SQ7JHM
Transceiver KARMAN wrzesień 2017
Transiwer KARMAN Znacznie różni się od porzednich układów Kajmana. Obecnie działa w zakresie KF w paśmie 80m i 40m, ale jest możliwość rozbudowy i dodania kolejnych pasm. Posiada wzmacniacz o mocy 20W wykonany na tranzystorach RD16HHF1. Występują moduły: obwody wejściowe, moduł nadawczy, moduł odbiorczy, wzmacniacz mocy, moduł sterujący. Załączanie odbioru lub nadawania odbywa się przez sekwencyjne przełączanie, z opóźnieniem, napięć zasilających w module odbiorczym podczas odbioru lub w module nadawczym podczas nadawania. Generator VFO-DDS oparty jest na syntezie AD9850. Całość sterowana zaprogramowanym modułem Arduino Mega z mikroprocesorem Atmega2560. Przełączanie zakresów, zmiana częstotliwości, kroku strojenia odbywa się jedną gałką enkodera z przyciskiem. Druga gałka, dolna służy do ustawienia siły głosu. Moduły transceivera umieściłem w obudowie aluminiowej składającej się z dwóch komór, osobnej dla modułu nadawczego i osobnej dla modułu odbiorczego.
Rysunek obudowy transiwera Składa się ona z czterech aluminiowych profili o przekroju ceownika. Dwa z nich są sklejone i skręcone swoimi powierzchniami, tworzą w przekroju kształt dwuteownika. Od spodu składana jest pokrywa dolna a od góry pokrywa górna, wykonane z takich samych kształtowników. Taki układ ceowników dzieli wnętrze obudowy na dwie komory. W jednej, dolnej znajdują się moduły: nadawczy, wzmacniacza mocy i moduł sterujący. W drugiej, górnej znajdują się moduły: obwodów wejściowych, odbiorczego ze wzmacniaczem akustycznym 2W i głośnikiem.
Zdjęcie ekranu Wszystkimi funkcjami transiwera zarządza zaprogramowany układ syntezy z wykorzystaniem modułu Arduino Mega z kolorowym ekranem 3,5". Na ekranie widoczne są podstawowe informacje: częstotliwość odbioru i nadawania, linijka świetlna poziomu odbieranej stacji zaprogramowana w skali logarytmicznej, pasmo częstotliwości, krok strojenia, nadawanie-odbiór, temperatura radiatora, załączenie tłumika -20dB oraz informacja o załączeniu dolnej lub górnej wstęgi SSB.
Moduł tłumika -20dB i filtrów wejściowych Istnieje możliwość rozszerzenia pracy transiwera o kolejne pasma. Indukcyjności w obwodach wejściowych występują jako gotowe dławiki. Do częstotliwości 10MHz sprawdzają się dobrze. Oczywiście dokładny dobór elementów i kształtowanie charakterystki filtrów powinno odbywać się z udziałem wobulatora. Wobulator opisany jest na mojej stronie w dziale Wobulatory. Wartości indukcyjności cewek: L1, L2 - 10 mikroH, L3, L4 - 5,6mikroH, L5, L6 - 2,2mikroH. Tłumik umożliwia szybką redukcję wzmocnienia w przypadku wystąpienia mocnej stacji i załączany jest przyciskiem w pobliżu potencjometru na płycie czołowej.
SQ7JHM
Transceiver KARMAN wrzesień 2017
Jurek SQ7JHM
Transceiver TAPIR styczeń 2019
Minęło 25 lat od powstania transceivera Antek zaprojektowanego i wykonanego przez Andrzeja Janeczka, krótkofalowca SP5AHT, konstruktora i redaktora miesięcznika Świat Radio. Postanowiłem zebrać swoje dotychczasowe doświadczenia i spróbować zaprojektować i wykonać transceiver analogowy w oparciu o tę konstrukcję. Transceiver Antek Reaktywacja, bo tak go nazwałem, ma czułość około 1mikroV, niskie szumy własne, dwa zakresy KF, względnie dużą selektywność, moc akustyczną około 1W i moc oddawaną na wyjściu 15W. Podjąłem się jego wykonania z ciekawości, jaka to konstrukcja, jak działają poszczególne układy, jakie są trudności w uruchomieniu, również ze względu na chęć sprawdzenia układów mieszaczy NE612. W trakcie eksperymentów poznałem układ Antka, przeanalizowałem jego schemat, zaplanowałem projektowanie, wykonanie i pomiary. Wprowadziłem wiele modyfikacji, po części wynikających ze współczesnych wymagań prowadzenia łączności a także modyfikacji wymuszonych przez eliminację sprzężeń i podwzbudzeń. Zastosowałem wzmacniacz o mocy max 20W, dwupasmowe, dwuobwodowe filtry wejściowe i dolnoprzepustowe wyjściowe. Generatorem VFO jest synteza przeze mnie opracowana, wykonana i oprogramowana. Zmodyfikowałem tor mikrofonowy ustalając optymalny punkt pracy oraz poziom napięcia pochodzącego z mikrofonowej wkładki elektretowej.
Schemat wzmacniacza mocy w.cz. z obwodami selektywnymi na wejściu i filtrami dolnoprzepustowymi na wyjściu.
Wkładka mikrofonowa z odpowiednio ustawionym punktem pracy, kiedy sygnał z niej pochodzący jest najsilniejszy i pełny, daje na wyjściu do 8mV napięcia. To znakomicie wystarczy do wysterowania mieszacza NE612. Wskazane jest zastosować dwuobwodowy, dolnoprzepustowy filtr LC lub aktywny układ filtra o wzmocnieniu 1 i częstotliwości maksymalnej 3kHz. Tłumik na wejściu odbiornika umożliwia szybką redukcję wzmocnienia w przypadku wystąpienia silnej stacji i załączany jest przyciskiem umieszczonym w pobliżu enkodera na płycie czołowej.Wzmacniacz akustyczny wykonałem na układzie scalonym TDA7052A. Uzyskałem na jego wyjściu moc akustyczną około 1W. Głośnik zewnętrzny o mocy 5W z membraną mylarową o średnicy 60mm brzmi bardzo głośno i wyraźnie. Mieszacze NE612 charakteryzują się dużą dynamiką i wzmocnieiem 18dB. Warunkiem ich poprawnej pracy jest zapewnienie sygnałów o odpowiednich, nieprzekraczalnych poziomach napięć sygnałów doprowadzonych do ich wejść. Należy dbać o sinusoidalny kształt napięć z generatorów VFO i BFO i ich poziom około 140mV napięcia skutecznego. Poziom napięcia pochodzącego ze wzmacniacza mikrofonowego w żadnym przypadku nie powinien przekroczyć 8mV. Dlatego zastosowałem tylko układ korekcyjny bez wzmacniacza mikrofonowego.
Schemat układu wykonawczego i sterującego z generatorem BFO-Seilera i wtórnikiem emiterowym dla VFO-DDS.
Wzmacniacz mocy w.cz. wykonałem na tranzystorach IRF510. Bramki tych tranzystorów sterowane są wzmacniaczami mojego pomysłu z parą komplementarną 2N3904-2N3906 z ustalonym prądem spoczynkowym 12mA. Podczas pełnego wysterowania bramki tranzystora mocy prąd pobierany przez wzmacniacz sterujący wzrasta do około 80mA co świadczy o dużej obciążalności tego stopnia i dużej wydajności prądowej. Pomiary oscyloskopem i obserwacja widma wskazują na dużą dynamikę i liniowość nawet przy względnie małej impedancji obciążenia tego stopnia. Na wyjściu wzmacniacza mocy znajdują się filtry dolnoprzepustowe eliminujące sygnały niepożądane. Ze względu na dużą czułość wzmacniacza mocy, około 120mV, filtry selektywne na jego wejściu zaekranowałem. Wszystkie elementy elektroniczne są zalutowywane do pól lutowniczych od góry bez przewlekania. Dla konstrukcji eksperymentalnej i prototypowego wykonania to znakomite rozwiązanie ponieważ bez rozbierania i wyjmowania płyty głównej czy płyty niskosygnałowej można po otwarciu obudowy szybko wymienić element. Elementy mają skrócone wyprowadzenia a więc sztywność ich posadowienia i pewność lutowanego połączenia jest bardzo duża.
Widok płytki z układem generatorów, wzmacniacza mikrofonowego, wzmacniacza głośnikowego, obwodów wejściowych i toru pośredniej częstotliwości z filtrem kwarcowym 10MHz.
Sterowanie transceivera odbywa się modułem Arduino Nano z mikrokontrolerem Atmega 328. Oprogramowanie tworzyłem w programie platformy Arduino. Układ sterujący załącza wymagane grupy przekaźników. Tryb odbioru lub nadawania PTT ustawiany jest przez sekwencyjne przełączanie napięć zasilających modułów odbiorczych i napięć zasilających modułów nadawczych. Generator VFO-DDS oparty jest na syntezie AD9850. Zmiana częstotliwości i kroku strojenia odbywa się jedną gałką enkodera. Generator BFO to typowy układ Seilera. Dzielniki oporowe w emiterach dają taki podział napięć aby sygnały sinusoidalne doprowadzone do mieszaczy miały wartość międzyszczytową około 360mV. Po przeliczeniu daje to napięcie skuteczne o wartośći około 140mV.
Ekran kolorowy o przekątnej 1,8" jest częścią tzw. syntezy. W górnej części ekranu widoczne są pola z pasmem KF, rodzajem wstęgi bocznej, krokiem strojenia oraz napięciem zasilającym transceiver. Poniżej wyświetlana jest częstotliwość pracy, pole załączenia ARW i pole z wartością temperatury radiatora mierzonej w pobliżu umocowania tranzystorów mocy do radiatora. Na dole widoczna jest linijka świetlna S-meter, poziomu sygnału odbieranej stacji zaprogramowana w skali logarytmicznej.
Projektowanie, konstruowanie, budowanie - czy to może być hobby?
W górnej, tylnej części obudowy znajduje się radiator o wymiarach 100mm na 100mm. Transformator Tr1 wykonałem na rdzeniu BN-43-202 przeplatając jednocześnie dwoma skręconymi ze sobą przewodami Cu fi-0,33mm 6 zwojów przez otwory tego rdzenia. Transformator Tr2 wykonałem na rdzeniu BN-43-3312. Uzwojenie pierwotne to dwie rurki mosiężne z anteny teleskopowej, oczyszczone z powłoki chromowej, dopasowane średnicą do otworów rdzenia, połączone szeregowo, a w nich nawinięte uzwojenie wtórne dwoma zwojami przewodu Cu fi-0,75mm w izolacji silikonowej. Zdjęcie pokazuje transformator z uzwojeniem pierwotnym w postaci rurek.
Transceiver eksperymentalny Antek Reaktywacja grudzień 2020
Zastosowałem wzmacniacz głośnikowy na układzie scalonym TDA7052A. Natomiast tor pośredniej częstotliwości z mieszaczami NE612 z fitrem kwarcowym i sposobem przełączania generatorów VFO i BFO pozostał prawie niezmieniony czyli tak jak w Antku. Zrobiłem projekty wszystkich płytek w programie Sprint Layout a płytki montażowe wykonałem metodą termotransferową. W obwodach wejściowych zastosowałem indukcyjności w postaci dławików (cewek) o podwyższonej dobroci. Kształtowanie charakterystyki przepustowej odbyło się za pomocą trymerów. Przełączanie obwodów wykonują przekaźniki miniaturowe. Kształty charakterystyk tych obwodów kontrolowałem za pomocą wobulatora cyfrowego. Zdecydowałem się na zastosowanie dławików o podwyższonej dobroci (cewek) bo próby z indukcyjnościami wykonanymi na rdzeniach Amidon T37-2 wskazują, że charakterystyki obwodów wejściowych z dławikami są równie dobre a ich wykonanie jest o wiele łatwiejsze. Na płycie czołowej znajduje się pokrętło potencjometru, dwa przyciski funkcyjne; MENU, przycisk tłumika -20dB oraz pokrętło enkodera. Uznałem, że załączanie tłumika i zmiana pasma powinna odbywać się względnie szybko i dlatego przyciski tych funkcji są dostępne na płycie czołowej. Pozostałe ustawienia, w tym zmiana częstotliwości i zmiana kroku strojenia odbywają się za pomocą enkodera. Cały transceiver umieściłem w obudowie wykonanej z wielowarstwowego laminatu miedziowanego. Kształtowanie obudowy odbywało się przez zlutowanie odpowiednio przygotowanych ścianek a następnie doklejanie kolejnych warstw laminatu klejem epoksydowym. Ścianki boczne sklejone są z dwóch warstw laminatu o ścianka tylna i przednia sklejone są z trzech warstw laminatu. Ostateczny kształt i dokładność powierzchni zewnętrznych wykonałem na szlifierce taśmowej. Obudowa malowana jest czarnym lakierem spray odpornym na temperaturę 800'C.
Wykres przebiegu napięcia wyjściowego, podczas prób mocy, pokazany jest na ekranie oscyloskopu. Przy napięciu sinusoidalnym, międzyszczytowym 85V i przy obciązeniu 50ohm daje moc 20W na wyjściu wzmacniacza.
Schemat korektora mikrofonowego, tłumika, obwodów wejściowych, układu pośredniej częstotliwości, wzmacniacza akustycznego.