WSPR маяк RA9YER на Si5351 спектр сигналов (лабораторная работа)

В данном материале рассмотрим спектр сигналов WSPR маяка собранного по методике RA9YER.

На выходе УМ установлен ФНЧ.
— Однослойная катушка с шагом
Диаметр каркаса D: 10 мм
Диаметр провода d: 1 мм
Шаг намотки h: 2 мм
Число витков катушки: 5
=>Индуктивность: 0,201 мкГн
С1=82 пФ, С2=331 пФ

Проходная характеристика примерно такая:

Получаем ослабление -3 дБ на частоте 25 МГц (полоса по уровню -3 дБ)

В работе маяк настроен на частоту 21.09 МГц, ослабление ФНЧ для первой гармоники F1 составляет -2.5 дБ, для F2 -6 дБ, для F3 -16 дБ.

Перепроверим модель ФНЧ в Micro Cap:

Проходная характеристика:

Получаем ослабление -3 дБ на частоте 29 МГц (полоса по уровню -3 дБ)
В работе маяк настроен на частоту 21.09 МГц, ослабление ФНЧ для первой гармоники F1 составляет +5 дБ, для F2 -11.5 дБ, для F3 -19 дБ.

Теперь практика:
Сигнал проверяем на выходе Si5351 и УМ на BS170. Синтезатор настроен на максмальную мощность 10 мВт. Анализатор - Agilent

Нет сигнала. Уровень шума в полосе обзора (115) -70 дБм МОД+УМ

WSPR  (118) S=22.5 дБм (178 мВт)  МОД+УМ+ФНЧ

Спектр гармоник от 1 до 100 МГц (132) МОД
Уровень высших гармоник относительно первой: F2=-24 дБ, F3=-16 дБ

Спектр гармоник от 1 до 100 МГц (122) МОД+УМ+ФНЧ, F1=174 мВт, F2=0.8 мВт, F3=0.46 мВт. Уровень высших гармоник относительно первой: F2=-25 дБ, F3=-41 дБ

*ВНИМАНИЕ! С нумерацией гармоник в таблице и на графике ошибки! Ориентируемся на значение частоты, а не показанный номер!

Определим по первой гармонике Ку=14.68 дБ. Проверим теорию.

F2ум=F2мод+Ку+Кфнч=-17.5+14.5-6 = -9 дБ (Кфнч2 из RFSimm)

F2ум=F2мод+Ку+Кфнч=-17.5+14.5-11.5 = -14.5 дБ (Кфнч2 из MC7)

Практический уровень F2 = 0.72 дБ

F3ум=F3мод+Ку+Кфнч=-9.2+14.5-6 = - 0.7 дБ (Кфнч3 из RFSimm)

F3ум=F3мод+Ку+Кфнч=-9.2+14.5-19 = -13.7 дБ (Кфнч2 из MC7)

Практический уровень F3 =  -23.6 дБ

В итоге по второй гармонике F2 - расчет ближе к RFSimm,
для третей гармоники F3 - расчет ближе к MC7? хотя.... оба варианта так себе..

Канальная энергия в полосе 3 МГц (130) МОД

Канальная энергия в полосе 3 МГц (124) МОД+УМ+ФНЧ

Ку=14.73 дБ. Pвх=5.8 мВт, Pвых=174 мВт.
Субгармоники (128) МОД

Субгармоники (127) МОД+УМ+ФНЧ

Субгармоники расположены на df ~ 1 МГц (спуры?). Максимальный уровень -7 дБ (0.2 мВт) 

Да, да, вот такой сигнал мы получаем на выходе SI5351.

Таблица измерений потребляемой мощности компонентов маяка.

Модуль/Режим	Uп, В	Iп, мА	P, мВт
Синтезатор, ДР	4.6	25	115
Синтезатор, СР	4.56	30	136.8
УМ, ДР	4.5	4.5	20.25
УМ, СР	4	95	380
Часы	4.5	3.8	17.1
Ардуино	5	17	85

Вывод:   Сигнал на выходе синтезатора 8 дБм, сигнал на выходе УМ 22 дБм. Ку = 14 дБ.  КПД Синтезатора Si5351 = 6.3/21.8 = 0.28. КПД УМ = 174/380=0.45. Общая потребляемая мощность в режиме вещания (СР): не более 620 мВт. 

Немного больше про данный маяк и другие радиотехнические самоделки можно прочитать в моей книге "Практика радиолюбителя. Антенны, маяки, скиммеры." см.  http://lavrinenkov.blogspot.com/2019/04/amateur-radio-practice.html

Для связи mail:  lis-soft /*at*/rambler   точка   ру

Лавриненков Игорь