Radioamat

1
Radioamatööriperuskurssi

• T1 - moduuli
• Heikki Lahtivirta OH2BSH

2
Miksi tekniikkaa ?

• 1. Turvallisuus
• 2. Turvallisuus
• 3. Tekniikan taito on tärkeä
• 4. Mielenkiinto tekniikkaan
• 5. Harrasteen kautta ammattiin
• 6. Tekniikka on hallittava myös käytännön
  takia

3
Sähkötekniikan perussuureet

• Jännite U U V voltti
• Virta I I A ampeeri
• Resistanssi R R ? ohmi
• Teho P P W watti

4
Sähkötekniikan suureita

• Impedanssi Z Z ? ohmi
• Induktanssi L L H henry
• Kapasitanssi C C F faradi
• Taajuus f f Hz hertsi

5
Kerrannaisyksiköitä ja esimerkkejä niiden käytöstä

• tera 1012 terawatti 1012 W TW
• giga 109 gigahetrsi 109 Hz GHz
• mega 106 megavoltti 106 V MV
• kilo 103 kilo-ohmi 103 ? ?????k?
• ??????????????????100 watti 100 W W
• milli 10-3 milliampeeri 10-3 A mA
• mikro 10-6 mikrovoltti 10-6 V ?V
• nano 10-9 nanosekunti 10-9 s ns
• piko 10-12 pikofaradi 10-12 F pF

6
Johteet,puolijohteet ja eristeet

• Johteita
• Kulta, Hopea
• Kupari, Alumiini
• Messinki, Rauta
• Hiili, Ionisoitunut kaasu

• Puolijohteita
• Pii, Si
• Germanium, Ge
• Galliumarsenidi, GaAs
• Seleeni.

7
Johteet, puolijohteet ja eristeet

• Eristeitä
• Tyhjö
• Ilma
• Tislattu vesi
• Kiille
• Lasi
• Posliini
• PVC muovi
• Akryylimuovi

• Öljy
• Keraamiset aineet
• Kumi
• Kuiva puu
• Kuiva paperi
• Alumiinioksidi

8
Mitä sähkö on ?

• Täysin oikeaa vastaus-ta ei tiedetä, kuitenkin
  sähkön luonteesta, käyttäytymisestä ja käytöstä
  tiedetään paljon.
• Sähkön luonnetta voi- daan havainnollistaa Bohrin
  esittämän ato- mimallin avulla.

• Mallissa kaikki aine koostuu atomeista, joissa on
  ydin ja sitä kiertäviä elektroneja.
• Ydin koostuu positii-visista protoneista ja
  varauksettomista neutroneista.
• Elektronit ovat nega-tiivisesti varautuneita.

9
Mitä sähkö on ?

• Atomin ollessa lepo- tilassa atomin varaus
  ulospäin on nolla ts. ytimessä on yhtä mon-ta
  protonia kuin on ydintä kiertäviä elekt-roneja.
• Tuomalla atomiin energiaa ulkopuolelta irtoaa
  elektroni.

• Irronneet elektronit muodostavat johti-meen
  sähkövirran.
• Sähkövirta puolestaan saa aikaan johtimen
  ympärille magneetti-kentän.

10
Mitä sähkö on ?

• Kahden pisteen välillä vaikuttaa jännite, jos ko.
  pisteissä on eri määrät elektroneja.
• Pisteiden välillä vaikuttaa sähkökenttä

• Kun magneetti- ja säh-kökenttä vaikuttavat
  samassa pisteessä yhtäaikaa (esim. an-tenni)
  syntyy sähkö-magneettisen energian perusosia eli
  kvantteja.

11
Ohmin laki

• Muistikolmio

• Miten käytän muistikolmiota ?
• Peitä kysytty suure, jäljelle jäävä osa on
  tarvittava laskutoimi-tus.

U
______
I R
12
Vastusten kytkennät

• Vastukset rinnan
• Rinnankytkennässä kokonaisresistanssin
  käänteisarvo on osa- resistanssien
  kään-teisarvojen summa
• 1/Rt1/R11/R21/R3

• Vastukset sarjassa
• Sarjaankytkennässä kokonaisresistanssi on
  osaresistanssien summa
• RtR1R2R3

Rt
Rt
R1
R2
R3
R1
R2
R3
13
Jännitelähteiden kytkennät

• Jännitelähteet sarjassa
• Sarjaankytkennän ko- konaisjännite on osa-
  jännitteiden summa
• UtU1U2U3

• Jännitelähteet rinnan
• Osajännitteiden on ol- tava saman suuruisia
• Kytkennän kuormi-tettavuus kasvaa
• UtU1U2U3

Ut
Ut
-
-
-
-
-
-
-
-
U1
U2
U3
U1
U2
U3
14
Sähköteho ja - työ

• Kun jännite ja virta vaikuttavat yhtä aikaa
  tietyssä pisteessä, ku-lutetaan ko. pisteessä
  sähkötehoa.
• Sähköteho on jännit-teen ja virran tulo
• P U x I
• P V x A VA W

• Ohmin lakia sovelta-malla saadaan tehon kaavoiksi

2
P U x I
U
P
2
R
P I
x R
U P x R
P
I
R
15
Sähköteho ja -työ

• Sähkötehon vaikut-taessa tietyn ajan, teh- dään
  sähkötyötä Ws.
• Ws P x t(s)
• Ws Wattisekunti
• Johdannaisyksikkö on Wh (wattitunti) 3600 x Ws.

• Ostettaessa sähköä sähkölaitokselta, mak-setaan
  nimenomaan tehdystä sähkötyöstä.
• Lasku kasvaa kun aika/teho kasvaa.

16
Tehosovitus

• Tehosovitus tarkoittaa tilannetta jossa kuor-
  maan saadaan syötet-tyä teholähteestä suu-rin
  mahdollinen teho.
• Tehosovitus toteutuu kun kuorman impe-danssi on
  yhtä suuri kuin teholähteen sisäi- nen impedanssi.

• Impedanssi ZR j X
• Siirrettäessä tehoa (esim. lähettimestä
  an-tenniin) pyritään teho- sovitukseen (RS RL).

R
S
R
G
L
17
Vaihtosähkö

• Vaihtosähköllä jännit-teen suuruus ja suunta
  vaihtelevat jaksollisesti ajan suhteen.
• Vaihtelu on yleensä säännöllistä ja siinä on
  positiivinen ja nega- tiivinen osuus.
• Vaihtelu on yleensä sini- muotoista.

• Vaihtojännitteen te- hollisarvo U on
  sa-mansuuruinen kuin ta-sajännite, jonka
  läm-mittäväteho on yhtä suuri kuin
  vaihtojän-nitteen teho.

18
Vaihtosähkö

• Sininmuotoisen vaih-tojännitteen huippu-arvo on
  1,41 kertaa tehollisarvo eli
  u 1,41 x U.
• Jaksonpituus T mää-rää kuinka pitkä aika kuluu
  yhteen kokonai-seen jaksoon.

• Taajuus f on jaksonpi- tuuden T käänteisarvo.
• Taajuus ilmaisee kuin-ka monta kokonaista jaksoa
  yhteen sekun-tiin mahtuu.

1
1
f
f

Hz
s
T
19
Vaihtosähkö
Huippuarvo u
u
Tehollisarvo U
Huipusta huippuun Uhh
Jakson pituus (jaksonaika)
T
20
Vaihtosähkö

• Radioamatöörilähetti-mestä antenniin syö-tettävä
  signaali on vaihtosähköä jonka taajuus on
  megahert- sejä (MHz).
• Antenni muuttaa vaih-tosähkön sähkömag-neettiseks
  i säteilyksi.

• Sähkömagneettinen säteily etenee ilmassa ja
  avaruudessa valon nopeudella.
• Aallonpituus ilmaisee matkan, jonka säteily
  etenee yhden jakson aikana.

c
c300 000 000 m/s

f
m
21
Induktanssi

• Virrallisen johtimen ympärille syntyy
  mag-neettikenttä.
• Kun johdin kierretään kelalle, yksittäisten
  kierrosten magneetti- kentät summautuvat ja
  kokonaiskenttä voimistuu.

• Kentän voimakkuu-teen vaikuttaa oleel-lisesti
  kelan sydänaine.
• Tasavirta muodostaa kytkentähetkellä ke-laan
  magneettikentän, joka vastustaa virran kasvua.

22
Induktanssi

• Kun virta katkaistaan purkautuu magneet-tikenttä
  ja INDUSOI kelan silmukoihin jän- nitteen, joka
  pyrkii vastustamaan virran pienentymistä.
• Ominaisuutta kutsu-taan INDUKTANS-SIksi.

• Mitä nopeammin mag-neettikenttä muuttuu sitä
  enemmän induk-tanssi vastustaa virran muutosta.
• Induktanssilla on siis vaihtovirta vastus,
  REAKTANSSI.

23
Induktanssi

• Induktanssi aiheuttaa virran jäämisen
  jännit-teestä 90 astetta jäl-keen.
• Reaktanssi ei aiheuta häviötehoa.
• Induktanssin merkintä on L ja L H (henry)

• Reaktanssin merkintä on X ja X ?(ohmi)
• Keloilla on induktii-vinen reaktanssi XL.
• XL ? L missä ?2?f. XL 2?fL
• Induktansseja laske-taan sarjaan ja rinnan kuten
  vastuksia.

24
Kapasitanssi

• KAPASITANSSI eli varautumiskyky (kyky varata
  elektroneja).
• Kapasitanssin mer-kintä on C ja C F (faradi).
• Kapasitanssin realisoi komponentti nimel-tään
  kondensaattori.

• Kondensaattori muo-dostuu lähekkäin ole-vista
  toisistaan eriste-tyistä metallilevyistä.
• Kondensaattori EI johda tasavirtaa.
• Kondensaattorissa elektronit liikkuvat kunnes
  saavutetaan tasapainotila.

25
Kapasitanssi

• Vaihtovirta läpäisee kondensaattorin
  (tasa-painotilaa ei saavute-ta).
• Kondensaattorilla on myös reaktanssi,
  kapa-sitiivinen reaktanssi XC.

• XC 1/ ?C , missä ? 2?f.
• Kapasitansseja laske-taan sarjaan kuten
  vas-tuksia rinnan ja rinnan kuten vastuksia
  sar-jaan.

26
Passiviset komponentit

• Vastukset
• Vastusten tärkeimmät ominaisuudet ovat
• Vastusarvo,toleranssi, jännitteen- ja tehonkesto.
• Radiotekniikassa lisäksi huomioitava
  suur-taajuusominaisuudet .
• Vastus voi olla joko kiinteäarvoinen tai
  säädettävä (potentiometri).
• Vastusmateriaalina käytetään hiilimassaa,
  hiili-kalvoa, metallikalvoa ja vastuslankaa.

27
Passiiviset komponentit

• Suurtaajuuspiireissä on syytä käyttää
  IN-DUKTANSSITTOMIA vastuksia eli massa- tai
  hiilikalvovastuksia.
• Vastuksen tehonkesto riippuu rungon mekaanisista
  mitoista. Mitä suurempi runko on, sitä suuremman
  tehon vastus kestää.
• Yleisiä tehoarvoja ovat 1/4W,1/3W,1/2W,
  1W,2W,4W,5W,10W,50W......

28
Passiiviset komponentit

• Kondensaattorit
• Kondensaattoreiden tärkeimmät ominaisuudet ovat
• kapasitanssiarvo ja jännitekesto.
• Toleranssi ei ole tärkeä yleensä
• Käyttöpaikka määrää voimakkaasti sen, minkä
  tyyppistä kondensaattoria käytetään.
• Tärkeä tekijä kondensaattorin valinnassa on
  eristemateriaali

29
Passiiviset komponentit

• Kondensaattori voi olla kiinteä tai säädettävä.
• Säädettävissä kondensaattoreissa on eristeenä
  yleensä ilma tai muovi.
• Säädettävissä kondensaattoreissa muutetaan
  levyjen välistä pinta-alaa kiertämällä levyjä
  toistensa sisään tai ulos tai muuttamalla levyjen
  etäisyyttä toisistaan.
• Säätökondensaattori voi olla joko
  työkalusäätöinen tai säätöakseliin liitetään
  nuppi, josta säätö suoritetaan.

30
Passiiviset komponentit

• Elektrolyyttikondensaattorilla (Elko) saa-daan
  aikaan suuria kapasitansseja, jopa satojatuhansia
  mikrofaradeja.
• Elkoja käytetään yleensä teholähteissä.
• Elkossa toisen elektrodin muodostaa metal- lilevy
  ja toisen elektrolyyttinen liuos.Näiden välille
  syntyy kaasukalvo, joka toimii eris-teenä.

31
Passiiviset komponentit

• Elko on polaroitu kondensaattori ts.toinen
  navoista on - merkkinen ja toinen - -
  merkkinen.
• Elkon navat täytyy AINA kytkeä - napa
  positiivisempaan jännitteeseen ja - - napa
  negatiivisempaan.
• Elkon suurtaajuusominaisuudet ovat huo-not.

32
Passiiviset komponentit

• Kela on eristetystä langasta käämitty
  lan-kavyyhti joka on käämitty joko ilmakelaksi
  tai hyvän magneettiset ominaisuudet (induk-
  tanssia kasvattavat) omaavan materiaalin päälle
  (kelan sydän).
• Kelan käyttötarkoitus määrää kelan rakenteen ja
  materiaalit.

33
Passiiviset komponentit

• Pientaajuuskelat
• Tarvitaan suuri induktanssi
• Käytetään mm. estämään virtalähteiden
  hurinavirtaa,kaiuttimien jakosuotimissa,
  ener-giavarastona jne.
• Sydänmateriaalina käytetään mm. rautalevyjä,
  ferromagneettisia aineita.
• Induktanssit 0.1 - 100H

34
Passiiviset komponentit

• Suurtaajuuskelat
• Tarvittavan induktanssin arvon määrää
  käyttö-taajuus
• Jos siirrettävä energia on pieni, kela käämitään
  pienille rautajauho- tai ferriittisydämille.
• Suurilla energioilla kelasydämenä käytetään suuri
  poikkipintaisia ferriittisiä materiaaleja tai
  ilmaa ja lankana paksua kuparilankaa (hopeoin-ti).

35
Passiiviset komponentit

• Suurtaajuuskuristimet
• Eroittavat suurtaajuusenergian tasasähkösyö-
  töstä.
• Pyritään suureen induktanssiin , pieneenhaja-
  kapasitanssiin ja pieneen resistanssiin.
• Ovat usein aksiaalisia.

36
Passiiviset komponentit

• Muuntajat
• Muuntaa jännitteen tai virran suuremmaksi tai
  pienemmäksi (myös impedanssin).
• Runkona voi olla rautalevyt tai ferriittinen
  aine.
• Rungon päälle käämitään kaksi tai useampia
  keloja.
• Toiminta perustuu vaihtelevaan magneettikent-tään.
  
• Runko toimii suljettuna magneettipiirinä.

37
Passiiviset komponentit

• Runko ohjaa magneettikentän vuon siten, että vuo
  lävistää kaikkien käämien silmukat.
• Kun johonkin ensiökäämiin tuodaan vaihtovir-taa,
  indusoituu muihin toisiokäämeihin jännite.
• Kuormittamattoman muuntajan muuntosuhde on
  U1 / U2 N1 / N2 I2 / I1
• Muuntaja toimii vain vaihtosähköllä !!
• Jos muuntajaa ei kuormiteta toisiopuolelta kulkee
  ensiössä tyhjäkäyntivirta.

38
Komponentit

• Sähkölaitteet rakentuvat rakenneosista eli
  komponenteista.
• Komponentit jaetaan kahteen pääryhmään
• Aktiiviset komponentit
• Yleensä vahvistavat signaalia. Esim.transistorit,
  operaatiovahvistimet, logiikkapiirit,tyhjö-putket
  jne.
• Vaativat ulkoista syöttötehoa toimiakseen.
• Passiiviset komponentit
• Vastukset,kondensaattorit,kelat
• Eivät vaadi ulkoista syöttötehoa toimiakseen.
  

39
Puolijohteet

• Tärkeimmät puolijohdemateriaalit
• Pii
• Gallium - Arsenidi
• Germanium
• (Seleeni, Kuparioksiduuli)
• Puolijohteiden sähkönjohtokyky on johteiden ja
  eristeiden välillä.

40
Puolijohteet

• Puhtaalla puolijohdemateriaalilla ei ole si-
  nänsä suurtakaan merkitystä elektroniikassa.
• Tärkeäksi komponenttien raaka-aineeksi puolijohde
  muuttuu, kun valmistus vaihees-sa materiaaliin
  sekoitetaan hallitusti vieraita aineita
  saastuttamaan raakapuolijohde.
• Puolijohdemateriaalia tehdään kahta eri tyyppiä
  P- ja N-tyyppistä.

41
Puolijohteet

• P- tyypin puolijohteessa on elektronien va-
  jausta ja N- tyypin puolijohteessa on
  elekt-roneja liikaa.
• Yhdistämällä P- ja N- tyypin materiaaleja
  kerroksittain yhteen, saadaan aikaan eri-laisia
  toimintoja, puolijohdekomponentteja.
• Oleellista komponentin toiminnan kannalta on P-
  ja N- tyypin materiaalien rajapinta.

42
Diodi

• Diodi on yksinkertaisin puolijohdekompo-nentti.
• Diodi rakentuu yhdestä P- ja N- tyypin
  raja-pinnasta.

Anodi
Katodi
A
K
N
P
Diodin piirrosmerkki
Rakenne, P- ja N-rajapinta
43
Diodi

• Kun P-tyypin puoliskoon kytketään virta-lähteen
  - napa, siirtyvät ylimääräiset elektronit N -
  tyypistä lähelle rajapintaa.
• Vastaavasti virtälähteen negatiivinen napa vetää
  ylimääräisiä aukkoja P - tyypin puo-lelta lähelle
  rajapintaa.
• Jos virtalähteen jännite on tarpeeksi suuri,
  siirtyvät elektronit ja aukot rajapinnan yli.

44
Diodi

• Jännitettä jolla rajapinta tulee johtavaksi,
  kutsutaan kynnysjännitteeksi ja on piillä
  n. 0,7 V ja germaniumilla n.0,3V.
• Kun jännite on suurempi kuin kynnysjänni- te,
  diodi johtaa (päästösuunta).
• Jos jännite kytketään toisin päin, elektronit ja
  aukot siirtyvät kauemmaksi rajapinnasta, jolloin
  diodi ei johda (estosuunta).

45
Diodi

• Jos estosuuntainenjännite kasvaa liian
  suu-reksi,tapahtuu läpilyönti, joka tuhoaa
  diodin,
• Diodin ollessa estosuuntainen, kulkee diodissa
  pieni estosuuntainen vuotovirta.
• Kun diodi on myötäsuuntainen, ei diodin yli jäävä
  jännite muutu paljonkaan.
• Diodeja käytetään ohjaamaan virta haluttuun
  suuntaan.

46
Diodi

• Käytännön sovelluksia diodeille ovat
• Vaihtosähkön tasasuuntaaminen tasasähköksi
• Ilmaisu eli informaation erottaminen
  radiolähetteen kantoaallosta
• Eri taajuisten signaalien sekoittaminen
  keske-nään
• Toiminta kytkimenä

47
Diodi

• Diodin yhteydessä tärkeimmät suureet ovat
• Suurin sallittu jatkuva myötäsuuntainen virta
• Suurin sallittu estosuuntainen jännite
• Toimintanopeus
• Suurin sallittu toistumaton myötäsuuntainen virta
• Diodissa katodi merkitään renkaalla ja tyyppi
  kirjain-numero yhdistelmällä.

48
Diodi

• Piidiodin toimintakäyrä

U/V
2
Myötäsuunta
1
10
20
30
I/uA
I/A
0,5
1
1,5
2
-100
Estosuunta
-200
U/V
49
Diodi

• Zenerdiodi
• On myötäsuunnassa samanlainen kuin piidiodi
• Estosuunnassa estojännite on matala, tyypistä
  riippuen 3.3V - 200V
• Estojännite alueella (Zenerjännite) jännite on
  hyvin vähän riippuvainen läpi kulkevasta
  vir-rasta
• Käytetään jännitteen vakavointiin
  (stabiloin-tiin) ja kohinan muodostamiseen

50
Diodi

• Kapasitanssidiodit (eli varaktori)
• Valmistettu siten , että PN - rajapinnan kapasi-
  tanssi on mahdollisimman suuri ja säädettävissä
• Kapasitanssin säätö perustuu estosuuntaisen
  jännitteen säätöön (elektronien ja aukkojen
  etäisyyden muuttamiseen)
• Käytetään radioissa virityspiirien säätöön ja
  taajuuden kertojissa
• Voidaan käyttää myös myötäsuuntaisena

51
Diodi

• Valodiodi (eli LED)
• Materiaaliksi on valittu aine, joka alkaa
  emit-toida näkyvää valoa kun diodiin kytketään
  myötäsuuntainen virta
• Myötäsuunnassa diodin yli jäävä jännite on
  stabiili (Voidaan hyödyntää stabilointiin)
• Tyypillisesti max. virta on 20mA, suuremmilla
  tuhoutuu helposti

52
Transistorit

• Transistori on aktiivinen puolijohdekompo-
  nentti, jossa sisääntulonapoihin tuotu sig-naali
  saadaan vahvistettuna ulos lähtöna-voista.
• Transistorit jaetaan kahteen pääryhmään
• Virtaa vahvistaviin bipolaaritransistoreihin
  (BJT)
• Jänniteohjattuihin kenttävaikutustransistoreihin
  (FET)

53
Transistorit

• Bipolaaritransistorit
• koostuu kolmesta puolijohdekerroksesta (kaksi
  rajapintaa)
• Kerrosten järjestys on joko PNP tai NPN
• Kerrosten järjestys määrää virran kulkusuunnan
  transistorin läpi
• Kytkennät ulospäin kolmella elektrodilla Kanta
  (Base, B),Emitteri (Emitter, E) ja Kollektori
  (Collector, C)

54
Transistorit

• Bipolaaritransistorien piirrosmerkit

C
C
C
B
B
B
E
E
E
NPN
PNP
NPN - Darlington
55
Transistorit

• Bipolaaritransistori
• Ohjauselektrodi on kanta
• On virtaa vahvistava komponentti
• Toimintaperiaate
• Kannan kautta emitterille kulkeva virta ohjaa
  kollektorin kautta emitterille kulkevaa virtaa
• Virtojen välistä riippuvuutta kutsutaan
  transis-torin virtavahvistuskertoimeksi ( ? tai
  Hfe )

56
Transistorit

• Virtavahvistuskertoimen arvo voi vaihdella
  transistorityypistä riippuen muutamasta
  kym-menestä useaan tuhanteen
• Kannan ja emitterin välillä on myötäsuuntainen
  diodi joten niiden välillä vallitsee melko vakio
  0,7V jännite-ero (kynnysjännite)

57
Transistorit

• FET - transistorin toiminta
• Lyhenne FET Field Effect Transistor Kent-
  tävaikutustransistori.
• Kutsutaan myös kanavatransistoriksi
• Kytkennät ulospäin kolmella elektrodillaHila
  (Gate, G), Kerääjä (Drain , D) ja Lähde (Source,
  S)
• On jänniteohjattukomponentti

58
Transistorit

• Drain - Source välille syntyy virtaa johtava
  kanava ja Gaten ja Drainn välisellä
  jännitteellä voidaan säätää kanavan leveyttä
  (resistans-sia) ts. virran suuruutta.
• Gate on eristetty kanavasta.
• FETtejä valmistetaan sekä N - että P - kanavai-
  sina
• FETt jaetaan kahteen päätyyppiinliitos- ja MOS
  fetteihin.

59
Transistorit

• Liitos FET
• Gatelta estosuuntainen diodiliitos source ja
  drain elektrodeihin (Sourcen ja drainin väli on
  yhtenäistä puolijohdetta.Tasavirta ei kulje
  gatelta kanavaan)
• Gaten ja sourcen välillä on tietty kapasitanssi
  joten vaihtojänniteohjauksella gatelta kulkee
  virtaa kanavaan
• On sulkutyyppinen eli gatella pitää olla jännite
  jotta FET ei johda

60
Transistorit

• MOS- FET
• Lyhenne tulee sanoista Metal Oxide Semicon-
  ductor
• Gate on eristetty ohuella metallioksidi kerrok-
  sella (ei ole diodiliitosta)
• On olemassa sekä sulku - että avaustyyppisiä
• On myös kahdella gatella varustettuja, jolloin
  niiden toimintaa voidaan ohjata kahdella
  sig-naalilla samanaikaisesti

61
Tyristorit ja triacit

• Käytetään nopeina tehokytkiminä.
• Tyristori on nelikerrosdiodi joka johtaa
  myötäsuuntaan kun se on saanut sytytys-pulssin
  ohjauselektrodilleen.
• Tyristori sammuu kun myötäsuuntainen virta on
  pienentynyt alle ns. pitovirran.
• Tyristori hyödyntää vaihtosähköstä vain toisen
  puolijakson.

62
Tyristorit ja triacit

• Triacit ovat periaatteessa kaksi tyristoria
  vastakkain kytkettynä ja ohjauselektrodit
  yhdistettynä.
• Triac johtaa kumpaankin suuntaan kun oh-jaus
  tapahtuu oikein.
• Väärin suunniteltu tyristori- tai triackytken- tä
  aiheuttaa voimakkaita häiriöitä radiotaa-
  juuksilla.

63
Tyhjöputket (Radioputket)

• Ovat jänniteohjattuja komponentteja.
• Radioputkien merkitys radiotekniikassa on
  pienenemässä.
• Vaativat hehkutehoa katodin lämmitykseen --gt
  kokonaishyötysuhde huononee.
• Rakennettu lasikuvun sisään, johon on imet-ty
  tyhjö.

64
Radioputket

• Putkessa on aina vähintään kaksi elektrodia
  hehkukatodi ja anodi. Anodi on positiivi-sempi
  kuin katodi jolloin katodia lämmitet-täessä
  irtoavat elektronit siirtyvät anodille.
• Tämä yksinkertaisin putkityyppi on nimel-tään
  DIODI.
• Anodin ja katodin väliin voidaan asettaa
  li-säelektrodeja , hiloja.

65
Radioputket

• Hiloille tuotavilla jännitteillä voidaan
  sää-dellä ja muutella putken ominaisuuksia.
• Putket eivät ole herkkiä käyttövirheille.
• Putken tulokapasitanssi (kapasitanssi hilan ja
  katodin välillä) on pieni (muutama pF).
• Tyypillinen anodijännite on 200VDC, lähe-
  tinputkilla n.2-5 KV.

66
Radioputket

• Putket jaetaan seuraavasti toiminnallisiin
  tyyppehin
• Putkityyppi Hiloja Elektrodeja
• Diodi 0 2
• Triodi 1 3
• Tetrodi 2 4
• Pentodi 3 5
• Heksodi 4 6
• Heptodi 5 7
• Oktodi 6 8

67
Radioputket

• Saman tyhjöksi imetyn lasikuvun sisään voidaan ja
  rakennetaankin useampia putki-toimintoja.
• Tällöin saadaan esim. trioditetrodi, diodi-
  triodi, triodipentodi jne.
• Radioputkien saatavuus on huonontunut,ny- kyisin
  radioputkia valmistetaan pääasiassa vain
  entisissä itäblokin maissa ja Kiinassa.

68
Transistori vahvistimena

• Yksinkertainen äänitaajuusvahvistin

20V
R3
R1
R5
R7
4,7k
180k
4,7k
180k
C2

Tr3
100uF
C1

C3
Tr2
Tr1

100uF
1000uF
R2
R4
R6
R8
R9
R10 10k log
22k
1k
120
22k
1k
0V
69
Vahvistimien toimintaluokat

• Vahvistinkomponenteilla (putket, transistorit ja
  FETt) on kolme perustoimintaluokkaa
• A-, B- ja C - luokat
• Vahvistinluokan valinta riippuu signaalista, jota
  halutaan vahvistaa.
• Väärän vahvistinluokan valinta aiheuttaa esim.
  SSB- signaalille säröytymistä.

70
Vahvistinluokat

• Toimintapiste on piste, jossa vahvistavan
  komponentin ohjauspiirin tasajännite(-virta) ja
  lähtöpiirin tasajännite (-virta) käyrät
  leik-kaavat.

UD
Toimintapiste
ID
RD
Ug
D
G
UD
S
RG
Ug
ID
71
Vahvistinluokat

• A-luokka
• Vahvistinta ei koskaan ohjata epälineaariselle
  alueelle
• Vahvistavalla komponentilla on kiinteä
  toimin-tapisteen asettelu, jolla lähtö asetetaan
  keskelle lineaarista toiminta-aluetta
• Vahvisten asteessa kulkee koko ajan, myös il- man
  ohjausta, virtaa
• Asteen hyötysuhde on huono, 0 - 50

72
Vahvistinluokat

• Ohjaus pidetään sellaisella tasolla että lähtö
  pysyy lineaarisella alueella
• käytetään kytkennöissä joissa ei saa syntyä säröä
  esim. audiovahvistimet ja oskillaattorit

UD
Lähtö
ID
Kiinteä etujännite
Ohjaus
73
Vahvistinluokat

• B - luokka
• Kiinteä toimintapiste asetaan siten, että
  asteessa kulkee virtaa vain ohjauksen toisen
  puoliaallon aikana
• Hyötysuhde on tällöin n. 60 - 70
• Käytetään yleensä ns. vuorovaihe eli push-pull
  pääteasteissa joissa toisen puoliaallon vahvistaa
  oma vahvistin aste ja toisen puoliaallon toinen
  aste, vuorotellen

74
Vahvistinluokat

• Yleisesti käytetään ns. AB - luokkaa jossa on
  pieni perusvirta
• Käytetään esim. HIFI-vahvistimissa, SSB RA
  lähettimien pääteasteissa

UD
Lähtö
ID
Kiinteä etujännite
Ohjaus
75
Vahvistinluokat

• C - luokka
• Toimintapiste asetetaan siten, että asteessa
  kulkee virtaa vain ohjauksen toisen puoliaallon
  huipun aikana
• Toiminta on erittäin epälineaarista
• Hyötysuhde on hyvä n.80 - 90
• Käytetään esim. taajuudenkertojissa (syntyy
  paljon harmoonisia taajuuksia)
• Sähkötys- ja FM- lähettimissä (vakio amplitudi)

76
Vahvistinluokat

• C- luokan vahvistinasteen perään kytketään ns.
  resonanssipiiri jolla puuttuvat sinipuoliaallot
  muodostetaan (vrt. keinu)

UD
Lähtö
ID
Kiinteä etujännite
Ohjaus
77
Operaatiovahvistimet

• Kuuluvat analogisten mikropiirien ryhmään
• Ideaalitapauksessa vahvistus on ääretön
• On kaksi tuloa, joiden välinen jännite-ero
  vahvistetaan ja lähtö
• Tulot ovat erilaiset suora- ja kääntävätulo
• Lähtö on suorantulon suhteen samanvaiheinen
• Lähtö on kääntäväntulon suhteen vastakkaisvai-
  heinen

78
Operaatiovahvistimet

• Käytännön operaatiovahvistimet ovat hyvin lähellä
  teoreettista operaatiovahvistinta
• Vahvistimet on integroitu mikropiireiksi ja
  sisältävät lukuisia transistoreja ja muita
  kompo-nentteja samassa kotelossa
• Vahvistus säädetään ulkoisilla komponenteillä

1V
1V
11V
R2 100k

Zin gtgt
0V
R1
0V
_
0V
_
R2 100k
10k
0V

Zin 10k
R1 10k
A R2/R1 1
-10V
A R2/R1
79
Logiikkapiirit

• Logiikkapiirit ovat digitaalisia mikropiirejä.
• Merkitys nykypäivänä on erittäin suuri, nyky
  elektroniikka perustuu pääosin digitaali-tekniikka
  an.
• Toimintaa kuvataan Boolean algebralla.
• Logiikkapiireilla on kaksi tilaa 0 ja 1,tosi tai
  epätosi jotka vastaavat 0V ja 5V.
• Peruslogiikkapiirityypeillä voidaan tehdä kaikki
  tarvittavat digitaalipiirit.

80
Logiikkapiirit

• Perusporttipiirit
• AND (JA) - piiri

A
A B Y
Y

0 0 0
B
1 0 0
0 1 0
1 1 1
81
Logiikkapiirit

• OR (TAI) - piiri

A
A B Y
Y
gt1
0 0 0
B
1 0 1
0 1 1
1 1 1
82
Logiikkapiirit

• NOT (EI) - piiri

A Y
A
Y
-1
0 1
1 0
83
Resonanssi

• Sähköisessä resonanssipiirissä piiriin syö-tetty
  energia vaihtaa muotoaan piirin
  omi-naistaajuudella kelaan varastoidun
  magneet-tisen (magneettivuo) ja kondensaattoriin
  va-rastoidun sähköisen (sähkökenttä) energian
  välillä.
• Kondensaattoriin varattu jännite alkaa
  pur-kaantua kelan kautta.

84
Resonanssi

• Kun virta on suurin on kelan magneettivuo
  suurimmillaan ja kondensaattorin jännite on
  nolla.
• Magneettikenttä alkaa purkaantua jolloin, kelan
  itseinduktio aikaansaa kelan yli vai- kuttavan
  jännitteen, mikä lataa kondensaat-torin
  vastakkaissuuntaiseen maksimijännit- teeseen.

85
Resonanssi

• Jollei häviöitä olisi, tämä energian värähtely
  kondensaattorin ja kelan välillä jatkuisi
  loputtomasti.
• Tosiasiassa komponenttien ja piirin häviöt
  vaimentavat värähtelyn nopeasti.
• Resonanssipiirin hyvyyttä kuvataan suureel- la
  Q-arvo.

86
Resonanssi

• Mitä suurempi Q-arvo on, sitä pienemmät häviöt
  piirissä on ja sitä parempi on piirin hyvyys.
• Resonanssipiirin häviöt syntyvät
• Kelan langan resistanssista
• Virran pintailmiö (suurilla taajuuksilla)
• Kelan sydänaineen häviöistä
• Kondensaattorin eristeen vuotovirroista

87
Resonanssi

• Suurilla taajuuksilla (30 MHz --gt ) hyvä ja
  helppo keino parantaa Q-arvoa on hopeoida
  käytetty kelan lanka tai käyttää ns. Litz-lan-
  kaa, jossa on useita toisistaan eristettyjä
  ohuita kuparilankoja, tehollinen pinta-ala kasvaa
  --gtresistanssi pienenee, Q-arvo kasvaa.

88
Resonanssi

• Resonassipiirityyppejä on kaksi
• Sarjaresonanssipiiri
• Rinnakkaisresonanssipiiri
• Kummallekin pätee resonanssiehto

89
Resonanssi

• Sarjaresonanssipiiri
• Muodostuu sarjaankytketyistä kondensaattorista ja
  kelasta
• Piirin läpi kulkee sama virta kummankin
  kom-ponentin kautta eli komponenttien virta on
  sa-massa vaiheessa kummassakin komponentissä
• Kelan jännite on 90 astetta edellä ja
  konden-saattorin jännite 90 astetta jäljessä
  virtaan näh- den

90
Resonanssi

• Kondensaattorin ja kelan jännitteet ovat siis
  toisiinsa nähden 180 asteen vaihesiirrossa
• Resonanssiehdon mukaisesti resonanssitaajuu-della
  ovat reaktanssit ja jännitteet yhtä suuret mutta
  vastakkaisvaiheiset jolloin piirin
  koko-naisjännite on nolla (jos Q-arvo ? ).
  Käytän- nössä piirin yli jää pieni jännite.
• Ohmin lakiin sijoittamalla pieni jännite ja suuri
  virta saadaan pieni resistanssi

91
Resonanssi

• Resonassissa olevan sarjaresonassipiirin
  impe-danssi onkin hyvin pieni eli
  resonanssitaajuu- delle piiri on oikosulku.
• Sarjaresonanssipiiriä käytetään esim.
  suodat-tamaan pois ei-toivottuja signaaleja
  (ns.imupiiri) esim. TV-vastaanottimen
  antenniliitännästä (144-146 MHzn imupiiri)

92
Resonanssi

• Rinnakkaisresonanssipiiri
• Rakentuu rinnan kytketystä kondensaattorista ja
  kelasta
• Kummankin komponentin yli vaikuttaa sama
  vaiheinen jännite, virrat ovat vastakkaisvaihei-
  set resonanssissa eli kokonaisvirta on hyvin
  pieni
• Ohmin lakia soveltaen saadaan impedanssiksi hyvin
  suuri arvo

93
Resonanssi

• Rinnakkaisresonanssipiirin yli vaikuttava jännite
  kasvaa Q-arvon kasvaessa
• Rinnakkaisresonanssia kutsutaan
  jännite-resonanssiksi ja sarjaresonanssia
  virtareso-nanssiksi.
• Resonanssissa piirien impedanssi on
  resis-tiivinen, koska reaktanssit kumoavat
  toi-sensa (samansuuruiset,vastakkaisvaiheiset).

94
Kiteet

• Kvartsikide kuuluu pietsosähköisten materi-aalien
  ryhmään.
• Kiteeseen vaikuttava jännite saa aikaan ki-teen
  mekaanisen taipumisen, ja vastaavasti
  mekaaninen voima aikaansaa levyyn liitet-tyjen
  elektrodien välille jännitteen.
• Kidelevyn leikkaussuunta ja - kulma vaikut-tavat
  kidelevyn sähköisiin ominaisuuksiin.

95
Kiteet

• Kiteellä on oma resonanssitaajuutensa jolla se
  alkaa värähdellä kun kide on osa sopivaa
  sähköistä kytkentää.
• Kide voi värähdellä myös yliaalloilla.
• Kiteen Q-arvo on hyvin suuri, satoja jopa
  tuhansia.
• Resonanssipiikki on hyvin kapea.
• Resonanssitaajuus on hyvin stabiili.

96
Kiteet

• Kiteellä on sekä rinnakkaisresonanssi- että
  sarjaresonanssitaajuus.
• Em. taajuudet poikkeavat hieman toisistaan (ero
  on kilohertsi luokkaa).

Cs
Co
Ls
Rh
Kiteen kaaviokuva
Kiteen vastinkytkentä
97
Piirien välisiä kytkentöjä

• Resonanssipiirejä kytketään yhteen hyvän
  selektiivisyyden, eli valintatarkkuuden
  li-säämiseksi.
• Selektiivisyyden lisääntyminen perustuu
  re-sonanssipiirien aikaansaamaan kaistanpääs-tö
  ominaisuuteen.
• Esim. vastaanottimen antennipiireissä käy-tetään
  useita virityspiirejä peräkkäin kytket-tyinä.

98
Piirien välisiä kytkentöjä

• Erillaisia kytkentätapoja

Ck
Keskinäisinduktanssi
C1
C1
C2
C2
L1
L2
L1
L2
Magneettinen suoja
Induktiivinen kytkentä (magneettikentän
välityksellä)
Kytkentä kondensaattorin avulla
99
Piirien välisiä kytkentöjä

• Erillaisia kytkentätapoja

C2
C2
C1
C1
L2
L1
L2
L1
Ck
Kytkentä yhteisen komponentin avulla
Kytkentä linkin avulla
100
Piirien välisiä kytkentöjä

• Kytkennän kiinteyttä muuttamalla voidaan
  vaikuttaa kaistanpäästöominaisuuteen.

Z
Z
Z
f
f
f
Alikriittinen kytkentä
Kriittinen kytkentä
Ylikriittinen kytkentä
101
Suotimet

• Suotimien tarkoituksena on radiotekniikassa
  selektiivisesti joko päästää tai estää
  taajuuk-sien eteneminen laiteessa.
• Suodin voidaan tehdä joko LC -resonanssi-
  piireillä, kiteillä, keraamisilla resonaatto-
  reilla tai mekaanisesti.
• Käytetään sekä vastaanotin- että lähetintek-
  niikassa.

102
Suotimet

• Suotimet jaetaan toiminnallisesti neljään eri
  perustyyppiin
• Alipäästösuodin
• Ylipäästösuodin
• Kaistanpäästösuodin
• Kaistanestosuodin

103
Suotimet

• Ali- ja ylipäästösuodin

Alipäästösuodin ja sen taajuusvaste
u
Rajataajuus
L
C
f
Rajataajuus
u
C
L
f
Ylipäästösuodin ja sen taajuusvaste
104
Suotimet

• Kaistapäästö- ja kaistanestosuodin

u
L
C
C
L
f
Kaistanpäästösuodin ja sen taajuusvaste
u
C
C
L
L
f
Kaistanestosuodin ja sen taajuusvaste
105
Modulaatio

• Lähettimen kehittämä suurtaajuinen teho muutetaan
  antennilla sähkömagneettiseksi säteilyksi, mikä
  etenee lähes valon nopeu- della antennia
  ympäröivään tilaan.
• Sähkömagneettinen säteily on mahdollista
  vastaanottaa vastaanottimella.
• Tätä suurtaajuista sähkomagneettista sätei-lyä
  kutsutaan kantoaalloksi.

106
Modulaatio

• Kantoaalto sinänsä ei sisällä paljoakaan
  in-formaatiota, ainoastaan kantoaalto päällä tai
  poispäältä.
• Siirrettäväksi haluttu pienitaajuinen infor-
  maatio liitetään kantoaaltoon (kantoaalto
  kantaa informaation perille).
• Informaation liittämistä kantoaaltoon kutsu- taan
  moduloimiseksi.

107
Modulaatio

• Tarvittava kantoaallonkaistaleveys (taajuus-alue)
  riippuu siirrettävän informaation mää-rästä, ja
  on sitä suurempi mitä tiheämpää informaatio on.
• Vähiten kaistanleveyttä tarvitaan jos
  infor-maatio on kantoaalto päälle/pois tieto.
• Puheen siirto vaatii vähintään 2kHz kaistan-
  leveyden.

108
Modulaatio

• Heikkotasoinen musiikki vaatii 6kHz (AM-
  lähetys),stereo musiikkilähetys 15kHz ja TV-kuvan
  lähetys n.6MHz leveyden.
• Suuri informaatiokaistanleveys vaatii kor-kean
  kantoaaltotaajuuden.
• Nykyisin informaatiota voidaan pakata tii-
  viiksi jolloin suuriakin määriä informaatio-ta
  voidaan siirtää pienillä kaistanleveyksillä.

109
Modulaatio

• Lähetelaji A1A (CW)
• On kantoaallon katkomista sähkötysavaimella
  sähkötysmerkkien tahdissa.
• Lähettimen koko teho käytetään informaation
  siirtoon.
• On tehokas huonoissakin radiokeli olosuhteissa
• Haittana hitaus (kapea kaistanleveys)
• Vastaanottimessa tarvitaan BFO lisäpiiri

110
Modulaatio

• Lähetelajit A2A ja A3E (AM-modulaatio)
• Amplitudimodulaatiossa kantoaallon amplitu-dia
  (suuruutta) muutetaan informaation tahdissa
• Lähete jakaantuu kahteen osaan, suurtaajuiseen
  kantoaaltoon ja sen molemmin puolin sijaitse-viin
  sivukaistoihin
• Sivukaistojen leveyden määrää moduloivan
  pientaajuuden taajuusalue
• AM -signaali ilmaistaan tasasuuntaamalla

111
Modulaatio

• Jos kantoaaltoa moduloidaan pientaajuisella
  sähkötyssummerin äänellä, on kyseessä
  soin-nillinen sähkötys, lähetelaji A2A
• Jos kantoaaltoa moduloidaan pientaajuisella
  puheella, on kyseessä AM puhelähetys, lähetelaji
  A3E
• Radioamatöörit eivät käytä juurikaan enää A2A ja
  A3E lähetelajeja.
• Ammattiliikenne ja yleisradiot käyttävät vielä

112
Modulaatio

• Aika- ja teho/taajuusasteikko esitykset

A1A
A3E
P
P
P
f0
f0
f0
fL
fU
fL
fU
f
f
f
A1A
A2A
A3E
113
Modulaatio

• AM - lähetteiden (A2A ja A3E) käytön
  piene-nemiseen syynä on huono tehohyötysuhde
• Lähetysteho jakaantuu kolmeen osaan
• Kantoaaltoon
• 2 X sivukaistaan (sama informaatio on siis
  kahteen kertaan)
• Toinen sivukaistoista on tarpeeton
• Kantoaalto ei sisällä informaatiota

114
Modulaatio

• Kaksisivukaista lähete eli DSB (X3E)
• Suodattamalla kantoaalto pois saadaan
  hyöty-suhdetta parannettua
• Tällöin saadaan aikaan kaksisivukaistalähete eli
  DSB-lähete
• Toinen sivukaista kuluttaa tehoa edelleen
• DSB-signaalin vastaanotto vaatii monimutkai-
  semman vastaanottimen kuin AM - signaali
  (vaikeampi ja kalliimpi rakentaa)

115
Modulaatio

• Kantoaalto muodostetaan uudelleen
  vastaanot-timessa (apukantoaalto)
• DSB-lähetettä käytetään ULA stereolähetteenä

P
LSB
USB
f
f0
DSB-lähete teho/taajuusasteikko esityksenä
116
Modulaatio

• Yksisivukaistalähete eli SSB (J3E)
• Kun DSB-lähetteestä poistetaan toinen sivu-kaista
  pois, saadaan yksisivukaista- eli SSB-lähete
• Lähetettävä sivukaista voi olla joko alempi, LSB
  tai ylempi sivukaista USB
• SSB lähetteen muodostus ja vastaanotto vaatii
  monimutkaisia ja korkealuokkaisia vastaanotin ja
  lähetin ratkaisuja

117
Modulaatio

• SSB lähetteen etuja ovat
• Tehokas taajuuksien käyttö
• Kaikki teho saadaan informaation siirtoon

P
P
LSB
USB
f
f
f0
f0
SSB - lähetteen teho/taajuusasteikko esitys
118
Modulaatio

• Taajuusmodulaatiolähete eli FM (F3E)
• Kantoaallon amplitudi on vakio
• Pientaajuusinformaatio aikaansaa
  kantoaal-totaajuuden poikkeaman
  nimellistaajuudesta
• Mitä suurempi on pientaajuuden voimakkuus, sitä
  suurempi on hetkellinen kantoaaltotaajuu-denpoikke
  ama keskitaajuudesta
• Poikkeamaa kutsutaan deviaatioksi
• Pientaajuuden taajuus vaikuttaa taajuuspoik-

119
Modulaatio

• keaman nopeuteen.
• FM-lähetteen ilmaisu tapahtuu yleensä vaiheil-
  maisimella

P
f0
f
FM-lähete aika-asteikolla
FM-lähete teho/taajuusasteikolla
120
Lohkokaavioesitys

• Laitteen toiminta voidaan esittää toiminnal-
  lisiin lohkoihin jaettuina esityksenä.
• Kytkentäkaaviosta ei ole helppoa nähdä lait-teen
  toimintaa kokonaisuutena.
• Lohkokaavioesityksessä kukin lohko sisäl- tää
  toiminnallisen kokonaisuuden.
• Lohkokaavioesitys ja kytkentäkaava yhdes- sä on
  tehokas pari.

121
Kidevastaanotin

• Kidevastaanotin eli kidekone

C1
C2
100pF
50 - 500pF
ST-osa
Ilmaisin
AA117
C3
1nF
Kidevastaanottimen lohkokaavio
Kuuloke
Kuuloke
122
Suora vastaanotin

• Suoravastaanotin
• ilmaisu tapahtuu antennitaajuudella, eli
  kuun-neltavan lähettimen taajuudella.
• Voidaan vastaanottaa AM -lähetteitä.
• Edellä esitetty kidevastaanotin on yksinkertaisin
  suoravastaanotin.
• Monimutkaisemmissa konstruktioissa on useita
  vahvistinasteita.
• Heikkoutena huono selektiivisyys.

123
Suora vastaanotin

• Huono selektiivisyys johtuu vaikeudesta tehdä
  säädetettävää resonanssipiiriä jonka Q-arvo olisi
  hyvä koko viritysalueella.
• Selektiivisyyttä voidaan parantaa keinotekoisesti
  käyttämällä ns. Q-kertojaa.
• Herkkyys on hyvä (heikotkin asemat kuuluvat).
• Q-kertoja
• On viritettävä suurtaajuusvahvistin.
• Osa vahvistetusta signaalista syötetään tuloon.

124
Suora vastaanotin

• Tuloon syötettävä signaali on samanvaiheinen
  tulosignaalin kanssa, jolloin takaisin syötetty
  signaali kompensoi häviöitä ja parantaa Q-ar-voa.
• Tällöin selektiivisyys paranee.
• Koska resonanssipiiri on laajalla alueella
  sää-dettävä, muuttuu myös Q-arvo resonanssipiiriä
  säädettäessä ja näin ollen myös tuloon
  syötet-tävän signaalin on oltava säädettävä.

125
Suora vastaanotin

• Jos tuloon syötetään liikaa signaalia alkaa
  vah-vistin värähdellä, siitä tulee oskillaattori.
• Värähtely siirtyy antenniin ja häiritsee muita
  lähellä olevia vastaanottimia.
• Takaisinkytkentä on oikea, kun vastaanotin on
  aivan värähtelyn rajalla (ei kuitenkaan
  värähte-le) .
• Q-kertoja on vanhentunut konstruktio ja sitä ei
  juurikaan enää käytetä.

126
Suora vastaanotin

• Suoran vastaanottinen lohkokaavio

Q- kert.
ST
ILM.
PT
ST
ILM.
PT




Suoravastaanotin ilman Q-kertojaa
Q-kertojalla varustettu suoravastaanotin
127
Suora superi vastaanotin

• Suora superi vastaanottimessa
• Ilmaisu tapahtuu suoraan kuunneltavalla
  taajuu-della, mutta ei tasasuuntaamalla vaan
  sekoitta-malla antennisignaali vastaanottimessa
  olevan VFO -oskillaattorin signaalin kanssa
  sekoitta-jassa, jolloin syntyy kahden em.
  signaalin erotus ja summa.
• Toinen sekoitustuloksista on pientaajuinen, mi-kä
  vahvistetaan pientaajuusvahvistimella.

128
Suora superi vastaanotin

• Jos lähetettä katkotaan sähkötyksen tahdissa,
  kuuluu kaiuttimesta CW (A1A) sähkötys.
• Myös SSB-lähete mahdollista vastaanottaa.
• Selektiivisyyden muodostaa alipäästösuodin, joka
  erottaa pientaajuisen erosignaalin sekoit- timen
  lähdön muista signaaleista (antenni-,
  paikallisoskillaattori- ja näiden summasignaali).
• Jos antennisignaali on pientaajuuden verran
  paikallisoskillaattorin signaalia suurempi tai

129
Suora superi vastaanotin

• pienempi saadaan kummassakin tapauksessa
  pientaajuinenerotussignaali eli kuullaan kaksi
  asemaa yhtäaikaisesti.

ALIP. SUOD.
ST VAHV.
SEK.
PT
ST OSKIL. (VFO)


Suora superi vastaanottimen lohkokaavio
130
Supervastaanotin

• Supervastaanotin
• Nykyään lähes kaikki vastaanottimet
• Antennisignaali sekoitetaan toiselle taajuudelle,
  välitaajuudelle (IF), ennen ilmaisua
• Välitaajuutta käytettäessä selektiivisyys saadaan
  aikaan kiinteä taajuisella välitaajuussuotimella
  (kaistanpäästö)
• Kuunneltavan taajuuden valinta tehdään paikal-
  lisoskillaattorin, VFO, taajuutta säätämällä

131
Supervastaanotin

• VFO Variable Frequency Oscillator
• Antennipiirin resonanssipiirin ja VFOn säätöjen
  on käytävä tasatahtia
• Jos vastaanottimeen kytketään ilmaisimelle toi-
  nen paikallisoskillaattori, BFO (Beat Frequency
  Oscillator), jonka taajuus poikkeaa äänitaajuu-
  den verran välitaajuudesta voidaan vastaanottaa
  myös CW (A1A) ja SSB (J3E) lähetteitä

132
Supervastaanotin

• Supervastaanottimen lohkokaavio

AM ILM.
VT SUOD. VAHV.
ST VAHV.
SEK.
PT
SSB ILM.
AVC
VFO
BFO
Super vastaanottimen lohkokaavio
133
Peilitaajuus

• Sekoittajan lähdössä ovat seuraavat taajuu-det
• Antennitaajuus fant
• VFO - taajuus fVFO
• fant-fVFO
• fant fVFO
• Yleensä erotaajuus fant-fVFO otetaan käyttöön ja
  muut suodatetaan pois.
• Sama erotaajuus syntyy sekä oskillaattorin

134
Peilitaajuus

• yläpuolisista että alapuolisista
  antennisig-naaleista.
• Toista , ei haluttua signaalia kutsutaan peili-
  taajuudeksi.

u
u
VT
VT
VT
VT
f
f
fant
fosk
fpeili
fant
fosk
fpeili
Antennisignaali suurempi kuin oskillaattorisignaal
i
Antennisignaali pienenmpi kuin oskillaattorisignaa
li
135
Peilitaajuus

• Peilitaajuus saattaa aiheuttaa häiriön jos
  vastaanottimen antennipiirin hyvyydestä on
  tingitty (selektiivisyys muodostetaan
  väli-taajuusasteessa) ja peilitaajuudella oleva
  lä- hete pääsee antennipiirin läpi sekoittajalle.
• Muistisääntö
• Oskillaattoritaajuus on aina keskellä ja antenni-
  ja peilitaajuudet ovat välitaajuuden päässä os-
  killaattoritaajuuden kummallakin puolella

136
Peilitaajuus

• Esimerkki 1

137
Peilitaajuus

• Esimerkki 2

138
Kaksoissupervastaanotin

• Jotta peilitaajuudet eivät häiritsisi on kehi-
  tetty kaksois- ja kolmoissupervastaanotin.
• Ko. vastaanottimissa on kaksi tai kolme
  sekoitusta ja vastaavaa välitaajuutta.
• Jotta saavutettaisiin mahdollisimman suuri
  peilitaajuusvaimennus, valitaan ensimmäi-nen
  välitaajuus mahdollisimman suureksi
  (kymmeniä,satoja MHzjä).

139
Lähettimet

• Yksinkertainen CW - lähetin

Kert. aste
Suo- din
Kide- osk.
PA

Avain- nus

CW - lähettimen lohkokaavio
CW - lähettimen kytkentäkaavio
140
SSB tranceiver

• 3.5 / 14 MHzn SSB tranceiver

3,5/14 MHz suodin
Laaja- kaista ST vahv.
Mikr. vahv.
Balans. mod.
L
L
L
L
VT 9MHz
3.5MHz suodin
SEK.
BFO
L
V
V
V
V
V
Tuloil- maisin
14MHz suodin
PT
VFO
OFF
AVC
SSB tranceiverin 3,5 / 14 MHz lohkokaavio
ON
141
SSB tranceiver

• SSB - signaalin muodostuminen

PT vahv.
Balans. mod.
VT 9MHz
8998,5 kHz
BFO
A
A
DSB
A
8998,5
f
f
f
300Hz 2,1kHz
8996,1 8998.2 8998,8 9000,6
8998,5 8998,8 9000,6
142
SSB tranceiver

• Tranceiver
• Transmitter ( lähetin ) Receiver
  (Vastaan-otin)
• On kompakti, kaikki toiminnot samassa lootassa
• Voidaan hyödyntää samoja toimintalohkoja
• Nykyään amatöörit käyttävät lähes yksinomaan
  tranceivereitä.

143
SSB tranceiver

• Yhteiset toiminnalliset osat
• BEAT -oskillaattori (BFO)
• Välitaajuusvahvistin suodin
• Bandisekoittaja
• VFO
• Antennipiirin asteet
• Virtalähde

144
SSB tranceiver

• SSB signaalin muodostus
• Puhe johdetaan mikrofonin ja vahvistinasteen
  kautta BALANSOITUUN MODULAATTORIIN.
• Balansoitu modulaattori on sekoittaja jonka
  lähtösignaali on nolla jos tuloon ei tuoda
  pientaajuista signaalia. Sekoittaja on tällöin
  balanssissa (tasapainossa)
• Pientaajuussignaalilla ohjataan sekoittaja

145
SSB tranceiver

• epäbalanssiin ja lähtönä on tällöin suurtaajuinen
  amplitudimoduloitu signaali, mistä kantoaalto on
  vaimentunut pois ( DSB - signaali).
• SSB - signaali saadaan kun DSB- signaali
  suoda-tetaan jyrkkäreunaisella kidesuotimella
  toinen sivukaista pois, jolloin jäljelle jää
  yksisivukaista signaali, SSB.
• SSB - signaalia muodostettaessa täytyy tietää
  kumpi sivukaista halutaan säilyttää.

146
SSB tranceiver

• Sivunauhojen valinta tehdään BFOn kantoaalto
  kiteen taajuutta vaihtamalla.Käytännössä BFOssa
  on kaksi eritaajuista kidettä, toinen LSBn ja
  toinen USBn muodostamiseen.
• Esimerkkimme SSB tranceiverin tapauksessa
  käytetään ainoastaan 3,5 ja 14 MHzn
  taajuus-alueita. Tällöin ei tarvita kuin yksi
  kantoaaltokide BFOhon.
• 3,5MHzn alueella käytetään LSBtä ja 14MHzlla
  USBtä

147
SSB tranceiver

• Työskentelytaajuudet muodostetaan sekoittamalla
  välitaajuussignaali ja VFO-signaali.
  Sekot