Egenskaper i sändare

HAREC a.5.4

Sändare har många olika egenskaper som man ska vara uppmärksam på, dels för att ha en effektiv sändare, dels för att få bra kvalitet på sändning och dels för att inte störa grannkanaler eller på andra band.

6.2.1 Frekvensstabilitet

HAREC a.5.4.1

Frekvensstabiliteten (eng. frequency stability) är en grundläggande egenskap, eftersom en sändare som inte är frekvensstabil nog kommer bli svår för en mottagare att följa och uppfatta. Dessutom riskerar man att störa grannkanaler. Mindre avdrift i frekvens kan tolereras, men helst ska den uppfattas som helt stabil.

I gamla tider så var resonatorerna LC-kretsar, och både mekanik och elektronik kunde driva betänk-ligt. Med modernare kristallstyrda sändare, där man använder PLL eller DDS synteser så kan frekvens-stabiliteten härledas till en enskild kristalloscillator. Denna är typiskt en okompenserad kristall, med man brukar kunna välja en temperatur-kompenserad kri-stalloscillator – TCXO eller en ugnskompenserad kristalloscillator – OCXO. Det kan även förekomma

att man kan låsa på en extern referensfrekvens, ofta

10 MHz.

^{6.2.2 RF-bandbredd}

HAREC a.5.4.2

RF bandbredden(eng. RF bandwidth) är den band-bredd som den modulerade signalen har när den kommer ut ur sändaren. Det är viktigt att den är begränsad så att den håller sig inom de gränser som finns för signaltypen, så att sändaren inte stör grann-kanalerna. Till exempel kan en sändare anpassad för FM 25 kHz kanaldelning modulera för starkt för NFM 12,5 kHz kanaldelning och helt enkelt störa grann-kanalerna.

Det är ofta svårt att begränsa RF-bandbredden di-rekt på utgången av sändaren, eftersom den förväntas kunna byta kanal. Istället så begränsar man band-bredden på mellanfrekvens direkt vid modulatorn, och innan frekvens-skiftningen upp till rätt frekvens. Detta kräver dock att efterföljande steg är linjära nog att inte skapa oönskade sidband i så kallat splatter eller tar upp spegelfrekvenser.

6.2.3 Sidband

HAREC a.5.4.3

När man sänder skapas sidband (eng. side band). För AM och SSB så skapas bägge, övre sidbandet (eng. Upper Side Band (USB)) eller undre sidbandet (eng. Lower Side Band (LSB)) av den modulerade signalen. För SSB undertrycks även bärvågen. För FM skapas bredare sidband som behöver filtreras.

6.2.4 Ljudbandbredd

HAREC a.5.4.4

Bandbredden på ljudsignalen, den så kallade

ljud-bandbredden(eng. audio bandwidth) in kan vara väl-digt stor, och det är därför viktigt att sändaren be-gränsar den bandbredden så att sändaren inte råkar modulera utanför sin kanal, något som främst på-verkar bandbredds begränsning uppåt, oftast 3 kHz för amatörradio. Bandbredden kan också behöva begränsas nedåt vid 300 Hz för att inte råka störa till exempel signalering med subtoner. Denna nedre begränsning kan dock ibland behöva sättas ur spel för att kunna skicka ut subtonssignaler, men även för andra former av signaler.

6.2.5 Olinjaritet

HAREC a.5.4.5

Olinjaritet (eng. nonlinearity) i ett sändarsteg ger dels övertoner som behöver begränsas, ofta ge-nom ett filter på utgången, men man försöker även begränsa hur olinjärt steget tillåts bli. För tal kom-mer olinjäritet även att påverka intermodulationen mellan flera olika frekvenser i tal, vilket dels skapar störningar inom bandet men även utanför och där-med breddar det. Detta kallas för splatter och är en oönskad egenskap. God linjäritet även vid höga effekter är därför eftersträvansvärt. Ibland kan man ha så mycket olinjäritet att taltydligheten blir låg, det kan därför vara lämpligt att dra ned något på

effekten så taltydligheten går upp, vilket då ger bättre signalrapport än när intermodulationen är för hög.

6.2.6 Utgångsimpedans

HAREC a.5.4.6

Utgångsimpedansen (eng. output impedance) är förstärkarens drivegenskaper och de ska oftast vara anpassade till kabel. Oftast är det 50 ohm, men för förstärkare som har inbyggd matchbox, automatisk eller ej, så kan förstärkarens utimpedans anpassas för att kunna driva en antennsystem med större avvikelser i impedans. En god matchning i impedans krävs för att få en bra energiöverföring av den tillförda energin utan att för mycket studsar tillbaka. Många sändare har skyddskretsar som drar ned uteffekten vid för stor reflekterad energi, för att skydda slutsteget, och det gör att ett impedansmatchfel ger ännu större reduktion i utsänd effekt än vad själva impedansfelet i sig skulle motivera.

6.2.7 Uteffekt

HAREC a.5.4.7

Uteffekten (eng. output power) är den effekt som sändaren är kapabel att sända, på ett visst band, vid god utgångsmatchning. Ofta är den mätt i p.e.p. för att matcha kraven från övervakande myndigheter. Det kan gå att få högre faktisk effekt ur en sändare, men då kommer den vara så pass olinjär att den inte förväntas klara krav på splatter.

6.2.8 Effektivitet

HAREC a.5.4.8

Effektiviteten (eng. efficiency) på en sändare eller slutsteg är den utsända effekten i förhållande till den tillförda effekten. Effektiviteten varierar med uteffekt och frekvens.

6.2.9 Frekvensdeviation

HAREC a.5.4.9

Frekvensdeviationenär den maximala avvikelsen från bärvågen som tillåts vid frekvensmodulation.

6.2.10 Modulationsindex

HAREC a.5.4.10

Modulationsindex (eng. modulation index), eller även modulationsdjupet, anger hur djup modulation av bärvågen är. För hög modulations undertrycker bärvågen och kan göra det svårt för mottagaren att detektera. För låg modulation ger svaga sidband att förmedla tal, och för mycket av energin går till att sända enbart bärvåg.

6.2.11 CW-klickar

HAREC a.5.4.11

Vid CW kan för snabb stig och falltid på bärvå-gen ge onödig bandbredd och uppfattas som klickar

eller chirpar. Då detta är störande ska bandbred-den begränsas genom att filtrera bärvågens till- och frånslag.

6.2.12 SSB övermodulation och

splatter

HAREC a.5.4.12

Övermodulation vid SSB ger intermodulation och splatter, vilket ger dels en signal om är svår att läsa och dels en för bred signal.

6.2.13 RF-spurioser

HAREC a.5.4.13

Utöver den förväntade bärvågen kan en sändare skicka ut frekvenser som vare sig tillhör bärvåg och dess sidband. Harmoniska undertoner samt helt andra orelaterade frekvenser ska vara undertryckta. Detta regleras i EMC standarden för radioutrustning, i det här fallet för amatörradio.

6.2.14 Chassistrålning

HAREC a.5.4.14

En sändare förväntas kunna leverera en stor effekt ut på antennutgången, men från själva inneslutningen, chassit, och övriga anslutningar ska sändaren inte sända bärvåg, sidband eller några andra signaler.

6.2.15 Fasbrus

HAREC a.5.4.15

Fasbrus (eng. phase noise) är en egenskap hos alla oscillatorer, som ger en fasmodulation av bärvå-gen. Alla steg i en sändare bidrar med brus och ger sammanlagt det totala fasbruset. En sändares fasbrus kan sträcka sig långt utanför den normala modulera-de bandbredmodulera-den, och speciellt för repeatrar så kan sändarens fasbrus höja brusgolvet för mottagaren om inte korrekt trimmade duplexfilter används för att undertrycka sändarens fasbrus på mottagarens ingångsfrekvens.

Bild 6.10: Transceiver med samma VFO

6.3 Transceiver

En transceiver – transmitter receiver – är både en sändare och mottagare med delvis gemensamma funk-tioner. Dessa kan till exempel vara oscillatorer, sig-nalbehandlingskretsar, filter, strömförsörjning och så vidare, vilket innebär besparing av ingående kompo-nenter, men också vissa funktionella begränsningar.

Transceiverkoncept är numera vad som används allra mest av radioamatörer. Eftersom man på olika vis önskar sig så många sändar- och mottagarfunk-tioner som möjligt inom samma skal, så kan det vara svårt att undvika kompromisser. Så kan till exempel en specialiserad, separat mottagare ha bättre eller fler egenskaper än i en transceiver.

6.3.1 Jämförelse mellan

stationskoncept

Bild 6.9 visar i stort en station med skilda sändar- och mottagarfunktioner, men att antennen är gemensam. Bild 6.10 visar i stort en transceiver där VFO och antenn är gemensamma, men i övrigt med skilda funktioner. Bild 6.11 visar samma transceiver, men med ett mer detaljerat blockschema.

6.3.2 Simplex

En station sägs sända simplex när den enbart kan sända eller ta emot, det vill säga när den inte samti-digt sänder och tar emot. Detta är det normala för kortvågs-stationer som sänder på samma frekvens.

6.3.3 Halv duplex

En station sägs sända halv duplex (eng. half duplex) när den enbart sänder eller tar emot, det vill säga när den inte samtidigt sänder och tar emot. Om detta sker på samma frekvens, så kallas det även simplex, men när stationen opereras med split frekvens så räcker inte simplex-begreppet men halv duplex täcker det.

6.3.4 Duplex

En stations sägs sända duplex eller full duplex när den kan samtidigt sända och ta emot på två olika frekvenser.

Duplex-operation kräver i allmänhet stor isolation mellan sändare och mottagare, något som ofta åstad-koms med kavitetsfilter kopplade mellan sändare och antenn och mottagare och antenn. Om gemensam antenn används, så kopplas dessa kavitetsfilter ihop till vad som kallas duplexfilter.

För en lyckad duplex-operation krävs i allmänhet mer än 100 dB isolation mellan sändare och mottagare. Mottagarens kavitetsfilter trimmas så att det får en djup utsläckning (eng. notch) vid sändarens frekvens, men med så lite förlust som möjligt på mottagarens frekvens. Sändarens kavitetsfilter trimmas så att det får en djup utsläckning/notch vid mottagarens frekvens, för att på så sätt minimera att sändarens fasbrus höjer brusgolvet för mottagaren, men med så liten förlust som möjligt på sändarens frekvens.

6.3.5 CW-transceiver med

direktblandare

Bild 6.11 visar en enkel transceiver för telegrafi. Sän-daren är en rak sändare och mottagaren arbetar med direktblandning. För 1-kanaltrafik räcker det med en gemensam VFO för sändning och mottagning. Om motstationen svarar exakt på sändningsfrekvensen, vilken ju är VFO-frekvensen, så erhålls svävningsnoll i mottagaren. För att få hörbara morsetecken är mot-tagaren utrustad med Receiver Incremental Tuning

(RIT), som ändrar VFO-frekvensen med cirka 800 Hz vid mottagning.

I konstruktionen finns en anordning kallad Key

Operated Xmitter (KOX). Denna kopplar om transcei-vern till sändning när telegrafnyckeln trycks ner och till mottagning igen efter en viss tid sedan nyckeln har släppts upp. Telegrafnyckeln styr också en tonge-nerator som ljuder i takt med de sända morsetecknen, så kallad medhörning.

Denna transceiver är utförd för endast ett fre-kvensband och i övrigt mycket enkel.

6.3.6 Kristallstyrd FM-transceiver

för VHF

Bild 6.12 visar en kristallstyrd FM-sändare med fre-kvensomkopplare för kanalval inom 144–146 MHz-bandet.

En kristallfrekvens av cirka 12 MHz multipliceras 12 gånger i en kedja av förstärkarsteg för att ge sändningsfrekvensen. Bilden visar räkneexempel för två frekvenskanaler. Det frekvenssving i oscillatorn, som alstras av modulatorn, multipliceras också med 12. För ett sving av 3 kHz på bärvågen är svinget på oscillatorn bara 250 Hz.

Efter mikrofonförstärkaren följer en amplitudbe-gränsare, som ska hålla deviationen inom ett givet maxvärde, oavsett signalstyrkan från mikrofonen.