presenta
Convertitori LF-VLF / OC
per ricevere le onde lunghissime sulle onde corte
di IZ1TQI Aldo (de Roderigo) - RCT #030
Esiste una banda radioamatoriale dei 136 KHz, 2205 m (135,7-137,8 KHz), onde lunghissime (VLF ossia Very Low Frequency), poco conosciuta e ancor meno praticata, che non tutti gli apparati posseggono; con questo convertitore è possibile quantomeno riceverla, trasposta sulle Onde Corte, con l'apparato in vostro possesso (AM, FM, LSB, USB, CW), assieme a tutte le emissioni presenti sulle lunghezze d'onda da 5-10 KHz fino a 500KHz, il limite basso delle Onde Medie.
Nella presente trattazione vi propongo tre possibili tipi di convertitori: uno con l'integrato S042P, l'altro con l'integrato NE602 e il terzo con componenti discreti.
L'integrato S042P è un miscelatore amplificatore capace di funzionare fino alla frequenza di 200 MHz.
Se tra i piedini 13 e11 inseriremo un quarzo, per la gamma di frequenza che ci interessa ricevere sul nostro apparato, e sul piedino 7 inietteremo una frequenza compresa tra 5 e 500KHz , in uscita (piedini 2-3) avremo la somma e la differenza di queste due frequenze.
Vale a dire che per un quarzo da 28 MHz, come oscillatore locale, e per la frequenza di 136 KHz in ingresso, avremo 28 + 0,136 = 28136 KHz e 28 - 0,136 = 27864 KHz, pertanto se ci sintonizzeremo sui 28136 o sui 27864 KHz, capteremo appunto tutta la banda dei 136 KHz semplicemente agendo sulla sintonia continua dell'apparato; lo stesso discorso vale dai 5-10 fino ai 500 KHz.
.L1-.L2-L3 costituiscono la media frequenza di conversione, che per i 28 MHz avrà un condensatore fisso da 33 pF, mentre per altre frequenze si tratterà di tarare il compensatore capacitivo, in parallelo a L1-L2, per il massimo segnale in ricezione.
E' consigliabile, ai fini pratici, usare quarzi a cifra tonda 14,000-22,000-28,000 MHz etc.., in modo che, usando la conversione per addizione e trascurando le prime due cifre del frequenzimetro, leggeremp direttamente la frequenza su cui siamo sintonizzati.
Se userete quarzi a frequenza molto bassa, non sarà più sufficiente regolare il compensatore, ma sarà necessario aumentare le spire di L1 e L2.
Il valore del compensatore, tra 10 e 60 pF, rende possibile accordare la MF molto più in alto o più in basso rispetto ai 28 MHz.
Il circuito d'ingresso non è un vero e proprio circuito di sintonia, ma è un filtro passa basso che taglia tutte le frequenze superiori a 500 KHz.
Se farete riferimento al datasheet dell'integrato S042P, troverete altri esempi di utilizzazione come convertitore e vedrete, eventualmente, anche come collegare una MF da 10,7 MHz sull'uscita
Gli avvolgimenti L1-L2-L3 sono così composti:
per L1-L2, su toroide, indicativamente T80 o anche più piccolo, avvolgete in bifilare 11 spire diametro 0,5 mm in filo di rame smaltato, estendete l'avvolgimento a tutto il toroide e collegate il primo capo di un avvolgimento con il secondo capo dell'altro, i due che resteranno liberi andranno ai piedini 3 e 2 dell' S042P; L3 è avvolta al centro delle altre due bobine, con il loro tesso senso di rotazione ed è composta da 5 spire dello stesso filo; il compensatore da 10-60pF, può essere ceramico o anche in mylar.
Il circuito dovrà avvalersi di un'antenna costituita da un buon tratto di filo; potrà essere collegato, ad esempio, all'antenna degli 80 o 160 metri, altrimenti è possibile approntare un'antenna a telaio seguendo le successive istruzioni:
si possono utilizzare due tubi plastici per impianti elettrici, diametro 32mm e 22mm, lunghi 75 cm collegati a croce tra di loro e con le estremità incise con una gola nella quale fare passare 80 spire di filo isolato 0,25-0,30 mm di diametro con presa alla 20° spira.
Si può forare il tubo da 32 mm al centro, in modo da inserire quello da 22mm; diversamente andranno bene anche listelli di legno.
In parallelo all'avvolgimento porrete un condensatore fisso da 82 pF e creerete la discesa, fino al ricevitore, con cavo coassiale, collegando il filo centrale alla 20° spira e la calza alla 1° spira, vedere a destra di figura 1.
Se il quazo dovesse essere restio ad oscillare aumentate il valore dei condensatori tra i piedini 10,11,12,13: portate quelli da 12 pF a 33-47pF e quello da 47 pf a 100-220pF.
In figura 2 è mostrato un altro convertitore VLF/OC, che usa l'integrato NE602, con funzionamento, fino ai 200 MHz, analogo all' S042P.
Il quarzo può essere da 24,000 o 28,000 MHz o altro in vostro possesso, tarando per la massima ricezione sia CV1 sia il nucleo di L3-L4; per altre informazioni e schemi riferitevi al datasheet dell'NE602. La frequenza più bassa ricevibile è attorno ai 5-10KHz, perchè poi incontrerete la portante molto robusta del quarzo, che silenzia tutto il resto
Non poteva mancare, in figura 3, uno schema a transistors; il discorso è lo stesso già fatto per gli altri due; il quarzo è compreso tra 5 e 15 MHz, se userete quarzi a frequenza più alta, può presentarsi una certa difficoltà di oscillazione; l'uscita è aperiodica.
Il segnale che oltrepassa il filtro passa basso all'ingresso, viene amplificato da TR1 e passa su TR2 che lo miscela con quello generato dall'oscillatore a quarzo di TR3, le frequenze risultanti dal battimento giungono al ricevitore.
Per questo convertitore è necessario un ricevitore che non sia casareccio, pena una ricezione poco selettriva, la ripetizione a breve distanza delle stazioni locali in AM, con segnali molto intensi; funziona bene con ricevitori radiantistici.
Gli schemi proposti sono desunti da vecchi numeri di Nuova Elettronica, di Electronics Projct, di Elettronica 2000 e da internet (con qualche modifica, prendendo spunto dai datasheet) e funzionano tutti egregiamente, perchè tutti realizzati, a suo tempo, e provati.
In verità ho operato la conversione per la gamma dei 27 MHz con il S042P e con il circuito a transistor, mentre con l'NE602, ho usato, anzicchè un quarzo, un circuito LC (come mostrato nel datasheet) ottenendo la conversione sulle onde medie di un'autoradio, 1 MHz circa, però la selettività lascia a desiderare e la portante del quarzo "oscura" la ricezione sotto i 10-15 KHz..
Nella seguente tabella, di figura 4, alcune delle emittenti che operano in VLF ed LF.
Taratura
Dopo aver accertato che il quarzo oscilla (dovreste ricevere la frequenza pura del quarzo che è la frequenza di conversione con segnale d'ingresso zero), si tratta di sintonizzare una emittente (tra l'altro ci sono emittenti che inviano segnali orari, frequenze campione, radiofari, telefoto) e tarare i nuclei o i compensatori delle medie frequenze di conversione per la massima deviazione dello s-meter.
Ingressi e uscite devono essere schermati e quindi realizzati con cavo coassiale e bocchettoni; il contenitore è bene sia metallico, non trascurate il cablaggio e non sottovalutate le saldature, anche se le frequenze sono molto basse.
In figura 5 e 6 vengono proposti gli schemi pratici, visti dal lato componenti, relativi alle figure 3 ed 1, dovrete rompervici un po' il capo, perchè i componenti, salvo i transistors o l'integrato, non sono contrassegnati; non viene dato quello di figura 2 perchè è veramente "frugale" e non dovrebbe destare difficoltà di sorta.
La scatola farà da collegamento di massa fra i bocchettoni R.F.; il circuito deve essere collegato alla scatola metallica in un solo punto; il cavo coassiale non deve avere la calza collegata ai bocchettoni, ma solo alla massa del circuto, ai bocchettoni andrà saldato solo il filo interno del cavo coassiale, altrimenti creerete delle correnti vaganti, difficilmente controllabili, dovute all'anello chiuso che si viene a formare tra il collegamento di massa effettuato dal contenitore e quello effettuato dalle calze di schermo.
Per chi volesse infine sensibilizzare il convertitore, in figura 7 è descritto lo schema di un preamplificatore a fet, a fianco (figura 8) lo schema pratico vistro dall lato componenti.
Su queste bande VLF, oltre le emittendi elencate in figura 4, potrà capitarvi d'ascoltare le emissioni radio di sottomarini, poichè in acqua si propagano decentemente solo queste lunghezze d'onda, ma con dispendio di notevoli potenze.
L'ascolto delle onde lunghissime contempla anche tutti quei rumori o suoni (rumore di vetri infranti, schiocchi, scricchiolii, suoni isolati o ricorrenti etc...), dovuti all'attività elettromagnetica delle macchie solari o inviati dall'attività radio di certe stelle; anche l'appressarsi di temporali provoca disturbi particolari che imparerete a conoscere con la pratica.
In realtà questi fenomeni sono udibili molto più frequentemente sulle ULF (Ultra Low Frequency: 300 - 3000 Hz) e sulle ELF (Extremely Low Frequency: 3-300HZ), ma per queste gamme necessitano ricevitori ben più complessi e critici.
Qui concludo, augurando buon ascolto a chi realizzerà qualcosa di quanto presentato in questa pagina.