Auto-tuner

[SA6BXQ]

Började pilla med en autotuner för ett tag sedan tänkte dela med mig av vad jag har gjort hittils.
Tyvärr lyckas jag inte få in bilderna i inläggstexten men ni kan nog lista ut vilken bild som föreställer vad

Autotunern består i nuläget av två huvudkort, dels ett kontrollkort med en mikrokontroller och ett kort som är användarinterface. Användarinterfacet är kortet som är bestyckat med sex stycken knappar och 8 lysdioder. För att spara lite IO så sitter lysdioderna kopplade till ett skiftregister.

På kontrollkortet sitter det även en liten ljudförstärkare och en mikrofon, planen är att kunna tuna på flera sätt, men till en början så blir det en brusbrygga så får mikrokontrollern skruva på kondingarna och ställa reläerna så att bruset som hörs i micken blir minimerat.

Kondensatorerna styrs som tidigare nämnt av varsit vanligt RC-servo, inte så mycket att säga där egentligen, men det skall bli spännande att se vad servona tycker om all RF

Spolen är lindad i 128 varv med reläer som kortsluter sektioner om 64, 32, 16, 8, 4 och 2 varv vardera. Detta är mitt första radiorelaterade projekt så jag tänkte att induktansen i raka trådar kan man nog försumma men icke. Blev väldigt mycket induktans i anslutningstrådarna, men det kommer nog åtgärdas senare.

Utöver detta så är även ett visarinstrument kopplat till kretsen som skall används för att visa brusnivå och senare SWR och effekt när man kommit lite längre i projektet.

I sutändan skall allt knös in i den blå lådan som syns i översiktsbilden, det blir nog svårt med nuvarande experimentkortsbygge, men så fort jag fått prototypen att funka som den skall så blir det till att beställa riktiga mönsterkort ifrån någon billig tillverkare och göra ett mer kompakt bygge.

Nästa steg blir att bygga brusbryggan. Drivrutiner och testfunktioner för hårdvaran är redan skrivna och det mesta verkar funka fint, bortsett från micförstärkaren som funkar sådär och skall byggas om med en liten opamp.

Uppdaterar nog tråden allt eftersom bygget fortskrider!

MVH
Johan SA6BXQ

 

[SM7MCD]

Verkligen en snygg början, det finns mycket som talar för ett bra resultat.

Jag byggde ett enkelt L-filter (en kondensator och en spole) på liknande sätt, men utan mikrokontroller, och jag hade en del problem med det du nämner omkring RF-störningar på styrningarna. Jag fick ha långa plastaxlar till att manövrera kondensator och vridomkopplaren för att servostyrningen inte skulle löpa amok. L-filtret monterades i en låda och all styrning i en egen låda helt utan galvanisk kontakt med varandra, därav att jag hade plastaxlar.

Med detta bygge så kunde jag fjärrstyra avstämningen av en vertikalantenn ca 70 meter bort och det gick att köra 1 kW när allt var avstämt.

Ditt val att ha reläer som kortsluter olika sektioner kan funka, men om du lämnar 64 varv öppet så kommer det att bli ganska hög spänning över reläkontakterna varvid reläet kan gå sönder. Antingen har du relän som håller eller så föreslår jag en lösning där reläerna ligger över flera sektioner med färre varv.

Hur har du tänkt att kontrollern skall leta efter ett min i brus, vad har du för idé hur koden ser ut?

Kul bygge som skall bli intressant att följa.

 

[SM5NFT]

Originell lösning och kul med någon som delar med sig, hoppas att du fortsätter att uppdatera tråden!

Ska du ha filtrering av signalen från mikken? Misstänker att det kan bli knepigt för styrningen att hitta lägst SWR genom att mäta brusnivån, speciellt om frekvensen inte är helt störningsfri.

KD1JV har en trevlig liten konstruktion (http://kd1jv.qrpradio.com/tennadipper/tenna_dipper.HTM) som kanske skulle passa in i din ATU som alternativ till "brusbryggan".

Har du sett PIC-A-TUNE -projektet? Det kan nog ge lite inspiration annars. Om man registrerar sig på Yahoo-gruppen får man tillgång till schema mm.

/Arne

 

[SM0NCL]

... men det skall bli spännande att se vad servona tycker om all RF ....


MVH
Johan SA6BXQ

Kul bygge!

en reflektion när man ser principen är ju servona, dom är som du säger känsliga för RF men vad jag förstår så genererar styrningen av servo en del oljud men kanske även oljud av motorn som går inuti servot. Dvs. principen med lägsta brus för bästa anpassning hänger på att servodelarna är väl "avstörda" så ledningsburna oljud eliminerats från att hamna i antennen.

 

[SA6BXQ]

Hej alla och kul med så mycket respons och tips!
Något som jag inte nämnde tidigare är att effekten jag siktar på är runt 100W.

Hur själva matchningsnätet har jag inte bestämt ännu, men det lutar nog åt ett "T" men jag tänkte sätta mig ner med ett smithdiagram framöver och kolla på lite olika kopplingar för att se vilka impedanser som går att matcha.

Om man kör med brusbryggan så borde inte RF vara ett större problem, och när man väl börjar sända kan man bryta matningsspänningen till servona.

Det SM7MCD säger har jag inte riktigt funderat så mycket på ännu, men det är ju helt klart så att det kan bli höga spänningar/strömmar om det är resonanslika förhållanden i matchningsnätet. Tanken var från början inte att den skulle stämma antennen när det ligger effekt på, men det kanske man vill i framtiden. Reläerna skall enligt databladet inte tåla mer än 2A och ha en isolatonsspänning på >2kV. Men i det nuvarande bygget misstänker jag att jag får överslag på andra ställen än i reläerna.
Men jag får labba med olika effekter och se vad som fallerar först när jag fått byggt någon enkel SWR-mätare, om någon har bra tips på SWR-konstruktioner så mottages dom varmt

Som det är nu så samplars audiosignalen i runt 100ksps och sedan lågpassfiltreras beloppet av alla samples så att jag far en signal som motsvarar amilituden med en bandbredd på någon Hz. Filtreringen kan nog behöva snabbas upp något om man skall göra rimligt snabba avstämningar, men optimeringar kommer senare. Men "Make it work, make it right, make it fast" som man säger

Vad det gäller sökalgoritm så tänkte jag testa lite och se vad som funkar. Men om det inte finns massor med lokala minimum så borde en vanlig sökning där man ändrar en parameter åt gången funka hyggligt. Men det finns ju hur mycket som helst att leka med på detta området En tanke är att jag skall försöka lista ut vilka matchningsnät som har få lokala minimum när jag tar fram pennan och passaren å ritar i smithdiagramen.

SM5MFT: det är ju het klart ett problem om det kommer in störningar, får försöka bota det med "mycket" uteffekt från brusgeneratorn. Annars kanske man kan stänga av brusgeneratorn och ändra fitnessfunktion så att man letar efter en maxnivå på störningen istället. Borde väl funka så länge störningen kommer den rätta vägen genom antennen? Fast jag kan ju tänka mig att det vanligt att impedansen i transceivern skiljer sig lite vid sändning och mottagning. (Om jag minns rätt så tyckte jag att SWR-ekvationerna man fick lära sig i amatörradiokursern förutsatte att all effekt reflekterades från sändaren, dvs en impedans som är allt annat än 50 ohm.)

PIC-A-TUNE och PIC-A-STAR verkar vara riktigt intressanta projekt som jag skall kolla närmare på efter midsommarhelgen, stort tack för dom tipsen!

Att servona skulle störa har jag inte reflekterat så mycket över, men det är ju klart att dom kan det, fast som jag missade att nämna i det första inlägget var tanken att strömmen till servona skall brytas när man väl har stämt. Men det kan ju vara ett problem under själva avstämningen om man hör störningar från servon som påverkar mätsignalerna.

Sedan har jag lurat lite på att hitta någon generell algoritm för att hitta min/max på signalen och ha lite olika utsignaler så att man kan koppla styrkretsen till vilken sorts matchningsnät man vill och och sedan är det bara att stämma, men det blir nog en senare vidareutveckling

Åter igen, kul att så många var intresserade! Kom gärna med mer feedback och idéer. Och om ni ser, peka gärna ut någora stora minor jag är på väg att trampa på

Mvh
Johan SA6BXQ

 

[SM7WDG]

Hej Johan.

Kul att se att det finns "nya" amatörer som bygger också !!
En annan tappade sugen på radiobyggandet för ett tag sen och den verkar svår att hitta.. dock dammades radion av igår o kördes ett par QSO

Ditt bygge ser riktigt najs ut hittills och jag var egentligen bara nyfiken på om du börjat på någon mjukvara och i så fall på vilken plattform ??

Kör så det ryker !! eller förresten undvik röken ;-)

// Freddy / SM7WDG

 

[SA6BXQ]

Har inte hänt så mycket sista tiden på grund av statens bilprovning Men jag har i vart fall haft lite tid att slarva ihop en brusbrygga så att jag kan jobba lite med mjukvaran.

Det jag har byggt är ungefär denna: Rauschbrücke, Noise Bridge men den fick lite stor total förstärkning så att utgången var bottnad en stor del av tiden. Så förstärkningen i sista steget minskades med ett emitterdegenereringsmotstånd. Tyvärr så är utnivåerna ganska låga, ungefär -50 dBm vid 10 Mhz och -65 dBm vid 30 MHz. Utan lasten som mätbryggan utgör så var amplituden på bruset betydligt högre och planen är att gradvis sänka utimpedansen i transistorstegen så att det blir någon lämplig impedans vid utgången.
Den variabla impedansen i bryggans referens-arm är ersatt med ett motstånd på 50 Ohm så att man får utsläckning när mät-armen har samma impedans.


Men det blev lite turer fram och tillbaka. Det fösta försöket var ett rätt så kompakt 20x35 mm men någonstans fick jag en o avsiktlig feedback och kalaset började självsvänga.
Sedan byggdes den om lite luftigare och då verkade allt funka, tills jag skulle testa med en radio. Först massa brus, sedan terminerade jag mät-armen 50 ohm och bruset avgtog kraftigt, hängde på ett till 50-ohmmotstånd parallellt men då hände ingenting.
Mätte lite fram och tillbaka utan att bli klok på det tills jag kopplade mät-armen till ett oscilloskop och fick då resultaten som syns i bilderna nedan. Dvs att allt funkade.
Scannern jag använde för att testa har antagligen någon AGC som ställer till det för mig?
Men på oscilloskopet syns det tydligt, bilden med hög brusnivå är utan last (öppen krets), bilden med mellansignalnivå är med 25-ohm och bilden med lägst signalnivå (och någon liten störning som har letat sig in) är med 50-ohm.

Nästa steg blir väl att skriva lite mjukvara med någon primitiv optimeringsalgoritm och använda en radio där man kan stänga av AGC'n

SM7WDG: plattformen som används är en AVR mega168 och avr-gcc 4.7.1 + binutils och det vanliga. Mjukvaran blir förmodligen väldigt enkel så jag tänker nog undvika att blanda in något RTOS. Men ändrar jag mig så säger jag till!

MVH
Johan SA6BXQ

 

[SA6BXQ]

Hej igen!
Har inte hänt så mycket sista tiden, har haft annat för mig, semesterutflykter och stök med bilarna :S Men nu är det nog snart dags att göra ett ryck igen. Beställde lite motoriserade mixerbordspotentiometar från tradera som jag fick hem idag, funderar på att använda dessa för manuell tuning, och sedan att dom hänger med när den autotunar.
Dessutom lurar jag på att cadda kort och beställa. Någon som vet om det går bra att göra induktanser för kortvågsbruk på FR4? Blir dom kanske orimligt stora om man skall ha några uH?

Får se om jag kommer igång med caddandet till helgen, tänkte att jag skulle byta turbo på opeln i morgon, sedan fixa framvagnen på golfen som börjat klånka något olidligt. Sedan blir det till att sätta fart med detta!

MVH
Johan SA6BXQ

 

[SM1TDX]

Kul att läsa om ditt projekt!
Visst går det att göra induktanser på laminat, men som alltid finns begränsningar. 35u koppar ger en väldigt liten area i ledaren - hög resistans och tål inte självklart de höga strömmar/spänningar som kan uppstå. Överslag eller avbränd ledare. Dessutom är det lättare och billigare att ändra en spole än att cadda/tillverka ett nytt kort.

 

[SA6BXQ]

Nu har det hänt lite saker igen!

Jag började med att göra om induktansen, blev bara med 4 relän denna gång, men mycket mindre parasitisk induktans i ledarna till reläerna.

Sedan så skred jag till verket med de motorstyrda potentiometrarna. Gjorde ett kort med 5 stycken h-bryggor. Tyvärr så blir det väldigt mycket sladdar med med de motoriserade potentiometrarna, men det får det vara värt då användarinterfacet kommer bli mycket bättre!

Tanken är att ha en potentiometer för att ställa arbetsmod, automatisk, manuell, ladda från minne eller vad man nu får för sig att implementera. Varje mod skall representeras av en punkt på skalan och motorn skall användas för att flytta reglaget till den närmsta punkten. När man vill byta läge "tvingar" man helt enkelt reglaget till ett annat läge.

Tre av potentiometrarna skall användas för att indikera/styra värden på komponenterna i avstämningsnätet.

Den sista potentiometern tänkte jag ha för att reglera förstärkningen av den mottagna brussignalen. Denna kommer inte ha någon feedback på läget utan man får nöja sig med att kommendera ökning/minskning av förstärkning.


MVH
Johan SA6BXQ

 

[SM7CZR]

Kul att det finns hemmabyggare fortfarande!
Ser fint ut, lycka till!

 

[SM5NFT]

Hur går det, några framsteg?

/Arne

 

[SA6BXQ]

Hej!
Jag har tyvärr lagt detta projekt på is till förmån för en automatavstämd loopantenn. Men förr eller senare kommer jag nog att ta tag i det igen. Speciellt när jag i framtiden får till något med en antenn som behöver avstämning

Men i helgen har jag gjort stora framsteg med min loopantenn: http://www.ham.se/hemmabyggen/23121-automatavst%E4md-loopantenn.html

MVH
Johan SA6BXQ