Jump to content

Rel@x

Members
  • Content Count

    2913
  • Joined

  • Last visited

Community Reputation

16 Обычный

About Rel@x

  • Rank
    UA3ELR
  • Birthday 06/21/1969

Контакты

  • Skype
    ua3elr

Информация

  • Пол
    Мужчина
  • Интересы
    Радиоэлектроника
    и мнооогое другое...
  • Город
    Орёл - Город Первого Салюта

Электроника

  • Стаж в электронике
    Не связан с электроникой

Recent Profile Visitors

21894 profile views
  1. Прошу в этой теме выкладывать свои рабочие конструкции антенн (абсолютно любых маленьких, больших, ТВ, для сотовых и т.д.), а также высказывать свои мысли, идеи и пр. Открываю тему публикацией, с любезного разрешения Владимира Тимофеевича Полякова, его интереснейших статей которые наверняка многие не читали Ток из атмосферы или вопросов больше, чем ответов. В. Т. Поляков Наблюдая огромный резонанс, вызванный среди радиолюбителей публикацией доклада "Тайна метелочной антенны" [1], я не удержался и провел на даче несколько экспериментов. Сначала попытался измерить "ток с метелки" в полевых условиях. В наличии была телескопическая семиметровая стеклопластиковая удочка, купленная на рынке весьма дешево из-за нескольких сломанных колец. Пару "метелок" с длиной проводников 3 и 10 см наспех сделал из "распушенного" многожильного провода. Заземлением послужил стержень из оцинкованного стального прутка диаметром 4 и длиной 500 мм, заостренный с одной стороны и оснащенный ручкой от отвертки с другой. Для установки удочки удобно использовать деревянные колья, забиваемые в землю. Верхний конец кола надо обстрогать под диаметр нижней секции. Еще удобнее отрезок металлической трубы со сплющенным и завернутым в виде буравчика концом, "ввинчиваемым" в землю. Он же послужит и заземлением. Такой у меня есть, сделанный из ручки полотера, но я его не брал, чтобы не тащить лишний вес. Эксперимент был проведен в середине обширной лесной вырубки параллельно со сбором малины. Ветра не было. От "метелки" шел тонкий изолированный провод к тестеру М830В, и от другого вывода тестера — к заземлению. Наивысшая чувствительность (десятые доли наноампера) у тестера на пределе 200 мВ, где его внутреннее сопротивление равно 1 МОм. Получаем предел измерения тока 200 нА, но после запятой прибор имеет еще разряд с "ценой деления" 0,1 нА. Никакого тока обнаружено не было, что говорит лишь о том, что чувствительность использованного прибора недостаточна. В то же время, замечено любопытное явление, на первый взгляд, необъяснимое. При "размахивании" удочкой, неизбежном при ее установке, ток через прибор беспорядочно изменялся по величине и полярности, достигая на пиках даже десятка наноампер. Кстати, цифровые приборы в подобных экспериментах уступают стрелочным, где по движению стрелки хорошо видны любые изменения. Последующие расчеты показали следующее: скорость потока ионов равна подвижности ионов, помноженной на напряженность поля. Подвижность отрицательных ионов (по Чижевскому) при нормальных атмосферных условиях равна 1,83 см/с, а напряженность атмосферного статического поля — около 1,3 В/см. Получаем скорость потока ионов v всего около 2,5 см/с. Плотность ионного тока j = nve. Концентрацию n ионов в естественных условиях оценивают величиной порядка 1000 на см3, заряд иона е = 1,6.10-19 кл. Получаем ионный ток у земли около 4 пикоампер на м2, что неплохо согласуется с приводимыми в литературе данными (около 2,5…3,5 пА/м2). Трудно предположить, что эффективная собирающая поверхность использованных "метелок" превосходила несколько м2, да и высота их установки была невелика, поэтому и ток следует ожидать в пределах единиц — десятков пикоампер. Это на 1...2 порядка меньше чувствительности тестера. В то же время предположим, что заземленная (через тестер) антенна создает вокруг своего верхнего конца область объемного заряда с потенциалом земли, т. е. нулевым. Быстро перемещая конец антенны с "метелкой" в другую область воздуха (быстрее, чем движутся ионы) с потенциалом U около + 1 кВ (130 В/м помножить на 7,5 м) мы вызываем ток перезарядки антенны и окружающего воздуха i, который и попытаемся оценить: i = dq/dt, q = CU. Положив емкость антенны С = 20 пФ и время ее перемещения 1 с, получаем ток около 20 нА — уже уверенно регистрируемое прибором значение. Этим я и объясняю скачки показаний при "размахивании" антенной. Из эксперимента последовал: Вывод 1. Измерить ток с антенны в полевых условиях не удалось, но электризация воздуха вокруг "метелки" косвенно подтверждена. Другой эксперимент я провел на даче, в жаркую погоду (+28оС) при слабом, лишь на редких порывах до умеренного SO ветре. Метелку изготовил из обрывка стального тросика автомобильного стеклоподъемника. Тросик содержал 7 прядей по 7 жилок диаметром 0,2 мм в каждой, всего 49. Пряди расплел на длину около 20 см, каждую прядь — на 5...7 см, сколько хватило терпенья. Получилась "фрактально-метелочная" антенна из волнистых упругих проводников (рис. 1), но это вряд ли изменило ее свойства. Что-то она очень напомнила, и я не сразу сообразил — кистевой разряд! Впрочем, и это не должно влиять на ее свойства. Рис. 1. Фрактально-метелочная антенна. Вид из люка на крышу. Метелку закрепил на конце упомянутой 7-метровой удочки, а комель удочки надел на сухой сосновый шест, давно заготовленный для ТВ антенны (учитывая содержание передач, даже заниматься ТВ антенной не хочется). Всю эту легкую 12-метровую мачту поставил на крышу веранды и закрепил к коньку крыши дома (рис. 2). Металлическая крыша, как показали промеры, оказалась заземленной через жестяную облицовку дымовой трубы и печку домашней системы водяного отопления. Высота метелки над коньком крыши получилась около 9 метров Рис. 2. Установленная антенна на фоне вечернего неба. Снижение от метелки было сделано из тонкого изолированного провода, оно нигде не касалось крыши или других предметов, могущих иметь хоть какой-то контакт с землей. Провод подходил к положительному выводу тестера, отрицательный вывод был заземлен. Для устранения возможных радиочастотных наводок от радиостанций, а также быстрых флуктуаций тока, которые все равно бы не отследил прибор, выводы тестера были зашунтированы специально подобранным конденсатором 4мкФх250В с очень малой утечкой. Теперь "ток с метелки" регистрировался уверенно! Его среднее значение оказалось около + 0,15 нА, при неожиданно больших флуктуациях. Непрерывные наблюдения в течение трех часов показали следующее. Максимальное значение тока достигало нескольких наноампер (рис. 3), период флуктуаций измерялся секундами. Несколько раз ток менял направление, максимальное зарегистрированное значение "обратного" тока – 0,3 нА. Рис. 3. Один из максимумов "тока с метелки". Флуктуации связаны, по всей видимости, с переносом ветром объемных зарядов атмосферного воздуха, которые не обязательно связаны с видимыми облаками. Движение зарядов над антенной наводит на метелке индуцированный заряд, а его изменение и вызывает флуктуации тока в проводе снижения. Вывод 2. "Ток с метелки" существует и доказывает наличие "тихого" разряда с кончиков ее проводов (поскольку снижение изолировано). Он весьма нестабилен по амплитуде, и изредка меняет направление даже в хорошую, ясную погоду. Для его измерения достаточно простейших приборов. Сомнений нет и в наличии у "тихого" разряда области с отрицательным сопротивлением. В Интернете удалось найти две независимых статьи с вольтамперными характеристиками разряда. Привожу график (рис. 4) с сайта [2]. Рис. 4. ВАХ разрядов при атмосферном давлении. Обратите внимание, что на нем по горизонтали отложен ток, а по вертикали — напряжение, все в логарифмическом масштабе. Слева, при наноамперных токах, область тихого (таунсендовского) разряда. Справа, при токах от единиц ампер и выше, область дугового разряда. И там, и там есть области с отрицательным сопротивлением. Подобный же график есть на сайте [3], худшего качества, но с оцифровкой осей. Первая, интересующая нас область отрицательного сопротивления, начинается на нем от тока около 100 нА, но это безусловно зависит от формы электродов и других условий эксперимента. Как показали мои собственные эксперименты, проведенные еще в 2000…2001 гг, разряд на острых иглах начинается при удивительно низких напряжениях и больших расстояниях [4]. Правда, в экспериментах на столе он носит характер отдельных редких импульсов. Каков характер разряда с метелки в свободную атмосферу я пока не знаю. Тогда же было обнаружено возникновение в разрядном промежутке релаксационной генерации, наблюдаемой на экране осциллографа и проявляющейся в виде слабого шипения или свиста. Впервые эти явления наблюдал еще Таундсенд в 20-х…30-х годах прошлого века. Недавно я повторил эти эксперименты, чтобы установить верхнюю частотную границу генерации на разряде, включая в цепь иглы, или миниатюрной "метелки" из монтажного провода, колебательные контура. На частотах СВ диапазона (1 МГц) генерация получена легко, максимальная частота, которую удалось наблюдать — 5 МГц. Однако фронт импульсов разряда очень короткий, сигнал богат гармониками, и, я полагаю, можно получить генерацию на гораздо более высоких частотах. Работа описанной антенны проверена и с громкоговорящим детекторным приемником, постоянно функционирующим на даче с антенной в виде луча длиной 12…15 м, протянутого из окна под углом около 45о на соседнюю березу. В условиях летнего прохождения продетектированное приемником напряжение составляет около 1,5 В (Маяк, 549 кГц, 75 кВт, расстояние 28 км). При подключении вместо луча метелочной антенны оно выросло до 4,5 В! Не осмелюсь утверждать, что это вызвано именно "усилением" метелки, просто хорошо работала высокая вертикальная антенна, удаленная от окрестных предметов и возвышающаяся над деревьями. К тому же и мощность принятого ВЧ сигнала (около 1 мВт) намного превосходила мощность "атмосферного тока", снимаемого с той же антенны. Флуктуаций ВЧ сигнала не отмечено. По-прежнему нужны эксперименты, и неоднократные, именно при приеме слабых сигналов, мощность которых измеряется нано- и пиковаттами. И еще одно соображение. Полагаю, что нет надежды обнаружить "усиление метелки", используя приемники со стандартным 50-омным входом. Ведь эта антенна — чрезвычайно высокоомное устройство, имеющее выходное сопротивление по постоянному току (кВ/нА) даже не гига, а тераомы! Нужны приемники с высокоомным входом, лучше всего старинные, ламповые. И в заключение: ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ! Работа с высокими антеннами, да еще ионизирующими воздух, в предгрозовую и грозовую погоду смертельно опасна! Соблюдайте все правила грозозащиты, обязательно заземляйте антенну, а лучше — снимайте ее до следующего эксперимента, и работайте только в хорошую погоду. За возможные опасные последствия экспериментов ответственность несете только вы сами! Я именно так и сделал, еще засветло убрав описанный огромный шест с удочкой, и еще по одной причине — чтобы не пугать соседей и избежать ненужных объяснений. Все-таки, портативные QRP антенны гораздо лучше. Стационарную антенну надо рассчитывать на ураган, случающийся раз в несколько лет, а портативную — только на хорошую погоду в течение следующих нескольких часов! Конструкция получается неизмеримо проще и легче. И еще: при экспериментах не подавайте на антенну никаких напряжений, тем более от высоковольтных источников! Прежде всего, это опасно, а потом — ничего нового не откроет, ведь генерация на разряде уже получена, а где возможна генерация, там тем более возможно усиление. Генерация обычно носит хаотический, шумовой характер, и может принести большой вред, сделав приемную антенну "шумной". Пользователи старинных метелочных антенн никаких напряжений к ним не подводили, а правила техники безопасности и грозозащиты соблюдали! Литература 1. Тайна метелочной антенны. http://qrp.penzanet.ru 2. http://shira.iic.kyo...ecture-Note.pdf 3. http://www.glow-disc...rgesRegimes.htm 4. "Поющий" тихий разряд. Радио, 2001, № 7, с. 55. 30.08.07 В. Поляков, RA3AAE <script></script>
  2. Предлагаю схему простого приемника, назовем его Рокки, - по аналогу с моей первой программой SDR (которую использовал), еще не успел полностью все собрать в кучу - выложу пока рабочую схему, если кому будет интересно - будем продолжать ... Мой схема - это приемник-приставка (SDR) к любому компьютеру PC начиная от Пентиума 1, в зависимости от применненого кварца принимает сигнал на любой (верхняя ограничивается микросхемой смесителя) частоте, частота приема = частота кварца/4 + - 96кГц(48кГц), для приема в более широком диапазоне можно подключить любой внешний генератор вместо кварца. Схема не претендует на оригинальность, главное отличие - применение К157УЛ1А, специально предназначенную для УВ магнитофонов, преимущество ее в широкой доступности и малых шумах - что проверенно на практике. У меня, со встроееной звуковой картой Realtek, и с этим приемником чувствительность, огр. шумами, получилась 0,5 мкВ,- - по сравнению с 1 мкВ в схемах на микросхеме NE5532. ( измерения на частоте 7мГц и в смесителе на К561КП1 вместо 74НС4052 ) вместо 74АС74N можно поставить К555ТМ2 и другие - К1533,531 и наконец К155ТМ2, вместо 74НС4052 за не имением, хуже будет работать обычная К561КП1 - проверенно до ... 14 мГц ,- - проблема в ней, что из за задержек возникает разбаланс в каналах IQ по фазе но программа это все автоматом правит. Печатная плата Rocky4052.rar Вариант печатки от G1KuL1N SDR4052_from_Rel@x2.rar Для тех кто незнает,- - трансформатор мотается втрое сложенным проводом, конец одной обмотки соединяется с началом другой обмотки - это и есть средняя точка. .................... Схема Роки со смесителем на полевиках Доработанная схема Роки. Добавлен УВЧ он же и согласующий каскад, чувствительность пока не измерял, но она должна быть ощутимо выше чем предыдущие схемы. Печатная плата PockySDRfromRel@x3.rar Вместо микросхемы D1 применимы 74АС74, К1554ТМ2, К1533ТМ2 (хуже 533, 531, 155ТМ2)- - зависит от частоты генератора (кварца), что б микросхема могла бы на этой частоте работать. А1 заменима на К157УЛ1Б, но у неё в 2 раза больше уровень шума, во столько же раз и ухудшится чувствительность приёмника - зарубежных аналогов у этой микросхемы нет. Транзисторы BS170 можно заменить на 2N7000, будут работать наши КП305А,Б,Д, но значительно хуже. 78L05 можно заменить на 7805 или КРЕН5А. Дроссель любой 50 - 150 мкГн. Резисторами R* устанавливается +2,5 Вольта на стоках транзисторов КП303 (при неподключенном кварце). .................... Как известно в SDR технике, для правильной работы приёмников/передатчиков т.е. для обеспечения нужного фазового сдвига 90 градусов требуется частота гетеродина равной - принимаемая частота умноженная на 4, это наводит на определённые ограничения в выборе кварцев... к примеру что бы сделать приёмник на 7мГц требуется частота гетеродина 28мГц, а о 14мГц и говорить не хочется... тут уже нужен кварц на 56мГц , тем более с копейками... Но есть вариант предложенный нашим другом из Югославии - Тасиком YU1LM в своём, одним из новых, SDR приёмников - DR2H+... благодаря этому он расширил диапазон принимаемых частот этого приёмника до 105мГц (весь диапазон, принимаемых частот этим приёмником, от 30кГц до 105мГц). Идея заключается в использовании, в делителе частоты гетеродина, ВЧ трансформатора-фазоинвертора переворачивающего фазу ВЧ напряжения гетеродина на 180 градусов. В соответствии с этим, немного изменим схему нашего приёмника... теперь нам требуется частота гетеродина, выше принимаемой, всего в два раза. Трансформатор, в делителе, мотается аналогично входному, на любом доступном колечке из феррита (желательно НЧ, с высокой проницаемостью, например 2000НН). Плата Pocky2SDRfromRel@x4.rar Желтые дорожки (или серые - у кого как ) - это перемычки напаиваемые прямо на пятачки( хорошо подходит провод от шлейфов IDE жестких дисков) Плата не проверенная, пока, так что перед изготовлением проверяем правильность разводки. Плата разведена со стороны дорожек при печати для ЛУТ - ЗЕРКАЛИТЬ. .................... Наконец таки, за не имением или невозможности найти кварц, собираем вот такой приёмник Данные катушки гетеродина (если не хочется расчитывать) берём из таблицы представленной Стеном Плата Pocky2SDRfromRel@x5.rar Желтые дорожки (или серые - у кого как ) - это перемычки напаиваемые прямо на пятачки( хорошо подходит провод от шлейфов IDE жестких дисков) Плата не проверенная, пока, так что перед изготовлением проверяем правильность разводки. Плата разведена со стороны дорожек при печати для ЛУТ - ЗЕРКАЛИТЬ. .................... Самая свежая версия приемника Частота приема равна частоте кварца. Таблица выбора емкости СХ Плата на DIP компонентах, при печати зеркалить SDRrx.rar .................... Предлагаю вашему вниманию ДПФ от UA3TW, отличие этого фильтра от подобных в том что для фильтра на разные частоты используется всего 3 катушки, т.е. для перекрытия всего КВ диапазона переключать можно только конденсаторы, правда вдвое увеличивается количество реле, но для кого то это может оказаться полезным чем мотать кучу отдельных катушек на свой диапазон. Модель этого фильтра в RFSim Поскольку для данного типа приёмников (SDR прямого преобразования) нас прежде всего волнует паразитное преобразование на второй гармонике гетеродина, то частоту маркера в симуляторе при модели фильтра на 10 мГц мы установим в два раза выше - около 20 мГц - это основной паразитный канал приёма, как мы видим подавление данного фильтра на этой частоте достигает - 66 Дб что более чем достаточно. Кто желает может самостоятельно смоделировать этот ДПФ на других частотах - результаты примерно такие же. ......................... Вернусь к вопросу о входной части приёмника. Вместо отдельных фильтров на каждый участок КВ диапазона можно использовать и простое перестраеваемое селективное устройство с тремя катушками перекрывающее весь КВ диапазон, например как это сделано в КВ приёмнике KARLSON - http://cqham.ru/trx85_09.htm Перестраиваемый по диапазонам входной контур выполняет роль острорезонансного селектирующего устройства. Схема селективной входной части приёмника допускает работу с коаксиальным фидером антенны. Катушки входного селектора наматываются на каркасах диаметром 6-8мм, проводом литцендрат с обмотками: L1 – 8 витков, L2 – 18 витков, L3 – 30 витков (в навал) с отводом от 10 витка снизу. Конденсатор переменной ёмкости малогабаритный от карманного приёмника с твёрдым диэлектриком, для удобства его можно снабдить небольшой шкалой на которой отметить приблизительные частоты настройки контура. Настройка: включить 80 метровый диапазон приёма и подать испытательный сигнал с частотой середины этого диапазона. Вращая ручку конденсатора найти уровень максимального приёма сигнала. На шкале настойки входного селектора сделать отметку в виде зоны приёма частот этого диапазона. При необходимости, подстройкой сердечника контурной диапазонной катушки, зону резонанса можно сместить в удобное место для считывания со шкалы; оставшиеся участки диапазонов 40м, 20м, 15м, 10м отмечаются на шкале с корректировкой сердечниками соответствующих катушек. Очень удобно иметь на шкале три полосы полуокружности с зонами подстройки: на первой ближе к оси конденсатора риски 80 и 40 метров, на второй (средней) риски диапазонов 20 и 15 метров, а на третьей, с бОльшим радиусом, зону частот настройки селектора в 10-метровом диапазоне. Если необходим приём только в одном диапазоне 40/80м катушки L1 , L2 и переключатель из схемы можно исключить. Данное простое устройство селекции (поскольку оно перекрывает весь КВ диапазон) можно использовать и с любыми другими простыми КВ приёмниками. ............ Если нет кварцевого резонатора на нужную частоту, то иногда может выручить микросхема ICS501 (или ICS512) Это умножитель частоты с PLL (ФАПЧ) с 9-тью коэффициентами умножения для ICS 501 выбираемым из этих чисел.....2.....3.....3,125.....4.....5.....5,3125.....6.....6,25.....8 для ICS 512 выбираемым из этих чисел.....2.....2,5.....3.....3,333.....4.....5.....5,333.....6.....8 установкой логических уровней всего на двух входах S1 и S0. К микросхеме может быть подключен кварцевый резонатор с частотой от 5 до 27 мГц, без применения кварца на вход микросхемы может быть подан внешний сигнал частотой от 2 до 50 мГц. Выходная умноженная частота может быть до 160 мГц (ICS 501) или до 200 мГц (ICS 512). Напряжение питания мс 3 - 5,5 Вольт. Как я уже сказал выше, коэффициент умножения зависит от комбинации логических уровней на входах S1 и S0. На рисунке приведена таблица установок различных коэффициентов для мс ICS501. 0 = вывод соединён с GND 1 = вывод соединён с +Uпит М = вывод не подключен CLK = выходная частота Внимание: распиновка ICS 501 и ICS 512 немного друг от друга отличается (см. даташит) Микросхема очень удобна для построения УКВ передатчиков или генераторов с высокой стабильностью частоты, SDR техники IQ, где требуется частота гетеродина выше рабочей в 4 раза, а также миниатюрных стабильных BUGs... очень рекомендую, с уважением Relax UA3ELR
×
×
  • Create New...