Až osm přijímacích antén lze přepínat pomocí integrovaného přepínače HMC253 od Analog Devices. Otestovali jsme hotovou osazenou desku z eBay.

Potřeba přepínat více antén původně vzešla z přemístění a rozšíření monitorovací stanice modulačních parametrů FM vysílání. Není to ale zdaleka jediná možnost uplatnění, proto se na tento zajímavý obvod podíváme blíže. Budeme se však stále bavit o využití pro příjem FM rozhlasu.

Popis a parametry

Obvod HMC253 je osminásobný přepínač v uspořádání SP8T, určený pro vf aplikace od nejnižších frekvencí až do 2,5 GHz a pro výkony do 100 mW. Společný vývod lze elektronicky propojit s jedním z osmi dalších vývodů. Průchod signálu je možný oběma směry. Odpojené vývody jsou zakončeny vnitřními rezistory 50 ohmů. Ovládání je realizováno skrze kombinaci logických úrovní na třech digitálních vstupech. Obvod se napájí jednoduchým napětím 5 V a vezme si typicky 6 mA proudu. Cena samotné součástky je poměrně vysoká, kolem 400 Kč. Je však třeba si uvědomit, že kvalitní přepínač z relé nebo dokonce čistě mechanický by nebyl o nic levnější, přičemž v některých parametrech by nevyhnutelně zaostával.

Vnitřní zapojení obvodu HMC253.

Není třeba shánět součástku přímo, ani řešit desku plošných spojů. Vše se dá koupit již hotové. Deska byla objednaná z eBay a pochází samozřejmě z Číny. Cena byla nějakých 500 Kč i s poštovným. Bohužel pro případné nové zájemce se mezitím vyskytla komplikace v podobě nutnosti proclít veškeré zásilky z tzv. třetích zemí, včetně zásilek s mizivou hodnotou. Takto se vybere DPH v desetikorunách, při celkových nákladech ve stokorunách. Vládnoucí eurounijní (j)elita holt musí čas od času vrazit vidle do všeho co funguje, aby náhodou někdo neřekl, že jsou úplně zbyteční. Teď už přejdeme od politiky k věci.

Čínská deska s obvodem HMC253.

Deska je vybavena konektory SMA. Tyto konektory se v anténní technice pro FM rozhlas zrovna moc nepoužívají, ale existuje řada adaptérů na konektory IEC, BNC atd. Je trochu nevýhoda, že konektory jsou dost blízko u sebe, takže při využití většího počtu vstupů se tam adaptéry nevejdou přímo. Přepínání je řešeno pomocí trojice jumperů, není však problém přivést sem řídicí signály třeba z mikrokontroléru nebo logických výstupů jiného zařízení.

Výběr signálové cesty v závislosti na kombinaci vstupních logických úrovní.

Výsledky měření

Ano, ta věc opravdu funguje, čili není to jen nějaký fejk. Měření bylo prováděno v pásmu 100 kHz až 1,5 GHz.

Připojení na spektrální analyzátor.

Zajímalo nás, jaký je útlum v sepnutém stavu a jaká je míra nežádoucího průniku z jiného vstupu.

Vložný útlum signálu při sepnutém stavu je méně než 1,5 dB.

Mírné zvlnění průběhu vložného útlumu je zapříčiněno impedančním nepřizpůsobením v signálové cestě, nejspíš přímo na desce plošného spoje. Zvlnění je samozřejmě závislé i na délce kabelu. V tomto případě nemá smysl se tím zabývat, relevantní pro stanovení útlumu je pouze průměrná hodnota.

Separace kanálů v pásmu VKV je lepší než 40 dB (signál přiveden do kanálu RF1, přepnuto na kanál RF2).

Hodnoty jsou v souladu s datasheetem a jsou samozřejmě skvělé.

Po tomto základním měření bylo potřeba ještě ověřit, že nedojde ke zhoršení příjmu velmi slabých stanic v blízkosti stanic silných. Jako zdroj signálu byla vybrána 5prvková Yagi anténa namířená na silný vysílač, přičemž příjem slabých signálů byl ověřován na jednom z nejlepších tunerů pro DX (dálkový příjem) - Sony XDR-F1 HD. Je potěšitelné, že ať byl v cestě signálu zařazen obvod HMC253 nebo bylo propojení realizováno přímo, nebyl zaznamenán žádný rozdíl v kvalitě příjmu.

Závěr

Desku je vhodné, řekl bych spíše nutné, doplnit nějakou formou přepěťové ochrany. Nejsnazší a velmi účinnou možností je na každý konektor připájet dvojici antiparalelně zapojených diod. Např. běžný typ BAV99 v pouzdru SOT23: vývody 1 a 2 na zem, vývod 3 na signálový vodič. Na koaxiálním svodu pak samozřejmě nemůže být přítomné stejnosměrné napětí (např. od napájení anténního zesilovače), v takovém případě je nutné použít oddělovací člen. Diody mohou teoreticky způsobit zhoršení příjmu v těsné blízkosti vysílačů nebo zdrojů širokopásmového rušení, pak by řešením mohlo být předřazení frekvenčních filtrů. To už se ale dostáváme daleko mimo původní téma. Obecně lze říci, že rozhodujícím kritériem pro přepěťové ochrany je zejména parazitní kapacita. Ta by neměla převyšovat několik málo pF.

Přepínání antén lze řešit buď čistě elektronicky nebo mechanickým přepínačem, který se běžně prodává pod názvem "hexadecimální kódovací přepínač", a který se celkem snadno, včetně trojice pull-up nebo pull-down rezistorů, připojí na vývody A až C.