Samenstelling en werking van zenders

Dit zal de meesten onder ons wel interesseren. Uiteindelijk daar gaat de hobby toch om. Volgt nu een beschrijving van de doos...
Wat is een ZENDER ?
Over de ontvanger stelden we dat het hier hoofdzakelijk om versterking gaat. Dit is eveneens min meer het geval voor zenders. Steunende hierop bouwen we verder. .	Een groot deel van het werk van de zender is het gecreëerde signaal voldoende te versterken alvorens op antenne te brengen. De voorverwerking gaat vooral om het geschikt maken van de te versturen info, om verder kracht te geven ten einde een zekere afstand te kunnen overbruggen. Het gaat vooral de modulatie dat hiervoor gebruikt wordt.
De AM of amplitude modulatie. (AM zender)
Het is een feit dat heden ten dagen men op frequentie niet veel, en op de amateurbanden zelfs geen AM meer tegen komt. Dit is geen reden om hieraan voorbij te gaan. Wees gerust er zijn nog toepassingen van deze techniek. AM studie is een prima basis om andere modulatie methpden beter te begrijpen. Historisch gezien is deze techniek de oudste om klanken anders dan CW door te sturen (haha: AM noemt men wel eens te onrechte "antieke modulatie)
Een voorbeeld van een eenvoudig AM zender ziet U hierboven.De VFO (veranderlijk frequentie), Xtal oscillator en menging laten toe meerdere frequentie of zenders te gebruiken. Men zegt: "draai maar aan de VFO".	Natuurlijk, zoals steeds moet er gefilterd worden voordat men zorgt voor voldoende versterking. Als we er voor zorgen dat de versterking afhankelijk wordt van het laag frequent signaal komende van de micro dat zal het RF het rithme van dit laag frequent volgen. Moduleren we niet dan bevinden we ons in het stadium van de CW modulatie (alles of niks volgens dat de "push to talk" bedient wordt. Men kan nog steeds CW doen met een micro).
De microfoon zet de spraak als voorbeeld van lucht trillingen om naar een electrisch signaal. Nog wat gepaste versterking wordt dit signaal geschikt voor de modulatie.	Weeral versterken, ja. De versterking van de RF versterker maar vooral PA (power amplifier) wordt vooral bepaald door het niveau van de voedings spanning VDC. Des te groter deze spanning des te groter de versterking. Plaatsen we nu bovenop deze VDC het LF dan gaat de versterking dit signaal volgen. Gevolg: het RF niveau wordt mede bepaald door het laag frequent. Hoofdzakelijk wordt enkel de PA door deze gecombineerde spanning (DC + LF) gestuurd. Zie tevens de uitleg zoals beschreven in het deel modulatie.
Eenvoudig in het princiep. Toch moeten een paar voorzorgen genomen worden. Opdat het RF mooi het LF als modulatie zal volgen moet de bewerking wel lineair gebeuren. Het rendement is redelijk indien men klasse "C" of "B" instelling toepast. Juist in dit geval komt de lineariteit in het gedrang. In klasse "A" is er heel wat vermogen dat verloren gaat (gedisipeerd door de eindtrap). Bedenk even wat er gebeurt als er GEEN LF toegevoerd wordt. De rust stroom blijft bestaan en zal in warmte omgezet worden, en dat is zuiver verlies. Klasse "A" betekend dat in het lineaire gebied van de versterker gewerkt wordt. Samengevat zeggen we dat AM modulatie betrekkelijk eenvoudig is maar in verband met vervorming bijzondere voorzorgen vraagt. Verhogen van rendement gaat in tegen de vereiste van vervorming. Ga even na in het hoofdstuk aan gaande modulatie algemeen wat er op vlak van vermogen EN bandbreedte gebeurt. Zijbanden bevatten identieke informatie en de drager op zich niks. Voor de rest herzie als nodig betreffend hoofdstuk. Herlees tevens het deel over de Push Pull versterker.
FM modulatie (FM zender)
Voorzeker, dit is het type zender dat het minst ingewikkeld om bouwen is. Uit de benaming leiden we af dat we hier om te moduleren op de frequentie of faze van het RF zullen inwerken. Bedenk dat faze verandering het zelfde is als frequentie verandering. FM vindt vooral haar toepasing op VHF en hoger. Er bestaan uitzonderingen (soms 10 M band). Voor de studie maken we gebruik van de twee meter band of 144 MHz zender.
Ook hier is de werking van micro en versterker (als nodig) zoals bij de AM zender. Geluid (mechanische trillingen in het audio gebied) wordt naar electrisch vermogen van gepast niveau omgezet. Gepast niveau betekend niet meer het vermogen van het LF maar wel de spanning. Stel in ons voorbeeld dat de Xtal oscillator op 8060 kHz geregeld staat. Bemerk de aanwezigheid van de varicap in de oscillator kring. PM: "varicap" is een diode in sper gepolariseerd waarvan de capaciteit verandert evenredig met die sperpanning. Door nu die diode aan te sturen met de aangepast LF spanning is het eenvoudig te begrijpen dat de frequentie van de Xtal oscillator volgt. Met andere woorden: de frequentie van de oscillator volgt dit van het laag frequent . In het geval van spraak varieert het RF op het rithme van de spraak.. Hoe luider men spreekt hoe verder de frequentie RF zal veranderen. Gezien op de varicap een bepaalde voorspanning moet staan en dat spraak een wisselspanning is zal de frequentie RF omheen de voorinstelling variëren. Dus Fo is 8060 kHz en door de FM modulatie gaat de frequentie hoge of lager. Dit is toch duidelijk een FM zender. Het FM Rf signaal wordt natuurlijk verder voldoende versterkt maar meestal in frequentie vermenigvuldigd. Denk er evenwel aan dat ook de zwaaie van frequetie boven en onder Fo eveneens vermenigvuldigd wordt. Hier moet men wel degelijk rekening houden en dat doet men door in te spelen op het niveau van de LF spanning. Het RF eens gemoduleerd gaan we als voorbeeld vermenigvuldigen met 18. Hiervoor hebben we niet lineaire elementen EN afgestemde kringen op de gepaste harmonische nodig. 8060 x 18 = 145,080 MHz. Als bij modulatie het RF onder invloed van het laag frequent 166 Hz verandert dan zien we na versterking en vermenigvuldiging een verandering of zwaai van ongeveer 3000 Hz en zoals U weet deze is op VHF gebruikt. Het volstaat nu om met een PA versterker voldoende vermogen aan her RF te leveren. We zagen dat niet de amplitude van het oscillatie signaal op maat van het LF verandert maar ENKEL de frequentie. Dit heeft als gevolg dat amplitude niet strikt genomen steeds gelijk moet blijven. Dit heeft een zeer groot voordeel daar lineariteit vervorming van geen belang is. Men mag gerust gebruik maken van klasse "C" versterkers.
Zoals het schema hierboven, was het ook meer dan 20 jaar geleden nu nog actueel. De vooruitgang nu gaat men steeds meer naar nieuwere technieken als sythesiser en digitale sturingen/ controles. Tevens werkt men meer met mengingen dan met frequentie vermenigvuldigers.	Dit maakt niet dat de principes nu anders zouden zijn. Het gaat nog steeds rond VCO met injectie van laag frequent van micro of andere laag frequentbron afkomstig. Varicaps worden nog steeds op een gelijkaardige manier toegpast
Enkele zijband of SSB (Single Side Band) zender
Heden ten dagen is de koning van de modulatie de SSB (single sideband modulation) en zal het nog voor lange tijd zijn. In tegenstelling van wat wel eens wordt gesuggereerd ligt zelfbouw niet buiten de mogelijkheden. Waar is, dat het allemaal wel complexer is, dan de andere modulatie types. Een meer dan één band transiever bekomt men niet meer door eenvoudig weg te gaan vermeningvuldigen. (AM en FM daarentegen wel). Andere banden kunnen wel bekomen worden door gebruik te maken van transponder techniek als additieve of substractieve menging. Bekijk hieronder een voorbeeld en toegegeven , het is wat complexer.
Veel rechthoekjes, niet? Daarom gaan we de zaak per onderdeel aanpakken en dan komen we er wel uit.
1 - We beginnen met de oscillator. U ziet dat twee Xtallen voorzien zijn.Het Xtal van 8,9985 MHz is voorzien om voor de upperside band "USB" gebruikt te worden en dit van 9,0015 MHz voor LSB. Door het schakelen van het gewenste Xtal zullen we USB of LSB werken.	2 - Een laag frequent versterker in klassa "A" om de vervorming tegen te gaan versterkt het signaal van de microfoon. Dit is nodig omdat actueel het signaal LF van een microfoon te klein is om verder de balansmodulator aan te sturen. (met de kool microfoon uit de prehistorie was dat anders ) In deze versterker trap zal meestal voorzien worden in een filter zodat het LF van 300 tot 3000 Hz gelegen is. Het gaat om spraak en deze band is ruim voldoende voor de verstaanbaarheid. Moesten we dat niet doen dan zou de bandbreedte van het RF te ruim zijn wat van andere gebruikers wel eens de frustratie kan opwekken. Ook mogelijk is de andere "gadgets" al spraak compressie en zomeer hier gebruikt worden. Te vermelden is het gebruik van limiterschakeling die ervoor zorgt dat het LF redelijk constant in amplitude blijft.
3 - De twee onontbeerlijke signalen: Rf en LF zijn beschikbaar. We moeten nu deze op een correcte wijze gaan mengen. We doen dit bij middel van een "balans" modulator of meng trap (dit werd elders in deze cursus besproken). Op de uitgang zal enkel signaal zijn als er LF toegepast wordt. Dit signaal op de uitgang is samengesteld uit enerzijds Fosc + LF en anderzijds Fosc - LF. Uw merkt dat in dit stadium een DSB (dubbel side band) aanwezig is. (voor details verwijzen we opnieuw naar het betreffende hoofdstuk). RF en LF zijn door deze techniek niet meer aanwezig.	4 - Dit DSB is voor onze toepassing niet geschikt. We wensen één zijband enkel. Hier gaan we: we zullen filteren op 9 MHz en natuurlijk de drager Xtallen 8,9985 en 9,0015. De doorlaatband op -3db is 2,4 kHz. Indien we het LSB Xtal van 8,9985 en een laagfrequent spectrum van 3 kHz gebruiken . Samen met het signaal van de oscillator hebbn we als resultaat 9,0015 MHz. Dit signaal zal door het filter voor 9 MHz gaan. (weet dat het RF al buiten spel werd gezet. Het verschil signaal 8,9945 MHz zal door het filter verwijderd worden.We beschikken nu over een "USB signaal".
Raadgeving: probeer op een zelfde manier aan te tonen hoe (met 9,0015 MHz) men aan het LSB komt.
5 - Ok, we beschikken nu over een SSB signaal op één frequentie maar we zouden toch zo graag op 14 MHz willen spelen. Hier komt de VFO werkende tussen 5 en 5,5 MHz) goed van pas. Dit signaal MOET spectraal zo zuiver mogelijk zijn maar dat spreekt voor zich.	6 - U voelt het ?? We gaan het 9 MHz signaal vanuit het filter met dit van de VFO gaan mengen. We gebruiken een ring modulator zoals vroeger gezien. (zoals de menging om tot SSB te komen). Het verschil frequentie signaal zal ons niet bekoren maar wel de som (9 + 5 = 14, of 9 + 5,5 = 14,5). Een afgestemde kring midden deze band van 14 MHz (14,25) zal enkel het gewenste signaal doen overblijven.
7 - Jaja, we beschikken over het zo begeerde signaal in SSB (door keuze van het Xtal USB of LSB) gelegen tussen 14 en 14,5 MHz, maar toch zo zwak, hoop en al 1 mW. Behalve indien U "Low power freak" bent wensen we meer.We moeten verder dit signaal toe het gewenste vermogen "op-peppen". Maar, hier is voorzichtigheid geboden. Gebruikt U niet lineaire versterkers dat zal U niet erg lang kunnen uitzenden. Alle mogelijke radio amateurs gaan U met de dood of zoiets bedreigen. Dat is het minste nog maar U zou wel eens officieële instanties op Uw dak krijgen en dat is erger. Niet lineair staat gelijk aan vervorming en hierdoor een hele hoop ongewenste signalen. Niet om mee te lachen.	8 - Dus de meeste onder ons wensen wat meer punch (power) en zullen voorzichtig gaan versterken. De Pa (power amplifier) zorg hier voor, maar laat niet na om DEGELIJK voor de antenne te filteren. Eens Uw signaal in de "ether" valt er niks meer aan te doen. Ik kan er niet genoeg nadruk op leggen. Het filter zal een laagdoorlaat zijn , U ziet toch wel waarom?? Alle harmonische moet weg. Werkelijk, meer is er niet. Zorgvuldigheid daar gaat het om
Ik erken, we zijn niet in de details gegaan. Hopelijk zet dit hoofdstuk U aan om dit later wel te doen. Voor het examen zal dit wel volstaan. Was dit ingewikkeld ???

N