Úvod > Konstrukce > Transceiver SSB 144MHz Jantek

Transceiver SSB 144MHz Jantek

V Radioamatéru 2/2015 jsem uveřejnil VFO pro pásmo 144MHz v následujícím článku popisuji tcvr pro pásmo 144MHz s tímto VFO. Zapojení vychází z osvědčeného zapojení KV tcvr ANTEK, který jsem postavil jak v základní verzi s ladícím kondenzátorem tak ve verzi s VFO se zpožďovací linkou používanou v starších barevných televizorech uveřejněnou v PE 5/2009. Všechna tato zapojení používají v zpracování signálu jak v TX tak RX cestě osvědčené obvody SA612 (dvojitě vyvážený směšovač+vnitřní oscilátor). Rád bych tímto článkem přispěl ke zvýšení činnosti na pásmu 144MHz.

Základní údaje

Napájení: 12V-13,5V DC
Odběr proudu RX: 200mA
Odběr proudu TX: 350mA

RX
Vstupní kmitočet: 144MHz – 144,5MHz
Druh provozu: SSB (USB) + CW (klíčování nosného kmitočtu)
Citlivost RX: 0,3uV/ 10dB signál/šum
Výstupní nf výkon: 0,8W/8Ω
Dynamický rozsah RX: 53dB(vypnuté AVC)
62dB(zapnuté AVC)
TX
Výstupní VF výkon: 0,5-0,8W/50Ω
Potlačení 2. harmonické: 52dB
Potlačení 3. harmonické: 60dB
Potlačení kmitočtu VFO: 43dB

Popis zapojení
RX

Na obr. 1 je blokové schéma QRP transceiveru vyjadřující postup signálu při příjmu RX tak vysílání TX.Na vstupu tcvr je dvou obvodová dolní propustí L17, L18 následuje přepínač RE2, který přepíná propust buď na vstup RX nebo na výstup TX. Po čas příjmu následuje pásmový zesilovač L16, T9, L8a L9, zesílení tohoto stupně je asi 22dB. Na výstupu pásmové propusti L8, L9 jsou zařazeny spínací diody D10, D9, které zamezují pronikání signálu při vysílání na vstup IO7 SA612 jako modulátoru. Při příjmu jsou diody proudem přes R43 otevřeny a signál přivádí na vstup 1 SA612, který pracuje jako směšovač. Signál z VFO (152 - 152,500MHz) se přivádí na vstup 6 směšovače. Výsledný produkt se přes emitorový sledovač T10 přivádí na vstup příčkového krystalového filtru. Filtr je sestaven z 6ti krystalů 8MHz a s pomocí kondenzátorů C99-C105 je jeho šířka nastavena zhruba na 2kHz pro pokles –3dB. Jelikož vstupní odpor filtru je asi 150Ω, výstupní odpor SA612 okolo 1,5kΩ, proto bylo nutné zařadit T10. Signál z výstupu filtru je přiveden přes R50 a C63 na vstup 1 IO8 SA612. Zároveň se přivádí signál z BFO na vstup 6. IO8 pracuje jako mf zesilovač a zároveň detektor signálu. Rozdílový signál je přiveden na invertující vstup IO9 741 po zesílení dále na koncový nf zesilovač IO10 LM386. Korekci signálu v pásmu 0,3-2,5kHz zajišťují členy RC, R52 C68 a R56 C73 ve zpětné vazbě IO9. V zapojení je použité jednoduché AVC, které zlepšuje dynamické vlastnosti přijímače. Signál pro AVC je odebírán před potenciometrem, zesílen ½ IO 1458 a přiveden na zelenou led, která začíná vést asi při napětí signálu 2V. Napětí je filtrováno kapacitou C67 a přes R53 přivedeno na vstup 2 IO8 a nepřímo ovlivňuje napětí na tomto pinu a tím i zesílení mf.

TX

Přepínání režimu TX, RX obstarávají relátka RE1 a RE2. 1/2 RE1 přepíná signál VFO a BFO střídavě buď na IO7 neb IO8. 2/2 polovina RE2 přepíná napájecí napětí pro obvody RX nebo TX. Při zaklíčování přichází signál z mikrofonu na mikrofonní zesilovač IO11, R66 a C48 zavádějí korekci na vyšších kmitočtech. Přes C51 a R58 přichází na modulátor IO7 pin 1 a zároveň se na vstup 6 IO7 přepne signál z oscilátoru BFO. K vyvážení modulátoru je trimr P7 v sérii s odpory R45,R46. K rozbalancování modulátoru při provozu CW slouží odpor R47. Signál DSB z výstupu modulátoru je přiveden na krystalový filtr na jehož výstupu dostaneme požadované postraní pásmo. Dále již SSB signál pokračuje na směšovač IO8 kam je přiveden i signál z VFO. Výsledný produkt, smíšený signál SSB se přivádí přes oddělovací stupeň T11 na zesilovací stupeň ve třídě A T12 v jehož kolektoru je pásmová propusť L10,L11 naladěná na požadovaný kmitočet 144MHz, se šířkou pásma asi 1MHz. Pro budicí stupeň je signál odebírán pomocí vazebního vinutí L11 a RC členem R72 C84 přiváděn na bázi T13, jehož pracovní bod je stabilizován diodou D11a R73. L13, C90 a CP1 přizpůsobuje výstupní impedanci budícího stupně k vstupní impedanci koncového stupně T14, který zabezpečuje minimální výkon 0,5W/50Ω. Impedanci KS přizpůsobují k impedanci antény členy CP2, L15, CP3. Pracovní bod koncového stupně stabilizuje T15 a R77.

VFO

Zvláštní pozornost chci věnovat použitému zapojení VFO. Při použité děličce kmitočtu 4024 je dělen kmitočet 128x. To znamená 15625Hz x 128 je 2000.000Hz. Z toho vyplývá že VFO může pracovat v násobcích 2MHz tedy 2-4MHz, 4-6MHz, 6-8MHz apd. Na kraji pásma by VFO mohlo být nestabilní a tak bude vhodné když se pracovní kmitočet bude pohybovat někdy okolo středu tedy 3MHz, 5MHz, 7MHz. Vyzkoušel jsem zpožďovací linky od několika výrobců, linky od Philips (modré) nevyhověli vůbec, docházelo k vysazení smyčky, linky Grundig (žlutohnědé) některé vyhověly, některé vysazovaly, je nutné vybrat, linky Sylvania (zelené) vyhověli nejlépe, pracovaly všechny a většina i na kmitočtech 7MHz a některé i na 9MHz.

Zvolený kmitočtový plán krystalový příčkový filtr 8MHz. Z toho vyplývá výsledné přeladění VFO 152 - 152,500MHz. Šestá harmonická použitého krystalu 24,560MHz vychází kmitočet 147,360MHz. Odečteme-li od tohoto kmitočtu přeladění VFO, vychází nám konečné přeladění VFO KV na 4.640 – 5.140MHz.

Jen stručně k tomu jak VFO pracuje, podrobněji v PE-05/2009, Radioamatér 5/2015 nebo na: https://ok1jtz.webnode.cz/.
VCO T1 pracuje v žádaném pásmu kmitočtů, T2 oddělovač pro směšovač IO4, dále je signál dělen 1:128, derivován a veden přímo na RS klopný obvod, zároveň zpožděn linkou a též veden na RS klopný obvod. Výsledkem je obdelníkové napětí jehož střída je úměrná kmitočtu oscilátoru. Toto napětí se převede na stejnosměrné a porovnává komparátorem IO3 s napětím z potenciometru P1 (10ti otáčkový Aripot). Výsledkem je ss napětí, které ovládá varikapy VCO D1-D4.

Stavba a oživení

Hned z kraje bych rád řekl, aby se do stavby nepouštěl úplný začátečník. Také vybavení základními měřicími přístroji je nutné, což by měl být VAmetr, čítač,vf milivoltmetr, vf generátor, případně osciloskop. TCVR je na oboustranné desce plošných spojů, vrchní část slouží jako zem a je spojena s – pólem zdroje, slouží zároveň jako stínění. Doporučuji stavět tcvr po jednotlivých blocích, tak jak ukazuje blokové schéma a začít jako první VFO, jeho KV částí. Nejprve však osadíme stabilizátory napětí IO5,IO6, TL1 a všechny potřebné součástky v obvodu napájení jako jsou blokovací a elektrolytické kondenzátory a zkontrolujeme Vmetrem jsou-li všude správná napětí. Potom osadíme L1, L2,L3, T1,T2 a všechny potřebné součástky VCO. Na varikapy přes odpor 47k přivedeme pomocné napětí +5V a na vazebním vinutí L1 kontrolujeme milivoltmetrem vf napětí asi 300-400mV. Na kolektoru by měl být rozkmit asi 2V a větší. Čítačem zkontrolujeme na vazebním vinutí kmitočet a jádrem L1 naladíme na střed pásma přeladění. Je-li vše v pořádku zapojíme IO1, T3, T4, IO2, IO3 a všechny příslušné součástky včetně zpožďovací linky. Na výstupu IO1 pin 3 musí být obdelníkový průběh napětí o kmitočtu asi 39kHz. Je-li k dispozici osciloskop kontrolujeme průchod signálu linkou, na kolektoru T4 jehlové impulsy rozkmit asi 8V. Přistoupíme k nastavení pásma přeladění v celém rozsahu otáčení potenciometru P1. Trimry P2 a P3 nastavíme tak aby na P1 bylo plné napětí tedy asi 9V, běžec P1 nastavíme tak aby na něm bylo zhruba poloviční napětí tedy 4,5V. Na pinu č.6 IO3 měříme ss napětí a jádrem cívky otáčíme tak dlouho až dojde k „zachycení“ a nastavíme napětí asi 4V. Potom kontrolujeme přeladění otáčením P1 na obě strany dokud nedojde k „vysazení“ smyčky. Přeladění by mělo být okolo 1MHz. Potenciometr P1 nastavíme k jednomu konci a příslušným trimrem (P2,3) otáčíme tak dlouho až dojde k zachycení smyčky, nastavíme požadovaný kmitočet přeladění. Toto samé opakujeme pro druhý konec pásma. Jelikož se nastavení vzájemně ovlivňuje vše opakujeme tak dlouho až dostaneme pásmo potřebného přeladění v celém rozsahu P1. Jakmile máme toto hotovo přistoupíme k naladění výstupní pásmové propusti L2, L3. Pomocí P1 nastavíme střed pásma a jádry cívek maximální výstupní napětí na vazebním vinuti L3. P1 ladíme konce pásma a milivoltmetrem kontrolujeme pokles, nemělo by být větší jak 2dB. Je-li, provedeme korekci malým doladěním jader L2, L3. Máme-li hotovo musíme naměřit na vazebním vinutí L3 kmitočet 4,640MHz až 5,140MHz v rámci natočení P1, úroveň 200-300mV pro pokles 2dB v rámci přeladění. Přistoupíme k poslední části VFO, harmonického oscilátoru T5, směšovače IO4 a výstupního pásmového zesilovače T6, T7. V kolektoru T5 je rezonanční obvod naladěn přímo na 6tou harmonickou krystalu 24,560MHz tedy na 147,360MHz. Jádro cívky naladíme na maximum napětí na pinu 2 IO4, mělo by být 150-200mV. VFO KV naladíme na střed pásma, na pinu 6 IO4 napětí asi 200-300mV. Pásmovou propust ladíme na max napětí na bázi T7. Zkontrolujeme rozladěním na konce pásma pokles napětí max 2dB, je-li větší provedeme korekcí jádry L5, L6 případně změnou kondenzátoru C30. Na závěr naladíme L7 na max napětí na vazebním vinutí, pro směšovač asi 200mV, výstup pro stupnici asi 50mV. Zkontrolujeme rozsah přeladění čítačem a provedeme příslušnou korekci trimry P2 a P3 abychom měli celé pásmo přeladění v rozsahu P1. Tím máme VFO jako celek oživeno a připraveno k dalšímu nastavování tcvr. Osadíme oscilátor BFO, T8, Q8, L19, L20 a jádrem cívky L19 nastavíme max výstupní napětí na vazebním vinutí, asi 400mV. Potom trimry P5, P6 nastavíme výstupní napětí VFO 150-200mV a výstupní napětí BFO asi 300-350mV. Zapojíme všechny součástky nf koncového zesilovače IO10 a předzesilovače IO9, Vmetrem kontrolujeme na pinu 6 IO9 a pinu 5 IO10 poloviční napájecí napětí, případné kmitání odstraníme změnou R60 a C77. Přistoupíme k osazení IO7 a IO8, T10 a T11 a krystalů příčkového filtru. Podrobněji se rozepisovat o problematice příčkových filtrů nebudu, odkážu na příslušnou literaturu nebo na zajímavé stránky: https://ok1ike.c-a-v.com/soubory/filtry.htm. Je dobré k dosažení udaných parametrů fitru vybrat krystaly s přesností 50HZ. Tranzistor T10 přizpůsobuje nízkou impedanci filtru asi 150Ω k výstupní impedanci IO7 asi 1,5kΩ, R49 spolu se vstupní impedanci IO8 tvoří zátěž filtru. Kondenzátory C99 – C105 určují šířku filtru a je nastavena asi na 2kHz, zvlnění v propustném pásmu by nemělo být větší jak 3dB. Máme-li možnost vf generátorem přivedeným na pin 1 IO7 přes oddělovací kondenzátor 1nF kontrolujeme citlivost měla by být okolo 5uV při 10dB/sš. Na pinech 1 a 2 IO7,8 je ss napětí 1,4V na pinu 5 asi 4,2V ss, na emitorech T10, T11 asi 3,7V. Je-li vše v pořádku osadíme T9, L8, L9 a všechny součástky vf zesilovače. Na G2 T9 by mělo být napětí 3V na emitoru asi 300mV. Na G1 přivedeme vf napětí z generátoru (střed pásma tedy asi 144,250MHz) postupným laděním jader L8,L9 a snižováním napětí generátoru bychom se měli dostat na hodnotu asi 0,4uV/ 10dBsš, při použití nějakého lepší tranzistoru na pozici T9, bychom se mohli dopracovat k lepší citlivosti. Osadíme zbylé součástky až k ant. konektoru a naladíme na max citlivost cívku L16 a přeměříme opět citlivost přijímače, měla by být nejméně 0,5uv a lepší/10dBsš. Přikročíme k závěrečné části osazení a nastavení součástek vysilače. Zapojíme T12 a součástky okolo něj včetně cívky L10. Pomocí P1 naladíme střed pásma, uzemněním cívek RE1,2 přepneme do vysílání, odpor R47 (klíčování CW) spojíme se zemí a na odbočce L10 (výstup pro vazební C82) měříme vf milivoltmetrem, jádrem cívky L10 ladíme na maximum, mě-li bychom naměřit okolo 500mV. Osadíme L11 vazební kondenzátor C82 a na vazebním vinuti L11 měříme vf napětí a jádrem L11 ladíme maximum asi 300mV/50Ω, správné naladění kontrolujeme čítačem (144,250MHz). Pomocí P1 ladíme konce pásma a kontrolujeme pokles napětí neměl by být větší jak 1dB, potřebnou korekci provedeme jádry cívek neb změnou C82. Je-li vše v pořádku osadíme všechny součástky budiče T13 a koncového stupně T14. Pracovní bod T13 je stabilizován diodou D11 a je nastaven asi na 5mA (10mV) na odporu R68, koncový stupeň T14 je stabilizován tranzistorem T15. Pomocí kapacitních trimrů CP1-CP3 naladíme maximální napětí na zátěži 50Ω, 5V=0,5W. Nakonec vyvážíme modulátor IO7 tak aby na výstupu byla úroveň nosné asi -30dB. Necháme zaklíčováno odpor R47 odpojíme od země a trimrem P7 vyvážíme modulátor. Pokud se nám nepodaří nastavit udané potlačení nosného kmitočtu uděláme korekci pomocí kapacitního trimru CP4.

Zvláštní kapitolu bych rád věnovat použitým cívkám jejich motání. Pečlivé provedení cívek předem vyloučí mnohé závady při oživování. Cívky jsou navinuty na tzv. „pardubických“ kostrách, předpis o počtu závitů a průměru drátu je uveden přímo ve schématu. Cívky KV části VFO L1, L2, L3 mají vyrobeny z tvrdého papíru nebo z papírových podložek čela, která jsou zafixována vteřinovým lepidlem nebo nitro lakem, viz foto. Mezi tyto čela je navinut příslušný počet závitů i vazební vinutí smaltovaným drátem. Začínáme vždy studeným koncem, motáme ve směru hodinových ručiček, vinutí fixujeme nejlépe včelým voskem, v nouzi nitrolakem. Cívky pro pásmo 135 a 144MHz jsou namotány postříbřeným drátem, je možné použít i smaltovaný, ale o mnoho hůř se dělají odbočky. Drát se musí v místě odbočky dobře oškrabat a ocínovat. Opět začínáme od studeného konce. Začátky jsou u základny cívky, cívky L4,L6,L7,L16 jsou levotočivé L,5,L8,L9,L10,L11, L17,L18 jsou pravotočivé, vinutí fixujeme nitrolakem nebo vteřinovým lepidlem. Zvláštní pozornost bych věnoval cívce L7, která má dvě vazební vinutí 0,75záv./0,2 je výstup pro směšovač (modulátor) a 0,4záv./0,2 je výstup pro číslicovou stupnici. Toto řešení bylo zvoleno až v průběhu stavby, oddělovací zesilovač se už na DPS nevešel a tak bylo zvoleno toto jednoduché řešení, žádné znatelné rušení při příjmu se neprojevilo. Cívka L11 má vazební vinutí je ze stejně silného drátu jako hlavní vinutí a je těsně u základny cívky takže je mezi ním a hlavním vinutím asi 2,5mm mezera, vstupní impedance tranzistoru T13 je nízká tak proto, aby rezonanční obvod byl minimálně zatlumen. Cívky L13,L15 Jsou samonosné z měděného postříbřeného nebo smaltovaného drátu, L12, L14 jsou samonosné ze smaltovaného měděného drátu. Tlumivky Tl1 – Tl5, jsou běžně běžně prodávané axiální tlumivky, nebo je můžeme namotat na tvrdší feritové jádro jejich indukčnost není kritická.

K TCVRu je navržena DPS předního subpanelu, na které jsou obvody Smertu IO1 A277 zesilovače S metru IO2 ½ 1458, druhá polovina obvodu 1458 je využita jako zesilovač AVC. Ve zpětné vazbě zesilovačů jsou zařazeny odporové trimry, P1,P2 100k, jimiž nastavíme potřebné zesílení pro S metr a práh působení AVC. Na panelu jsou umístěny součástky potenciometr ladění, potenciometr RIT a hlasitosti, tlačítka RIT a AVC. Dále je tu umístěna digitální stupnice která bude popsána následně. K panelu je přišroubována přes distanční sloupky tak aby displej byl ve výši předního panelu, viz foto. Čítač-stupnice 50MHz-500MHz