Alimentatore per ricevitore a reazione

L'alimentatore già descritto in un precedente post è finalmente pronto. Gli schemi della sezione filamenti e della sezione 50V (B+) sono leggermente cambiati:

Nello schema della sezione 50V (B+), V1 e V2 simboleggiano i due avvolgimenti secondari - posti in serie - del trasformatore da 12+12 VAC utilizzato per la costruzione.
Qui sotto invece le foto dell'alimentatore completo, finalmente nella sua scatola e pronto per le prove con il ricevitore a reazione.
Nella sezione 50V (B+), a sinistra nella foto qui sotto, da notale le alette di raffreddamento saldate direttamente sui reofori dello zener da 51V, 1/2W. Quando l'alimentatore non è connesso al carico, la potenza dissipata dallo zener supera infatti i 400 mW.

Test of ADA antenna amplifier with Siemens K2155

Following my previous post on the same subject, this video shows a "kitchen table" test of my build of ADA antenna amplifier by Claudio Re. During the test, the amplifier has shown an almost constant voltage gain of about 30 dB. Gain variations were within +/- 2 dB over the whole frequency range of Siemens K2155 selective level meter, that is 200 Hz to about 650 kHz, with only a slight decrease starting at about 400 kHz. No particular care was given to shielding, insulation, etc. so the results are to be taken as approximate figures only, expecially below 500 Hz where AC mains noise (50 Hz and harmonics) is dominant.

La legge di Murphy in azione

Ieri sera credo di aver battuto il record mondiale di conferme dell'esistenza della legge di Murphy, nella sua formulazione semplificata ("se una cosa ha una probabilità di andare storta, lo farà").
Situazione: montaggio degli alimentatori del mio ricevitore a reazione in una scatola di alluminio, molto carina, comprata su eBay ad un prezzo ragionevole ed appena arrivata dal Regno Unito.
Manifestazioni della legge di Murphy nel giro di un paio d'ore:
1) prima ancora di comprare la scatola, avevo praticato dei fori di fissaggio ai quattro angoli delle basette degli alimentatori (e dove avrei dovuto farli, se no?). Ebbene, ieri sera scopro che - come per magia - quattro dei fori coincidono con la posizione dei piedini in gomma sotto la base della scatola. Work-around: tagliare una fettina di gomma dai piedini (per fortuna grandi) per fare spazio alle viti.
2) Inizio a montare una delle due basette, fissandola ben bene al fondo della scatola con torrette esagonali e viti. Totale 8 viti, 4 per fissare le torrette al fondo della scatola e 4 per fissare la basetta alle torrette. Quale sarà stata la probabilità di avere orientato la basetta nel verso sbagliato? Dite 50%? Sbagliato, era il 100%. Work-around: smontare e rimontare pazientemente le 8 viti (e la prossima volta fare più attenzione).
3) Le connessioni di massa al telaio ovvero alla scatola in alluminio. Un capocorda con un pezzetto di cavo da montare vicino all'ingresso dell'alimentazione di rete (da connettere alla terra del cordone di alimentazione), un altro capocorda con due pezzetti di cavo da montare dalla parte delle uscite degli alimentatori (da connettere con il riferimento di massa di ciascuna delle due basette). Anche qui, ho avuto conferma che la probabilità che invertissi tra loro i due capocorda (per mia distrazione, è ovvio), montandoli uno nella posizione dell'altro, non era il 50% ma di nuovo il 100%.
4) Foratura dei pannelli frontale e posteriore: convintissimo che i due pannellini fossero simmetrici rispetto ai fori per il loro fissaggio al resto della scatola; e quindi di poter scambiare sopra e sotto, alto e basso, senza alcun timore. Sbagliato: i due fori presenti sui bordi laterali dei pannelli, per fissarli con viti al resto della scatola, sono un pochino più in alto della metà altezza dei pannelli stessi. Risultato: i pannelli hanno un ben definito "sopra" e un ben definito "sotto". Probabilità che - nel praticare i fori per boccole, interruttore, passacavo - io abbia invertito il "sopra" con il "sotto"? Questa volta ci avete azzeccato: 100%.

Direte "Ma che c'entra Murphy? Sei tu che lavori con la testa tra le nuvole, senza fare attenzione, e non ne azzecchi una!". Eh - rispondo io - proprio in questo Murphy ci mette lo zampino! Se si trattasse di semplice distrazione, quando la probabilità statistica di fare la cosa giusta è del 50%, almeno una volta ogni tanto dovrebbe andarmi bene, no? E invece niente, no way, sempre sbagliato. Quattro volte consecutive in una sera. Roba da esorcisti.

Last but not least. In effetti, di tutti questi intoppi, è stato quello che mi ha disturbato di più: durante il fissaggio di una delle boccole, il dado (metallico) si è mangiata la filettatura della boccola. Chiamiamola filettatura, anche se impressa sulla flaccida gomma del corpo della boccola. Qui Murphy non centra. Queste boccole da pannello comprate su eBay sono ridicole. Se le stringi poco traballano, se le stringi troppo si rompono che è un piacere. Anche quelle con la filettatura in metallo, sembrano fatte di una lega tra ottone e burro. Va bè, lasciamo perdere. Ovviamente non ne avevo altre. C'ho buttato un pò (un pò tanto) di colla a caldo e vedremo se sarà sufficiente. Tanto rimarrà all'interno della scatola e non si vedrà. Dopotutto, l'importante sarà che funzioni bene, giusto? Non vedo l'ora di poterla chiudere. E dimenticare Murphy.

Comprare il presente

In questi giorni, sui giornali, sono comparsi articoli e commenti, dedicati alle code ed alle resse di giovani (e meno giovani) in attesa davanti agli Apple Store, per poter acquistare il nuovo modello di iPhone.
In uno di questi commenti (onestamente non mi ricordo attribuito a chi, nè da quale quotidiano) si evidenziava - nella strategia di mercato di Apple - l'intenzione e la capacità di formare nei potenziali acquirenti la convinzione di poter comprare non tanto un prodotto, seppur tecnologicamente avanzato; quanto piuttosto un vero e proprio pezzo di futuro.
A me pare invece che quello che era in vendita e così desiderato fosse nient'altro che un piccolo pezzo di presente, la tascabile conferma di un'identità (habeo ergo sum), l'ennesimo tatuaggio.

In fila all'Apple Store di Firenze - Foto ANSA - © Copyright ANSA

Antenna ADA - L'amplificatore

Qualche tempo fa, nell'estate di quest'anno, decisi di provare a costruire velocemente un captatore per le VLF, spinto dall'obiettivo di ricevere di nuovo una delle trasmissioni periodiche della stazione storica SAQ di Grimeton a 17200 kHz. Avevo nel cassetto due doppi amplificatori operazionali del tipo OP275; inoltre mi ricordavo di aver visto sul noto sito vlf.it di Renato Romero un progetto che mi aveva incuriosito e che si prestava all'impiego dei due OP275, ossia l'antenna ADA di Claudio Re.
Lo schema elettrico dell'antenna ADA è quello qui sotto riprodotto:

L'antenna ADA di Claudio Re, da www.vlf.it

Quello che mi incuriosì a suo tempo fu l'utilizzo di un dipolo, come elemento sensibile al campo elettrico, invece del più comune monopolo, ragione per cui anche la struttura dei primi stadi dell'amplificatore è differenziale. I vantaggi di uno schema di questo genere, in termini di maggiore indipendenza dall'installazione e dalle caratteristiche dell'ambiente vicino all'antenna, sono ben spiegati da Claudio Re nell'articolo citato all'inizio di questo post.

Veniamo alla mia realizzazione. Oltre all'impiego di due doppi op-amp di tipo OP275, al posto di un quadruplo op-amp di tipo TL084, l'unica modifica da parte mia è stato aggiungere un condensatore ceramico da 1 uF in serie alla resistenza da 47 ohm (che determina l'impedenza d'uscita). Lo scopo del condensatore è quello di eliminare ogni rischio - per i dispositivi connessi all'uscita dell'amplificatore - che potrebbe derivare dalla presenza di una componente continua nel segnale d'uscita. In effetti, sull'uscita a monte del condensatore, risulterà presente un valore di tensione continua (misurato rispetto a massa) pari circa alla metà della tensione di alimentazione. Nel caso della mia realizzazione, con una tensione di alimentazione di 18 VDC, ho misurato una tensione continua sull'uscita pari a circa 8.9 VDC.

Come accennato all'inizio di questo post, il primo obiettivo fu la costruzione "quick & dirty" di un prototipo che mi permettesse di provare a ricevere la trasmissione di SAQ dell'estate di quest'anno. Il risultato è illustrato nella foto qui sotto e credo che parli da solo. L'alimentazione era affidata a tre batterie da 9 VDC collegate in serie.

Purtroppo la speranza di ricevere SAQ fu clamorosamente delusa a causa di un banale errore (di Windows 8 !!) nella conversione da orario UTC a ora estiva italiana. L'amplificatore venne messo da parte dopo alcune prove veloci e mi dedicai ad altri progetti.

Pochi giorni fa mi è venuta voglia di riprenderlo in esame e di sottoporlo a qualche misura e valutazione più accurata, anche con l'aiuto del voltmetro selettivo Siemens D2155 che ho ancora in prestito dal mio amico Roberto Cecchetti IW5BUX.
Con l'occasione ho voluto dotare l'amplificatore di una scatola in alluminio decente. Per gli elementi del dipolo, sto pensando all'impiego di due pezzi di tubo in rame, del tipo utilizzato per costruire il pluviali delle nostre case.
Sulla basetta invece ho preferito non fare interventi, per cui ha mantenuto l'aspetto orribile (dal punto di vista della qualità del montaggio) che aveva nella sua prima realizzazione:

Ecco qua la mia realizzazione dell'amplificatore dell'antenna ADA come appare adesso. Prossimamente conto di pubblicare i risultati delle misure con il voltmetro selettivo e successivamente quelli delle nuove prove "on air".

Generatore a due toni in kit

Un generatore a due toni (qui chiamato anche two tone tester) è un piccolo strumento molto utile per diversi tipi di misure sui trasmettitori radio in fonia. Modulando il segnale RF con due toni di uguale ampiezza, è possibile effettuare in laboratorio - con il supporto di un carico fittizio e di un oscilloscopio - sia misure di potenza che verifiche di corretta modulazione e linearità sui trasmettitori SSB ed anche DSB ed AM.

Il generatore a due toni da me costruito corrisponde ad un kit venduto da Spectrum Communications. Sul pannellino frontale sono presenti.
- l'interruttore di accensione;
- un LED rosso, che si illumina a circuito acceso;
- un deviatore per inserire in uscita il tono a 1600 Hz;
- un deviatore per inserire in uscita il tono a 1800 Hz;
- un potenziometro per regolare il livello dell'uscita.
A sinistra del pannellino frontale è presente il connettore RCA dell'uscita audio.

Il materiale è di buona qualità, la documentazione è essenziale ma completa, la costruzione e la messa a punto sono facili e divertenti, per un piccolo strumento che potrà trovare diversi impieghi utili all'interno del laboratorio.

Tuner QRP per antenna EFHA per 20 metri

In questo post descrivo la realizzazione di un piccolo tuner (accordatore) per potenze QRP, adatto per l'impiego con antenne di tipo EFHA (end-fed half-wave antenna).
A questo link potrete trovare una trattazione molto dettagliata e completa delle caratteristiche di questa classe di antenne, scritta da Steve Yates AA5TB:
The End Fed Half Wave Antenna

Nella sua realizzazione più comune, l'antenna EFHA è equivalente ad un dipolo verticale, la cui lunghezza è pari a metà della lunghezza d'onda. A differenza di un dipolo, però, la EFHA è alimentata ad un estremo (end-fed) anzichè al centro. Da questa caratteristica deriva l'elevata impedenza caratteristica di questo tipo di antenna e la conseguente necessità di costruire un tuner per rendere l'impedenza vista dal trasmettitore - alla frequenza di lavoro - la più vicina possibile ai classici 50 ohm.

Lo schema del tuner per EFHA che ho realizzato è quello che segue (mi scuso per la pessima qualità del disegno):

Si tratta di un tuner per EFHA da impiegare nella banda dei 20 metri, unito con un piccolo SWR meter che faciliti le operazioni di accordo, specialmente nell'attività in portatile.
Il SWR meter è basato sul classico ponte di resistenze da 50 ohm, dove uno dei rami del ponte è costituito dall'impedenza vista all'ingresso della sezione di accordo (il vero e proprio tuner). In condizioni di equilibrio (cioè con impedenza vista all'ingresso del tuner pari a 50 ohm) la differenza di potenziale RF ai capi della diagonale del ponte dovrebbe essere pari a zero. Se così non è, il semplice circuito di rivelazione (rappresentato dal diodo 1N4148 e dal condensatore) tramuterà il valore di picco della tensione in una corrente continua che scorrerà nel LED e nel milliamperometro.
Le resistenze da 50 ohm sono costituite da coppie di resistenze da 100 ohm, 5W in parallelo. La potenza che possono dissipare è più che sufficiente per applicazioni QRP.
E' presente un deviatore che consente di inserire il SWR meter durante l'accordo, per poi escluderlo in trasmissione. Come già accennato sopra, l'indicazione visiva dell'accordo è affidata sia ad un LED che ad milliamperometro. Il milliamperometro è più preciso del LED e ben visibile anche all'aperto in piena luce. Ovviamente il miglior accordo si ha quando l'indicazione del milliamperometro è al minimo. Lo strumento ha un potenziometro per regolare il fondo scala, in modo da sfruttare al meglio la precisione di lettura in base al valore effettivo della corrente, che diventerà sempre più piccolo via via che si perfeziona l'accordo.

Le foto seguenti mostrano la costruzione e le fasi di un semplice collaudo.

Il collaudo è stato effettuato con l'aiuto di un analizzatore di antenna (il kit di VK5JST descritto in questo mio post). Al posto dell'antenna, ho collegato resistenze con valore intorno ai 2000-2500 ohm, che è il range di valori di impedenza tipico di una EFHA sui 20 metri. L'accordatore è stato quindi provato tra 14.200 e 14.250 MHz, con resistenze comprese tra 1800 ohm e 2700 ohm, ed ha funzionato bene.

J-pole dual-band per VHF e UHF

Ecco qua il progetto di una antenna j-pole dual-band per VHF e UHF, che ho trovato facile da realizzare e che ha dato subito buoni risultati.
I disegni fatti a mano che riproduco in questo post non sono miei e non riportano il nome dell'autore. Dopo una rapida ricerca sul web, ritengo che il progetto originale (e forse anche i disegni) possano essere attribuiti a IW1CMC.

Le foto che seguono invece illustrano la mia realizzazione della j-pole.

Per la costruzione ho impiegato tubi in alluminio di 8 mm di diametro, facilmente reperibili nei grossi negozi di bricolage, dove ho anche acquistato la staffa utilizzata per bloccare l'antenna sul treppiede (come si vede nella foto qui sopra).

La lamiera di alluminio piegata a L, che fa da base per gli stili, è stata ricavata da materiale surplus.

I tubi di alluminio sono stati tagliati alla giusta misura e quindi filettati, esternamente o internamente, per il fissaggio alla base. La filettatura ed il successivo fissaggio sono stati un pò difficoltosi; sia per il ridotto spessore dell'alluminio dei tubi (sarebbe stato forse meglio usare dei tondini); sia per la tenerezza del materiale, che ha reso difficile stringere i dadi in ferro abbastanza da ottenere la necessaria solidità meccanica.

Per superare questa difficoltà, ho fatto ricorso ad abbondante uso di colla epossidica bi-componente, come si vede nelle foto ravvicinate della base:

Infine, per dare maggiore rigidità meccanica all'insieme, ho collegato tra loro gli stili più lunghi, utilizzando una semplice piastrina in plexiglass, fermata con delle fascette stringicavo:

A questo link potete trovare la descrizione di un'altra realizzazione della stessa antenna:

REALIZZAZIONE DI UNA ANTENNA J-POLE VHF – UHF

Piccole autocostruzioni utili

Con questo post vorrei proporre una carrellata di piccole costruzioni utili. Una serie cioè di progetti minuscoli e di estrema semplicità, che però in molti casi - almeno per me - hanno rappresentato proprio quello che serviva per facilitare una misura o rendere meno difficile un radioascolto.

Adattatore multiplo

Il titolo è altisonante, ma in pratica altro non è che una piccola scatola in plastica (ma ovviamente potrebbe essere metallica), munita sulle diverse facce di connettori di vario genere, tutti tra loro connessi in parallelo. Dal punto di vista radioelettrico sicuramente non si tratta di una soluzione molto raffinata, specialmente per le frequenze più alte, ma nella mia attività pratica si è dimostrata utile in diverse occasioni.
La scritta "balun 1:1" che si intravede nella foto è solo un ricordo dell'utilizzo originale della scatola.

Filtro passa-basso per la ricezione delle LF

Si tratta di una costruzione che devo in realtà alla gentilezza di Roelof Bakker PA0RDT, che mi spedì - già montato - il piccolo circuito stampato che si vede nella foto. Da parte mia mi sono limitato a costruirci intorno la scatolina metallica, munita di connettori BNC sui due lati. L'impedenza di ingresso (e di uscita) è di 50 ohm.

Un filtro come questo è utilissimo - per non dire indispensabile - per l'ascoltatore delle LF, in quanto consente di attenuare moltissimo i forti segnali delle stazioni broadcast in MW. Questo è tanto più importante quanto meno selettivo è l'insieme composto dal sistema di antenna e dagli stadi di ingresso del ricevitore.
I forti segnali delle stazioni broadcast in MW non solo potrebbero portare in zona di funzionamento non lineare gli stadi di ingresso del ricevitore (dando luogo ai noti fenomeni di intermodulazione e ad altri effetti indesiderati), ma potrebbero anche erroneamente comparire in mezzo ai veri segnali LF, dopo essere stati convertiti in frequenza dal battimento con una delle armoniche dell'oscillatore locale.

Di questo filtro purtroppo non ho più lo schema elettrico ma ritengo sia del tutto analogo al filtro a 7 poli descritto a questo link:
510 KHz LOW PASS FILTERS

Il programma di calcolo AADE descritto nella pagina web sopra citata è gratuitamente disponibile a questo link:
AADE FILTER DESIGN AND ANALYSIS

Il filtro di Roelof impiega nuclei toroidali del tipo Amidon T50-1, con un valore di AL pari a 100 uH/100 turns.Per calcolare il numero di spire necessarie, partendo dall'induttanza, si può utilizzare la seguente formula:

turns = 100 * sqrt ( L / AL)

dove L è l'induttanza in uH e AL è qui espresso in uH / 100 turns.

Attenuatore a passi

Anche questo oggetto può risultare utile sia per l'esecuzione di semplici misure, sia per attenuare i segnali in ingresso al nostro ricevitore, con un range che va da 0 dB a 58 dB, a step di 2 dB o 3 dB. L'impedenza all'ingresso e all'uscita è di 50 ohm.

Purtroppo non mi è possibile mostrare una foto della costruzione interna, in quanto la scatola metallica è saldata. Comunque la tecnica costruttiva è del tutto simile a quella mostrata in questa pagina web:
I8AOE RF attenuator

Interfaccia radio-PC

Si tratta della solita interfaccia da interporre tra l'uscita audio della radio e l'ingresso linea della scheda audio del nostro PC. Gli scopi sono separare elettricamente la radio dal PC e consentire una migliore regolazione del livello del segnale, evitando di saturare l'ingresso della scheda audio.

L'elemento centrale del circuito è un trasformatore di isolamento audio del tipo Bourns LM-NP-1001, scelto in base al costo contenuto in rapporto alla larghezza di banda. Terminato infatti con un adeguato valore di impedenza, di circa 10 kohm, questo trasformatore può esibire una larghezza di banda di oltre 100 kHz, adeguata anche per utilizzare schede audio con frequenza di campionamento di 192 kHz.
Si veda in proposito questa ampia e dettaglata analisi fatta dai Clifton Laboratories:
Bourns LM-NP-1001-B1 600 Ohm Audio Transformer

Antenna loop ripiegabile da appartamento

Non molto tempo fa sono entrato in possesso di un amplificatore Wellbrook modello ALA100 (qui una review di Alan Gale G4TMV), aquistato usato in ottime condizioni e ad un prezzo onesto.

L'amplificatore che ho acquistato è privo di alimentatore e della cosiddetta antenna interface, ovvero la classica scatola di accoppiamento/disaccoppiamento tra segnale RF e alimentazione in corrente continua, che si vede a destra nella foto qui sopra.
Per il primo rimedierò con un piccolo alimentatore regolabile autocostruito, per la seconda ricorrerò all'equivalente modulo della MiniWhip di PA0RDT. Si verrà così a formare quella che potremmo definire "una strana coppia", che nondimeno spero potrà funzionare senza grosse limitazioni. Nella foto qui sotto, sulla destra è visibile appunto la power unit della MiniWhip di PA0RDT.

A questo punto, quello che manca e' un'antenna a loop wideband da collegare all'amplificatore. L'ALA100 in realtà è pensato per l'impiego outdoors, come amplificatore a larga banda per loop a singola spira di grandi dimensioni. Lo sviluppo raccomandato per il loop sarebbe compreso tra 15 e 25 metri, lunghezza al di sopra della quale non si ottengono più vantaggi significativi.
La mia idea e la mia esigenza, invece, sarebbero di utilizzare l'amplificatore ALA100 in unione ad un'antenna a loop multispira di forma rettangolare, da impiegare all'interno dell'appartamento. La lettura dei resoconti di alcune esperienze, presenti sul web, nonchè un breve scambio di e-mail con Andrew Ikin di Wellbrook, mi hanno convinto della fattibilità della cosa, anche se come già detto non si tratterà della configurazione raccomandata dal costruttore.
Le dimensioni del loop sarebbero all'incirca 1.60 m di altezza per 1.20 m di larghezza. Sono misure imposte dalla lunghezza standard dei tubi PVC per impianti elettrici e dallo spazio disponibile nel mio sweet spot all'interno dell'appartamento. La costruzione dovrebbe essere tale da consentire una rapida installazione e soprattutto una rapida disinstallazione dell'antenna, pena gli strali della consorte. Dovrebbe altresì consentire di sperimentare sia una versione con due spire (per una lunghezza totale del conduttore di circa 11.20 m), sia una versione con tre spire (16.80 metri).
Dopo un pò di ragionamenti, sono giunto ad un progettino di massima che mi sembra potrebbe funzionare, basato su due tubi PVC per impianti elettrici lunghi 2 m, con diametro esterno pari a 20 mm, al cui interno inserirei due tubi di pari lunghezza e diametro 16 mm, per aumentare la rigidità.
Con qualche altro spezzone dello stesso tipo di tubo e un pò di raccordi a 'T' dovrebbe essere possibile far stare in piedi il telaio ripiegabile illustrato (con pessimo risultato grafico) nello schizzo fatto a penna che allego qui sotto:

Una volta effettuati i primi test e deciso il numero di spire (2 o 3) che produrrà i migliori risultati, il filo verrà inserito in modo definitivo, facendolo scorrere attraverso i fori passanti praticati nei corti spezzoni orizzontali di tubo PVC, come chiarito (spero!) nel disegno. Penso che userò del semplice filo elettrico isolato per cablaggi elettronici, sufficientemente flessibile e sottile da non opporre troppa resistenza nel passaggio attraverso i fori.
La spaziatura tra le spire sarebbe di circa 20 cm nella versione con 2 spire, mentre sarebbe di circa 10 cm nella versione con 3 spire. La capacità distribuita risultante potrebbe essere quindi sufficientemente piccola da non compromettere eccessivamente la resa dell'amplificatore, specialmente in LF dove intendo preferibilmente effettuare la mia attività di radioascolto.

Nel mio piccolo...

Nel mio piccolo, sottoscrivo e riprendo l'appello che il buon Andrea Lawendel ha lanciato dal suo blog Radiopassioni - in nome della ragionevolezza e della comune passione per la radio:

http://radiolawendel.blogspot.it/2014/09/stazioni-am-i-dxer-europei-chiedono-il.html?spref=fb

Prove di ricezione in AM con Siemens D2155

Questo video mostra i miei esperimenti di ricezione di emittenti AM broadcast nel tardo pomeriggio di ieri, usando il voltmetro selettivo Siemens D2155.
L'antenna è la solita loop multi-spira sintonizzabile autocostruita. Il segnale audio è prelevato all'uscita del convertitore SSB incluso nello strumento, che trasla il segnale di 1 kHz. Questo può andare bene per segnali CW (anche se un più tradizionale BFO variabile sarebbe stato più gradito). Per i segnali AM, invece, si è costretti a regolare la sintonia 1 kHz sopra o sotto la frequenza nominale dell'emittente, selezionando poi rispettivamente la banda laterale inferiore (LSB) o superiore (USB).
La larghezza del filtro selezionato è ovviamente 3.1 kHz (in questo caso il filtro da 20 Hz è completamente inutilizzabile per ovvii motivi). Un filtro più largo di 3.1 kHz sarebbe stato utile, così come un altro filtro stretto di valore intermedio (diciamo 500 kHz). Ovviamente sarebbero risultate utili anche altre funzioni comuni sui ricevitori radio, come AGC, AF gain, ecc. ma d'altra parte un voltmetro selettivo NON è un ricevitore radio, sebbene possa funzionare meglio di molti ricevitori in alcune applicazioni specifiche.

Ricezione di NDB con il voltmetro selettivo Siemens D2155

Continuando i miei esperimenti con il voltmetro selettivo Siemens D2155 (avuto in prestito dal mio amico Roberto Cecchetti IW5BUX), oggi nelle prime ore del pomreriggio ho voluto provarne l'utilizzo nella ricezione di alcuni NDB vicini. Naturalmente la qualità e le performance dell'apparato come strumento di misura non sono in discussione. Il filtro da 20 Hz si comporta in maniera ineccepibile, come tutto il resto. Però continuo a rimanere dell'opinione che utilizzare un voltmetro selettivo come ricevitore - seppure per la ricezione di segnali a banda stretta, come appunto gli NDB - richieda un forte spirito di adattamento (direi quasi un certo grado di masochismo). Troppo, per me che sono abituato alle comodità del mondo SDR. A parte questo, si è trattato di un'esperienza senz'altro interessante e che mi mancava
Qui di seguito i video che ho realizzato (tenendo in mano il cellulare a mo' di telecamera) durante questo test:

ABN-420 kHz

GEN-318 kHz

SZA-349.5 kHz

Le mie (poche) cartoline QSL dalle LF

Le cartoline QSL sono le conferme scritte (tipicamente nel formato di una cartolina postale, da cui il nome) che i radioamatori - oppure le stazioni utility o di radiodiffusione - spediscono in risposta ad un rapporto di ricezione, inviato da un altro radioamatore oppure da un appassionato di radioascolto.
Sono molto ambite quando testimoniano la realizzazione di un QSO difficile o di una ricezione DX, ma costituiscono in generale un gradito ricordo, un pò come una foto di famiglia, specialmente quando provengono da paesi lontani.
Io non sono mai stato un collezionista di QSL. Il mio approccio al radiantismo è sempre stato più orientato verso gli aspetti tecnici e storici, piuttosto che verso la vera e propria attività radioamatoriale o di radioascolto, che in realtà pratico assai di rado.
Non di meno sono affezionato alle poche QSL che ho raccolto negli anni passati, soprattutto perchè mi ricordano la mia predilezione per la banda delle LF, un rapporto quasi affettivo che dura ormai da diversi anni. In questo breve filmato ne propongo una piccola carrellata.

Perchè mi piacciono le LF

Recentemente mi sono chiesto quali potessero essere le ragioni della mia predilezione per la banda delle LF e credo (per quanto mi riguarda) di averle individuate in quelle che riassumo qui sotto:
1) Le LF sono "difficili" a causa dell'elevato livello di rumore, specialmente di giorno, specialmente in estate. Sono la banda dove è di gran lunga più alto il livello del rumore atmosferico (QRN). A questo si somma il rumore di origine artificiale, causato dalle interferenze generate da dispositivi alimentati elettricamente, quindi sempre più presente nelle nostre aree urbane o suburbane.
Anzichè scoraggiarmi (specialmente considerando la mia passione per la caccia agli NDB, che sono spesso segnali estremamente labili e sfuggenti) la presenza costante di questo rumore mi affascina, mi fa sentire immerso in un atmosfera d'altri tempi.
2) Le LF sono in effetti un pò la culla dove sono nate e si sono sviluppate le trasmissioni radio, nei primi anni della storia di questo bellissimo mezzo di comunicazione. Quel fruscio costante, interrotto a tratti dalle scariche atmosferiche, mi fa sognare di trovarmi ancora ai tempi dei pionieri, specialmente nelle ore più profonde delle lunghe notti invernali.
3) Le LF sono relativamente "piccole". Anche volendo includere una parte delle MF (quella che precede l'inizio della banda delle broadcast in MW), non arrivano ad occupare 500 kHz. Poco più di una pozzanghera, se confrontato con l'oceano delle HF, che occupano quasi 30 MHz (60 volte tanto!).
Proprio perchè sono piccole, sono relativamente facili da esplorare, poco affollate, e le tipologie di segnali che le popolano sono limitate. Principalmente si tratta di alcuni servizi utility (specialmente al di sotto dei 150 kHz), le stazioni broadcast europee ed asiatiche (tra 153 kHz e 279 kHz), gli NDB (da circa 200 kHz in poi), le stazioni NAVTEX (a 490 kHz e 518 kHz), che però in realtà ricadrebbero già nell'ambito delle MF.
In LF sono state concesse anche alcune porzioni di banda per la sperimentazione a livello radioamatoriale, con qualche limitazione (soprattutto relativa alla ERP, che deve essere tale da non rischiare di interferire con altri servizi): ad esempio la cosiddetta banda dei 1750 metri negli USA e la banda dei 136 kHz in alcuni paesi europei. Sono bande molto sfidanti per gli sperimentatori, per la ridotta efficienza dei sistemi di antenna concretamente realizzabili a queste lunghezze d'onda e per l'elevato livello del rumore di fondo, che constringono ad utilizzare codifiche con larghezza di banda estremamente ridotta, come il QRSS.
Date le caratteristiche che ho fin qui elencato, per il radioascolto in LF è fortemente raccomandato - a mio parere - l'utilizzo di un sistema di ricezione di tipo SDR, per la possibilità di visualizzare i segnali e filtrarli con filtri estremamente stretti. Segnali che, come detto, possono essere molto deboli in rapporto al rumore di fondo ed avere - nel caso di trasmissioni radioamatoriali - codifiche molto lente per limitare al massimo la larghezza di banda occupata e quindi migliorare il rapporto segnale/rumore.
I ricevitori SDR - sfruttando le capacità di eleborazione dei PC moderni - consentono inoltre di registrare sul disco rigido ampie porzioni di spettro radio. In pratica, i 500 kHz delle LF possono essere facilmente coperti nella loro interezza e trasferiti in un file su disco per poter poi essere ri-analizzati in playback dal software SDR, con tutta calma e con tutti gli strumenti che il software SDR mette a disposizione per massimizzare i risultati dell'ascolto.

Siemens Selective Level Meter D2155

Ho avuto in prestito dal mio amico Roberto Cecchetti IW5BUX un testset Siemens K2155 per farci qualche prova (senza pretese). Il testset Siemens K2155 è composto dal selective level meter D2155 e dal tracking oscillator W3155.

L'apparato è in buone condizioni. Il manuale per l'impiego è disponibile on-line, ad esempio tramite il solito prezioso sito Introni.it. Il testset può essere alimentato dalla tensione di rete e lo strumento si adatta automaticamente al livello di tensione di rete presente al connettore di alimentazione, purchè compreso nei range 99-143 VAC (idoneo per la rete di alimentazione americana a 60 Hz), oppure 198-286 VAC (idoneo per la nostra rete a 50 Hz). E' prevista anche un'alimentazione interna tramite batterie NiCd (non funzionante nell'esemplare in esame); infine un connettore sul pannello posteriore mette a disposizione un'uscita a 10 VDC stabilizzati, per alimentare eventuali kit accessori dello strumento (ad esempio per la misura di impedenze).
La selezione della sorgente di alimentazione avviene mediante i pulsanti che si trovano sotto lo strumento di misura:

I primi tre (OFF, MAINS e quello etichettato con il simbolo della batteria) hanno significato ovvio. Il quarto pulsante consentirebbe di verificare lo stato di carica della batteria interna - mentre alimenta il testset - mediante indicazione sullo strumento di misura; l'ultimo pulsante consentirebbe di mettere sotto carica la batteria interna durante il funzionamento da tensione di rete.
Il deviatore a levetta, a destra sotto lo strumento di misura, consente di selezionare il range di frequenza su cui si vuole far operare il testset: da 200 Hz a 620 kHz oppure da 200 Hz a 150 kHz. Personalmente, essendo maggiormente interessato alla ricezione degli NDB (Non-Directional Beacon) opterei per il range di frequenza più esteso. Da notare che - come riportato dal manuale - il testset potrebbe effettuare misure anche tra 50 Hz e 200 Hz, ma con minore precisione.
La dinamica consentita dallo strumento di misura va da -110 dB (o dBm) a +20 dB  (o dBm), rispetto ad un livello di calibrazione preso come riferimento (0 dB); un range quindi di tutto rispetto.

La scelta tra la lettura in dB oppure in dBm è possibile mediante lo switch presente nell'angolo in alto a sinstra sul pannello frontale:

La lettura in dB fornisce una misura del livello del segnale rispetto al livello di riferimento/calibrazione. Possiamo considerarla quindi una misura di tensione.
La lettura in dBm invece fornisce è una misura di potenza (0 dBm corrispondono a 1 mW), ottenuta dalla misura del livello di tensione misurato in ingresso applicato all'impedenza di ingresso selezionata (tramite pulsanti, come descritto più avanti).
La calibrazione dello strumento - alla frequenza impostata per la misura, tramite i comandi di sintonia - si effettua portando il selettore del range di misura nella posizione indicata dal triangolino rosso (modalità CALIBRATE). Quindi si agisce sul potenziometro indicato dal triangolino rosso, vicino al lato sinistro dello strumento di misura, fino a portare l'ago dello strumento stesso sullo zero (0 dB/dBm), anch'esso indicato da un triangolino rosso sulla scala. A questo punto, quando porteremo il selettore del range di misura su uno dei valori, ad esempio -50 dB (o dBm), otterremo che lo zero dello strumento di misura corrisponderà al livello selezionato. La calibrazione più precisa si ottiene alla frequenza di 10 kHz.
Tramite i pulsanti presenti sul lato sinistro del pannello frontale è possibile selezionare diversi valori di impedenza di ingresso: 75 ohm, 150 ohm, 600 ohm e "alta impedenza". Per quest'ultimo caso, in realtà il manuale operativo specifica solo che è maggiore di 3 kohm sull'intero range di frequenze sintonizzabili (maggiore di 5 kohm  tra 300 Hz e 620 kHz; maggiore di 10 kohm tra 1 kHz e 300 kHz).
Notare che il fattore correttivo che serve per derivare la misura in dBm da quella in dB, viene applicato dallo strumento anche quando si seleziona "alta impedenza", purchè venga mantenuto premuto anche il pulsante relativo ad una delle impedenze di 75, 150 o 600 ohm. L'impedenza così selezionata verrà usata solo per la conversione da dB a dBm.

L'ingresso del segnale è bilanciato e flottante (in pratica, fa capo ad un trasformatore). Sono presenti tre prese di ingresso, della misura delle comuni spine a banana: due sono per il segnale che si intende misurare (potremmo connettere qui i due capi del conduttore di un'antenna a loop), mentre la terza corrisponde alla massa dello strumento e può essere utilizzata per connettervi un eventuale riferimento per il segnale di ingresso (ad esempio potrebbe essere lo schermo dell'antenna a loop appena citata).

Dobbiamo chiarire a questo punto che il misuratore selettivo di livello D2155 può funzionare in tre diverse modalità: a larga banda (pulsante WIDEB in basso nella foto qui sopra); modalità selettiva con larghezza di banda di 3.1 kHz; modalità selettiva con larghezza di banda di 20 Hz.
Nella modalità wideband, la massima sensibilità selezionabile corrisponde alla posizione -60 dB. Nella modalità selettiva, la massima sensibilità selezionabile è di -110 dB/dBm tra 800 Hz e 620 kHz, mentre tra 200 Hz e 800 Hz è di -90 dB/dBm. Per raggiungere una sensibilità migliore di -90 db/dBm e fino a -110 dB/dBm, però, è consigliato di selezionare la larghezza di banda di 20 Hz.

La frequenza centrale su cui è sintonizzato lo strumento può essere letta sul grande display a 5 cifre, con una risoluzione di 10 Hz. Sono presenti i comandi di sintonia COARSE e FINE.

Nella modalità wideband, il segnale d'ingresso viene passato direttamente all'amplificatore a larga banda d'uscita (che pilota lo strumento di misura). In questo caso, la sezione dello strumento riprodotta nell'immagine qui sopra, relativa alla sintonia (ed al filtraggio) del segnale, risulta disattivata.

Nella modalità selettiva, il segnale passerà attraverso due conversioni di frequenza, con frequenze intermedie (IF) di 1 MHz e 100 kHz rispettivamente. Il filtro di IF a 100 kHz è quello che determina la larghezza di banda di 3.1 kHz. Questa larghezza di banda può essere utilizzata per misure con frequenze superiori a 10 kHz.

Segue una terza conversione, con IF pari a 10 kHz. Se viene selezionata la larghezza di banda di 20 Hz, dopo questa conversione vengono inseriti sul percorso del segnale due filtri meccanici (centrati su 10 kHz), con larghezza di banda di 20 Hz e con pendenza molto ripida.

L'amplificatore d'uscita contiene anche un convertitore SSB, che consente di selezionare la LSB o la USB del segnale all'uscita dei filtri (una volta centrato sulla IF 10 kHz) e traslare a 1 kHz la banda laterale selezionata.

Sotto la manopola della sintonia fine, sono presenti i connettori di uscita per il segnale traslato a 1 kHz, anch'essi adatti per spine a banana. A giudicare dalla serigrafia sul pannello frontale, in questo caso l'uscita è sbilanciata (single ended). Il livello d'uscita dovrebbe corrispondere a 0 dB (stesso livello del segnale del generatore interno utilizzato per la calibrazione), quando la lettura del livello del segnale d'ingresso indica 0 dB sullo strumento di misura.

Da quanto finora detto mi pare di poter intuire che l'unica maniera per poter ascoltare il segnale presente all'ingresso del testset K2155 - a frequenza audio, direttamente in cuffia all'uscita dello strumento - è appunto quella di utilizzare la modalità selettiva e l'SSB converter.

Queste ultime affermazioni conto di verificarle nel corso delle mie prove (come del resto tutte le affermazioni che ho fatto in questo post).

Sarò curioso di rendermi conto di come il tutto possa funzionare in pratica, cercando di ricevere qualche NDB con l'utlizzo di una semplicissima antenna a telaio di appena 60 cm di lato. Nei prossimi giorni conto di costruirmi i cavetti di connessione idonei, sia per l'ingresso che per l'uscita. Naturalmente aggiornerò il blog con impressioni e risultati, sebbene si tratterà di prove molto semplici e senza alcuna pretesa se non - per me - quella di imparare qualcosa.

Ho tralasciato fin qui l'altro modulo che - insieme al misuratore selettivo di livello D2155 - costituisce il testset Siemens K2155. Sto parlando del tracking oscillator W3155 i cui controlli sono raggruppati sul lato destro del pannello frontale:

In effetti, per gli scopi delle mie prossime prove, in cui intendo utilizzare il misuratore di livello D2155 come ricevitore per NDB, l'oscillatore W3155 non sarà impiegato. Non v'è dubbio però che possa costituire un ottima risorsa quando ad esempio si vogliano misurare le caratteristiche di un filtro, naturalmente nel range di frequenze coperto dallo strumento.
Il tracking oscillator ha un ruolo identico a quello dell'equivalente modulo di un analizzatore di spettro. E in effetti, seppure con sintonia solo manuale, il testset K2155 proprio questo sa fare; e cioè misurare con precisione e con larghezza di banda di solo 20 Hz l'ampiezza in dB/dBm di un segnale nell'intorno di una frequenza selezionata, compresa tra 200 Hz e 620 kHz. Nel caso della misura della risposta di un filtro, il segnale da misurare sarebbe quello all'uscita del filtro, dopo aver applicato al suo ingresso il segnale prodotto dal tracking oscillator. Spostando la sintonia del level meter, si sposterà identicamente la frequenza del tracking oscillator e così sarà possibile, passo passo, tracciare la risposta del filtro sull'intero range di frequenze di interesse.