VFO 145MHz

VFO pro 144MHz tak trochu jinak

Základní údaje

• Výstupní kmitočet:                                              133,760-134,260MHz
• Při mf kmitočtu:                                                10,240MHz (příčkový krystalový filtr)
• Výstupní impedance:                                           50W
• Výstupní napětí:                                                0dBm
• Potlačení 9harm. kryst. 128,860MHz:            37dB
• Potlačení rozdíl. Kmitočtu 123,960MHz:             45dB

Popis zapojení

Při mf kmitočtu 10,240Mhz vychází pro 144MHz-144,500MHz přeladění VFO133,760 MHz-134,260MHz. Jelikož jsem měl v úmyslu použít osvědčené zapojení VFO z PE 5/2009 pracující oblasti ednotek MHz, bylo nutné tento kmitočet směšovat s pevným kmitočtem z krystalového oscilátoru. 9 harmonická krystalu 14,318MHz je 128,862MHz + přeladění VCO 4,9 – 5,4MHz vychází potřebné přeladění VFO.Napěťově řízený oscilátor T1 pracuje v  žádaném výstupním rozsahu kmitočtů. Napětí pro směšovač je vyveden přes oddělovací zesilovač T2 a pásmovou propust realizovanou mírně nadkriticky vázanými rezonančními obvody, která se výrazně podílí na potlačení nežádoucích produktů. Z kolektoru T1 je signál veden na vstup děličky 1:128, obdélníkový signál na výstupu je derivován RC členem. Jehlové impulsy jsou zesíleny tranzistorem T3. Tento zesílený signál je veden: 1. přímo na vstup S klopného RS obvodu a za 2. přes zpožďovací linku, zesilovač T4 na vsup R. Impuls přicházející na vstup S nastaví RS klopný obvod na logickou 1, za dobu zpoždění impuls na vstupu R vrátí klopný obvod do výchozího stavu log. 0. Sled impulsu z děličky vytvoří tedy na výstupu RS klopného obvodu obdélníkové napětí jehož střída je úměrná kmitočtu oscilátoru. Toto napětí se pomocí integračního členu R13,C14 a R14,C15 převede na stejnosměrné a přivádí na invertující vstup operačního zesilovače pracujícího jako komparátor napětí. Na neinvertující vstup se přivádí referenční napětí z napěťového děliče jehož součástí je proměnný 10tiotáčkový potenciometr P2. Komparátor porovnává obě napětí a jeho výstupní napětí vyhlazené dolní propustí RC ovládá kapacitní diody v obvodu oscilátoru. Ladění VFO se tedy řídí změnou potenciometru (referenčního napětí).Zpožďovací linka je stejná jako se používají v barevných TV, zpoždění 64 ms což odpovídá kmitočtu 15625 Hz, které vynásobeny dělícím poměrem děličky určují schopnost přeladění oscilátoru (15625x128=2MHz). To znamená, že oscilátor může pracovat  v rozsazích násobků 2MHz, např. 2-4MHz 4-6MHz 6-8MHz. Nejvyšší použitelný kmitočet je dán kvalitou zpožďovací linky a schopností děličky. V oblasti okrajů daného pásma se začíná projevovat nestabilita a tak není dobré volit mf kmitočet tak, abychom se pohybovali v této oblasti kmitočtů. Takže pokud je to možné volíme mf kmitočet tak, abychom se pohybovali v okolí středu daného pásma. Na pozicích D1-D4 byly použity varikapy BB109, 2 jsou osazeny ze strany součástek a 2 ze strany spojů s minimálními vývody.Signál z pásmové propusti je veden na integrovaný dvojitě vyvážený směšovač IO4 SA612 (NE612) kde je směšován s kmitočtem z krytalového oscilátoru T5 14,318MHz v jehož kolektoru je rezonanční obvod naladěn na 9. harmonickou. Výsledný produkt ze směšovače je zesílen tranzistory T6 a T7 na úroveň asi 0dBm/50W. Mezi těmito stupni je pásmová propusť L5, L6 která odděluje nežádoucí produkty, výstupní signál je odebírán z vazebního vinutí L7v kolektoru T7. Na pozici T7 byl použit tranzistor BFR90, který zabezpečuje dostatečné zesílení v pásmu 133MHz.

Konstrukce a oživení VFO

VFO je osazen na jednostranné desce plošných spojů, viz foto. Pokud věnujeme pozornost kontrole součástek před zapájením a pečlivě namotáme potřebné cívky, neměli by být s oživením větší problémy. Cívky jsou namotány na tzv. pardubických kostrách, které byly použity velmi rozšířeně v zařízeních jako VXW100, PR21, PR11, VR20, VR21, ze kterých je možno tyto kostřičky vytěžit, na těla kostřiček jsou navléknuty papírové podložky 5, cívky L1, L2,L3 a zafixovány vteřinovým lepidlem, slouží jako dorazy pro vinutí. Jádra jsou použita ze sortimentu bývalého podniku PRAMET Šumperk N05 (modré označení) L1,2,3, a N01 L4,5,6,7 neb podobné pro kmitočty 5-10MHz a 150MHz. K oživení VFO potřebujeme minimálně vf milivoltmetr, čítač a nejlépe ručkový voltmetr, i když číslicový multimetr též vyhoví, ručkovým lépe sledujeme změnu ladícího napětí pro varikapy. VFO je dobré oživovat po jednotlivých stupních. Máme-li možnost nastavit pásmové propusti L2, L3 a L5,L6 a L7 pomocí wobleru  je dobré nejdříve osadit na desku tranzistor T2 včetně C3,R3 a T6, T7 s příslušnými součástkami. Přivedeme napájecí napětí a na C3 přivedeme signál z wobleru. Sondu zapojíme na výstup pro směšovač. Změnou indukčnosti pomocí jader nastavíme šířku pásma asi na 0,5MHz pro pokles 2dB v přelaďovaném pásmu, pokud je šířka pásma velká zmenšením kapacity C6 a naopak dosáhneme potřebné šířky, výsledná křivka by měla být mírně nadkritická, viz foto. Pokud tuto možnost nemáme zapojíme i obvody oscilátoru a laděním L2 a L3 se snažíme dosáhnou stejného efektu, tedy v celém přelaďovaném pásmu max. poklesu výstupního vf napětí 2dB, kontrolu provádíme vf milivoltmetrem nebo osciloskopem.Výstupní napětí by mělo být v rozsahu 250mV-300 mV, na osciloskopu rozkmit šš asi 900mV. Na kolektoru T1 by měl být rozkmit napětí 1,5-2 V. Je-li vše v pořádku osadíme IO1, tranzistory T3 a T4, zpožďovací linku a  IO2. Připojíme opět napájení a na výstupu děličky kontrolujeme obdélníkové napětí o frekvenci 128x menší než frekvence oscilátoru o rozkmitu 5V. Na kolektorech tranzistorů by měli být úzké záporné impulsy 0,5ms, rozkmit asi 11 V. Na výstupu klopného obvodu RS jsou obdélníkové impulsy jejichž střída se mění v závislosti na kmitočtu oscilátoru což simulujeme změnou polohy jádra v cívce. Chová-li se vše OK osadíme zbylé součástky včetně Aripotu a přistoupíme k nastavení pásma přeladění 4,9-5,4MHz v celém rozsahu otáčení potenciometru pomocí P1, P3. Trimry  P1,3 nastavíme na minimální odpor tedy na P2 budeme mít napětí 12 V. Potenciometr natočíme tak, že na běžci nastavíme napětí 5 V. Potom jádrem cívky L1 ladíme a zároveň voltmetrem kontrolujeme napětí pro varikapy v bodě R19,C18,R20, jakmile dojde k „zachycení“ začne se toto napětí plynule měnit v rozsahu asi 0-8,5 V, nastavíme napětí 3-4 V. Potom natočíme P2 k P1 a změnou P1 nastavíme horní hranici požadovaného kmitočtu, potom otočíme P2 k P3 a nastavíme dolní požadovaný kmitočet, vše opakujeme několikrát, jelikož se nastavení vzájemně ovlivňuje. Jakmile máme přeladění nastaveno kontrolujeme voltmetrem napětí pro varikapy, mělo by se pro pásmo přeladění pohybovat v rozmezí 2-6,5 V, toto dostavení provedeme nepatrnou změnou jádra L1. Pokud bychom se během nastavení pásma přeladění pomocí P1,P3 dostali do „mrtvého“ stavu, tedy nebude se kmitočet měnit docílíme toho malou změnou jádra L1. Na závěr znovu zkontrolujeme úroveň výstupního vf napětí, max. pokles pro celé pásmo 2dB. Tím je oživení KV části VFO ukončeno.Dále osadíme tranzistor T5 a příslušné součástky oscilátoru. Cívkou L4 naladíme 9. harmonickou což je 128,862MHz. Na vazebním vinutí kontrolujeme čítačem a vf milivoltmetrem úroveň napětí 80-100mV. Pro SA612 osadíme patici, samotný obvod neosazujeme. Zbylé součástky T6, T7, L5,6,7 a příslušné odpory a kondenzátory osadíme a na C27 přivedeme signál z wobleru a nastavíme jádry cívek výslednou křivku šířka 1MHz pro pokles 1dB viz obr.. Nemáme-li wobler osadíme SA612 a pomocí vf milivoltmetru se snažíme nastavit změnou jader L5,6,7 výstupní napětí 220mV/50W pro pokles na kraji pásma 1dB.Odpor R33 zamezuje nežádoucím oscilacím a přímo úměrně ovlivňuje velikost výstupního napětí. Tím je oživení VFO ukončeno

Rozpis součástek

• R1,3,                           120kW
• R2                               390W
• R4,23                          100W
• R5,6                            47kW
• R7,22                          820W
• R8                               220W
• R9,11                          1kW
• R10,17                                    3,3MW
• R12,13,14,28              220kW
• R15,16                                    3,3kW
• R18                             150kW
• R19                             10kW
• R20,21            ,26,29              100kW
• R24                             560W
• R25,30                                    56W
• R27                             47W
• R31                             33W
• R32                             270W
• C1,5,7,24,27               47pF
• C2,3,8                         33pF
• C4,33                          1nF
• C6                               5,6pF   nastaví se při oživení
• C14,15,1,17,19,23
• C30,36                                    10nF
• C8,10,13,25,28          100nF 
• C9,11                          10mF
• C12                             470pF
• C16                             3,9nF
• C18                             220nF (svit.)
• C20                             22pF
• C21                             82pF
• C22                             2,7pF
• C26                             220pF
• C29                             12pF
• C31                             1pF
• C32                             15pF
• C34                             3,3pF
• C35                             100pF
• T1,2                            BF245A (B)
• T3,4                            BC547
• T5,6                            BF256A(B)
• T7                               BFR90
• D1-D4                         BB109
• D5                               1N4148
• D6,7                            Zenerova dioda 5V
• IO1                             4024
• IO2                             4011
• IO3                             TL071
• IO4                             SA612 (NE612)
• P1,P3                          64Y-20K0 (trimr GES)
• P2                               534-5K00 (Aripot 10tiotáčkový GES)
• Zpožďovací linka z barevného TV
• L1,2,3,4,5,6,7            kostry cívek tzv. „pardubické“ Æ5mm včetně hliníkového krytu jádro Æ3mm N01,N05 (Pramet)
•  
• Navíjecí předpis, nejprve navineme vazební vinutí a potom vinutí hlavní (viz foto)
•  
• L1        vazební vinutí                6závitů smalt. drátem Æ 0,2mm
•             hlavní vinutí                45závitů smalt. drátem Æ 0,2mm
• L2                                           45závitů smalt. drátem Æ 0,2mm
• L3        vazební vinutí                4závitů smalt. drátem Æ 0,2mm
•             hlavní vinutí                45závitů smalt. drátem Æ 0,2mm
• L4        vazební vinutí                1,25závitů smalt. drátem Æ 0,2mm
•             hlavní vinutí                4,75závitů smalt. drátem Æ 0,5mm
• L5        hlavní vinutí                3,75závitů smalt. drátem Æ 0,5mm
•             Odbočka                    1,75závitů
• L5        hlavní vinutí                3,75závitů smalt. drátem Æ 0,5mm
•             vazební vinutí                0,25závitů smalt. drátem Æ 0,2mm
• L6        hlavní vinutí                6,75závitů smalt. drátem Æ 0,5mm
•             vazební vinutí                0,75závitů smalt. drátem Æ 0,2mm

Provedení cívek

Schéma zapojení

DPS osazení součástek

Motiv DPS pro výrobu 80mm x 98mm