VHF pomorski radio telefon Sailor RT-143 (Debeg 7606)

Danas je nabavljen pomorski VHF radio telefon oznake SAILOR FTZ C 46 38 62 (Sailor RT-143) proizvod danske tvrtke S.P. Radio A/S, distribuiran preko njemačke tvrtke Debeg pod tipskom oznakom 7606 iz 1976. godine.

Danska tvrtka S.P. Radio (kasnije S.P. Radio A/S) osnovana je 1930. godine i proizvodila je mornaričke primopredajnike sa trgovačkom markom “Sailor” te komercijalne radio i TV prijemnike. Sredinom 1960-tih godina dio proizvodnog programa prodan je tvrtki Bang & Olufsen, a kasnije je i čitava tvrtka postala dio nizozemske korporacije Radio Holland koja danas prodaje raznu komunikacijsku, navigacijsku i drugu elektroničku opremu za brodove također i pod markom “Sailor”.

Njemačka tvrtka DEBEG (Deutsche Betriebsgesellschaft für drahtlose Telegrafie mbH) osnovana je 1911. godine i neovisno je poslovala sve do kraja 1980-tih godina. Radi se o tvrtki koja je distribuirala isključivo mornaričke radio uređaje mnogih poznatih proizvođača poput Telefunken, Lorenz, Siemens, Drake, Eddystone, ITT, Dancom, Sailor (S.P. Radio), Scanti, a uređaji ovih tvrtki dobili bi samo oznaku DEBEG sa tipskim brojem uređaja (u našem slučaju to je DEBEG 7606).

Potenciometrom DIMMER namješta se jačina osvjetljenja prikaza radne frekvencije. Sklopkom DUAL WATCH uključuje se praćenje 16. kanala uz odabrani kanal. Potenciometar VOLUME je za glasnoću zvučnika, a gumbima CHANNEL SELECTOR odabire se željeni radni kanal. Glavnom funkcijskom sklopkom odabire se slijedeće: OFF – uređaj isključen, FULL – puna snaga 25 W, REDUC – reducirana snaga 0,5 W, SQUELCH OFF – isključenje šumnog squelcha za prijem vrlo slabih signala. Pojedini kanali su predefinirani na simpleksne i dupleksne samim odabirom istih.

Radio telefon Sailor RT-143 radi FM modulacijom te simpleks ili dupleks načinom rada na 57 standardnih međunarodnih pomorskih kanala (1-28 i 60-88) unutar frekvencijskog opsega 156-162,025 MHz. Najveća izlazna snaga predajnika je 25 W, a moguće je raditi i sa smanjenom snagom od 0,5 W uz standardno antensko opterećenje 50 Ω. Zahvaljujući ugrađenom internom regulatoru napona može se napajati istosmjernim naponom od 12ili 24 V (najveća potrošnja oko 5 A).

Unutrašnje sklopovlje razdvaja se poput stranica knjige radi lakšeg servisa. Lijevo su elementi prijemnika i kanalnog oscilatora, u sredini su elementi prednje ploče i pločica za programiranje četiri privatna kanala, a desno su elementi predajnika i regulatora napona napajanja.

Sailor RT-143 je u osnovi kristalni primopredajnik, no zahvaljujući ugrađenim mješačima i umnoživačima frekvencije za dobivanje svih 58 simpleks ili dupleks kanala (ako uključimo i „nulti“ kanal) dovoljno je svega 16 kanalnih kristala. Kod dupleksnog načina rada prijemna frekvencija je za 4,6 MHz viša od predajne frekvencije. Za Sailor RT-143 se može naći osnovna servisna dokumentacija na originalnom danskom jeziku, no mi ćemo ovdje ipak nešto detaljnije razlučiti koji su točno kristali urađeni u uređaj i kako se iz frekvencija istih dobivaju sve potrebne RX/TX radne frekvencije.

Blok shema primopredajnika je relativno jednostavna. Kanalne kristale možemo podijeliti u dvije grupe: grupom od šest kristala generiraju se frekvencije „desetica“ radnih kanala (TENS OSC.), a grupom od deset kristala generiraju se frekvencije „jedinica“ radnih kanala (UNITS OSC.). Tako se miješanjem frekvencija jednog kristala za desetice (reda 7 MHz) i jednog kristala za jedinice (reda 5 MHz) dobiva jedinstvena osnovna frekvencija za svaki radni kanal koje su onda reda 12 MHz (12,108334 do 12,227082 MHz).

Za predajnik, kristalne frekvencije reda 12 MHz prvo se miješanjem uvećavaju za frekvenciju 891,666 kHz koja se dobiva dijeljenjem frekvencije kristalnog oscilatora 10,7 MHz sa 12 (izdvajanje 12. harmonika). Sada smo dobili frekvencije reda 13 MHz koje se fazno moduliraju mikrofonskim signalom. Slijedi umnožavanje ove frekvencije 12 puta kako bi se dobile potrebne radne frekvencije predajnika. I ovdje ćemo ponoviti isto što naglašavamo kod svih VHF/UHF FM predajnika. Umnožavanje frekvencije ima dvostruku ulogu: mogu se koristiti kristali nižih frekvencija koji su lakši i jeftiniji za izradu, i ono što je još važnije, umnožavanjem frekvencije umnožava se i početna jačina frekvencijske (fazne) devijacije što je izuzetno bitno kod modulacije kristalnih oscilatora. Naime, takve je oscilatore zbog velike stabilnosti na rezonantnoj frekvenciji kristala nemoguće izravno frekvencijski devijirati u dovoljnoj mjeri za osiguranje dobre demodulacije kod prijemnika.

Za prijemnik je potrebno osigurati dvije grupe prijemnih frekvencija. U simpleksnom načinu rada to su iste radne frekvencije kao i za predajnik, a u dupleksnom načinu rada prijemne frekvencije su za 4,6 MHz više od predajnih. Kristalne frekvencije reda 12 MHz prvo se umnožavaju 12 puta te dobivamo frekvencije reda 145/146MHz. Ove frekvencije sa dupleksnim prijemnim frekvencijama daju razliku od 15,3 MHz što je onda 1. MF prijemnika. S druge strane, 4,6 MHz niže simpleksne frekvencije će miješanjem dati razliku od 10,7 MHz (15,3 – 10,7 = 4,6) pa tu frekvenciju možemo nazvati simpleksnom MF. Kako bi ovu frekvenciju doveli na 1. MF prijemnika od 15,3 MHz, potrebno ju je miješati sa frekvencijom oscilatora od 26 MHz (26 – 10,7 = 15,3). Sada i za simpleks i za dupleks imamo istu MF na 15,3 MHz koja se dalje miješa sa frekvencijom 14,83 MHz kako bi se dobila druga MF prijemnika na 470 kHz. Time je ovo klasični dvostruki superheterodinaki prijemnik sa MF na 15,3 MHz i 470 kHz, s time da kod simpleksnog načina rada postoji još jedan dodatni stupanj (pred)miješanja.

Ovdje vidimo kako se iz 16 osnovnih kristala reda 5 i 7 MHz dobiva 58 različitih simpleksnih i dupleksnih TX i RX frekvencija.

Prijemnik i kristalni kanalni oscilatori

Funkcijski sklopovi prijemnika i kanalnog oscilatora su izvedeni kao lako izmjenjivi moduli, dobro označeni na zajedničkoj matičnoj ploči.

Predajnik i regulatori napona napajanja

Izlazno VF pojačalo predajnika sa antenskim filtrom jednake je izvedbe kao i kod modela Sailor RT-144 (Debeg 7609).

Osim elemenata prednje ploče, na središnjem dijelu se nalazi i pločica za programiranje četiri dodatna privatna kanala (P1 – P4) u frekvencijskim opsezima 155,500 – 155,975MHz i 157,500 – 158,000MHz, te pločica sa elementima DUAL WATCH funkcije.

Sailor RT-143 omogućuje nadogradnju četiri privatna kanala (P1 – P4) u frekvencijskim opsezima 155,500 – 155,975MHz i 157,500 – 158,000MHz. Nadogradnja se vrši umetanjem dodatnih kristala u podnožja označena slovima „a“ i „d“ koji rade u kombinaciji sa postojećim kristalima. Za prvi frekvencijski opseg to su kristali od 6958,333 ili 6960,416 kHz, a za drugi frekvencijski opseg potrebni su kristali od 7125,000 ili 7127,083 kHz. Za krajnju frekvenciju od 158 MHz potreban je kristal od 7166,667 kHz. Kombinacijom, odnosno spajanjem ovih kristala sa postojećima može se dobiti bilo koja frekvencija u navedenim opsezima sa korakom od 25 kHz. Povezivanje (uparivanje) se vrši preko dioda i/ili kratkospojnika koji se leme na posebnu pločicu za programiranje privatnih kanala. U našem slučaju kristali za privatne kanale nisu umetnuti i matrica povezivanja je prazna.

Jedna od posebnih funkcija ugrađenih u Sailor RT-143 je DUAL WATCH. To je funkcija kojom se uz radni kanal paralelno prati i međunarodni pomorski pozivni 16. kanal. Praćenje zapravo nije doslovno paralelno jer bi za to trebali imati i poseban prijemnik samo za taj kanal, nego se vrši stalno periodično kratkotrajno automatsko prebacivanje prijemnika na 16. kanal u cilju provjere prometa na istom. Ovo prebacivanje vrši posebni tranzistorski astabilni multivibrator na način da se svake 1,5 sekunde prijem prebaci na 16. kanal u trajanju od 0,15 sekundi, što je dovoljno za detekciju eventualnog signala (prometa) na tom kanalu. Dual Watch krug nije nacrtan na blok shemi no on povezuje kanalni oscilator (preklapanje kanala) sa squelch krugom prijemnika i kontrolnom lampicom (indikacija prometa). Ovaj krug također sadrži sklop koji može zadržati prijemnik, odnosno zaustaviti multivibrator na 16. kanalu sve dok na njemu postoji aktivni signal.

Zanimljivost kod primopredajnika Sailor RT-143 je mogućnost dupleksnog (full-duplex) načina rada gdje je omogućeno istovremeno odašiljanje i primanje govornih informacija (radio-telefon). S obzirom da uređaj koristi samo jednu antenu, potreban je sklop koji će u dupleksnom načinu rada razdvajati ulazni RF signal samo na ulaz prijemnika, a izlazni VF signal iz predajnika samo na antenu. Kada bi VF snaga iz predajnika na bilo koji način došla na ulaz prijemnika, prijemnik bi vjerojatno bio uništen tim jakim signalom. Za ispravno razvođenje (razdvajanje) RF i VF antenskih signala istovremeno na prijemnik i sa predajnika, koristi se poseban filtar naziva duplekser.

Duplekser je dakle svojevrsna elektronička sklopka koja razdvaja putanje dva signala. Da bi to bilo moguće ti signali se moraju po nečemu razlikovati. U našem slučaju prijemni i predajni signali se nalaze u različitim frekvencijskim opsezima (RX: 160,600-162,025 / TX: 156,000-157,425MHz) pa se za razdvajanje RX/TX signala koriste LC pojasni filtri podešeni na te opsege. Kao drugačiji primjer, kod televizijske satelitske komunikacije se razdvajaju signali različite polarizacije (horizontalna i vertikalna) pa se tamo koristi ortomodni pretvarač ili polarizacijski duplekser. U radarima se koristi duplekser temeljen na vremenu koji onemogućava odašiljanje signala u vremenu kada traje prijem i obrnuto. Postoji više izvedbi mikrovalnih dupleksera, no ovdje samo želimo naglasiti da je u dvosmjernoj komunikaciji, ako koristimo istu antenu i za prijenos i za prijem signala, svakako potreban odgovarajući duplekser.

Duplekser za antenu našeg primopredajnika sastoji se od pet uskopojasnih filtara (rezonatora), tri za prijemni RF signal i dva za odašiljački VF signal. Rezonatori prijemnog signala prigušuju odašiljačke frekvencije i na prijemnik propuštaju samo prijemne frekvencije sa minimalnim gubicima. Isto tako, rezonatori odašiljačkog signala prigušuju prijemne frekvencije i na antenu propuštaju samo odašiljačke frekvencije sa minimalnim gubicima.

S obzirom da je razmak između najbliže prijemne i predajne frekvencije svega nešto više od 3 MHz, a izlazna snaga predajnika je 25 W, uskopojasni (notch) filtar za blokiranje neželjenog frekvencijskog pojasa mora biti vrlo kvalitetan i što se tiče frekvencijske strmine i što se tiče jačine prigušenja ali i što se tiče faktora dobrote – Q. Ovdje onda praktično dolaze u obzir samo rezonatori. U našem slučaju se koristi tzv. spiralni rezonator (helical resonator). Takav rezonator sadrži žičanu spiralu unutar kvadratnog (može biti i cilindričan) vodljivog oklopa. Jedan kraj spirale je vezan na oklop, a drugi kraj je ostavljen otvoren. Ovakva izvedba funkcionira kao 1/4 λ koaksijalni rezonator, no zahvaljujući spirali fizički je puno kraći.

Žičana zavojnica (spirala) spiralnog rezonatora. Duljina žice je 1/4 valne duljine. Ugađanje rezonatora postiže se većim ili manjim uvlačenjem vijka u središnju os spirale.

Mrežni ispravljač 220 V AC / 24 V DC

Kao što se vidi sa sheme i slika, uz uređaj dolazi mrežni ispravljač u osnovnoj izvedbi: mrežni transformator, punovalni diodni ispravljač (graetz) i filtarski elektrolitski kondenzatori. Posebna stabilizacija napona nije potrebna jer primopredajnik Sailor RT-143 ima ugrađene vlastite stabilizatore.

Mrežni transformator se može spojiti na mrežne napone 220 i 110 V, a sekundari su motani za napone od 13 i 24 V. Očito da je na našem primjerku ispravljača već netko mijenjao graetz.

Pomorski radio-telefoni Sailor RT-143 i RT-144 su sličnih karakteristika i iz istog razdoblja (sredina 1970-tih godina) no prilično se razlikuju u svojim blok shemama. Razlike se najviše očituju u načinu sinteze frekvencija radnih kanala pa su sukladno tome i sklopovi prijemnika i predajnika drugačije koncipirani. Kod RT-144 se koristi PLL petlja sa mehaničkom sklopkom za programiranje PLL-a, dok se kod RT-143 koriste kristalni oscilatori. Također, RT-144 osim simpleksa može raditi u semi-dupleksu, dok RT-143 radi u full-dupleksu.

Oba ova uređaja su predstavnici graničnih tehnologija: na RT-143 možemo gledati kao na vrhunac razvoja kristalnih tranzistorskih primopredajnika, a na RT-144 kao na početak razvoja PLL-om kontroliranih primopredajnika sa sve većom upotrebom specijalnih integriranih krugova. Tako su kod RT-143 integrirani krugovi prisutni samo u pojačalima 2. MF prijemnika (470 kHz), dok se kod RT-143 osim u PLL krugovima isti koriste i za 2. MF pojačalo, FM detektor i NF pojačalo prijemnika, te za mikrofonske NF krugove predajnika.

Danas su PLL krugovi za kontrolu frekvencije kod primopredajnika već dosegli vrhunac razvoja te se zahvaljujući mikrokontrolerima lako mogu programirati za širok raspon mnogobrojnih funkcija koje uključuju i sučelja prema kontrolama i displejima. Naravno, s elektroničke strane gledano mikrokontroleri i PLL čipovi nisu baš jednostavni sklopovi, no s obzirom da dolaze kao gotovi čipovi mi ih onda jedino možemo promatrati kao gotove funkcijske module koje je samo potrebno spojiti prema specifikacijama proizvođača. Čipovi se ne mogu popravljati i serviseri se ne moraju brinuti o njihovom unutrašnjem sastavu i blok shemi, to je posao dizajnera samih čipova. No ipak, svaki elektroničar bi morao biti barem toliko znatiželjan da što je moguće detaljnije razluči blok shemu pojedinog elektroničkog uređaja sa kojim se bavi. Stara diskretna tehnika izrade radio uređaja, iz vremena prije nego se sve počelo trpati u male crne jednolične čipove, svakako u tome može jako puno pomoći 🙂