Prosty Transceiver SSB
Ashhar Farhan
Tłumaczenie: VE3ABX
Opis przedstawia dwupasmowy transceiver SSB cechujący się bardzo klarownym odbiornikiem i czystym sygnałem SSB. Jego pomysł zrodził się jako wynik oględzin doskonałego odbiornika S7C opisanego w EMRFD. Transceiver ten był specjalnie zaprojektowany, aby możliwe było użycie w nim podzespołów łatwo osiągalnych w sklepach z częściami zamiennymi RTV. Odbiornik cechuje się lepszym niż przeciętny zakresem dynamicznym, bardzo czystym sygnałem i bezszumowym odbiorem. Pomimo, że podzespoły są łatwo osiągalne i jego opis jest dość szczegółowy, nie jest to projekt na weekend. Jego konstrukcja jest dość złożona i zaprasza do improwizacji.
Następujące ograniczenia zostały nałożone przy jego projektowaniu:
· Użycie tylko łatwo osiągalnych części. Bardzo często znajduje się opisy urządzeń, które wyglądają bardzo dobrze tyle, że wymagają egzotycznych części jak np. mieszacz TUF-1, zupełnie niemożliwych do znalezienia w Indiach i wielu innych krajach. Zamiast tego próbowaliśmy użyć uniwersalnych, osiągalnych części.
· Utrzymanie impedancji i wzmocnienia na niskim poziomie: Często praktykowane jest uzyskiwanie jak największego zysku z pojedynczego stopnia co powoduje trudności w jego skopiowaniu i stabilizacji. Zdecydowaliśmy się na wykorzystanie tylko umiarkowanego wzmocnienia na stopień, wykorzystując ujemne sprzężenie zwrotne do jego stabilizacji. Większość połączeń pomiędzy stopniami zaprojektowana jest dla impedancji 50Ω . W rzeczywistości prototyp odbiornika zmontowany został jako zestal modułów połączonych kablami ze złączami RCA (audio) zanim całość została ostatecznie zmontowana.
· Nie wykorzystywanie obwodów drukowanych. Wszystkie podzespoły zostały bezpośrednio zmontowane na nietrawionej płycie laminowanej (ground plane). Jest to doskonały sposób na eksperymentowanie, solidny mechanicznie, choć ma tez trochę prowizoryczny wygląd. Nieraz cały improwizowany układ może być typowo zmontowany w minutach.
· Szerokopasmowość. Zaplanowaliśmy użycie szerokopasmowych modułów gdziekolwiek było to możliwe. Okazało się ze TV rdzenie antenowe (typu balun) są doskonałe i bardzo tanie (2 rupie, ok. 5 centów) do zrobienia transformatorów szerokopasmowych.
· Umiarkowany koszt. Zaplanowaliśmy użycie niedrogich podzespołów unikając jednocześnie kompromisów w jakości transceivera. Jak można zauważyć tranzystory 2N3866 są w znacznym stopniu użyte w budowie transceivera. Powodem jest fakt ze łatwo osiągalne tranzystory serii BF195/BF194/2N2222 okazują się znacznie gorsze w zakresie HF i zachowują się gorzej niż w publikowanych specyfikacjach. Tranzystor 2N3866 jest powszechnie używany w urządzeniach TV kablowej i cechuje się bardzo dobrymi parametrami w zakresie HF: tak jako nisko-szumowy wzmacniacz sygnałów o niskich poziomach, jak i driver do mocy 1 wata. Tranzystor 2N3866 jest dość drogi (około 20 Rupii, ale wart jest tego wydatku). Tranzystory te użyte są w wielu krytycznych miejscach.
· Testowanie i mierzenia każdego stopnia. My użyliśmy zasilacza 12 volt/1.5A, miernika częstotliwości, generatora sygnałowego (do pomiaru kwarców i cewek) i woltomierza o wysokiej impedancji wejściowej z sonda wielkiej częstotliwości. Wszystkie te przyrządy były samodzielnie zbudowane. Nadajnik wymagał użycia oscyloskopu (program + komputer). Pomogło to zidentyfikować niepożądane sygnały przy użyciu wbudowanego FFT (Szybkiej Transformacji Fourier). Projekt transceivera jest jednak już skończony i jedynymi wymaganymi przyrządami do jego zestrojenia jest sonda wielkiej częstotliwości i odbiornik na 14MHz.
· Jakość ponad ilością. Lepszy sygnał jest preferowany niż większy sygnał. Transceiver jest zaprojektowany dla 6 wat mocy wyjściowej z wykorzystaniem prostego zasilacza 12V/1.5A (na pojedynczym 7812).
Drabinkowy Filtr Kwarcowy
Dobry filtr kwarcowy jest podstawa klarownego odbiornika i dobrej jakości sygnału nadajnika. Dwa typy filtrów kwarcowych są możliwe do zbudowania, filtr mostkowy i filtr drabinkowy. Typowy filtr mostkowy wymaga zamawiania kwarców różniących się o 1.5 KHz. To zostało odrzucone, jak również odrzucone zostało zamawianie kwarców z BEL India i innych źródeł jako zbyt drogie. Zamiast tego wybrany został filtr drabinkowy. Filtr drabinkowy jest co najmniej tak dobry jak filtr mostkowy, jeśli nie lepszy. Jego układ bardzo silnie zależy na parametrach użytych kwarców. Nie jest generalnie możliwe użycie żadnych standardowych wartości podzespołów w zależności od częstotliwości. Zamiast tego opracowaliśmy metodę pomiarową posiadanych kwarców i obliczenia wartości potrzebnych kondensatorowa. Jest ona zaprezentowana poniżej. Ma ona zastosowanie tylko do kwarców o częstotliwości 10MHz. 10Mhz zostało wybrane jako częstotliwość pośrednia jako, że kwarce o tej częstotliwości są łatwo osiągalne i jest ona wygodnie ulokowana pomiędzy pasmami 7 i 14MHz. Do zaprojektowania filtru zastosowana została procedura projektowania filtrów typu Butterworth przedstawiona we wspomnianej już książce ‘Experimental Methods in RF Design’, wydanej przez ARRL.
Zastosowany jest cztero-kwarcowy filtr drabinkowy. Każda produkcyjna seria kwarców od każdego producenta różni się nieco od pozostałych. Opiszemy poniżej sposób na praktyczne obliczenie wartości kondensatorów filtru. Będzie prawdopodobnie potrzeba 10 kwarców, z czego wyselekcjonowane zostanie 5 z nich.
Do tego celu użyliśmy prostej i pomysłowej metody pomiarową parametrów dynamicznych kwarców. Metoda ta opracowana została przez G3UUR. Działa w następujący sposób:
Wpierw zbudować trzeba układ przedstawiony na rys. 1. Jest to prosty oscylator kwarcowy typu Hartley. Potrzebny następnie będzie dostęp do cyfrowego miernika częstotliwości albo odbiornika na fale krótkie (można w tym uzyskać pomoc od znajomego krótkofalowca mieszkającego w sąsiedztwie). Oznaczyć trzeba każdy kwarc indywidualnym numerem i po wlutowaniu do układu (nie należy używać żadnych podstawek do kwarców) i dołączeniu baterii 9V zmierzyć i zanotować dokładne częstotliwości. Zmierzyć należy dwie częstotliwości dla każdego kwarcu, jedna z szeregowym kondensatorem 33pF i druga z kondensatorem zwartym. W ten sposób każdy kwarc będzie miał zanotowaną parę częstotliwości. Następnie wyselekcjonować należy cztery kwarce o parach częstotliwości różniących się od siebie o nie więcej niż 40-50Hz. Piąty kwarc dla oscylatora kwarcowego nośnej SSB powinien mieć częstotliwości w granicach ok. 100Hz od pozostałych czterech.
Wartości kondensatorów na rys. 2 obliczyć można w następujący sposób:
1. Obliczyć należy przeciętną różnicę częstotliwości czterech par wyselekcjonowanych kwarców jako F (w KHz).
2. C1 = 21 * F, C2 = 40 * F. Wybrać należy najbliższą standardową wartość kondensatora. W przypadku trudności z uzyskaniem zbliżonej wartości użyć można dwóch kondensatorów równolegle tak aby ich sum była bliska potrzebnej wartości.
Np, jak w przypadku pierwszego prototypu, przeciętna różnica była 5KHz. Tak wiec, obliczone pojemności były odpowiednio, 107pF i 200pF. Użyte zostały kondensatory 100pF i dwa równolegle połączone kondensatory 100pF zamiast pojedynczego kondensatora 200pF. Obliczenia te są ważne dla impedancji obciążenia filtru 200Ω . Kompletne wyjaśnienie tej metody zawarte jest w doskonałym artykule w "Communicatios Quarterly", Zima 1993 (autor: Carver).
Szerokopasmowy projekt bez toroidów
Decyzja była podjęta aby użyć szerokopasmowych rozwiązań gdziekolwiek było to możliwe i uwolnić układ od nadmiaru krytycznych obwodów strojonych. Zdecydowaliśmy się na zbadanie TV rdzeni dwuotworowych do użycia w transformatorach szerokopasmowych. Rdzenie takie widoczne są na zdjęciu.
Prawie wszystkie transformatory szerokopasmowe nawijane są bifilarnie. Dwa z nich (modulator i mieszacz nadajnika/produkt detektor) są nawinięte trifilarnie. Wszystkie są łatwe do zrobienia.
(Widoczny na zdjęciu jest podwójnie zrównoważony mieszacz zrobiony używając takich transformatorów, obok niego widoczny jest sam rdzeń. Widoczny na zdjęciu karkas cewki użyty został w wielu miejscach mojego projektu).
Wykonanie transformatora bifilarnego:
· Przygotować trzeba dwa odcinki przewodu nawojowego w emalii o rozmiarze 36AWG (średnica około 0.13-0.14 mm).
· Trzymając oba przewody razem, umocować jeden koniec do gwoździa.
· Skręcić razem oba przewody tak aby utrzymać równomiernie rozłożone 8-10 zwojów na cal.
· Sprawdzić czy przewody są równomiernie skręcone (z reguły będą one mocniej skręcone w pobliżu końców).
· Nawinąć następnie należy 10 zwojów ta skręconą parą przewodów. Jeden zwój zrobiony jest przez przepuszczenie przewodów przez oba otwory rdzenia (w kształcie litery U).
· Uciąć oba końce skręconej pary przewodów pozostawiając ok. pół cala.
· Oczyścić końce wszystkich przewodów z emalii i pobielić je cyna..
· Za pomocą omomierza zidentyfikować oddzielne uzwojenia skręconej pary, Jeśli nazwiemy oba przewody jako X i Y, każdy z nich będzie miał dwa końce, A i B. W ten sposób otrzymamy cztery końce: AX, BX, AY i BY. AX i BY będą połączone razem i użyte jako środkowy odczep transformatora w obwodzie. AY i BX będą użyte jako przeciwne końce uzwojenia.
Wykonanie trifilarnego transformatora jest podobne, z tą różnicą, że użyjemy trzech skręconych przewodów. Powinny one być odseparowane jak poprzednio, dwa połączone jak w poprzednim transformatorze, Zostawiając trzecie jako uzwojenie wtórne transformatora.
Tor Pośredniej Częstotliwości
Filtr kwarcowy i obwody pośredniej częstotliwości użyte są tak przez odbiornik jak i nadajnik. Jakkolwiek kwarce są wystarczająco tanie aby sobie pozwolić na zbudowanie oddzielnych filtrów dla nadajnika i odbiornika, zauważone zostało jednak, że miałyby one roczne częstotliwości środkowe. To z kolei utrudniło by zestrojenie nadajnika i odbiornika do tej samej częstotliwości na SSB. To spowodowało ze filtr kwarcowy, BFO/carrier oscillator i VFO użyte są przez nadajnik i odbiornik.
Filtr kwarcowy wymaga obciążenia 200W po obu stronach aby zapewnić prawidłową szerokość pasma przy małych nierównomiernościach. Typowa praktyka wśród krótkofalowców jest równoległe dołączenie rezystorów o takiej wartości do wejścia i do wyjścia filtra. Nie jest to prawidłowe. Takie rezystory połączone są równolegle do istniejących reaktywnych impedancji obwodów do których ten filtr jest połączony. Kiedy filtr kwarcowy jest nieprawidłowo obciążony reakcyjnymi obciążeniami powoduje to znaczne nierównomierności w paśmie jego przenoszenia. To z kolei psuje klarowność odbiornika i jakość sygnału nadajnika.
Filtr kwarcowy jest obciążony po jego obu stronach przez wzmacniacze o dużym zakresie dynamicznym na tranzystorach 2N3866. Jest to trochę niezwykłe zastosowanie. Tranzystor 2N3866 używany jest głównie jako wzmacniacz w zakresie UHF. Ma on bardzo dobre właściwości szumowe, duże wzmocnienie i używanie go jako wzmacniacza bardzo niskich sygnałów jest obecnie stosowaną praktyką. Jest on jednakże dość drogi. Kosztuje około 20 Rupii. Przekonani jesteśmy jednak, że jest to dobra inwestycja.
Przez zastosowanie sprzężenia RC wzmacniacz pośredniej częstotliwości nie wymaga strojenia. Wyjście wzmacniacza obciążającego filtr kwarcowy sprzężone jest z dwudiodowym mieszaczem. Mieszacz ten używa bifilarnych transformatorów szerokopasmowych. Nie jest praktycznie możliwe znalezienie toroidalnych rdzeni ferrytowych w Indiach. Dlatego rozważyliśmy użycie TV rdzeni dwuotworowych. Są one osiągalne w większości sklepów z częściami zamiennymi.
Większość przestudiowanych projektów używa transformatora dla sprzężenia sygnału wielkiej częstotliwości z detektorem i sprzęga BFO z jego środkowym odczepem. Jest to nieprawidłowa praktyka. Typowy mieszacz diodowy wymaga około 5mW sygnału z wejścia transformatorowego aby prawidłowo funkcjonował. Wymagane to jest do pełnego przełączania diod. Oznacza to około 1.2V w szczycie. Trudno oczekiwać takiego poziomu odbieranego sygnału. Rezultatem tego jest produkt detektor pracujący praktycznie jako zwyczajny detektor obwiedni sygnału mieszający trochę sygnału BFO i dość spore zniekształcenia. Prawidłowym rozwiązaniem jest doprowadzenie sygnału BFO do pierwotnego uzwojenia transformatora.
Straty w filtrze kwarcowym są dość wysokie (ok. 10dB). Wzmocnienie stopni pośredniej częstotliwości jest dobrane tak aby utrzymać niski poziom szumów i jednocześnie skompensować straty w filtrze.
Odbiornik
Odbiornik jest bardzo prosty. Przez utrzymanie tylko minimalnej ilości aktywnych części (3 tranzystory pomiędzy antena i wzmacniaczem malej częstotliwości) utrzymana jest dobra jakość sygnału. Niskie impedancje są utrzymane prawie wszędzie za wyjątkiem wejścia. To pomaga w utrzymaniu stabilnej pracy.
Stopień wejściowy używa nisko szumowego tranzystora FET typu BFW11 (Dlatego, że lokalny sklep z częściami nie miał BFW10). Mają one nieznacznie różniące się parametry. Prawie każdy FET wielkiej częstotliwości będzie pracował poprawnie w tym układzie jeżeli jest prawidłowo spolaryzowany. FET powinien być spolaryzowany dokładnie w punkcie połowy napięcia jego otwarcia. Wes Hayward (W7ZOI) tak opisał prawidłowy sposób polaryzowania tranzystora FET:
· Zewrzeć należy źródło i bramkę tranzystora i następnie zmierzyć prąd w oporniku 560W podłączonego do +12V przez ujście tranzystora. Ten pomiar daje dokładną wartość Idss.
· Umieścić 10kΩ opornik pomiędzy źródłem i masą. Mając bramkę podłączoną do masy i ujście podłączone do opornika 560Ω , zmierzyć należy napięcie pomiędzy źródłem i masą. To jest napięcie otwarcia.
· FET powinien być spolaryzowany tak aby napięcie źródła było równe dokładnie połowie zmierzonego napięcia otwarcia a prąd ujścia był równy połowie Idss. W ten sposób upewniamy się, że FET jest spolaryzowany pomiędzy napięciem otwarcia i maksymalnym prądem przez VFO sygnał na jego źródle. FET jest wtedy prawidłowo przełączany i utrzymuje duże wzmocnienie. Zmierzone napięcie otwarcia szytego tranzystora BFW11s było 2.1V i Dss = 5mA. Opornik 1kW w obwodzie źródła zapewnił prawidłowe warunki pracy.
Nadmienić należy, że początkowo na wejściu odbiornika próbowaliśmy użyć podwójnie zrównoważonego mieszacza diodowego. Duża liczba produktów mieszania jaka się pojawiła uniemożliwiła wręcz pracę odbiornika. Problemu nie rozwiązało zastosowanie dodatkowego tłumika pomiędzy mieszaczem a obciążającym go wzmacniaczem. Kiedy wymieniony on został na mieszacz na tranzystorze FET, poziom szumów się zmniejszył, a jego zakres dynamiczny, choć nigdy nie zmierzony, wystarczał do zapewnienia poprawnej pracy odbiornika bez jego blokowania silnymi sygnałami przez cały miesiąc intensywnego jego użycia na stacji VU2PEP.
Wyjście wzmacniacza pośredniej częstotliwości demodulowane jest przez zrównoważony detektor używający jedynie dwóch diod. I znów, złamana została następna powszechna praktyka. Zauważyć można, że w większości odbiorników krótkofalowych używających zrównoważonego detektora, sygnał BFO doprowadzony jest do środkowego odczepu szerokopasmowego transformatora, a sygnał pośredniej częstotliwości doprowadzony jest do pierwotnego jego uzwojenia. Jest to nieprawidłowe. Sygnał doprowadzony do pierwotnego uzwojenia powinien być na tyle duży, aby był w stanie przełączać diody detektora. (Wymagając około 0.6V na każdą diodę, czyli 1.2V na całe uzwojenie). To z grubsza oznacza około 5 mW mocy. Diody przełączają niski poziom sygnału doprowadzonego do środkowego odczepu transformatora do wyjścia detektora. W układzie naszego detektora doprowadziliśmy sygnał BFO do pierwotnego uzwojenia transformatora, a sygnał pośredniej częstotliwości do jego środkowego odczepu.
100W potencjometr w układzie mieszacza służy do jego zrównoważenia i zminimalizowania sygnału BFO na jego wyjściu. Jest to dość ważne przy nadawaniu kiedy zrównoważony detektor użyty jest jako mieszacz nadajnika.
Po detektorze następuje wzmacniacz malej częstotliwości. Kondensator 220 pF pomiędzy bazą i kolektorem wstępnego tranzystora w znacznym stopniu usuwa dokuczliwy szum. LM380 jest użyty jako finalny wzmacniacz mocy. Praktycznie każdy wzmacniacz akustyczny może być tutaj użyty. Próbowaliśmy tutaj wszystko od głośników komputerowych (ze wzmacniaczem), przez wzmacniacz Sony i wzmacniacz na układzie TBA810. Zalecamy użycie dobrej jakości i niedrogiego układu TBA810 jeśli planowane jest używanie głośnika. Jeśli planuje się używanie słuchawek (aby oszczędzić innym hałasu późno w nocy) zalecamy użycie układu LM386.
Nadajnik
Nadajnik zaczyna się na modulatorze SSB na układzie 741. Układ trzech oporników polaryzuje mikrofon elektretowy. My używamy słuchawek stylu "walkman" (Philips) z wbudowanym mikrofonem. Mikrofon elektretowy potrzebuje napięcia 5V które jest dostarczane przez ten układ.
Zrównoważony modulator SSB oryginalnie wyposażony był w dwa trymery 22pF, które służyły do jego zrównoważenia . Okazały się one niepotrzebne tak długo jak obie diody pochodziły z tej samej serii produkcyjnej i zostały wymontowane. Jeśli tłumienie nośnej okaże się niewystarczające można wtedy wlutować stały kondensator 10pF równolegle do jednej z diod i trymer 22pF równolegle do drugiej diody.
Wyjście modulatora zrównoważonego doprowadzone jest do wzmacniacza pośredniej częstotliwości poprzez bufor na tranzystorze BF195. Izoluje on wzmacniacz pośredniej częstotliwości od modulatora przy odbiorze.
Zrównoważony detektor odbiornika pracuje również jako mieszacz nadajnika przy nadawaniu. Powinien on być dobrze zrównoważony (potencjometr 100Ω ) aby zapobiec przedostawaniu się sygnału VFO do anteny. 50mW sygnału nieleżącego w paśmie było produkowane na wyjściu nadajnika, gdy mieszacz nie był zbalansowany dla sygnału VFO. Tor nadajnika jest interesującym przykładem wzmacniacza szerokopasmowego. Może on być użyty to praktycznie każdego nadajnika o mocy wyjściowej do 7 wat (albo więcej przy napięciu zasilania większym niż 12V dla stopnia wyjściowego). Trzy stopnie wzmacniacza szerokopasmowego sterują PA na IRF510. Ciekawostką jest ze użyty w driverze tranzystor 2N3866 jest droższy niż IRF510!. Prąd zerowy tranzystora IRF510 powinien być 80mA (bez żadnego wysterowania).
Konstrukcja
Zalecanym sposobem konstrukcji jest zmontowanie modułów bezpośrednio na laminacie do obwodów drukowanych (nie trawionym). Taki materiał jest wszędzie osiągalny i jest niedrogi. Załączone zdjęcia mogą służyć jako przykład. Zalecamy następujące zasady:
· Połączenia powinny być jak najkrótsze. Ten warunek jest ważniejszy niż wygląd. Co może być ładne dla oka może być niestabilne dla wielkich częstotliwości.
· Wyjścia i wejścia powinny być od siebie odseparowane. Wprawdzie impedancje są utrzymane na niskim poziomie ale nie zwalnia to od wymogu ich odseparowania.
· Jeden moduł powinien być montowany na raz. Dopiero po jego kompletnym zmontowaniu i przetestowaniu można się wziąć za następny. Transceiver powinien być montowany w następującej kolejności:
· Na początek VFO. Obecność sygnału na wyjściu może być sprawdzona sondą wielkiej częstotliwości a stabilność przy użyciu cyfrowego miernika częstotliwości albo odbiornika. Przy kondensatorze zmiennym ustawionym na jego maksymalną pojemność, częstotliwość wyjściowa VFO powinna być ustawiona na 3.9995 MHz (utrzymując 5 KHz margines na końcu pasma).
· W następnej kolejności jest BFO. Obecność sygnału na wyjściu może być sprawdzona przy pomocy sondy wielkiej częstotliwości.
· Po nim przychodzi kolej na filtr kwarcowy, wzmacniacz pośredniej częstotliwości i przedwzmacniacz malej częstotliwości.
· Połączyć następnie razem można BFO, VFO, wzmacniacz pośredniej częstotliwość i zewnętrzny wzmacniacz malej częstotliwości. Po dołączeniu zasilania i 2-3 metrowego kawałka drutu do wejścia wzmacniacza pośredniej częstotliwości powinno się usłyszeć szum typowy dla odbioru radiowego. Zestroić należy wtedy cewkę BFO tak aby odbierany szum był nie za wysoki w tonacji i nie za bardzo stłumiony.
· Następny jest mieszacz odbiornika. Po jego zmontowaniu podłączyć należy VFO i wstępnie zestroić obwody mieszacza i wejściowego filtru pasmowego. Po dostrojeniu odbiornika do słabego sygnału na paśmie zestroić można dokładniej oba obwody. Należy przy tym uważać aby je zestroić kierując się najlepsza jakością sygnału a nie tylko jego głośnością. Teraz można zrobić małą przerwę i spędzić dzień albo dwa na używaniu odbiornika. Nic nie cieszy tak jak używanie dobrego odbiornika własnoręcznie zrobionego.
· Zmontować następnie należy modulator. Można użyć oscyloskopu aby sprawdzić jego działanie. Sygnał wyjściowy modulatora jest za niski aby można go było zmierzyć sondą wielkiej częstotliwości.
· Kolej teraz na wzmacniacz liniowy nadajnika, ale na razie bez wlutowywania tranzystora IRF510.
· Przełączyć teraz trzeba transceiver na nadawanie. Gwizdając do mikrofonu zestroić trzeba obwód mieszacza nadajnika do uzyskania około 6V szczytowej wartości mierzonej sondą wielkiej częstotliwość na oporniku 56Ω w miejscu, gdzie bramka tranzystora IRF510 będzie przylutowana.
· Wlutować teraz można tranzystor IRF510 a następnie podłączyć sztuczną antenę. My do tego celu użyliśmy cztery dwu-watowe oporniki o wartości 220Ω polaczone równolegle.
· Potencjometr polaryzujący bramkę tranzystora IRF510 powinien być ustawiony na zero. Po włączeniu amperomierza w szereg z punktem X włączyć należy zasilanie +12V i ostrożnie ustawić potencjometr tak aby uzyskać prąd 80mA.
· Sonda wielkiej częstotliwości powinna teraz być podłączona równolegle do sztucznej anteny.
· Jako odpowiedź na gwizdnięcie do mikrofonu sonda powinna mierzyć około 20-24V wartości szczytowej wielkiej częstotliwości. Po odłączeniu mikrofonu pomiar powinien spaść całkowicie do zera. Co zrobić, jeżeli nadajnik się wzbudza?
Przede wszystkim nie przeklinać swojego losu. Wszystkie nadajniki zaczynają jako niestabilne bestie. Relax.
Zacznij od odłączania zasilania dla poszczególnych stopni nadajnika zaczynając od stopnia końcowego w stronę wejścia. W przypadku znalezienia niestabilnego stopnia wiele rzeczy można zrobić aby go naprawić.
Można spróbować zwiększyć wartość opornika 10Ω w obwodzie emitera albo
Dodać równoległy opornik 1K równolegle do transformatora wyjściowego.
Można oddalić PA od pozostałych stopni.
Przebudować stopnie nadajnika tak aby były nieco więcej od siebie oddalone. Powinny one zajmować około 6 cali (długość) będąc rozłożone na jednej linii.
Zastępowanie części
Tranzystory BF195 mogą być zastąpione dowolnymi tranzystorami wielkiej częstotliwość jak np. 2N2222 itp. Tranzystorów 2N3866s najlepiej nie zastępować. Układ działa z nieznacznie większym poziomem szumów jeśli tranzystory 2N3866 są zastąpione przez BF195 albo podobnymi w stopniach pośredniej częstotliwości. Tranzystor 2N3866 w stopniu drivera absolutnie nie może być zastąpiony. Testowane w tym stopniu tranzystory przełączające nie dały dobrych rezultatów.
Podobnie tranzystor IRF510 nie powinien być zamieniany przez żaden inny tranzystor. Inne tranzystory serii IRFs, aczkolwiek mające większą moc, maja znacznie większą pojemność wejściową, i przez to nie mogą być użyte na 14MHz.
Układ scalony LM380/LM386 może być zastąpiony przez każdy praktycznie wzmacniacz mocy malej częstotliwości. Naszym pierwszym użytym wzmacniaczem był Cambridge SoundWorks Sound System. Po skręceniu basów, takie wzmacniacze są doskonałe do radiostacji krótkofalowej. Próbowaliśmy również TBA180, LM386, LM380 i nawet lampowe wzmacniacze gitarowe. Spokojnie można tutaj poeksperymentować.
Końcowe Uwagi
Pierwsza łączność zrobiona przy użyciu tego transceivera była z DF6PW. Dał on raport 57. W ciągu pierwszego wieczora zaliczyliśmy cztery kontynenty. Transceiver jest regularnie używany na stacji VU2PEP. Często zaskakuje ludzi jakością sygnału nadajnika podobną do komercjalnych urządzeń. Wielu nie chciało uwierzyć, że mieli do czynienia z siedmio-watowym urządzeniem.
Uwagi VE3ABX:
Mowa o doskonałej książce "Experimental Methods in RF Design" autorów: Wes Hayward, (W7ZOI), Rick Campbell, (KK7B), i Bob Larkin, (W7PUA) wydanej przez ARRL
Z artykułu wynika, że dostępność podzespołów w tej części Indii jest raczej ograniczona i tak chyba trzeba patrzeć na uwagi w sekcji "Zastępowanie części". Doskonały 2N3866 może być zamieniony przez dość sporo innych tranzystorów zależnie od miejsca jego użycia:
· PA - Najlepsze są tutaj tranzystory serii IRF510 do 513. Problemem w tym układzie może być, jak Asshar zauważa, nadmierna pojemność bramki i IRF510 ma tą pojemność najniższą (135-150pF). Następne w kolejności mogą być IRF610, 614, 624, 710 czy może nawet IRF840, ale ten ostatni ma już kilkakrotnie większą pojemność bramki niż IRF510. Pojemność bramki może stanowić problem w tym konkretnym układzie aczkolwiek sama w sobie nie jest jeszcze najważniejszym ograniczeniem. Dobrą ilustracją jest np. tranzystor nadawczy BLF177 (czy MRF151). Pojemność bramki jest w nim prawie 750pF a jednak jest on używany nawet do 175MHz. Zależy to oczywiście od sposobu jego dopasowania.
· Driver - 2N3866 jest zasadniczo zaprojektowany do pracy z zasilaniem 28V. Istnieje jego wersja o oznaczeniu 2N4427 specjalnie do pracy przy 12V i ten spokojnie może być tutaj użyty. Innym bardzo dobrym zamiennikiem jest 2N5109. Również 2N3137 powinien być OK, choć jego max. prąd kolektora jest tylko 150mA. Prąd kolektora w tym stopniu jest ponad 60mA, więc limituje to nieco dobór tranzystorów, tym bardziej, że powinien być zastosowany bardzo liniowy tranzystor. Zasadniczo wszystkie prawie typy tranzystorów używanych do wzmacniaczy TV kablowej powinny świetnie tutaj działać z uwagi na ich doskonałą liniowość.
· Wzmacniacz nadajnika - wszędzie spokojnie można zastosować takie same tranzystory jak w driverze. Niektóre z zamienników jakie można zastosować we wzmacniaczu pośredniej częstotliwości (poniżej) można i tutaj zastosować, trzeba jednak uważać z maksymalnym prądem kolektora jako ze pierwszy stopień pracuje z prądem ponad 20mA a drugi ponad 30mA. Dobrym zamiennikiem wydaje się tez 2SC1252.
· Wzmacniacze po obu stronach filtru kwarcowego (pośredniej częstotliwości). Bardzo typowo 2N5109, MRF586 albo MRF587 (czy faworyzowany przeze mnie MRF571) są używane w takich miejscach, aczkolwiek wiele innych typów może także być użytych, tym bardziej, że stopnie te nie pracują z dużym prądem kolektora (ok. 10mA). 2N3866 nie był zaprojektowany do niskoszumowych zastosowań i żaden producent nie publikuje danych na temat jego liczby szumowej (choć nie jest ona duża). Kilka niskoszumowych popularnych typów tranzystorów jakie mogą być tutaj zastosowane (w kolejności ich liczby szumowej, zaczynając od najniższej) to: MRF904, MRF571, MRF581, BFR91, BFR96, MRF901, BFY90, 2N5031, 2N5109, 2N2857 (nie wspominając dużej liczby nowszych tranzystorów).
Nie należy jednak wpadać w przesadę ze stosowaniem specjalnych (i drogich) niskoszumnych tranzystorów jako, że na falach krótkich nie jest to aż tak ważne jak np. na 144MHz i wyżej.
W przypadku używania innych konfiguracji (i częstotliwości) kwarcowego filtru drabinkowego posłużyć się można doskonałym opisem swego czasu opublikowanym przez wspomnianego powyżej W7ZOI w magazynie QST (Maj 1982). Kopie artykułu znaleźć można na znakomitym rosyjskim web site cqham.com (potrzebny jest plug-in DjVu) .
Strojenie BFO na tonacje odbieranego szumu bez sygnału) wydaje mi się trochę niedokładne. Chyba najlepiej to robić mając odbiornik dostrojony do jakiejś stacji SSB i skorygować to zestrojenie ewentualne po dostrojeniu do innych stacji.
Wygląda na to, że Ashhar nigdy nie skończył opisu swojego transceivera, jako, że nie jest on kompletny.
· Zapomniał dodać wartości podzespołów dla VFO na 7MHz. W każdym jednak przypadku potrzebne będzie dobranie kondensatorów VFO na obu zakresach w zależności od dokładnej wartości pojemności użytego kondensatora zmiennego.
· Brakuje opisu podzespołów wyjściowego filtru p. Nie jest to jednak duża przeszkoda, jako, że można to samemu policzyć, można też skorzystać z odpowiednich tabel, albo po prostu skopiować ze schematów innych nadajników na te pasma. Można np. użyć takich wartości:
14MHz: L1=L2=0.75mH, C1=C3=270pF, C2=430pF
7MHz: L1=L2=1.50mH, C1=C3=510pF, C2=820pF
Może ten układ być traktowany jako punkt wyjścia do eksperymentów, jak np. zamiany tranzystora MOSFET w PA na tranzystor bipolarny, taki jak np. bardzo popularny i tani liniowy tranzystor 2SC1969, oryginalnie produkowany do urządzeń CB i zdolny do produkowania 15W do 30MHz.
Pole do eksperymentowania jest otwarte.