Сегодня займемся калибровкой S-метра трансивера. При этом попробуем разобраться, что такое S-метр и как его можно откалибровать с помощью подручных средств. Предложенный подход пригодится и тем, кто захочет откалибровать стрелочный измеритель. Материал будет полезен прежде всего начинающим радиолюбителям.
Ну а если вы далеко не начинающий и все знаете, или вам совсем лень разбираться, то можете перейти в конец заметки и посмотреть сразу самый быстрый способ, не вникая в детали.
Ну для начала разберемся, зачем этот S-метр и может он и не очень то нужен?
Прежде всего S-метр приемника, это такой измерительный прибор, который показывает, какое напряжение на входе приемника имеет тот или иной сигнал. Для поддержания единообразия, уровни напряжений и показания прибора, были стандартизованы IARU в 1981 году.
Было принято соглашение, что :
– изменение силы сигнала на один балл шкалы S соответствует его изменению на 6 дБ;
– на частотах до 30 МГц за S9 принимается уровень сигнала на входе приёмника −73 дБм.
При этом, подразумевается, что у приемника ВЧ-вход имеет сопротивление 50 Ом.
На этом этапе вроде все понятно. Нам нужно откалибровать, фактически вольтметр. И так как алгоритм работы уже заложен в наш трансивер, то достаточно настроить одну точку на шкале. Мы попробуем получить сигнал силой 9 баллов.
Осталось решить две проблемы:
1. Где взять источник подходящего ВЧ-сигнала?
2. Как получить именно 50 мкВ на входе приемника?
Начнем с первого вопроса. Так как мы предполагаем, что мы начинающие и лабораторного генератора у нас нет, то будем искать компромиссы.
Первый вариант получения ВЧ-сигнала, подойдет тем, кто умеет паять и имеет в “закромах” какое-то количество радиодеталей. Мы будем делать простой кварцевый генератор сигнала на микросхеме. Схема такого генератора чаще всего проста и потребует минимум деталей.
Его можно собрать практически на любой цифровой микросхеме с простыми логическими элементами.
С кварцевыми резонаторами тоже не должно возникнуть проблем. У китайских продавцов есть много копеечных кварцевых резонаторов частоты которых попадают в любительские диапазоны 160, 80, 40, 20 и 10 метров. Подходящие резонаторы можно найти на старых материнских платах или платах расширения для компьютера.
Второй, вариант, это наличие у нас любой платы Arduino, которая может выступать в качестве генератора сигналов. К сожалению в “соло”, она умеет не много, но частоту в 2 МГц, которая является верхней частотой диапазона 160 метров, она выдать может. Как превратить Arduino в генератор, я подробнее писал вот тут.
Третий вариант, использовать модуль генератора сигналов, на подобии Si5351. На этом модуле, с минимумом деталей, можно собрать генератор сигналов, способный выдавать одновременно три разных частоты, что может быть удобно. Причем он собирается на отладочной плате, без особых на то проблем, за вечер. Подробнее про такой вариант можно почитать здесь.
Четвертый вариант, это использовать синтезатор от другого трансивера или приемника. Вариант такого синтезатора на модуле Si5351, подробно описан здесь.
Все вышеперечисленные варианты отличаются друг от друга тем, какой амплитуды сигнал мы имеем на выходе этого генератора. А значит, для получения желаемых нами 50 мкВ, нам придется по разному их получать. Давайте соберем все данные в одну табличку.
Как видим, нам необходимо ослабить сигнал от 94 до 100 дБ, в зависимости от источника сигнала. Это нам помогут сделать несколько, включенных последовательно, П-образных аттенюаторов.
Эти аттенюаторы хороши еще и тем, что их можно включать последовательно и степень ослабления сигнала, в дБ, будет складываться.
В принципе мы могли бы сделать аттенюатор на любое ослабление в одно звено, но в виду того, что ряд сопротивлений резисторов у нас имеет только фиксированные значения, нам придется собирать аттенюатор из нескольких частей.
Номиналы резисторов рассчитывались исходя из необходимости обеспечить входное и выходное сопротивление аттенюатора в 50 Ом.
Аттенюатор можно изготовить как из выводных резисторов, так и из SMD. Можно добавить переключатели и этот аттенюатор пригодится вам в других случаях, требуших ослабления сигнала.
Можно подобный аттенюатор сделать и на мощных резисторах, тогда будет возможность уменьшить мощность передатчика, для каких-либо экспериментов.
Ну и никто не мешает собрать аттенюатор с нужным ослаблением, на монтажной плате из китайских выводных резисторов. Причем, с учетом разброса их значений, возможно получится подобрать их значения более близкими к расчетным и получить более точный аттенюатор.
Сделав аттенюатор на большие значения ослабления, вы сможете отградуировать стрелочный индикатор своего трансивера, точно по значениям силы сигнала.
Ну и в конце, вариант для ленивых или “упакованных” радиолюбителей, это использование анализатора спектра TinySA. Он может работать в качестве генератора и на низкочастотном выходе позволяет регулировать уровень выходного сигнала вплоть до -76 dBm, чего нам вполне будет достаточно.
Выставляем в настройках TinySA нужную частоту и уровень выходного сигнала. Подключаем кабелем к антенному входу трансивера и настраиваем S-метр на 9 баллов, как на первой картинке.
У меня получилось вот так. Надеюсь, что и у вас все получится, каким бы из предложенных методов вы не воспользовались.
Если остались вопросы, то их можно задать мне по электронной почте или в ВК.