Konvertrar och transvertrar

Konvertrar och transvertrar används inom amatörradio för att med befintliga radioapparater få tillgång till ytterligare frekvensområden som apparaterna ursprungligen inte täcker. En konverter omsätter signalen bara i en riktning, antingen i sändarvägen eller i mottagarvägen. En transverter har däremot en intern sänd-/mottagaromkoppling och sköter frekvensomsättningen både vid sändning och vid mottagning. Frekvensomsättningen i konvertrar och transvertrar sker alltid genom blandning i en eller flera blandare.

Med en lämplig transverter och en befintlig kortvågstransceiver kan man till exempel också köra på VHF/UHF/SHF. Då skulle man till exempel omsätta kortvågstransceiverns $\qty{10}{\meter}$-band med en transverter till $\qty{2}{\meter}$/$\qty{70}{\centi\meter}$ eller $\qty{23}{\centi\meter}$ i båda riktningarna.

Låt oss först titta på blockschemat för en konverter i figur HAREC-11.14.1. En sådan konverter skulle till exempel kunna användas för att omsätta en signal från en VHF-radio för amatörradiosatelliten QO-100, som kräver en ingångsfrekvens i $\qty{2,4}{\giga\hertz}$-bandet. En transverter behövs här eventuellt inte, eftersom mottagningen sker via en SDR-sticka och en LNB.

Av blockschemat framgår att ett definierat ingångsfrekvensområde omsätts till ett annat utfrekvensområde med hjälp av minst en blandare. Någon sänd-/mottagaromkoppling finns inte. En konverter kan därför bara omsätta en signal i en riktning, antingen i mottagarvägen (RX) eller i sändarvägen (TX). Konvertrar för sändning har ofta en PTT-styrning som vid sändning aktiverar konverterns förstärkarsteg.

Vilket frekvensband en konverter omsätter signalen till kan man räkna ut ur oscillatorfrekvensen som tillförs blandaren samt in- eller utfrekvensen. I det aktuella exemplet ges målfrekvensen av blandningsprodukten $\qty{144}{\mega\hertz} + \qty{2,256}{\giga\hertz} = \qty{2,4}{\giga\hertz}$, varvid den önskade produkten därefter väljs ut med lämpliga filter.

1) Kort beskrivning: Blockschema av fem moduler med signalflöde från vänster till höger; i övre grenen: ingång ”144 MHz”, bandpassfilter, blandare, bandpassfilter, utgång ”2,4 GHz”; i nedre grenen kristalloscillator ”10 MHz”, PLL med ingång ”Ext. GPSDO” underifrån; PLL förbunden med blandaren underifrån; ingången på blandaren är märkt ”2,256 GHz”.

2) Utförlig beskrivning: Bilden visar ett blockschema av fem moduler, varav tre i den övre grenen och två i den nedre grenen, förbundna med en horisontell linje. Signalflödet går från vänster till höger. Uppe till vänster finns en ingång märkt ”144 MHz”, till höger om den står ett block med tre vågformade linjer, av vilka den övre och den nedre är överstrukna (bandpassfilter). Det följer ett block med ett diagonalt kors (blandare) och ytterligare ett block med tre vågformade linjer, av vilka den övre och den nedre är överstrukna (bandpassfilter). Åt höger leder en linje ut ur blocket till en utgång märkt ”2,4 GHz”. I den nedre grenen finns till vänster ett block med texten ”G”, tre vågformade linjer och en liten rektangel med en linje ovanför och en under (kristalloscillator). Ovanför detta block står ”10 MHz”, nedanför ”TCXO”. Blocket är åt höger förbundet med ett block med texten ”PLL”. Här finns en ingång ”Ext. GPSDO” underifrån. PLL:en är förbunden med blandaren underifrån; ingången på blandaren är märkt ”2,256 GHz”. — Figur HAREC-11.14.1: Konverterkoppling, t.ex. för QO-100

En transverters koppling skiljer sig tydligt från en konverters. Figurerna HAREC-11.14.2 och HAREC-11.14.3 visar blockschemat för en transverter som gör det möjligt att köra på $\qty{2}{\meter}$-bandet med en $\qty{10}{\meter}$-kortvågstransceiver. För detta används en sänd-/mottagaromkoppling samt två blandare och två separata signalvägar – en för mottagning (RX) och en för sändning (TX).

TX-grenen omsätter vid sändning transceiverns utsignal till det önskade högre frekvensbandet, medan RX-grenen vid mottagning blandar ned den signal som kommer från antennen till det frekvensband som passar transceivern. Mellan vilka frekvensband transvertern arbetar kan man räkna ut genom att känna till oscillatorfrekvensen som tillförs blandarna samt respektive in- och utfrekvenser. Dessa samband visas i figurerna.

Den kristallstabiliserade oscillatorn ($G$) alstrar en frekvens på $\qty{38,666}{\mega\hertz}$, som höjs till $\qty{116}{\mega\hertz}$ med en 1:3-frekvensmultiplikator. Vid mottagning, som visas i figur HAREC-11.14.2, blandas ingångssignalen från frekvensområdet $\qtyrange{144}{146}{\mega\hertz}$ ned till området $\qtyrange{28}{30}{\mega\hertz}$. Vid sändning, som visas i figur HAREC-11.14.3, blandas radions utsignal från området $\qtyrange{28}{30}{\mega\hertz}$ upp till frekvensområdet $\qtyrange{144}{146}{\mega\hertz}$. Som vanligt används i båda signalvägarna lämpliga filter för att välja ut de önskade blandningsprodukterna; de är här inte inritade för överskådlighetens skull.

Den här alternativtexten har ännu inte granskats.

Sammanfattning: Blockschema för en radioanläggning med antenn, HF-förstärkare, RX- och TX-blandare, drivsteg, slutsteg (PA), en TRX för 28–30 MHz och en 116 MHz-tillförsel från en generator ”38,666 MHz” via ett block ”1/3”.

Detaljerad beskrivning: Till vänster står en antennsymbol, förbunden med en ledning och en liten omkopplare med etiketterna ”RX” och ”TX”. Från omkopplaren leder upptill en ledning med pil åt höger genom ett block ”HF” (förstärkarsymbol) till ett block ”RX‑Mischer” (kvadrat med cirkel/kors). Till höger om det finns en ytterligare liten omkopplare med etiketterna ”RX” och ”TX”, som leder till ett rektangulärt block ”TRX”; bredvid står ”28–30 MHz”. Uppe till höger står text: ”RX:” och därunder ”144 MHz – 116 MHz = 28 MHz” samt ”146 MHz – 116 MHz = 30 MHz”. Nedtill löper sändargrenen från den högra ”RX/TX”-omkopplaren åt vänster in i ett block ”TX‑Mischer” (kvadrat med cirkel/kors), vidare in i ”Treiber” (förstärkarsymbol) och in i ”PA”, sedan tillbaka till den vänstra omkopplaren och antennen. På mitten nedtill står ett block med etiketten ”G” och en sinuslinje; under det står ”38,666 MHz”. Därifrån pekar en pil åt höger mot ett block med texten ”1” över ”3”. Ur detta block leder en lodrät ledning, märkt ”116 MHz”, med pilar uppåt till ”RX‑Mischer” och nedåt till ”TX‑Mischer”. Alla förbindelser är ritade som linjer med pilspetsar som anger signalriktningen. — Figur HAREC-11.14.2: Transverter i RX-vägen

Den här alternativtexten har ännu inte granskats.

Sammanfattning: Blockschema för en transverter med antenn, RX/TX-omkopplare, HF-förstärkare, RX-blandare och TX-blandare, en 38,666 MHz-generator med multiplikator till 116 MHz, drivsteg, slutsteg (PA) och en TRX för 28–30 MHz; pilar visar signalflödet och texten hänvisar till 144/146 MHz.

Detaljerad beskrivning: Till vänster står en antennsymbol som via en tvåstegsomkopplare med etiketterna ”RX” och ”TX” är kopplad till en vågrät ledning. I mottagningsriktningen leder ledningen åt höger till ett triangelblock med etiketten ”HF” (förstärkare), vars utgång är förbunden med ett kvadratiskt block ”RX‑Mischer” (kvadrat med korsad cirkel). På mitten nedtill finns ett block med etiketten ”38,666 MHz”; i det är ett ”G” och vågformade linjer ritade. Till höger om det pekar en pil på ett kvadratiskt block med diagonal skiljelinje och siffrorna ”1” (upptill) och ”3” (nedtill). Från detta block leder en lodrät ledning märkt ”116 MHz” uppåt till ”RX‑Mischer” (pil uppåt) och nedåt till ”TX‑Mischer” (pil nedåt). Nere till vänster står ett kvadratiskt block ”TX‑Mischer” (likaså med korsad cirkel). Dess utgång leder åt vänster till ett triangelblock ”Treiber” och vidare åt vänster till ett rektangulärt block ”PA”; därifrån går ledningen tillbaka mot antennomkopplaren. Till höger i bilden finns ett litet rektangulärt block ”TRX” med etiketten ”28–30 MHz” under; bredvid finns ytterligare en tvåstegsomkopplare med etiketterna ”RX” och ”TX”, som förbinder TRX med resten av kopplingen. Nere till höger står texten ”TX: 28 MHz + 116 MHz = 144 MHz” och ”30 MHz + 116 MHz = 146 MHz”. Alla förbindelser är visade med pilar i signalflödesriktningen. — Figur HAREC-11.14.3: Transverter i TX-vägen

Transvertrar och konvertrar som är avsedda för höga in- eller utfrekvenser (i GHz-området) måste ha en mycket stabil oscillator. Fel i oscillatorfrekvensen leder på grund av den interna frekvensmultiplikationen och de höga utfrekvenserna till oacceptabla avvikelser i målfrekvensen vid smalbandiga trafiksätt eller SSB. En avvikelse i oscillatorfrekvensen multipliceras nämligen också vid multiplikationen. Ofta använder man en så kallad TCXO eller OCXO, som dessutom kan synkroniseras via en extern referenskälla (t. ex. GPS), för att stabilisera oscillatorfrekvensen så bra som möjligt och hålla avvikelserna i målfrekvensen små.

Fortsätt till nästa avsnitt: Konvertrar och transvertrar, fördjupning