Konvertrar och transvertrar, fördjupning

Tidigare har vi redan lärt känna konvertrar och transvertrar, som används inom amatörradio för att med befintliga radioapparater få tillgång till ytterligare frekvensområden som apparaterna ursprungligen inte täcker. Som figur HAREC-11.15.1 visar behövs för detta en oscillator, en blandare och ett bandfilter.

Ett problem som vi nu vill fördjupa oss i är att amatörradiobanden har olika bredd. Till exempel är $\qty{70}{\centi\meter}$-bandet från $\qtyrange{430}{440}{\mega\hertz}$ med en bredd på $\qty{10}{\mega\hertz}$ betydligt bredare än $\qty{10}{\meter}$-bandet från $\qtyrange{28}{29,7}{\mega\hertz}$ med en bredd på $\qty{1,7}{\mega\hertz}$. Det innebär att en konverter som omsätter frekvensområdet $\qtyrange{430}{440}{\mega\hertz}$ till frekvensområdet $\qtyrange{28}{30}{\mega\hertz}$ inte kan täcka hela bandbredden för $\qty{70}{\centi\meter}$-bandet.

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-11.15.1: Upp-konverter för QO-100

Därför måste en konverter eventuellt vara omkopplingsbar, som i figur HAREC-11.15.2, för att kunna täcka större frekvensområden. Ska till exempel ett frekvensområde på $\qtyrange{436}{440}{\mega\hertz}$, alltså $\qty{4}{\mega\hertz}$ bandbredd, omsättas till ett frekvensområde på $\qtyrange{28}{30}{\mega\hertz}$ med $\qty{2}{\mega\hertz}$ (under antagande att oscillatorfrekvensen ligger under nyttosignalen) behöver man två omkopplingsbara frekvensområden: det första från $\qtyrange{436}{438}{\mega\hertz}$ och det andra från $\qtyrange{438}{440}{\mega\hertz}$.

Den här alternativtexten har ännu inte granskats.

Blockschema över en mottagare. Uppe till vänster finns en antenn, följd av ett ”1. Filter” med etiketten ”436–440 MHz”. Därefter följer ett block med beteckningen ”HF” och sedan en ”Mischer” (blandare). Från blandaren leder en pil till ”2. Filter”, som är märkt ”28–30 MHz”, och slutar vid ”RX”. Under blandaren finns en pil märkt ”fosz” (oscillatorfrekvens), som leder till ett block med ”f 9f”. Därunder finns ”CO” (kristalloscillator), ett ytterligare filter och en omkopplare med två kondensatorer. — Figur HAREC-11.15.2: Konverter med omkoppling av oscillatorfrekvensen

För det första delområdet $\qtyrange{436}{438}{\mega\hertz}$ kan man räkna ut följande oscillatorfrekvens:

$f_\mathrm{OSZ} = \qty{436}{\mega\hertz}$ – $\qty{28}{\mega\hertz} = \qty{408}{\mega\hertz}$

$f_\mathrm{OSZ} = \qty{438}{\mega\hertz}$ – $\qty{30}{\mega\hertz} = \qty{408}{\mega\hertz}$

För båda bandgränserna får man logiskt nog en oscillatorfrekvens på $\qty{408}{\mega\hertz}$.

För det andra delområdet $\qtyrange{438}{440}{\mega\hertz}$ får man följande oscillatorfrekvens:

$f_\mathrm{OSZ} = \qty{440}{\mega\hertz} – \qty{30}{\mega\hertz} = \qty{438}{\mega\hertz} – \qty{28}{\mega\hertz} = \qty{410}{\mega\hertz}$.

Om denna oscillatorfrekvens alstras med frekvensmultiplikation måste man vid baklängesräkningen till den nödvändiga kristalloscillatorfrekvensen också ta hänsyn till delningen.

Om de ovan beräknade $\qty{408}{\mega\hertz}$ respektive $\qty{410}{\mega\hertz}$ fås genom nio gångers multiplikation av kristalloscillatorfrekvensen, blir de båda kristalloscillatorfrekvenserna $f_\mathrm{Kristall,1}=\frac{\qty{408}{\mega\hertz}}{9} = \qty{45,333}{\mega\hertz}$ och $f_\mathrm{Kristall,2}=\frac{\qty{410}{\mega\hertz}}{9} = \qty{45,556}{\mega\hertz}$ (avrundat).

Fortsätt till nästa avsnitt: Förstärkare