VHF/UHF Diplexer

SA7CNG

Well-Known Member
Hej!

Jag har byggt en Diplexer för VHF/UHF efter beskrivningen i senaste nummret av QRC. Efter att ha justerat en massa har jag tillslut lyckats få utgående effekt ur diplexern till 9W med 10W inmatad effekt. Samtidigt läcker den igenom ca 200mW till UHF sidan.

Det går inte att få bättre prestanda med spolarna som sitter i, har testat att dra/minska dessa fullt.

Hur stora förluster kan jag räkna med på en hemmagjord diplexer, och hur mycket får lov att komma igenom till UHF från VHF?

DSC_0743.JPG

//SA7CNG
 
10% låter mycket - avslutar du den port som du inte mäter/justerar med 50 Ohm?

Ska kretskortet se ut som det gör på bilden? Öarna är väldigt stora vilket gör att
du får kapacitans mot jordplanet - för du har väl dubbelsidigt laminat?
 
En del av läckaget går nog att minska med hjälp av en skärmvägg mellan UHF/VHF-halvorna.

Mönsterkortet bör också ha 50ohm bredd på in och utgående ledare.

Hur ser beskrivningen ut?

/Micke
 
10 % förlust är 0,5 dB vilket är ungefär vad man kan räkna med.
Däremot är 17 dB isolation mellan VHF och UHF på tok för lite.
Du ska ha minst 40 dB eller 0,1 mW per W för ett filter av denna typ.

Orsaken är nog att det finns gemensamma strömvägar mellan VHF- och UHF grenen.
Jordningen av laminatet till lådan kan vara inblandat.

Det kan även vara strökapacitanser
som flyttar ner brytfrekvensen för högpassgrenen.

73/
Karl-Arne
SM0AOM
 
Tack för svaren!

Jag har avslutat med antennen, som ger SWR 1.1. Nu när jag tittar på bilderna är öarna helt klart mindre, kan förmodligen vara det som har gjort att hela kretsen har kommit ur balans. Laminatet är enkelsidigt, alla komponenterna sitter på ovansidan. Kondensatorer med rätt värden var svåra att hitta så det fick tyvärr bli ytmonterade(inte helt enkla att löda).

Hur vet man om det är 50ohm bredd på ledarna?


SA7CNG
 
Ingen förbindelse mellan So-jackarnas jord till kretskortets jord. Vägen genom lådan till skruvarna och upp i kortet, och sedan till jordpunkterna är kilometervis för långa. Här skall det vara mm, och det är en del av vad Karl Arne menar.
Ingen förbindelse mellan jordplanet och använda jordytor på kortets ovansida.
Det behövs massor av stift mellan jordytorna.
"Kondensatorn" till jord vid UHF ingången och den stora "kondensatorn" vid antennjacken finns förmodligen inte med i kopplingschemat.
Jag menar de mycket stora öarna vid anslutningarna. Skippa dessa och löd spolarna direkt till SO-jackarnas mittstift.
Vore detta en förstärkare för VHF eller UHF skulle du få en stark oscillator, eller störsändare......
Rätt uppbyggd krävs varken låda eller skärmplåtar.

de
SM4FPD
 
Tack för svaren!

Hur vet man om det är 50ohm bredd på ledarna?


SA7CNG

Bredden får du ut av diverse program som hjälper till med beräkningen.
Bredden beror på kretskortets dielektricitetskonstant och dess tjocklek.
Givetvis betyder det at du måste använda ett dubbelsidigt kretskort.
I annat fall så är det avståndet till lådan som är ditt "avstånd".

Om man glömmer kopparlaminatet och i stället löder komponenterna i luften så brukar det fungera ganska bra.
Jag skulle då välja att gå in på lådans långsida och vika av VHF resp UHF åt vänster och höger.
På detta vis uppnår man maximalt avstånd mellan de båda utgångarna och förhoppningsvis då även bästa isolation.

/Micke
 
Om jag skippar kortet och löder komponenterna i luften istället, hur gör jag då med jord? Kan jag ansluta spolarna/kondensatorerna med 3-4cm sladd till närmsta jordpunkt utan att det blir några konstigheter?
 
Om jag skippar kortet och löder komponenterna i luften istället, hur gör jag då med jord? Kan jag ansluta spolarna/kondensatorerna med 3-4cm sladd till närmsta jordpunkt utan att det blir några konstigheter?

Inte med 3-4cm sladd utan så kort som möjligt.
Jordpunkter kan du få till med hjälp av en skruv och ett lödöra.

Nu använder du ju ytmonterade kondensatorer och då är det förståss lämpligt med ett kretskort.
Byt kretskortet mot ett nytt utan utskurna "öar" och skruva det mot botten i lådan.
Kondensatorerna ställer du på högkant rakt ner i kopparlaminatet.

Jag skulle då flytta ner kontakterna till "bottennivå"

/Micke
 
Eller montera, (borra in), koaxialjackarna direkt på kretskortet, så får du kontakt med båda sidor av kortets jordytor direkt. Inga eller få små öar.
Sen lägger du bara in kortet med kontakter och allt i en plastlåda.

de
FPD
 
Här några tips på uppbyggnad av diplexer för vårt amatörfrekvensområde.
Båda är av typ "luftbygge" med skärmar mellan varje sektion.
Keramiska lödstöd används isf pcb eller lödöron.

0 to160MHz_180 to500MHz_s.jpg

0 to160MHz_200 to500MHz_s.jpg

0 to160MHz_180 to500MHz_ss.jpg
0 to160MHz_200 to500MHz_ss.jpg

/Micke
 
Last edited:
Snygga byggen...

Ser ut som Cauer-filter så inget för nybörjaren att trimma
utan att använda en nätverksanalysator.

73/
Karl-Arne
SM0AOM
 
Snygga byggen...

Ser ut som Cauer-filter så inget för nybörjaren att trimma
utan att använda en nätverksanalysator.

73/
Karl-Arne
SM0AOM

Helt rätt KA.
Bara ett exempel på praktisk uppbyggnad utan PCB och "vanliga" hålmonterade komponenter.

/Micke
 
Ah, granna lådor det, Micke.

Alexander, så glädjande att du valt att bygga filtret själv, i ställer för att köpa ett färdigt!

Det här är inte det lättaste man ger sig på, och du kommer att ha lärt dig massor när lådan är i funktion och färdigtrimmad. Speciellt då, om du envisas med att få riktigt bra prestanda på filtret och har flyttat runt på komposanterna lite för att nå dit.

Hoppas att du får tillfälle att så småningom få det uppmätt av någon som har bra utrustning för det; kanske på ett VUSHF-meeting. Trevligt också att se att du får så bra respons från flera håll på ditt inlägg. Det är så här det skall funka på forumet. Lycka till!
 
Tack för alla svar!

Jag har beställt hålmonterade komponenter, och ska prova att göra en "luftinstallation" samt en PCB i botten av lådan att fästa komponenternas jordpunkter mot. Återkommer efter nya försök.
 
Visst ser lådorna fina ut, vackra byggen.
Men i dagens EMC-samhälle värdelöst.
Man använder lådorna som ledare för RF, varvid dessa strålar.
Idag krävs byggen där inte chassiet strålar för att kunna typgodkännas.
Enklare utryckt, tro inte att det skärmar bara för att det är en snygg låda, även om den är försilvrad.
Att bygga extremt litet är en fördel.
Inne i tvåbandsriggar som IC-E2820 finns en diplexer, inte större än en sockerbit och klarar 50 W på båda band.
Dvs dämpningen är så liten att de minsta komponenterna kan användas utan att bli varma.

Liknande kretsar finns i mobiltelefoner, inte har de tunga försilvrade lådor omkring sig och tron att dessa skulle skärma inte.

Skärmning kanske funkade på 455 kHz omkring de avstämda kretsarna i en MF burk i träradion på 50 talet.


Jag minns när en kund som var rädd att "fienden" skulle kunna spåra deras walkie talkies lokaloschillator.
Fullt möjligt.
Man hade fått veta av en viss amerikansk leverantör att apparaterna MÅSTE vara byggda i tunga gjutna lådor för att förhindra oscillatorutrsålning. Plastradio var förkastligt.......
Jag visade IC-U12, en plastradio, släkt med IC-2E, men för UHF.
Den, dess lo, gick att se på skektrumanalystaron tio meter.
Den tunga amerikanske "välskärmade" radion syntes flera hundra meter.
Vi fick sälja IC-U12.....

De tunga "välskärmade" apparaterna är idag plastradio och EMC godkända.


Så mitt inlägg med plastlådan är inte bara tomt prat.
Radioamatörer måste lära sig bygga så att prylarna inte strålar, och glömma det där om skärmning.

Det är spolarna och kondensatorerna som skall göra jobbet, inte lådan, kretskortet och strökapacistanserna, ej heller ströinduktanserna.

Man skall inte tro att dyra byggen är bättre. Färre kontakter, även om de är förgyllda, färre skärmar, mindre strömmar i chassin, ger även det plastradio som går att typgodkänna, dvs fås att funka som det är tänkt


Det är spolarna och kondensatorerna som skall göra jobbet, inte lådan, kretskortet, kontakterna, strökapacistanserna eller ströinduktanserna.

De
SM4FPD
 
Det är spolarna och kondensatorerna som skall göra jobbet, inte lådan, kretskortet, kontakterna, strökapacistanserna eller ströinduktanserna.

De
SM4FPD


Bara lugn nu FPD, ingen har sagt att du har fel.
Lådan är bara "stöd" för bygget och jag lovar att med locket på så är mina lådor skärmade.

Givetvis kan man tillverka sig ett pcb med SMA-kontakter i kortkanten och få mycket bra prestanda men.....
om man inte har den möjligheten så är skärmlåda ett välbeprövat sätt som funkar.

/Micke
 
FPD skrev; "Man använder lådorna som ledare för RF, varvid dessa strålar. Idag krävs byggen där inte chassiet strålar för att kunna typgodkännas. Enklare utryckt, tro inte att det skärmar bara för att det är en snygg låda, även om den är försilvrad."
----

Hmmm. En skärmad låda strålar inte på utsidan bara för man byggt in något "strålande" inne i den. Dock är det viktigt att alla in- och utgående ledningar är filtrerade eller skärmade. I fallet Diplexen som SA7CNG byggt så är mekaniken sett utifrån helt korrekt utförd när det gäller grundkraven på skärmning. Vill man förbättra skärmningen ytterligare så gäller det att komplettera lådan med en ledande packning så att det blir ordentlig kontakt mot lådan. Nu är kontakten avhängig av de fyra skruvarna som man inte kan förlita sig på.

Du har rätt i dina kommentarer om jordplanets utseende där stora ytor förmodligen inte har kontakt med lådan i vilken koaxialkontakterna är monterade. Att enbart använda sig av några få jordpunkter som dessutom är ofördelaktigt placerade ger ibland upphov till oönskade resonansfenomen som kan göra att filtret inte går att trimma in hur man än försöker. Grundkrav 1 är att alla spolar och kondensatorer som går till jord ansluts med kortast möjliga ledare. Här talar vi om millimetrar precis som du skrev. Helst inte fler än två...

När det gäller plastlåda kontra metalllåda så får man hålla i minnet att alla komponenter har en viss "antenneffekt" som ökar ju större de är rent fysiskt. De små diplexerfiltren du nämner är till formatet pyttesmå och där använder man en tillverkningsteknik som gör att oönskad utstrålning blir liten och i många fall försumbar. Men i en diplexer som SA7CNG byggt är spolarna fysiskt stora och har därför en icke försumbar antenneffekt. Det betyder att de skulle stråla en hel del om han byggt filtret i en plastlåda. Samma problematik får man om jordplanet inte är styvt nog och strömvägarna från komponenterna till "riktig" jord i lådan är långt. Då riskerar man att hela kortet i sig kommer att stråla och det är oftast inte bra.

Om samma diplexfilter som SA7CNG byggt hade byggts med små ytmonterade komponenter (även spolarna) och mer kompakt så hade det säkerligen fungerat fint tillsammans med en plastlåda. Det är ju så det ser ut i många plastradioapparater där man designat för att klara EMC-kraven redan på kretskortsnivå för att slippa dyra och komplicerade skärmande kapslingar.

Ett effektivt byggsätt är att montera de tre koaxialkontakterna i locket i en långsmal kapsling. Den gemensamma kontakten i mitten och de två andra i resp ände. Hela filtret byggs sedan på insidan av locket. Då kommer de olika filtren att bli separerade och oönskad koppling från den ena branchen till den andra minimeras. Åtkomligheten blir god. Några skärmväggar behövs normal inte. Det skall utan några som helst problem gå att få tillräckligt hög port-port isolation ändå.

När jag kikar på kortet till filtret som SA7CNG byggt så är det första som slår mig att löd-paddarna har extremt stor yta vilket betyder höga strökapacitanser till jord som i sin tur innebär att filtret inte ser ut som på schemat. Någon föreslog att ställa kondensatorerna på högkant och endast använda kopparlaminatet som jordplan. Jo. det är en bra byggmetod rent elektriskt och också HF-mässigt. Fungerar utmärkt långt upp mikrovågsområdet och ger små förluster och små strökapacitanser och annat oönskat kan minimeras. Dock räcker den mekaniska hållfastheten i ytmonterade komponenter inte till för att hänga på stora grova spolar och vid första försöket att trimma induktansen i spolarna (trycka ihop och dra ut varven) så kommer det att bli avbrott i kondensatorerna. Bättre hade det gått med vanliga hålmonterade kondensatorer där benen även om de klipps korta ger en viss flexibilitet.

Men det är ett bra övningsprojekt och ger många erfarenheter och aha-upplevelser som sedan kan återanvändas i nästa bygge som lär bli mer genomtänkt och fungera bättre. Mina första filter som byggdes för si så där 45 år sedan såg ut ungefär som SA7CNG:s och de fungerade inte heller. Dock saknade jag både mätutrustning och kunskaper på den tiden så jag upptäckte sällan hur dåliga mina byggen var. Det mesta fungerar tillräckligt bra i praktiken ändå trots att de tekniskt sett var helkassa. Så är det... :)

/Bengt
 
Nja Bengt, vad jag menar är att lådan strålar om vägen mellan jord på koaxialkontakternas jordanslutning har lång väg till jord på kretskortet.
Som i CNGs fall där det är stora avstånd från jord till jord.
Det är vanligt att man tror att jord är någon sorts nollpotential oavsett frekvens.
I detta fall skall ju då RF strömmar flyta i lådan tills de når den jord där de flesta kondingar och spolar är jordade.

Idag finns SO-259 jackar med jordanslutningar avsedda att lödas direkt i kretskortet.

Ser vi lite historiskt på saken, så har jag tidigare nämnt att en träradio, eller en plåtradio, (BC-348) hör nästan lika bra om man ansluter antennen till jordskruven.

Jag minns även i början av tiden då även amatörradio skulle testas för EMC.
det gjorde man genom att dumpa effekten i en konstast och mäta utstrålning, som då kom från själva plåthöljet, som man trodde var "skärmat" och en nollpotential för allt man inte ville ha, en RF-soptunna helt enkelt. Så var det ju inte, man kallade saken "kabinettstrålning", och det tog många år innan man lärde sig göra ett chassi som inte strålade. Lösningen var knappset mer skärmar.
Utan att man helt enkelt inte använde chassit som återledare för varken likströmmen eller RF-strömmarna.

Vi ser likheten med att bilarna en tid hade batteriet bak, och man använde chassi som återledare för minus. de gick inte, man mätte upp strålning. Lösningen var en minuskabel till en väl definerad jordpunkt under huven. En jordpunkt som närmast såg överdriven ut.

Varken bilar eller apparatlådor är lämpade för att leda ström, varken likström, växelström, eller RF-ström.

Den bästa Diplexer vi på SRS sålde en tid var svensktillverkad. Enkel oansenlig, men bra prestanda.

Ett kort med tre hål, c:a 20 x 80 mm. I de tre hålen BNC jackar, lödda utöver muttern. Mittjacken var den gemensamma som Bengt nämner i sitt förslag till uppbyggnad. Sen korta ledningar med spolar mot jord och till resp utgångsjack.
Dvs inget mönster behövs på kortet. Blir det för kort väg mellan kontakterna kan man sick-sacka spolkedjan.
Inga "raka spolar" seriekopplade med de vanliga spolarna heller. Med detta menar jag spolarnas tilledningar som om de blir 10 - 20 mm långa, i sig är en induktans, åtminstone för UHF.
Sen kan man om man vill böja en tunn plåt och punktlöda som skärm, lik den man sätter på skorstenar.

de
FPD
 
Back
Top