla igen fortfarande tyst. Slog på alla datorer. Tyst, slog på huvudbrytare till Stereo & TV, knatter, det var DVD-spelaren.

Så med leakomaticen av och DVDn urkopplad sänkte sig tystnaden över etern, en eter som plötsligt var full av Navtex:

Kod: Markera allt

ZCZC GA66
NAVAREA I 154
SHETLAND ISLES NORTHWESTWARDS. CLAIR RIDGE OIL FIELD NORTHWARDS. GB CHART 1233 (
INT 1500). SAFETY ZONE, RADIUS 500 METRES, ESTABLISHED AT 60-54.66N 002-32.26W.
NNNN

ZCZC GA65
WZ 1264
ENGLAND, EAST COAST.  LOWESTOFT SOUTH-EASTWARDS.
1. TEMPORARY EXCLUSION ZONE RADIUS 500 METRES ESTABLISHED CENTRED ON WRECK LOCAT
ED AT 52-25.2N 001-49.7E
2. EXISTING EMERGENCY WRECK MARKING LIGHT-BUOYS MARKING THE WRECK TO BE RELOCATE
D TO ENFORCE THIS AREA.
NNNN

ZCZC GA64
WZ 1263
SOUTHERN NORTH SEA, UK SECTOR. LEMAN GAS FIELD. PLATFORM 49/26-D, 53-00.6N 002-1
1.1E, UNLIT.
NNNN

Cullercoats UK. Nyss hörde jag Bodö i Norge. Nu kan det ju hända att det är extrema atmosfäriska förhållanden just nu, men det hela verkar lovande!