PI3EHV weer operationeel

[PA0KLS]

Na enige maanden met intermiterende problemen is de Eindhovense repeater PI3EHV weer operationeel. Een lastig te vinden fout, die absoluut niet voor de hand lag, heeft zich uiteindelijk gewonnen gegeven. De eerste weken kijken we nog hoe hij het houdt maar wij hebben goede hoop voor de volgende 30 jaar. Het is tenslotte Experimenteel Radio-Onderzoek dat wij doen.

Dank aan de velen die mee hebben gedacht, mee hebben gediscussieerd, mee hebben gezocht en soms mee hebben gekankerd.

Een wat uitgebreidere beschrijving van de problemen en de oplossingen kunt u hieronder nog tegemoet zien. Dit ter leeringh ende vermaeck.

[SM0FLY]

Hej,
leuk je hier te zien Klaas.

73/Bram

[pa3agz]

Fijn dat het is opgelost Klaas.
Vele amateurs zullen weer graag gebruik maken van deze repeater.

Toppie.

[PE2AAB]

Super Klaas!

Hij werkt weer alsvanouds!

Rick, PE2AAB

[PA0KLS]

De repeater PI3EHV is voorlopig weer in de lucht. Dat was een heel lastige fout. Lees en huiver:

Al meer dan een half jaar kregen wij berichten dat de repeater het soms zomaar niet deed. Enige uren later werkte alles dan weer alsof er niets aan de hand geweest was. Dat is lastig, want wij kunnen er wel bij, maar niet altijd. Murphy zorgt er dan voor dat juist wanneer je er bij kunt alles probleemloos werkt en wanneer er storing is, dan kun je er nèt niet naartoe.

PI3EHV zendt vast om de 5 minuten zijn call uit. Dat ging altijd gewoon door. Het gaf ons de overtuiging dat er dus niets met de antenne, de kabel en het duplex-filter was. Het sloot vanaf het begin een heleboel foutoorzaken uit en is erg waardevol gebleken.

Heel opvallend was dat in de weken tussen Sinterklaas en Kerstmis er nogal wat intermitterende problemen waren, maar van kerstavond tot half januari draaide hij als een zonnetje. Het had er alles van weg dat de probleemveroorzaker enige weken "met vakantie" was, want daarna op een maandagmorgen in januari was het weer hommeles.

PI3EHV staat op het hoogste gebouw van het Nat.Lab., Philips research, en wij weten dat er daar experimenten gedaan worden met draadloze energieoverdracht, schemerlampen zonder snoer, die hun energie halen via HF uit spoelen in de vloerbedekking. Dat is natuurlijk in principe verdacht, maar in deze omgeving moeten dat soort experimenten gedaan kunnen worden. Maar was dat nou ook ons probleem?

Wij hebben met een 2-meter peilontvanger door de gebouwen gelopen op zoek naar het stoorsignaal, maar dat had alleen zin tijdens een probleemperiode. De ontvanger van PI3EHV heeft een heleboel LED-jes op de voorkant en daarop had ik gezien dat er op zo'n moment ongewoon veel ruis werd ontvangen. Ook op de monitorluidspreker was dat te horen: keiharde ruis. Ook met de peilontvanger was er in het gebouw een ongewoon hoog ruisniveau te horen, S 9++, het was het sterkst in de liftenhal op de bovenste etage. Zéér breedbandig. Waarschijnlijk komt het uit de elektronische besturing van de liften. Overal in het gebouw was het te horen, waarschijnlijk verbreide het zich via het lichtnet. Liep je naar buiten, dan was het in tien meter weg. Dit gaat allemaal het beste met een AM-ontvanger, daarmee hoor je wat er echt is en daarom is de peilontvanger een goede keuze.

De perioden van uitval werden steeds langer en op een zeker moment bleek de storing continue aanwezig. Merkwaardig was overigens wel dat met de peilontvanger aan de antenne van de repeater de band best rustig was. QSO's op andere repeaters en packet kwam luid en duidelijk door en op de ingangsfrequentie was het prachtig stil. De FM-ontvanger van de repeater detecteerde echter weer een ongewoon sterke ruis. Dat was ook zo wanneer de antenne van de ontvanger werd los genomen. Die ruis wordt gebruikt om de squelch dicht te houden, nou die bleef dan ook stijf dicht. Vanaf dat moment bleef dat zo en konden we beter zien wat er aan de hand was.

Vreemd was echter dat de CTCSS-toon van een station op de ingang wel gedetecteerd werd, zonder dat de overvloedige ruis in de ruisdetector verdween. De indicatie-LED-jes op de fronts geven dat aan. Omdat de computer van de repeater óók de CTCSS-toon gebruikt om de squelch en de zender dicht te houden, is toen als experiment de ruisdetector in de ontvanger uitgeschakeld, zodat de repeater uitsluitend door de CTCSS-toon gestuurd werd. Dat werkte wel, maar bij alle stations was een duidelijke ruis waarneembaar door de modulatie heen. Dat was zo voor stations verweg, maar ook voor stations heel dichtbij. Dat heeft enige weken zo gedraaid.

De call-gever elke 5 minuten gaf ons toch wel weer een goed gevoel, maar als je goed luisterde was het signaal dan wel keihard, maar er zat toch ruis door de morsetoontjes heen en dat terwijl de squelch potdicht had moeten zijn. Heel vreemd.

Op een zeker moment heb ik de ontvanger verwijderd. PI3EHV is geheel zelfbouw en er is een losse ontvangermodule met zijn eigen voedingsmodule. Alles is zwaar overbemeten, maar daarmee draait het dan ook al 30 jaar. Het eerste dat opviel was dat de achtergrondruis van de call-gever verdwenen was. De morsecode was weer helder en schoon. Blijkbaar spoot de keiharde ruis van de ontvanger voor een klein deel door het hele audiopad, waar ook de toontjes toegevoegd worden en bereikte de FM-modulator van de zender. Ook wanneer de audioswitch in het audiopad dicht stond.

Nu kon de ontvanger aan de tand gevoeld worden, los van het rek waar hij wat moeilijk bereikbaar in zat. Gelukkig ruiste hij nog steeds zo excessief, met of zonder ingangssignaal. De LED-jes van de ruisdetector gaven dat aan, maar ook met de scoop op de audiouitgang was dat goed zichtbaar. Bah bah. Waar zou dat nou vandaan komen.

Deze zelfbouwontvanger heeft twee middenfrequenties (dubbelsuper) met samen 200dB MF-versterking. De eerste MF is op 10,7 MHz en er is op die frequentie 120dB versterking. Er zijn 2 kristalfilters van 15 kHz breed, het eerste vooraan en het tweede na de eerste 60dB versterking. Daardoor wordt de breedbandige ruis van de eerste 60dB versterking smalbandig, 15kHz breed gemaakt. Een veel rustiger ontvanger is het resultaat. Geleerd van George PAØYG (SK).

Met een dubbelgebalanceerde mengtrap en een kristaloscillator op 10,5 MHz wordt het signaal gemengd naar 200 kHz. Daar zit dan een TAA350 (oud, oud, oud, maar góed) die nog eens 80dB versterkt. Dit is allemaal nodig omdat er dan een teldetector volgt die recht is van 100 tot 300 kHz. Dat lijkt helemaal niet nodig, maar in de laatste 140dB versterking kunnen er toch héél kortdurend sterk afwijkende frequenties ontstaan. Ook hierdoor krijg je een rustiger ontvanger, speciaal bij zwakke signalen.

Op de meettafel bleek dat vanaf de ingang van de 2e MF, dus op 200 kHz, de ontvanger naar verwachting reageert. Een 3mV signaal op 200 kHz gaf een mooi ruisarm audio af. Maar het vreemde was dat er uit de 1e MF-module geen 200 kHz kwam. Het bleek dat de mengtrap tussen de twee middenfrequenten in helemaal niet werkte. Dit is een digitaal IC uit de jaren 70 (productiejaar 1974) van het type GXB10107. Daarin zitten drie exclusive-OR's. Een is in gebruik als kristaloscillator, de tweede als mengtrap en de derde is "reserve".

De GXB 10-k logica is een supersnelle logicafamilie, waarvan de transistoren nooit in verzadiging gaan. Het werkt op basis van emittervolgers en heet dan ook Emitter Coupled Logic, ECL. In de documentatie van de GXB10107 drievoudige Exclusive-OR zie je dat het eigenlijk een dubbelgebalanceerde mengtrap is, het bekende 7-transistorenschema dat we ook in de SO42P aantroffen. Omdat digitale elektronica eigenlijk analoge elektronica is die je overstuurt, kun je hem in dit geval ook niet oversturen en dan wordt een Exclusive-OR gewoon weer een mooie mengtrap. Of een niet inverterende versterker, waar je een kristal mee kunt laten oscilleren. En zo was het ook gedaan.

Het zeer merkwaardige was nu dat de kristaloscillator met dit IC vrolijk stond te oscilleren, terwijl de mengtrap helemaal niets meer deed. Er waren slechts veel te lage gelijkspanningen te meten. Ook toen we de "reserve" Exclusive-OR als mengtrap aansloten deed die helemaal niets. Een IC dat voor tweederde kapot is, voor éénderde nog goed, dat het maanden lang soms wel, soms niet gedaan heeft en dat na 30 jaar trouwe dienst. Wie zou dat nou verwachten. Maar zo was het wel.

Hoe kom je nog aan zo'n IC? Het museum Corver in Budel had het niet. "Nee, als je nou buizen had willen hebben, daar kunnen we je wel aan helpen". Diverse amateurs, helpers van het museum zouden thuis voor mij zoeken. Fantastisch. Misschien in het Philips-museum? Deze IC's zijn gemaakt door Signetics, toen het nog geen Philips was. Zouden ze daar....? En ja hoor, na enig gestructureerd speurwerk kwamen we bij een doosje waar er zo'n honderd in zaten. Nu dus enkele minder. Ook die kwamen uit 1974.

Het IC zat niet in een voetje, maar in 1980 rechtstreeks in de gaatjesprint gesoldeerd. IC's gaan immers toch niet kapot? Er zijn intussen betere IC-voetjes, dus toch maar gebruikt. En met het nieuwe oude IC werkte de kristaloscillator weer en ook de mengtrap: er was er weer een mooi 200kHz signaal. Zo werkt de ontvanger weer als voorheen. Op naar de volgende 30 jaar.

[coolepascal]

Leuk verhaal Klaas zo leer je nog eens.
ECL is mij ook wel bekend (oude mainfraimes) maar zelf nooit mee geknutselt.

Ik moest wel even nadenken over je verhaal van de MF versterking.
Maar uiteindelijk denk ik het wel te begrijpen. je wilt natuurlijk pas achter dat Xtal filter versterken maar je zult eerst genoeg signaal moeten hebben om met een redelijke signaal ruisverhouding door dat filter heen te komen.
Blijft aleen nog de vraag van het tweede xtal filter... welnu ik neem aan dat dat is om de door de versterker gecreeerde ruis ook nog eens weg te poetsen...
Over de toch wel enorme gain die de hele middenfrequent trein (incl de 200kHz stage) oplevert tast ik wel in het duister als ik het goed zie praten we over zo'n 260dB dat lijkt me 'hendig vet'

[PA0KLS]

Nee het is iets van 200dB. Het hangt er een beetje vanaf wat je allemaal meetelt. Maar alleen in de MF:
op 10,7 MHz: x-talfilter ... 60 dB gain ... x-talfilter ... 60 dB gain ... mengtrap en dan
op 200 kHz: 80 dB gain.
Ach de mengtrap zal ook nog wel wat versterken.
Alle trappen lopen mooi symetrisch vast. Zodra het signaal vastloopt is de versterking in de volgende trappen natuurlijk 1x geworden. Dat is het vreemde met een begrenzende middenfrequent, je weet eigenlijk nooit wat de versterking is.

Het probleem van de "gewone" MF is dat na het eerste filter de versterking heel breedbandig is. Je krijgt dan breedbandige ruis van de versterkertrap na het filter in je MF-signaal. Bij FM weet je wel wat er daarmee gebeurt, dat is de "fijne" ruis die je hoort bij signalen wanneer ze net boven de zeer grove ruis uitkomen. Die grove ruis hoor je wanneer de S/N onder de 4 á 5 dB ligt.

Door het tweede MF-filter snij je die breedbandige ruis weg en omdat het signaal intussen 60 dB sterker is geworden is de breedbandige ruis die de versterkertrap na het 2e filter toch weer toevoegt in principe 60 dB zwakker. Als je ze moet kopen zijn 2 kristalfilters wel wat prijzig, maar hier in Eindhoven ligt dat vaak wat anders.

Na de 2e MF-versterker is het signaal een blokspanning met een constante amplitude. Vanaf daar wordt het ook als digitaal behandeld, de teldetector is een TTL-IC SN74121.

Het probleem nu was dat omdat de mengtrap niet meer werkte, in elk geval heel veel demping gaf, dat het ingangsignaal van de 74121 nogal eens wat flanken miste. Bovendien was het uitgangsignaal van de TAA350 heel breedbandige ruis.

Ja er zit nogal veel bijzonder spul in PI3EHV, maar daarom is het ook leuk. Zo heeft iedereen er wat aan.

[coolepascal]

Ohh maar dat is heel interesant.
Ik kon me bij mijn vorige opmerking (over ECL) maar ternauwernood weerhouden om te vermelden dat we in die computers nogal al eens problemen hadden met die 74121 (welliswaar geen ECL maar het zat er toch in)
Dan was het IC nog gewoon goed maar was met de loop van de tijd wat is specs verlopen en dat deed het kreng het niet meer. gewoon een nieuwe erin en dan liep de boel weer (ik praat nu over techniek van ruim 25 jaar geleden)
Wel leuk opgebouwd zo... moet voor die tijd nogal inovatief zijn geweest.

[PE1LGW]

Helemaal top Klaas, kan je weer rustig gaan slapen.
Ik zal als ik jouw was een paar van die ic's in een doosje bij de repaeter neer leggen.
Je weet maar nooit, over dertig jaar, mogelijk geheel niet meer te vinden.

Zal er weer gebruik van gaan maken, moet alleen weer een set in de auto gaan inbouwen.
Andere auto aan geschaft.


Goed werk Klaas
PE1LGW

[coolepascal]

Zal er weer gebruik van gaan maken, moet alleen weer een set in de auto gaan inbouwen.
Andere auto aan geschaft.

Als je toch bezig bent, waneer kan ik mijn auto even langs brengen ?

[PE2AAB]

Klaas, vandaag, 30 mei 2011, omstreeks 16.30u ondekte ik en 'hick-up' in de repeater. Deze reageerde niet meer op input van mijn beide zenders (inclusief 71.9 CTCSS).

Enkele minuten later werkte het zaakje weer. Wellicht een eenmalig verschijnsel? Ik merkte het iig op.

Mvgr,
Rick, PE2AAB

[coolepascal]

Kan ook dat door condx de RX door een station werd dichtgeduwd he.

[PE2AAB]

Kan ook dat door condx de RX door een station werd dichtgeduwd he.

Ja wellicht. Echter hoorde ik op de ingang niets en ik maakte 50W op een buitenantenne. Maar goed. Het is iets om in de gaten te houden.

[coolepascal]

Whow das idd heftig dan moet je wel winnen.

[coolepascal]

Is het ding nu weer stuk of lag het aan mij dat ik ehm gisteren niet gehoord heb ?