aanpassen pascal fm mono zender naar stereo

AANPASSEN PASCAL FM MONO ZENDER NAAR STEREO
1) Voorstelling van de PASCAL FM50
De PASCAL FM50 FM zender is een toestel uit de jaren 80 en is als tweede hands nog te verkrijgen.
De zender is een MONO FM zender met een max uitgangsvermogen van 60W en X-tal gestuurd.
Het audio gedeelte bestaat uit een limiter die de frequentiezwaai beperkte tot 50kHz. Dit was toen bij wet
verplicht: MONO, X-tal gestuurd en max 50kHz zwaai. Echter de middenfrequentkringen uit de standaard
stereo FM ontvangers zijn gemaakt voor 75kHz zwaai wat de nationale zenders uitstuurden. Een
beperktere zwaai zorgt voor meer ruis bij ontvangst en stiller uitgezonden laagfrequent signaal. Het audio
ingangssignaal is beperkt tot 15kHz waardoor in zijn standaard uitvoering stereo uitzending niet mogelijk
is.
Stereo uitzending vereist een laagfrequent band van 10 tot 53kHz. Wordt daarenboven RDS uitgestuurd,
dan is de vereiste band 10 tot 57kHz. De FM PLL- modulator moet voor deze frequentieband lineair en
zonder faseverschuiving werken.
Scheidingstransfo
220-240-250 / 32V
FM EINDTRAP
FM PLL oscillator
en modulator
Audiokaart met limiter, frequentie
begrenzer en pre-emphasis 50µs.
De inhoud van de PASCAL FM50.
Aansluiting van de connector FM-PLL module:
Draadkleur
Functie
Paars (links)
PLL lock (naar audiokaart)
Geel (midden)
MODULATOR (MOD) ingang (van audiokaart)
Oranje (rechts)
Voeding +12V (van audiokaart)
De voeding bestaat uit een scheidingstranfo, dubbelfasige gelijkrichting met afvlakcondensator totaal
20.000µF/63V. De beschikbare gelijkspanning is 36VDC. Deze gelijkspanning kan via de ingebouwde
regelbare stabiliserende voeding gewijzigd worden tussen 28 en 34VDC. Deze regeling is gemaakt om de
DC rimpel weg te regelen en de eindtrap met zijn randapparatuur een constante DC spanning te geven.
Primaire stand van transfo: 240V
Uitgangsvermogen van de zender: 30W (op kunstantenne)
Ingangsspanning van precies 240VAC levert secundair 31,5VAC en 36VDC met rimpel 0,8Vt/t
40VDC voor 0W (nullast) tot 34,5VDC voor max 60W (vollast) zendervermogen.
Afstellen reflectie PWR
Afstellen FWR PWR
Transfo, gelijkrichter en afvlakcondensator.
Regelen van de
DC spanning op eindtrap
28 – 34VDC
Instellen zendvermogen
0 – 60W (9-30VDC)
Voeding- en HF PCB.
De primaire spanning kan gekozen (getapt) worden tussen 220, 240 en 250VAC om een optimale
voedingsspanning van ongeveer 32VAC als secundaire transfospanning te bekomen. Deze spanning
bepaalt het max uitgangsvermogen van de zend eindtrap.
2) De modulator van de PASCALFM50
HF-uitgang naar eindtrap
FM HF de zendfrequentie
Gele draad:
MOD ingang
LF-ingang
De PLL kristal FM modulator.
De gele draad (MOD) levert het audiosignaal van de audiokaart naar de PLL FM modulator. Dit LS signaal
heeft een frequentieband van 15 tot 15.000kHz en een niveau dat de frequentiezwaai bepaalt. 0dBmv
(0,775Veff) zorgt voor een frequentiezwaai van 50kHz. Uitgangsvermogen is gemeten 0,5W in 50Ω en
blijft constant (niet regelbaar).
HF-uitgang
X-tal
eindtransistor
VCO
PLL - printzijde
PLL - componentenzijde
3) De lineariteit van de modulator
Om onvervormde stereo MPX te kunnen uitzenden moet de modulator een LF signaal vanaf 10Hz tot
60kHz kunnen in FM moduleren. De gele draad wordt voor deze proef doorgeknipt en er wordt een LF
signaal aangeboden met een constante amplitude en wijzigende frequentie vanaf 10Hz tot 60kHz. Dit
uitgezonden signaal wordt ontvangen met een goede stereo FM ontvangen die voorzien is van RDS en
een meettoestel wordt aangesloten aan de MPX uitgang van de ontvanger.
De uitgangsspanning wordt gemeten aan de MPX uitgang van de stereo-ontvanger en de faseverschuiving
tussen het LF signaal ingestuurd in de FM modulator en het uitgangssignaal MPX out van de ontvanger.
Het uitgangsniveau moet zo constant mogelijk blijven en de faseverschuiving gelijk blijven.
Testopstelling: meten van de doorlaatband van de FM zender.
Max ingangssignaal voor onvervormde sinusoïdale uitgangsspanning binnen het frequentiebereik van
10-60.000Hz: 2dBmV of 1Veff = 2,82V t/t.
Meetresultaat met grafiek.
Volgens deze meetgegevens is de bestaande FM modulator NIET geschikt voor het moduleren van een
MPX signaal: Ref 1kHz is het signaal 12kHz 45° naijlend, het signaal 25kHz (MPX) 90° naijlend.
4) De eindtrap
Vanuit de PLL FM modulator wordt het HF- RF signaal aangeboden aan de twee-traps RF-transistor
eindversterker. Dit signaal heeft de gewenste uitzendfrequentie. In- en uitgangsimpedantie – weerstand
zijn beiden 50Ω, verbonden met een uiterst kort coaxiale kabel 50Ω (30mm).
HF-UITGANG
INGANG
PASCAL FM50: 2-traps FM VHF eindversterker.
De koelvin en temperatuurcontrole of –alarm bevinden zich onder deze module.
De koelvin boven deze module is deze van de twee regelbare gestabiliseerde voedingen 28 – 33VDC en
10 – 28/33VDC.
De beide koelvinnen worden via een ventilator kunstmatig gekoeld.
Detail: twee traps transistor versterker
Detail: uitgangskring LDF en directionele wattVSWR meetkringen
BLV21 HF power
transistor.pdf
BLW76 HF power
transistor.pdf
1-ste trap met PH-BLV21 (max 36W)
eindtrap met PH-BLW76 (max 80W)
5) Instellen van het uitgangsvermogen
De eindtrap van de tweetraps FM versterker, de BLW76 wordt gevoed met een regelbare spanning van 28
tot 34V. Dit is de hoofdvoeding van de FM zender.
De stuurtrap BLV21 wordt gevoed via een afzonderlijke spanning instelbaar vanaf 9VDC tot de instelde
hoofdvoedingsspanning 28-34V. Het instellen van de voedingsspanning op de BLV21 regelt het totaal
uitgangsvermogen. Een slechte VSWR reduceert deze regelspanning waardoor het uitgangsvermogen
daalt en de uitgangstransistor beschermt tegen te hoog gereflecteerd vermogen.
Principe voedingsschema van de PASCAL FM50.
De DC regelunit bestaat uit een precisie spanningsregelaar L146CB, equivalent aan de µA723 en twee dual
opamps LM358N.
Elektrisch schema DC regelunit: Regelen van VHF uitgangsvermogen en alarmen For. en Refl. POWER.
Bovenstaand schema geeft de regelspanning weer naar de basis van de darlington MJ3001. Deze
darlington voedt de stuurtransistor van de FM versterker de BLV21 waarvan de spanning en dus het
uitgangsvremogen instelbaar is via potmeter RT3 (VHF power reg.).
DE OMBOUW MONO – STEREO
HUIDIGE TOESTAND:
Mono FM zender: 20Hz tot max 15kHz
VAST - kristal gestuurd: andere frequentie is ander kristal (130 euro of 30 euro tweedehandsmarkt)
Oscillator en FM modulator op basis van PLL uit 1980 (= oude kwaliteit)
NADELEN:
- Niet geschikt om stereo MPX en RDS (20Hz tot 60kHz) door te geven
- Nieuwe uitzendfrequentie is nieuw kristal + mogelijks nieuwe afstelling
VOORDELEN:
- 60W uitgangsvermogen is niet niets.
- Toestel heeft een RTT homologatienummer voor België.
- Mooie 19 inch behuizing met inclusief de voeding.
De bestaande FM modulator stuurzender wordt vervangen door de stuurmodule PROMAX5015.
(www.dreammachine-radio.nl) Ingangsfrequentie 10Hz tot 73kHz, frequentie vrij instelbaar en max
uitgangsvermogen tot 15W.
Vaste hardware insteltrappen van max 2, 4 en 8W via jumper.
PROMAX 5015 met LCD.
SAMENSTELLING:
MPX+RDS
STEREO –
RDS
EXCITER
FREQUENTIE
VRIJ IN TE
STELLEN
60W EINDVERSTERKE
R
VOEDING
36VDC
en 12VDC
De 12V voeding wordt vervangen door een schakelende voeding 12V-24W die de FM modulator voedt.
Voor maximale impedantieaanpassing en vermogenoverdracht tussen de PASCAL eindtrap en de nieuwe
stuurzender dient er een wijziging te gebeuren op de eindtrap-PCB van de pascal FM50.
De ingangscondensator ker 27pF wordt 33pF. Parallel over de condensator 82pF wordt een regelbare
condensator 10/62pF geplaatst. Voor de lage frequenties (tot 100MHz) wordt deze trim C volledig
ingedraaid (max C). Voor de hogere frequenties (vanaf 100MHz) half ingedraaid (±40pF). Deze trim-C kan
steeds in functie van de toegepaste frequentie op max uitgangsvermogen ingesteld worden.
Het zendvermogen verhoogd gevoelig en de VSWR tussen modulator en eindtrap wordt 1 (geen
reflectie).
Foto van de uitgevoerde aanpassing.
Deze eindtrap vereist voor maximum uitgangsvermogen nu slechts 0,3W i.p.v. 0,5W. De PROMAX5015
wordt ingesteld op max 2W via de jumper en tussen de modulator PROMAX en PCB eindtrap komt er een
verzwakker van 6dB (-6dB) – 2W. Het maximum ingestuurd vermogen bedraagt dan 0,5W en voorkomt
beschadiging aan de stuurtransistor BLV21.
BEMERKINGEN
1) Sommige eindtrappen werden door de constructeur aangepast in functie van de gevraagde
uitzendfrequentie. Naast de 82pF condensator werd een kleine keramische condensator met een
waarde 15pF parallel geplaatst.
2) De PASCAL FM50 werd speciaal gemodificeerd – afgestemd voor maximaal vermogen tussen 100 en
104MHz. Dit was in de jaren 1980 de uitzendband van de lokale vrije radio’s. Voor de lage frequentie in de
FM band is het rendement minder. Dit kan verbeterd worden door de uitgangsspoeltjes (laagdoorlaat
en/of bandfilter) in spoellengte te verkorten. Hierdoor stijgt de inductiewaarde L=µ.N².A/l met l de lengte
van de spoel. De spoelwaarde stijgt waardoor de resonantiefrequentie daalt. Het uitgangsvermogen stijgt
voor de lagere frequenties binnen de FM-band. Dit is minder vermogen dat in het laagdoorlaatfilter
verloren gaat door de betere resonante afstemming van de kringen.
DE SAMENBOUW
De PROMAX5015 FM modulator past perfect in de
metalen afscherming van de pascal FM PLL
modulator.
De samenbouw van de PROMAX 5015 in de
metalen omsloten doos. De aansluitingen zijn het
LCD (rechts), de voeding12V (links), de MPX
coaxiale ingang 75Ω (onderaan links) en de BNC
50Ω VHF uitgang (zie rode cirkel). Deze BNC
connector maakt geen contact met de metalen
behuizing.
De aangepaste FM zender met vooraan de LCD van de PROMAX 5015.
De inhoud van de vernieuwde pasal FM50 zender.