Break (Magazyn CB)/Numer 11/Splittery pod lupą

Z radiowcy.org
Artykuł
Autor P.P.
Data publikacji styczeń 1994
Miejsce publikacji Break (Magazyn CB)/Numer 11

Splitter, splitting to w języku angielskim oznacza odpowiednio „dwojacz”, „rozszczepienie”!

Splittery, które spotykamy na rynku amatorskiej radiokomunikacji to nic innego jak „TRÓJNIKI” umożliwiające podłączenie do jednej anteny dwóch radiotelefonów, lub dwóch anten do jednego radiotelefonu. Sytuację tą przedstawiono na rysunku 1.

Rys. 1: Splittery

Ktoś z pewnością zapyta po co dwa radiotelefony podłączać do jednej anteny? Przyczyna jest prosta - w jednym budynku są zainstalowane dwa „radyjka” i jedna antena. Posiadacze obydwu radiotelefonów korzystają z nich rzadko po co więc instalować drugą antenę tym bardziej, że na tą drugą antenę nie ma miejsca. W drugim przypadku wyobraźmy sobie TIR-a (najczęściej z kontenerem na przyczepie). Zainstalowana na kabinie po prawej lub lewej stronie pojedyncza antena często słabo promieniuje do tyłu lub na jeden z boków. Instalacja dwóch anten sprzężonych SPLITTEREM znacznie zmienia charakterystykę promieniowania układu dwóch anten co pokazano na rysunku (patrząc na samochód od góry).

Rys. 2: Charakterystyka promieniowania anten

jeśli już zrozumieliśmy, jakie korzyści daje SPLITTER zastanówmy się jaka jest istota jego działania. Aby lepiej zrozumieć działanie SPLITTERA trzeba zanalizować jego działanie i to niezależnie w dwóch stanach: odbioru i nadawania.

Przeciętny SPLITTER w stanie odbioru działa w sposób przedstawiony na następnym rysunku.

Warto zwrócić uwagę, że przeciętny SPLITTER w stanie odbioru łączy jedną antenę z dwoma radiotelefonami na wprost. Skutek jest taki, że zakładając iż antena jest „doskonale” zestrojona (będąc w rezonansie ma oporność 50 Ω), to każdy z odbiorników radiotelefonów sumarycznie widzi oporność 25 Ω, co oznacza, że każdy z odbiorników „widzi” SWR - 2, a to z kolei oznacza kilkunastoprocentowe straty na sygnale.

W stanie nadawania przeciętny SPLITTER wykorzystuje przekaźnik aby „odciąć" wejście odbiornika drugiego radiotelefonu CB przed mocą wytwarzaną przez pierwszy radiotelefon, co pokazano na poniższym rysunku.

Podsumowując takie rozwiązania SPLITTERÓW trzeba stwierdzić, że są to rozwiązania kompromisowe i „BARDZO TANIE” (zwane w języku angielskim „ordinary”).

Prawdziwe SPLITTERY realizują identyczne funkcje są jednak bardziej „RASOWE” pod względem konstrukcyjnym. Im właśnie poświęcimy trochę miejsca, czyli SPLITTEROM 3 decybelowym !

Co oznacza 3 dB strat? Oznacza to nic innego, jak straty w mocy dwa razy. Czyli z naszych 4 „przysłowiowych" watów mocy wyjściowej do anteny dotrą tylko 2 waty. Czy jest to powód do „tragedii" ? Oczywiście, że nic, ponieważ strata mocy 2 razy praktycznie nie jest zauważalna u naszego korespondenta na jego S-metrze i w zasadzie nie ma wpływu na zasięg. Nasz „rasowy' SPLITTER nie wymaga oczywiście przekaźnika, co czyni go jeszcze bardziej „rasowym", gdyż przekaźniki są bardziej zawodne niż np. elementy indukcyjne. Schemat takiego poprawnego SPLITTERA przedstawiono poniżej.

Układ ten poprawnie pracuje w zakresie 300 kHz do 40 MHz. Jego konstrukcja oparta jest o ferromagnetyczne rdzenie pierścieniowe o przenikalności 850 dla transformatora TR1 i przenikalności 4700 dla transformatora TR2. Należy zwrócić uwagę, że transformator TR2 został nawinięty bifilarnie 10 zwojami. Dla wykonania obu transformatorów użyty został emaliowany drut w bawełnie o średnicy 0,2 mm. Indukcyjność TR1 wynosi około 30 μH a TR2 około 60 μH.

Skupmy się jednakże na ciekawych cechach naszego SPLITTERA analizując jego działanie poprzez podanie mocy 4 watów na każde z wejść/wyjść. Pokazano to na poniższych symbolicznych rysunkach.

Uwagę zwraca duże tłumienie pomiędzy we/wy 2 i 3, tłumienie to zwane często „izolacją” pomiędzy ww. wejściami w funkcji częstotliwości przedstawiono na poniższym wykresie.

Stąd widać, że dwa radiotelefony połączone do 2 i 3 wzajemnie się nie zniszczą pracując z jedną anteną podłączoną do we/wy 1.

Korzyści są także w drugą stronę jeśli do we/wy 1 podłączymy radiotelefon, a do we/wy 2 jedną antenę i do we/wy 3 drugą antenę to na skutek dobrej izolacji pomiędzy 2 i 3 radiotelefon będzie widział dobre dopasowanie (około 50 omów a nie 25 omów jak przy antenach połączonych równolegle). Chcąc przenosić odpowiednio duże moce należy użyć rdzeni ferrytowych o odpowiednio dużych rozmiarach, jak również użyć rezystora 100 omów o większym watażu (zasadniczo moc na rezystorze wydziela się wtedy gdy jedno z we/wy 2 lub 3 jest nie obciążone). Warto też zwrócić uwagę, że SPLITTER może pracować na inną impedancję niż 50 Ω, np. dla SPLITTERA 75 Ω wartość rezystora należy zmienić na 150 Ω.

Jeszcze o samej konstrukcji mechanicznej. SPLITTER należy zbudować w metalowym pudełku zakończonym trzema złączami jak na poglądowym rysunku poniżej.

Należy również pamiętać, że aby osiągnąć dobrą izolację pomiędzy 2 i 3, bifilarne uzwojenie TR2 powinno być nawinięte dwoma skręconymi drutami nawojowymi.

Wzór matematyczny do wykonania transformatora splittera

Dla chętnych do wykonania własnym sumptem splittera, a nie dysponujących rdzeniami o przenikalnościach jak podano wyżej, podajemy wzór na podstawie którego można obliczyć żądane parametry transformatora:

(1)

μ - przenikalność, n - ilość zwoi, h - grubość rdzenia, A - zewnętrzna średnica rdzenia, B - wewnętrzna średnica rdzenia

Wytrwałym życzymy powodzenia !