TRX SCORPION 80 CW-SSB 

SP2FP 2018
PŁYTA   GŁÓWNA

Opis montażu płytki głównej TRXa

Do złożenia całego trxa po za elementami wymienionymi w spisie, potrzebne będą własne narzędzia. 
Konieczne to : lutownica, cyna, pęseta, wkrętaki, szczypce, obcinaczki boczne, rozum i cierpliwość :) 
Przydatne to: lupa, dobre oświetlenie, podkładka do lutowania (papier, karton, filc itp.)
Watro też posiadać: miernik uniwersalny, zasilacz stabilizowany z regulacją prądu i napięcia. 
Oczywiście można dopisać:  analizator NWT lub podobny, sondę w.cz. i oscyloskop.
Może też być pomocny kolega z powyższym laboratorium ...

Ponieważ każdy błąd będzie skutkował brakiem działania płytki, zalecam uważne przestudiowanie tej instrukcji. Jeśli nie jesteś pewien jaki element wlutować w któreś miejsce, to go zostaw, schowaj do opisanego woreczka, prześledź schemat, obejrzyj dokumentację, jeśli wyczerpiesz swoją wiedzę, cierpliwość i nadal nie znajdziesz rozwiązania to napisz lub zadzwoń.

Jeśli polutowałeś wiele układów elektronicznych to tym bardziej zastosuj się do porad zawartych w opisie. Nie kombinuj po swojemu bo efekt będzie przeciwny do oczekiwanego.

UWAGA UWAGA 
Montujemy elementy SMD. Zabezpieczcie miejsce montowania i przechowywania tych elementów przed: dziećmi, zwierzętami domowymi i innymi stworzeniami mogącymi taki elementy połknąć itp.

Na początku warto sprawdzić czy posiadamy wszystkie elementy zgodnie z wykazem. Można je montować po kolei, tak jak rozpisano - zaczynając od wszystkich  smd , odhaczając na spisie co już zostało wlutowane i robić kreski na  wydruku z tłem płytki. Jestem tylko człowiekiem i mimo sprawdzania ilości elementów, możliwe że czegoś nie włożę lub ilość nie będzie zgodna z wykazem. Konfekcjonowanie kompletu elementów zajmuje dobre trzy godziny. Montaż jak zwykle należy zacząć od obejrzenia płytki, czy nie ma jakiejś podejrzanej przerwy w druku oraz czy wszystkie otwory są powiercone.  Płytka jest fabryczna cynowana, zapakowana w woreczek strunowy. Jeśli nie lutujesz jej  po zakupie to postaraj sie trzymać ją w tym woreczku aby powłoka cynowa nie zaczęła  matowieć. Osobiście używam lutownicy transformatorowej z regulowaną mocą ale w zależności od posiadanego doświadczenia można używać dowolnych metod lutowania. Nie używajcie pasty lutowniczej, nie umyta powoduje korozję, a  nawet umyta zostaje częściowo pod elementami smd i z czasem nastąpi ich degradacja. Zalecam używanie kalafonii.  Jeśli chcesz ja umyć po lutowaniu to uwaga na rozpuszczalniki zawierające wodę, denaturat 80%:) i inne dziadostwa. Piszę to z praktyki: resztki wody pozostają pod smd, powstaje przewodząca śniedź i cała zabawa do wyrzucenia. Jedynie kuweta, izopropanol, pędzelek i można zmyć kalafonię. W pierwszej kolejności kładziemy płytkę warstwą spodu - do góry i montujemy wszystkie elementy SMD. Woreczki otwierajmy pojedynczo, zwracajmy uwagę gdzie wykładamy elementy, mogą się przyczepić do rękawa, odskoczyć od pęsety itd. Jeśli nie znajdziemy takiego elementu to miejmy świadomość że będzie potrzebny dodatkowy zakup. O ile w rezystorach można odczytać wartości, to w tranzystorach i kondensatorach takiej możliwości nie mamy. Jak pomylimy wartości to będzie: (( konstruktor do dupy, nie działa, a on twierdzi że powinno )) więcej nie śmiem napisać. Po przylutowaniu tych elementów ZABRANIA się wyginania płytki PCB, elementy są ceramiczne i mogą popękać. Jak zalecałem przy poprzednich opisach, zachowaj ostrożność aby się nie poparzyć i nie wdychać celowo oparów cyny. Kondensatory tantalowe mają elektrodę dodatnią "+" zaznaczoną jasną kreską na obudowie. Może się wydawać że jest to minus. W pliku opisowym jest zaznaczona polaryzacja. Po wlutowaniu el. smd warto obejrzeć pod lupą czy połączenia wyglądają poprawnie, trwale i nie są ledwo "posmarkane". Nie należy ich też przegrzewać więc rozsądek i ewentualne doświadczenie będzie pomocne przy powyższych czynnościach. Kolej na przewody ekranowane łączące filtr kwarcowy i sygnał vfo. Do połączeń ekranowanych na pcb dokładam przewód w izolacji teflonowej. Dość ciężko się go zarabia, ale nie da sie przetopić izolacji.  W komplecie znajdzie sie kawałek kabla RG174 którym należy dokonać połączeń do potencjometru wejściowego. Niestety jego izolacja daje się przetopić. Lutując ekran można odebrać ciepło pęsetą. Należy uważać aby nie doprowadzić do zwarcia żyły głównej z ekranem. Łatwo to sprawdzić po wlutowaniu - omomierzem (bez zasilania płytki). Jeśli zdarzy się zwarcie należy wymienić przewodzik na nowy. 

 

Tutaj : Schemat TRXa ver v.2.2018 PDF wysokiej jakości

Elementy smd lutujemy jak na poniższym zdjęciu

Udało sie narysować pcb w eagle i powstała płytka dwustronna dzięki temu zmniejszyłem ilość połączeń dodatkowych do 2 krosów i dwóch połączeń koncentrykiem.

Płytki zlecone w fabryce  i doszły

Na żywo wyglądają jeszcze lepiej:)

 

Żeby nie było cudownie to w wersji pcb v2-18 dopieczonej do granic możliwości zabrakło kilku milimetrowej ścieżki.

Należy połączyć pokazane rezystorki drucikiem. Bez tego nie będzie działać nadawanie CW

 

Tutaj do pobrania pdf z opisem pcbtop v2-18


Tutaj do pobrania pdf z opisem pcbspood v2-18

 

Teraz przechodzimy do strony TOP.  Proszę wlutować kilka elementów smd i można przejść do elementów przewlekanych. Lutując układy scalone zwracajmy uwagę na numerację nóżek. Podstawka pod układ MC jest celowo pozbawiona 6-ściu pinów i w takim stanie  ją montujemy. Zestaw zawiera podstawki pod układy scalone za wyjątkiem podstawki pod wzmacniacz mcz LM380 - lutujemy go bezpośrednio do płytki - jego nogi połączone z drukiem, odprowadzają ciepło. Wszystkie układy scalone, które otrzymujesz w zestawie, są sprawdzone w egzemplarzu testowym. Kolej na dławiki i inne el. przewlekane (opisane, jako THT). Nie montujemy dwóch dławików osiowych 10uH 1,5 Ampera (większe z drutem nawojowym na rdzeniu) zasilających tranzystory mocy, zostaną one zamontowane na koniec, po ustawieniu prądów spoczynkowych PA. Nie wkładamy również tranzystorów końcowych RD16hhf1. Tranzystory RD powinny być wysunięte od druku  na odległość około 7-8 mm

                                       

TOP pcb

Trymery należy wlutować blaszką boczną do masy. Jest ona połączona z rotorem, którym będziemy kręcić w trakcie strojenia. Przy odwrotnym wlutowaniu, wkrętak będzie dotykał sygnału i trudniej będzie zestroić obwody.  Masz możliwość wyboru mocy nadajnika, 10-15wat lub 20-30 w zależności od nap. zasilania.  Przy wersji mniejszej lutujemy tylko dwa tranzystory mocy i transformator na dwóch  rdzeniach. Przy większej mocy montujemy cztery tranzystory RD16 i trafo na trzech rdzeniach z innym przełożeniem.

Transformator drivera wlutować zgodnie z opisem 3 zwoje do tranzystora 2SD i dwa zwoje do bramek tranzystorów mocy. Zostawiamy transformator wyjściowy TR3 w woreczku, zostanie on wlutowany, jako ostatni element elektroniczny działającej płytki. Filtr kwarcowy jest symetryczny i nie ma znaczenia gdzie jest wejście a gdzie wyjście. Pod filtr kwarcowy montujemy goldpiny w celu łatwego dostępu do układu scalonego CD. 

Dodatkowe dwie płytki laminatu będą służyły, jako mechaniczne połączenie płyty głównej i front panelu - usztywniając konstrukcję - ale to pod koniec zabawy. W zasadzie o lutowaniu wszystko. Reszta problemów wyjdzie w trakcie składania i jeśli okażą się warte zachodu to zostaną opisane. 

Jeśli nie posiadasz sondy w.cz. to poniższy schemat ułatwi jej wykonanie.

OPIS TORU ODBIORCZEGO

Zaczynamy od obwodów wejściowych odbiornika. Testujemy samą płytkę główna bez wpiętego front panelu. Jeśli włożyliśmy wcześniej układ MC w podstawkę to ostrożnie go wyciągamy i odkładamy do woreczka. Celowo nie opisałem wcześniej połączenia wejścia odbiornika z potencjometrem 500ohm i płytką antenową, ale o tym za chwilę. Jeśli posiadamy analizator obwodów, wobuloskop lub generator z sondą wcz to należy podłączyć sygnał z takich urządzeń do wejścia odbiornika na płycie głównej. Nie powinien on przekraczać 20mVsk wcz. Będzie trzeba podać zasilanie z zewnętrznego zasilacza. Najłatwiej podać minus do masy a plus 12v do ścieżki wejściowej stabilizatora napięcia 78L09. Można podać zasilanie do otworów przyłączeniowych + -, lecz trzeba zewrzeć połączenie, które będzie szło do włącznika zasilania (pot głośności). Nie mamy tutaj zabezpieczenia przed odwrotnym podłączeniem zasilania, więc zanim popłynie prąd sprawdź czy nie popełniasz błędu. Sprawdź żeby napięcie zasilacza nie przekraczało 16v – można podawać je od zera kontrolując pobierany prąd. Jeśli zauważymy, że wartość prądu jest większa od opisanej to należy odłączyć zasilanie - niestety będzie trzeba poszukać błędu lub uszkodzenia na pcb. Jeśli mamy zasilacz stabilizowany z odczytem prądu to tak podłączone zasilanie powinno pobierać max 50mA bez wpiętego front panelu. Jeśli posiadamy analizator do pomiaru pasma przenoszenia obwodów pasmowych to wyjście sygnału podłączamy do wejścia odbiornika a wejście pomiarowe analizatora (na ogół 50 omowe) podłączamy poprzez rezystor szeregowy o wartości 470 Ohm do punktu połączenia nogi pierwszej układu MC3362 z kondensatorami 330pf i masy. W ten sposób symulujemy obciążenie badanych obwodów układem scalonym MC (około 500-600 Ohm wejścia).  Same obwody to po kolei od wejścia: Układ PI filtra 50/2400 Ohm. W tym obwodzie uzyskujemy około 8 krotne podniesienie napięcia doprowadzonego do wejścia odbiornika, to jest ponad 16 db (napięciowo). Taki sygnał przenosimy poprzez małe pojemności do następnych równoległych obwodów LC. Na końcu tych trzech obwodów jest obciążenie pasywne w postaci rezystora 10kom oraz aktywne w postaci feta J310. Układ kaskody złożonej z tranzystora bipolarnego T2, oraz feta pełni rolę układu wykonawczego ARW. Jego maksymalne wzmocnienie jest na poziomie 15 db, ograniczone dzięki rezystorowi 100om między źródłem feta a masą, natomiast przy niskim napięciu na bazę T2  uzyskuję tłumienie bliskie 50-60 db. Tutaj grają juz rolę przesłuchy na płytce i pojemności złącz tranzystorów. Na wyjściu kaskody mamy kolejny czwarty układ LC z wyjściem dopasowanym do układu MC. Cała struktura wejścia daje regulowane wzmocnienie ponad 30db i tłumienie w zakresie do 60 db. Jest to wartość wystarczająca do poprawnej pracy tego trxa. Poniżej wykresy z pomiaru NWT-7. Nie patrzmy tutaj na wartość wzmocnienia/tłumienia,  NWT miało załączony tłumik wew. 20 db a rezystor 470 w szereg z wejściem dokładał drugie tyle tłumienia. Nie było sensu kalibrować takiego połączenia. Bardziej zależy na  uzyskaniu  stromych zboczy i wystarczająco równomiernego pasma przepustowego badanego wzmacniacza.

Co w sytuacji, kiedy nie mamy takiego generatora lub analizatora? Możemy do tego celu wykorzystać FRONT PANEL naszego radia z DDSem, robiąc z niego generator serwisowy. Wpinamy go wtedy do płytki TRXa. Musimy podać mu zasilanie 12v poprzez przewód włącznika. Praca generatora serwisowego jest dostępna po naciśnięciu przycisku "BAND" i załączeniu zasilania. Ustawiamy częstotliwość 3,700MHz i musimy podać ten sygnał na wejście odbiornika. W tym celu trzeba skorzystać z potencjometru wejściowego (tłumika). Sygnał z DDSa był by za wysoki i  przesterowałby wzmacniacz wejściowy nie dając tym samym możliwości prawidłowego zestrojenia obwodów.

Kabelek wejścia na potencjometr (skrajny pin) podłączyć do wyjścia sygnału DDS,  Warto zostawić dłuższy przewód od potencjometru, a po uruchomionym TRXie skrócić go do odpowiedniej długości i pod koniec podłączyć do płytki antenowej. W ten sposób podamy regulowany sygnał do wejścia odbiornika. Do wykonania pomiaru konieczna będzie sonda w.cz. Musimy wykonać taką samodzielnie, lub posiadać ją wcześniej wykonaną, oczywiście można użyć miernika np.: V640 z dedykowaną sondą w.cz. lub oscyloskopu z sondą 1:10.  Masę sondy podpinamy do masy płytki. Pin pomiarowy sondy podpinamy do pinu1 MC3362 (występuje tutaj napięcie stałe 6v).  Podłączamy zasilanie i wykonujemy dostrajanie za pomocą wkrętaka ustawiając pojemność kondensatorów nastawnych. Procedura zestrojenia polega na uzyskaniu największej wartości napięcia dla częstotliwości 3,6-7 MHz. Należy obniżać napięcie wejściowe poprzez potencjometr, na tyle nisko, aby nie przesterować wejścia, lecz wystarczająco, aby widzieć zmiany napięcia wcz podczas kręcenia trymerami. Jeśli robimy to pierwszy raz w życiu to ten opis nie będzie wystarczający. Być może przyda się porada kolegi z większym doświadczeniem lub lepiej opisana procedura w Internecie. Jeśli udała nam się powyższa czynność to przechodzimy do sprawdzenia odbiornika. Podane napięcia na powyższym schemacie wykonane zostały oscyloskopem cyfrowym. Sonda własnej roboty może mieć większą odchyłkę pomiarowa i potraktujmy ten pomiar amatorsko. Nie musimy podłączać się do płytki antenowej. Wejście odbiornika (potencjometr 500 om) można będzie tymczasowo podłączyć do anteny zewnętrznej.

Tutaj pokażę jak należy podłączyć potencjometr wejściowy działający, jako tłumik regulowany w odbiorniku.

W obecnych kompletach  znajduje się przewód RG174 

Należy połączyć masy obydwu przewodów razem. Przewód łatwo się topi i sprawdźmy omomierzem czy po przylutowaniu nie mamy zwarcia między ekranem a żyłą gorącą. Pomiar będzie pokazywał też ustawioną wartość potencjometru i w sytuacji skręcenia suwaka do masy może pokazać zwarcie - ustawmy, więc potencjometr skrajnie w prawo (około 500ohm). Masa przewodów połączona do potencjometru celowo nie jest połączona z masą front panelu. Dla dociekliwych - podczas nadawania na tej masie występuje potencjał wcz który mógłby się przedostać do toru mikrofonowego w obrębie jego wejścia. Kabelek połączony z środkowym pinem potencjometru wlutować w płytę główną do wejścia odbiornika. Teraz można  sprawdzić ustawienie parametrów syntezy, dla poprawnej pracy wygląda tak:

Częstotliwość P.CZ. LSB zostawiamy na 10.000.000 Hz , PASMO A 80m , WSTEGA  A  LSB ,
DDS A  P.CZ. - VFO 

Tak skonfigurowana synteza będzie generowała  na wyjściu sygnał o częstotliwości 6,3MHz, dla ustawionej na wyświetlaczu wartości 3,7MHz. Obwód z cewką 4,7uH jest filtrem dolnoprzepustowym typu PI. Poziom vfo na transformator dla MC powinien mieć około 60-70mV sk, na mieszacz nadajnika do około100-140 mV. Tym poziomem będziemy też ustawiać poziom toru nadawczego. Wstępnie ustawiamy ślizgacze w połowie zakresu. Po podłączeniu głośnika powinniśmy usłyszeć cichy szum. Opiszę jak działa sam układ odbiorczy, aby ułatwić szukanie usterek, jeśli będzie to konieczne. Sygnał z anteny poprzez low pass filtry (płytka na radiatorze) i potencjometr 500ohm dociera do obwodów wejściowych. Idzie na regulowany wzmacniaczo - tłumik (kaskoda T1,T2), dalej wchodzi na układ scalony MC3362. Ponieważ układ jest nisko szumowy i dobrze radzi sobie w prostych trxach postanowiłem go też wykorzystać. Wadą jest niski dopuszczalny poziom wejściowy sygnału, oraz przenikanie sygnałów w jego strukturze między mieszaczami. Całe sterowanie poziomem znajduje się przed układem scalonym i działa tak, aby nie dopuścić do jego przesterowania. Układ ARW zostanie opisany oddzielnie. Na wejściu mc3362 znajduje się pierwszy mieszacz. W tym trxie sumuje on częstotliwość odbieraną z częstotliwością heterodyny (ddsa) i przekazuje ją poprzez przekaźnik i separator dopasowujący, do wejścia filtru kwarcowego. Jego charakterystyka pokazana poniżej.

Po odfiltrowaniu otrzymujemy wycinek pasma o częstotliwości śr. 9,9985MHz i szerokości użytecznej około 3 kHz. Sygnał ten musi być demodulowany do zakresu małych częstotliwości. W strukturze MC znajduje się układ  generatora fali nośnej z kwarcem zew. i drugi mieszacz. W nim po zmiksowaniu otrzymamy między innymi sygnał m.cz. w zakresie od 100- do 2800 Hz. Sygnał m.cz. jest podawany poprzez klucz cyfrowy CD4053 na us. 5532 w którego  strukturze mamy dwa wzmacniacze operacyjne. Składowa stała potrzebna do pracy wzmacniaczy operacyjnych zasilanych niesymetrycznie jest pobierana właśnie z układu MC (około 5v). Pierwszy wzm. pełni rolę filtru dolnoprzepustowego II-go rzędu. Z niego, sygnał biegnie na potencjometr głośności i dalej na wzmacniacz głośniowy LM380. Pobierany jest też do drugiego wzmacniacza dla detektorów ARW.  GFN zalecam ustawić na częstotliwości 10 MHz Można ją korygować +- 200Hz w zależności od upodobań barwy dźwięku. Będzie to skutkowało zmianami w torze odbiorczym i nadawczym.

Po załączeniu trybu CW sygnał m.cz. jest dodatkowo filtrowany podwójnym filtrem mcz realizowanym na Ne5532

Jego charakterystyka prezentuje sie tak

 

 

Warto opisać układ automatyki. Jej rozwiązanie jest troszkę bardziej skomplikowane, ponieważ zawiera układ zmieniający stałą czasowa arw. Po drugim wzmacniaczu op. otrzymujemy wzmocniony i odfiltrowany sygnał w zakresie dolnych i górnych częstotliwości m.cz. Podawany jest on na zestaw trzech detektorów dwu-połówkowych wykonanych na 4 diodach 1n4148. Pierwszy szybki podaje napięcie na wskaźnik sygnału s-metr, drugi spokojny daje podstawowe napięcie dla toru automatyki i jest obciążony zestawem RC (100n,2uf,rc4,7k+4,7uf 4,7MΩ) Trzeci szybki podaje napięcie na tranzystor pnp który w trakcie wyższego poziomu sygnału ( mowa korespondenta ) częściowo odłącza rezystor 1MΩ w emiterze od masy, spowalniając czas rozładowania i wygładzając przebieg, a gdy sygnał spadnie to tranzystor przechodzi w stan załączenia 1MΩ i szybciej rozładowuje zestaw pojemności podstawowego detektora, pozwalając na szybsze usłyszenie kolejnej np., słabszej stacji. Przy CW zostaje skrócony czas podtrzymania poprzez załączenie klucza dtc114 który dołącza rezystor 1MΩ . Dokładniejszy opis zajął by dużo więcej miejsca, ale można poczytać o podobnym rozwiązaniu w opisie trx  kaefelek. Generalnie napięcie m.cz. jest prostowane i podwajane na napięcie stałe. Pierwsza cześć LM358 działa w układzie wzmacniacza prądowego o dużej oporności wejściowej. Druga cześć jest wzmacniaczem różnicowym odwracającym z zadanym punktem odniesienia 1,8v. Na jego wyjściu przy braku sygnału z anteny otrzymujemy napięcie około 6v dc które poprzez dzielnik 2,2/1,5k doprowadzone jest do bazy T2 (kaskody wejściowej wcz). Przy pojawieniu się sygnałów radiowych po detektorze, napięcie wejściowe rośnie a w skutek tego na wyjściu wzm różnicowego napięcie się obniża (do wartości 1,5v) – zmniejszając tym samym wzmocnienie w.cz. opisywanej kaskody. Dokładając rezystor 470ohm miedzy 7 nogę lm358 oraz źródło feta wejściowego j310 uzyskałem dodatkowe 8 decybeli regulacji.
Dzięki tym zabiegom układ MC odbiornika otrzymuje sygnał w.cz. w ograniczonym zakresie i nie następuje jego przesterowanie. Po tych zabiegach w głośniku otrzymujemy poziom audio, o nie dużych zmianach chroniący uszy nasze i domowników. Jeśli chcielibyście bardziej teoretyczny wykład to proszę nie kusić, – bo zabraknie miejsca na serwerze hiii. W zasadzie jest to pełen opis części odbiorczej.

OPIS TORU NADAWCZEGO

Sygnał z mikrofonu poprzez układ filtru RC podany jest na wzmacniacz operacyjny ne5532. W jego układzie, podobnie jak w odbiorniku zastosowałem filtr akustyczny II-go rzędu, oraz regulowany ręcznie wzmacniacz o wzmocnieniu napięciowym 5-10 x za pomocą pe-erka 10kΩ. Na jego wyjściu uzyskuję amplitudę do 80 mV która jest w pełni wystarczająca do wysterowania modulatora. Tor wzmacniacza mikrofonowego zasilany jest tylko w trakcie nadawania. Sygnał m.cz. dociera do modulatora realizowanego na układzie ne602. Sposób zasilania US4  (rez820r i kon. 2uf) daje lekką zwłokę czasową, dzięki której po przyciśnięciu PTT nie jest emitowany stuk. Jest przez moment emitowana silniejsza fala nośna do momentu ustabilizowania się napięć stałych (naładowania kondensatorów). Jej poziom po wytłumieniu sięga minus 60 db, a resztę tłumi filtr kwarcowy (ok 15-20 db w zależności od częstotliwości GFN). Częstotliwość fali nośnej generowana jest w układzie mc3362 i za pomocą separatora na j310 przekazywana do US4. Nie bawimy sie na razie w zrównoważenie modulatora (pe-erek wieloobrotowy 1MΩ) . Tą czynność będziemy wykonywać później.

 

  

Podane napięcia wcz dotyczą mocy wyjściowej 5 wat.

Napięcia stałe  DC na tranzystorach toru nadawczego  opisane na schemacie przy zał. PTT bez modulacji.

Na schemacie pominąłem przekaźniki przełączające filtr kwarcowy. Ich zasilanie jest podawane w trakcie odbioru - tak pasował układ ścieżek. Odpowiedzialny jest za to tranzystor T7, który z układem rc troszkę wolniej przełącza styki, zmniejszając poziom hałasu przekaźników i redukuje efekt drgania styków. Przy pracy CW w trakcie nadawania przekaźniki nadal pozostają w pozycji odbiorczej (muszą być zasilane), a elementem wykonawczym jest tranzystor T18.  Za tym filtrem mamy już modulację SSB z wytłumioną falą nośną i moglibyśmy jej posłuchać na częstotliwości 10 MHz. Aby uzyskać wymaganą częstotliwość nadawczą mieszamy ją z sygnałem VFO i na wyjściu mieszacza US8 otrzymujemy między innymi interesujący nas zakres. Po zmieszaniu są tam też inne częstotliwości, więc jest potrzeba odfiltrowania sygnału użytecznego dla poprawnej pracy naszego nadajnika. Realizowane jest to w każdym stopniu toru wcz nadajnika. Na pierwszy ogień, obwód z cewką L7 i pojemnością 330pf, dalej dławik w kolektorze T20 a za nim pojemność szer. 1n i 180 pf, kolejno T21 obwód kolektora z cewką L8 i kondensatorami 470p i 2,2nf pełniącymi przy okazji dopasowanie do bazy drivera. Żeby filtrować jeszcze dokładniej i uzyskać na wyjściu sygnał o możliwie najniższej zawartości harmonicznych, to również obwód wyjściowy drivera, jakim jest transformator 3/2 tworzy z pojemnością 470 pf tworzy rezonans. Tranzystory końcowe dostały wysokiej jakości kondensatory 1nf między drenami a masą, wprowadzając transformator wyjściowy wzmacniacza w delikatny rezonans, podnosząc sprawność końcówki mocy. Dobroć wszystkich opisanych obwodów jest tak dobrana ażeby uzyskać najlepsze wzmocnienie w zakresie 3,5-3,8 MHz. Taki styl konstrukcji jest możliwy tylko przy jednozakresowym urządzeniu i dla nadajników wielopasmowych nie może być wykorzystany. Dopasowanie między stopniami, sprzężenia zwrotne oraz rezystory emiterowe, dają  efekt braku wzbudzeń i liniowość pracy. Każdy stopień ma własną separację zasilania. 

Poniżej wykres pasma przenoszenia toru nadawczego bez stopnia końcowego:

 

Poziomy tego pomiaru - napięcia skuteczne, częstotliwość 3700. T20-baza45mV,col210mV ; T21-baz175mV,col1050mV ; T22 -baza150mV,col5V; Nwt7 wpięte poprzez rez. nastawny do wejścia - LC, sygnał wyjściowy poprzez tłumik jest pobierany z punktu bramki RD16. Przy tych napięciach moc wyjściowa wynosi 20 wat na CW, dla wersji 4 x rd16. Dopieszczenie rezonansu kolektora T20 przy stosowanych obecnie dławikach osiowych Simens, wymaga zastosowania pojemności 220 pf zamiast 180 miedzy baza a masą T21. Można do wlutowanego 180pf dolutować na kanapkę 47pf. W zestawie części otrzymacie wartość 220pf i należy go wlutować w miejsce opisane jako 180pf. Powyższa zmiana pozwala uzyskać mniejszy spadek mocy na krańcach pasma. Oczywiście układ bez korekty też działa prawidłowo. 

Strojenie toru nadawczego polega tylko na  ustawieniu maksymalnego wzmocnienia w środku pasma, regulując ustawienie rdzenia cewki Toko. Dołożyłem miejsce na trymer w drugim stopniu ale okazuje sie nie potrzebny i go nie montujemy.  ( nie mamy włożonych tranzystorów końcowych RD16 oraz transformatora wyjściowego i czekamy z tym do końca ). Jak to zrobić w prosty sposób? Sprawdzić czy działa kluczowanie układu telegrafii (opis w części CW poniżej). Uszykować sondę wcz lub oscyloskop. Ustawić vfo na częstotliwość 3650. Włączyć emisję CW. Będziemy dokonywać pomiaru napięcia wcz na rezystorze tht 47Ω idącego do bramki RD16 (bez tranzystorów mocy). Załączyć nadawanie, warto kontrolować prąd zasilania 250-300mA. Za pomocą  pe-erka 1kΩ podającego nap. wcz z fvo do mieszacza nadajnika (6 noga us8) ustawiamy około 100mV wcz (lub wstępnie zostawiamy na połowie zakresu). Pe-erek 100k też ustawmy w połowie zakresu. Wkładamy klucz sztorcowy lub zwieramy jego pin do masy i stroikiem korygujemy ustawienie cewki na najwyższą wartość mierzonego napięcia(około 2v wcz), odłączamy klucz wkładamy mikrofon przechodzimy na ssb, wciskamy PTT, gwiżdżemy i powinniśmy uzyskać do 2v skutecznego napięcia wcz. Taki objaw będzie oznaczał, że do tego momentu tor nadawczy działa poprawnie. Teraz będzie można zamontować tranzystory końcowe mocy. Ich mechaniczne założenie opisane jest wcześniej. UWAGA. Lutując transformatorówką, zachowujemy ostrożność na statykę i pstrykanie zasilaniem. Bramki tych tranzystorów są wrażliwe na uszkodzenie. Lutujemy najpierw źródła do masy, a podczas lutowania bramek, używamy wkrętaka, wkładamy go między nogi bramki i źródła powodując zwarcie bramki do masy. Jeśli używamy lutownicy grzałkowej to zadbajmy, aby jej uziemienie miało połączenie z masą naszej płytki. Nie wkładamy jeszcze dławików zasilających RD16 i transformatora końcowego. Tranzystory powinny zostać przykręcone do blaszki tylnej za pomocą wkrętów i nakrętek. Nie zalecam od razu przykręcania do radiatora – łatwo wtedy ukruszyć nogi tranzystorów. Tak czy tak spokój i rozwaga. Będzie trzeba ustawić prądy spoczynkowe dla każdego tranzystora oddzielnie. W tym celu trzeba przestawić miernik uniwersalny na pomiar prądu stałego - zakres do pomiaru 250mA czyli 1-20 A w zależności od typu miernika – na ogół trzeba przełożyć kabelek pomiarowy w inne gniazdo miernika. Po takim zabiegu nasz miernik staje się groźny dla otoczenia. Sondy są zwarte niską opornością pomiarową i przypadkowe dotknięcie zasilania i masy, spowoduje zwarcie. Skutki mogą być trudne do przewidzenia. Jeśli trzęsą się nam ręce od moich przestróg, to zalecam odpoczynek i podejście na następny dzień do tego pomiaru – żarty się kończą. Każdą możliwą czynność mechaniczną wykonujemy przy wyłączonym zasilaniu. Jak dokonać tego pomiaru? Zaczynamy od niedopuszczenia możliwości przedostania się wcz na bramki oraz przypadkowego wzbudzenia PA. Bazę tranzystora drivera 2sd- zwieramy do masy lutując tymczasowo kawałek druciku równolegle do ścieżki bazy i masy. Nie usuwamy żadnych elementów. Wpinamy mikrofon, szykujemy amperomierz, ustawiamy emisję SSB. Najlepszym sposobem jest podłączenie dodatniego zacisku miernika do plusa zasilacza, który zasila nasz trx. Uwaga na zacisku ujemnym miernika po załączeniu tegoż zasilacza pojawi się nap. +12-14V bez zabezpieczeń. Chrońmy tą ujemną sondę od dotykania do czegokolwiek bez potrzeby. Jeśli zasilacz jest bez zabezpieczenia prądowego do 1A i posiada tylko zabezpieczenie na prądy 5A lub więcej, to można w szereg z jego plusem i dodatnim zaciskiem miernika zamontować żarówkę samochodową 5-21 wat. Przy ewentualnym zwarciu zamiast uszkodzić się miernik, zasilacz, być może trx – zapali się nam taka żarówka i na niej odłoży się napięcie zasilacza.

Teraz po kolei:

Wkładamy płytkę do spodniej części obudowy pcw, tak, aby tylna aluminiowa blacha weszła w jej prowadniki.

Nie włączamy zasilacza.

TRX musi być w emisji SSB, dla CW prąd spoczynkowy jest obniżany do 150mA i pomiar był by nieprawidłowy.

Podłączamy kable zasilające do zasilacza nie włączając go.

Załączamy potencjometrem głośności TRX tak, aby po załączeniu zasilacza przełącznikiem sieciowym lub wtyczką - trx się załączył.

Podłączamy plus miernika (amperomierz) do plusa zasilacza lub przez żarówkę.

Rezystory wieloobrotowe, które będą regulowały polaryzację tranzystorów zostawiamy w fabrycznym środkowym położeniu.

Bez zasilania dotykamy próbnie ujemną sondą do drenu jednego i drugiego tranzystora ( patrząc od przodu, z napisem na  tranzystorze, to jego prawe wyprowadzenie jest właśnie DRENEM ) sprawdzamy czy taki mechaniczny styk jest możliwy, czy mamy wystarczające oświetlenie i nie pomylimy go z masą która jest na nodze środkowej tranzystora.

Jeśli jest to czynność za trudna, to możemy do Drenu przylutować kabelek (otwory pod TR3) i wyprowadzić na zewnątrz, do niego będzie można się dopiąć w trakcie pomiaru.

Szykujemy odpowiedni wkrętak, który swobodnie umożliwi precyzyjne kręcenie pe-erkami przy tranzystorach.  Bardzo ważne, aby nie zostawić pe-erka w położeniu skrajnym podłączonym do +9vN!

Teraz pomiar !!!

W jednym ręku sonda przyłożona do DRENU lewego tranzystora (lub połączona z kabelkiem do niego przylutowanym). Oparta tak, żeby przy poruszaniu drugą ręką, ta pierwsza się nie poruszyła. (w przypadku kabelka zapewniamy dobry stały styk odizolowany od otoczenia).

Wkładamy mikrofon i blokujemy (gumą, taśmą ) włącznik PTT, tak aby po załączeniu zasilania radio było w trybie nadawania. Można użyć przewodu łączącego PTT z masą, zamiast mikrofonu.

DOPIERO TERAZ załączamy zasilacz. Nic się nie powinno dziać.  TRX powinien się załączyć w trybie nadawania. Amperomierz powinien wskazywać wartość w przedziale od zera do 100mA. Zależy to od punktu pracy każdego egzemplarza tranzystora.  

Delikatnie kręcimy pe-erkiem do uzyskania prądu 220-240 mA dla wersji z dwoma tranzystorami mocy (10-15W). Jest to wartość na zimnym tranzystorze. Po kilku sekundach będzie się nagrzewał i prąd zacznie rosnąć, osiągając przy gorącym tranzystorze nawet 300 mA - przerywamy wtedy pomiar - odłączamy zasilanie!

Jeśli ustawiliśmy tą wartość to wyłączamy zasilacz i przechodzimy do drugiego tranzystora powtarzając procedurę pomiarową.

Dla wprawnego elektronika możliwy jest pomiar naprzemian dla dwóch tranzystorów, przykładając sondę: raz do jednego, dwa do drugiego tranzystora – ustawiając zbliżone ( +- 10mA) prądy spoczynkowe, w porównywalnej temperaturze dla obydwu tranzystorów.

Nie ma tutaj zastosowanego układu kompensacji temperatury, ponieważ po przekroczeniu temperatury złącza powyżej 75stC tranzystory RD16 samoistnie zmniejszają prąd spoczynkowy i ograniczają tym samym wzmocnienie.

Po tych czynnościach wlutowujemy dławiki zasilające oraz transformator wyjściowy.

Bez zamontowanego transformatora wyjściowego, ale z zamontowanymi dławikami będzie następowała oscylacja tranzystorów końcowych w okolicach 1,8-2 MHZ. Spowodowane jest to przez indukcyjności dławika zasilania 10uH, oraz pojemność 1 nf  miedzy drenem a masą. Wlutowanie  transformatora wyjściowego zniweluje ten efekt.

Odłączamy zworę bazy drivera z masą i jeśli nie popełniliśmy błędu, to prąd spoczynkowy radia przy nadawaniu bez wysterowania z mikrofonu, z założoną płytka ddsa, powinien być w granicach 700-750mA

Dla 4 tranzystorów należy wykonać podobny pomiar. Wersja płytki v2 ma miejsce na złączenie par tranzystorów PA. Dzięki temu że są one rozłączone należy ustawić prąd spoczynkowy dla każdego tranzystora oddzielnie uzyskując około 170-180mA-nie więcej! - na zimnym tranzystorze. Po tej czynności wykonać połączenia drenów poprzez zlutowanie punktów połączenia drenów. Warto zastosować drucik do polaczenia, zamiast samej kropli cyny. Prąd spoczynkowy całego trxa przy zał. ptt dla ssb będzie na poziomie 1000 mA. Dla CW jest on mniejszy i wynosi około 800mA. Wartości bez modulacji. Po solidnym rozgrzaniu radiatora (50-60stC)  prąd  spoczynkowy zwiekszy sie nawet do 1200mA.

Możemy podłączyć sztuczne obciążenie lub antenę i na częstotliwości gdzie nie będziemy przeszkadzać dokonać próby nadajnika. Przyda się reflektometr lub watomierz. Jeśli go nie posiadasz to z czasem warto zaopatrzyć się w taki wskaźnik (miernik)

Kalibracja wskaźnika mocy nadawania odbywa się poprzez ustawienie pe-erka na płytce antenowej.

Do ustawienia wzmocnienia całego toru nadawczego służą tak naprawdę aż trzy rezystory regulowane.

Pierwszy to RN we wzmacniaczu mikrofonowym - sugeruję zostawić go w pozycji połowa - dającej optymalne wzmocnienie wzmacniacza, drugi to RN podający sygnał GFN na modulator, Trzeci to RN podający częstotliwość VFO na mieszacz nadajnika. Testowane dotąd płytki pokazały spory zapas regulacji. Napięcie GFN z  ustawić na wartość 120-130mV wartości skutecznej. Napięcie vfo na mieszacz w zakresie 60-100mV. Tym pe-erkiem, należy ograniczyć moc przy normalnej modulacji do 12/22 wat, przy zasilaniu 12V. Bardzo ważne żeby nie przesterować końcówki mocy. Odda ona 2-3 waty więcej, ale twój sygnał straci na jakości i stanie się szeroki, zakłócając pracę innym stacjom. Będzie też niepotrzebnie przegrzewał tranzystory końcowe i filtr LPF.

Schemat końcówki mocy 4xRD16

Opis elektroniki odpowiedzialnej za emisję telegraficzną.

Wielu kolegów ceni tę emisję i chcieliby mieć ją w takim trx.

Jak zwykle nie wszystko jest takie proste i wymaga dopieszczenia. W trakcie powstawania scorpiona był plan emitowania sygnału telegraficznego bezpośrednio wytworzonego w układzie syntezera DDS. Odpada konieczność przemiany częstotliwości, nie ma w zasadzie pasożytniczych harmonicznych i wszystko wydawało sie proste, do tego procesor syntezy może pełnić funkcję manipulatora kreska - kropka. W praktyce kluczowanie cyfrowe DDSa 9850 daje niemiły stuk w obrębie sygnału co dyskwalifikuje użycie tej metody.

Konieczne jest łagodne narastanie i opadanie sygnału telegraficznego, które daje ładne brzmienie. Częstotliwość VFO jest równa nadawczej, dzięki czemu odpada przemiana, a mieszacz nadajnika ne602 pełni rolę modulatora fali nośnej. W praktyce takie rozwiązanie jest często stosowane, lecz wytłumienie fali nośnej w czasie przerw między kreskami i kropkami jest na poziomie 50-60db. W zasadzie można je przyjąć za wartość wystarczającą, lecz przy zakończeniu nadawania, układ BK będzie przez chwilę podtrzymywał nadawanie i wprawne ucho korespondenta może usłyszeć ślad tonu. Postanowiłem kluczowaniem objąć również pierwszy tranzystor toru nadawczego, dzięki czemu uzyskałem dodatkowe 40 db tłumienia między impulsami. Takim poziom dynamiki cw jest bardzo dobry i wiele nadajników nie osiąga podobnej wartości. Pe-erek 1M pokazany na poniższym schemacie służy tak jak w modulatorze ssb do wytłumienia częstotliwości dostarczonej tutaj z ddsa. Jak to ustawić. Należy przełączyć trx w tryb CW. Bez podłączonego klucza załączyć ptt. Za pomocą sondy w.cz. lub oscyloskopu mierzyć poziom nośnej np. na driverze lub rezystorze bramki końcówki mocy i ustawić go na minimum wskazań.

Wycinek schematu

 

Poniższe oscylogramy powstały podczas podawania sygnału prostokątnego na bazę T12.

Wypełnienie 50/50%

Podstawa czasu jest synchronizowana tym sygnałem

Oscylogram kolektora T12

 Oscylogram kolektora T13

Modulacja na obwodzie LC 

Płynność narastania i opadania realizowana tylko kondensatorem 1uf na wejściu 2 modulatora 602

Brzmi dobrze, wygląda również.

Niestety do pełni szczęścia potrzebujemy zwłoki ruszenia tonu tak, aby układ nadawania, a w zasadzie przekaźnik antenowy i DDS zdążył się przełączyć, inaczej łatwo uwalić końcówkę mocy, można zniszczyć szybko styki przekaźnika, dodatkowo pierwsze stukniecie kluczem będzie krótsze dla korespondenta. Jest to bolączka prostych rozwiązań układowych.

Analogowe przesunięcie czasowe o kilka milisekund zrealizowałem dokładając pojemność w bazie T13.

Wartość 2,2uF jest wystarczająca , ale wydłuża też czas trwania tonu

Musiałem dodać układ szybszego rozładowania tego kondensatora, aby wypełnienie było zbliżone do 50%. Wystarczyła dioda 

Po tym zabiegu przebieg wygląda tak:

Teraz sygnał jest opóźniony w stosunku do kluczowania o 8ms, a czas przerwy poprawny.

Czas dopracować kluczowanie pierwszego stopnia wzmacniacza w.cz. realizowane tranzystoremT15 - zamontowanym w szereg z rezystorem emitera T20

Na szczęście wystarczyły podobne elementy jak do tranzystora modulatora czyli 10k+2,2uf. Tutaj nie musiałem skracać czasu rozładowania, ponieważ na wyjściu tranzystora nie ma dodatkowej pojemności

Finalnie przebieg obserwowany na kolektorze następnego stopnia- T21 wygląda tak:

A jego narastanie i opadanie w powiększeniu prezentuje się w taki sposób:

Sprawdziłem jak praktycznie zachowują sie przekaźniki zastosowany w tym trxie .

Model ST-SH-112L, produkcji firmy Goodsky.

Pierwszy przebieg to styk NO - normalnie otwarty - załączany po podaniu napięcia na cewkę,

Styk NO załącza napięcie nadawania oraz przełącza antenę do nadajnika. Widać, że opóźnienie jest tylko 2mS

Drugi to styk NC normalnie zamknięty, który otwiera sie po podaniu nap na cewkę. Widać drganie styku podczas powrotu.

Załącza on napięcie na odbiornik i przełącza antenę na tor odbiornika. Zwłoka pełnego przełączenia to 7ms

Film z pokazanymi przebiegami w trakcie testów układu po powyższych modyfikacjach:

Film Kluczowanie modulatora

Jeszcze kilka słów o układzie BK. Podtrzymanie nadawania odbywa się poprzez pojemność kondensatora 20uf, z którego napięcie idzie na bazę T14 a jego kolektor załącza nadawanie.

Czas podtrzymania jest optymalnie dobrany na około 600-700mS.

Synteza posiada funkcje automatycznego przestrojenia częstotliwości przy przejściu z SSB/CW dzięki czemu nie trzeba korygować vfo jeśli słuchamy telegrafii w trybie szerokiego odbioru (ssb). Przechodząc na CW możemy wpisać wartość przestrojenia dla każdego pasma, aby słyszalny ton miał dokładnie taką częstotliwość  jak na ssb.

Opis zastosowanego KEYERA na attiny85 tutaj

Krótki opis samego przełączania napięć dla telegrafii :

Po wciśnięciu klawisza CW następuje przełączenie syntezy w tryb CW, na pinie 24 atmegi pojawia się stan wysoki (4,5V) który załącza T10 i jego kolektor zostaje zwarty do masy. Masa podawana jest na bazę T11 i na jego kolektorze pojawia się napięcie 8,8v. Służy ono do zasilania części telegraficznej w tym attiny, przełącza czas arw, załącza filtr mcz 750hz i zmniejsza prąd spoczynkowy końcówki mocy, zasila też następny tranzystor kluczujący T12. Na jego bazę podawany jest masowy sygnał kluczowany keyerem ATTINY85 i tranzystorem wykonawczym T19. Na kolektorze T12  pojawia się wtedy napięcie 8,7v które kluczuje następne stopnie modulacyjne (pierwszy oscylogram) .

Wykryto drobny błąd oprogramowania dla RIT i XIT który w trybie CW daje nieprawidłowy odczyt na wyświetlaczu zmieniając go o 750 Hz . Będzie to poprawione przy najbliższej okazji.

 

OPIS MENU SYNTEZY

 

       " Kier obr. enk. ", Wybranie kierunku obrotu enkodera L/P

       "Dziel. krok enk.", Wybór trybu enkodera 1:1, 1:2, 1:4.

       "     T_KROK     ", Zmiana agresywności trybu turbo przestrajania (0-255)

       " KALIBRACJA ADC ", Kalibracja odczytu napięcia zasilania

       "    P.CZ. USB   ", Częstotliwość GFN dla wstęgi USB

       "    P.CZ. LSB   ", Częstotliwość GFN dla wstęgi LSB

       "    P.CZ. CW    ", Częstotliwość GFN dla odbioru CW

       "NADAWANIE CW/IF ", Wybór nadawania CW z pośrednią taką jak dla odbioru lub bez przemiany.

                          Wtedy dds generuje częstotliwość taka jak wyświetlana ( bez dodatkowej przemiany )

       "    PASMO A     ", Wybór pasma KF (160*10m)

       "    WSTEGA A    ", Wybór wstęgi LSB lub USB  dla trybu SSB

       "      DDS A     ", Dodawanie lub odejmowanie p.cz. (typ mieszania w.cz.)

       "  OFFSET CW A   ", zmiana częstotliwości trxa po przejściu z ssb na cw (aby słyszeć ten sam ton+-1000hz)

       "    PASMO B     ", //12

       "    WSTEGA B    ", //13

       "     DDS B      ", //14

       "  OFFSET CW B   ", //15

       "    PASMO C     ", //16

       "    WSTEGA C    ", //17

       "     DDS C      ", //18

       "  OFFSET CW C   ", //19

       "OFFSET NADAWANIA", Można korygować częstotliwość nadawania w stosunku do odbioru.

                        (przydatne kiedy mamy dwa GFN lub dwa filtry kwarcowe i nie są tak samo zestrojone)

       " Wyjdź i zapisz "   TAK/NIE , następnie wciśnij PTT aby zapisać do pamięci.

 

 

Napięcia DC na układach scalonych, pomiar miernikiem uniwersalnym oporność 1 MOhm

 

Tworzenie tego opisu zajęło troszkę czasu i prawdopodobnie nie da odpowiedzi na część zagadnień.

Mam nadzieje że posłuży on do poprawnego uruchomienia „SCORPIONA”

Do usłyszenia na paśmie.

Paweł Bożenda

SP2FP
aktualizacja strony 24-03-2018