Domino_Kurzwellen QRP_Ver2

DOMINO der TRX mit System, Version 2.0
Der Kurzwellen QRP - TRX in Modulbauweise:
Kapitel 1:
Grundlegendes-Beschreibung
01.
02.
03.
Einleitung
Beschreibung zum Konzept und Grundplatine
Transceiver Funktionsbeschreibung
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Seite 7
Kapitel 2:
Haupt-Grundplatine-Platinen-Module-technisches Wissen
04.
05.
06.
07.
08.
09.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
Grundplatine (Mainboard)
Grundplatine-Bandfilter RX
Bandfilter RX (kopfgekoppelt und 3 Kreisfilter)
Notch
Bandfilter TX
RX- Vorverstärker
1. Mischer
2. Mischer
1. ZF - Verstärker
SSB/CW Quarzfilter
2. ZF - Verstärker
Trägeroszillator (Carrier)
FET-Schalter
NF-AGC-ALC
NF-Verstärker/Lautsprecher
Mikrofon Vorverstärker
HF-Treiber oder kleine 5 Watt PA
Spannungsregler
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18
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Kapitel 3:
Rück-Grundplatine- Platinen- Module-technisches Wissen
22.
23.
24.
25.
26.
Rück-Grundplatine
Tiefpass Filter
Relaissteuerung (PTT)
PA
SWR und Sendeanzeige
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22
Kapitel 4:
Front-Grundplatine- Platinen-Module-technisches Wissen
1
27.
28.
29.
30.
31.
Frontplatine (Arduino)
HF-DDS Nachverstärker
Funktions-Steuerplatine (TP/Filter/mode)
S-Meter Anzeige
CW-VOX Steuerplatine
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Kapitel 5:
Seiten-Grundplatine-Platinen-Module-technisches Wissen
32.
33.
34.
35.
Grundplatine, Seite rechts
Spot
CW-NF-Filter
Spannungsversorgung
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44
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Kapitel 6: Praktischer Aufbau des Gerätes
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37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
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45.
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50.
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59.
60.
61.
62.
63.
64.
Allgemeines
Rückplatine
Relaisplatine
Grundplatine
Spannungsregler +5/+10V
Frontplatine
IC-Controller
Modul DDS
Modul DDS Nachverstärker
SWR-Meter
Tiefpass
RX - Grundplatine
1. Mischer
1. ZF-Verstärker
SSB - Filter
Trägeroszillator
FET-Schalter
NF-Verstärker
2. ZF Verstärker
2. Mischer
NF/AGC/ALC
Bandfilter TX/RX
Notch
Seitenplatine rechts
Modul CW-Key
Spot
NF-CW-Filter
Mikrofon Verstärker
HF-Treiber und Verstärker
2
65.
66
67.
PA-Platine Rückbord
S-Meter Anschlussplatine
Gehäuse
Seite 45
Seite 46
Seite 46
Kapitel 7: Parameter Einstellungen in Kurzform
Seite 49
Kapitel 8: Erkenntnisse und Einsichten
Seite 51
Kapitel 9: Aussichten
Seite 54
Kapitel 1: Grundlegendes:
01 Einleitung:
Es wird ein KW-Transceiver beschrieben, welcher ausschließlich mit
steckbaren Modulen aufgebaut ist, so dass zu jederzeit Komponenten
geprüft, verbessert, erweitert oder ausgetauscht werden können.
Damit lassen sich zu jederzeit neue Schaltungsvarianten von Herstellern,
Amateurfunkern und HF-Designern einbinden bzw. verwenden, ohne seine
eigenen, kommerziellen Geräte zu “verbasteln”.
Sinn macht das z.B. bei Filtergruppen, da verschiedene Filtervariationen wie
Pi, T-Anordnungen, angezapfte Spulen usw. ausprobiert werden können.
Oder man möchte diese Gruppen abschirmen,- was ich allerdings vermeiden
möchte!
Erbringt jemand eine sinnvolle und verwertbare Verbesserung, so sollte man
mir das zugänglich machen, da ich diese in mein Konzept aufnehmen möchte.
Basis ist eine liegende doppelseitige Universal-Grundplatine, auf welcher sich
einerseits die Komponenten befinden, welche immer wiederkehren und keiner
Änderung bedürfen.
Auf dieser werden andererseits die Bauteil-Module gesteckt, welche in der
Breite und in der Länge von mir “normiert” sind.
Das Konzept ist als “open source” vorgesehen, und nur zur privaten Nutzung.
Vervielfältigung und Verbreitung durch Dritte ist ausgeschlossen.
Im Klartext:
Jeder nichtkommerzielle Amateurfunker und Bastler darf die Module
nachbauen, die Schaltungen verändern und ausdrücklich gewünscht,
3
verbessern.
Eine kommerzielle Verwendung ist verboten und wird strafrechtlich verfolgt.
Die Anordnung der Module auf der Grundplatine sowie auch das gesamte
Design, Abmessungen und der Aufbau unterliegen meinem Copyright.
Nicht jedoch die Schaltungen.
Der Nachbau und die Nutzung besteht auf eigene Gefahr.
(For private use only. Copyright and distribution prohibitet. This boards and
sheets are provided “as is”. Use it on your own risk.)
02 Beschreibung zum Konzept:
Technische Daten:
Kurzwellentransceiver als Einfachsuper
SSB und CW Modus
8 Bänder: 160/80/40/20/17/15/12/10m Band in 6 Filterstufen
ZF = 9 MHz
VFO synthetisch (DDS) mit Arduino
Diodenmischer Industriell, Fabr. Mini Circiuts
Quarzfilter industriell
Bandfilter und Tiefpässe mit Amidon Ringkernen
NF-CW Filter
Spot für CW
Anzeige LED, 2 x 16 Charakters
IC`s und Transistoren.
Der TRX-Entwurf basiert auf einen Einfachsuper mit einer 9 MHz ZF von dem
ich weiß, dass dieser funktioniert. (Atlas Mgf, USA und folgender Nachbau
Ing. Hilberling)
Jedoch sind andere Konfigurationen möglich.
z.B. Direktüberlagerung, Doppelsuper usw. auch in anderen ZF-Frequenz Bereichen.
SDR-TRX könnte ebenfalls realisiert werden, wobei alternativ der 9 MHz
Ausgang verwendet werden könnte.
Abmessungen Platinen:
Das Platinenlayout wurde im INCH Maßsystem ausgelegt. Das basiert auf der
Tatsache, daß die Bauteilabstände (pins) im englisch sprachlichen Raum
festgelegt wurden. So sind die meisten der Platinen normativ im Raster 0,05
Inch festgelegt.
Daher ergeben sich bei der Umrechnung in das Dezimalsystem zwangsläufig
“krumme” Werte.
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Die Abmessungen aller Platinen finden sich in einer gesonderten Excel Datei.
Design/Layout und zukunftsbezogene Änderungen:
Grundplatine:
Die Grundplatine wurde zweiseitige aufgebaut. Multilayer Platinen kamen
wegen zu aufwändigen Aufbaus nicht infrage.
Die erste Frage bestand darin, wie die Größenordnungen beziehungsweise
Abmessungen der auf der Grundplatine stehenden und liegenden sein
müssten.
Aufgrund der Tatsache, dass einige Baugruppen mehr und andere
Baugruppen weniger Platz brauchen, wurden die Abmessungen der Module
festgelegt. Eine Überlegung die Abmessungen in Europa Karten Standard
festzulegen, gelang aufgrund der geringen Flexibilität deren Abstufungen
nicht.
Da das Boardlayout im Inch Raster angelegt wurde, ergaben sich ebenfalls die
Außenabmessungen der Platine in Inch. Da den Platinenherstellern
vollkommen egal ist, ob in Inch oder metrisch geroutet wurde, sollte das also
kein Problem sein.
Sollte man für bestimmte Module mit der Fläche nicht auskommen, so
können diese durchaus mit einer weiteren Platine aufgestockt werden.
Eine weitere Überlegung war, wie eine Stromversorgung für alle Module sein
soll, und welche Leitungen auf der Grundplatine sein sollten.
Einige Module beziehungsweise Baugruppen brauchen unbedingt stabilisierte
Spannungen, und können nicht mit der 12 V Haupt-Stromversorgung
betrieben werden, da diese zumindestens im Sendefall bei AkkumulatorBetrieb schwankt.
Deshalb ist auf der Platine eine Spannungsversorgung mit dem LM 1117
vorgesehen. (low drop)
Nun könnte man darüber nachdenken, für alle Versorgungsspannung an den
Modulen step up Regler einzusetzen.
Da derzeit nicht gesagt werden kann, ob diese Regler mit den Hoch- Frequenz
Teilen Interferenzen durch Oberwellen bilden könnten, habe ich diese Technik
nicht weiterverfolgt.
(Es bietet sich alternativ eine step up Möglichkeit direkt hinter dem
Akkumulator an.)
Die Platine musste in den wichtigsten hochfrequenten Versorgungsleitungen
auf 50 Ohm Technik optimiert werden.
In vorliegender Überlegung trat in der Praxis im ersten Aufbau die Tatsache
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auf, dass in der HF Leitung zwischen dem Bandfilter Modulausgang und dem
Eingang des 1. Mischers Reflexionen auftraten.
Diese sind unbedingt zu verhindern, da dann eine optimale Anpassung
zwischen dem Bandfilter, der Notch und dem Mischer sonst nicht gelingt.
Diese Leitung musste getrennt werden, und die Verbindung wurde mit einem
Koaxialkabel hergestellt. In der letzten Version sind diese Leitungen auf der
Platine nunmehr auf 50 Ohm Technik optimiert worden. Falls wieder
Reflexionen auftreten, ist wie vorgesagt, ein Koaxialkabel mit 50 Ohm
Impedanz einzufügen.
Es wurde Wert darauf gelegt, dass möglichst viele Module liegend
angeordnet sind. Das erfordert zwar mehr Platz auf der Grundplatine, hat
gegenüber stehenden Anordnungen einen besseren “Stand” und bessere
Zugänglichkeit bei Messungen, Einstellungen oder Fehlersuche.
Die Abmessungen der einzelnen Module basieren auf die jeweiligen
Anforderungen. So benötigt z.B. eine HF-Verstärkergruppe weniger Platz als
6 Filterbaustufen.
Sollte man dennoch mit einer Modulfläche auf der Grundplatine nicht
auskommen, so kann man die angrenzende Modulplatine überlappen, sofern
die Pfosten entsprechend höher sind. Auch ist eine Sandwichbauweise
möglich.
Die Module werden gesteckt. Hierbei werden fast überall vergoldete
Pfostenbuchsen und Stecker verwendet, welche verschiedene Distributoren
im Programm haben. Denn nur diese haben die ausreichende, dauerhafte HFKontaktsicherheit!
(Siehe Hinweise Hersteller und Bestellnummern unter Kapitel 6, Allgemeines)
Die Bauteile sind ausschließlich bedrahtet, oder haben Pins. Das
gewährleistet einen sicheren Nachbau.
Einzig allein die Entkoppelungskondensatoren, der Regler on Board und einige
Bauteile sind in SMD.
(komplette SMD-Platinen sind natürlich möglich)
Auf der Grundplatine befinden sich:
Stromversorgung aller benötigten Spannungen in möglichst gleicher, logischer
Reihenfolge zu den Steckpfosten
Benötigte, kurze HF-Verbindungen zwischen den Pfostensteckern und den
Modulen entsprechend der Logik eines ZF Transceivers.
Signalleitungen.
Jeweils 1 Paar 6-8 polige Pfosten für jedes liegende Module.
6
Pfosten für stehende Module.
3-6 polige Pfosten für Flachkabelanschlüsse zwischen den Komponenten, die
außerhalb der Hauptplatine liegen.
Rückseitige Grundplatine:
Eine weitere Basisplatine befindet sich an der Gehäuserückseite. Sie
beinhaltet den Stromversorgungsanschluss 12 V, die Relaisgruppen S/E , das
SWR-Meter, die Eingangs-Ausgangs Tiefpassfilter und die letzte
HF-Verstärker Endstufe (PA) bzw. die Überbrückungsplatine.
Seiten-Grundplatine:
Eine Basisplatine befindet sich rechts, und beinhaltet den Spot und das
NF-CW-Filter und neuerdings die Spannungsversorgung 5/10V.
Grundplatine Frontseite:
Die letzte Basisplatine befindet sich an der Frontseite und enthält den
Arduino, den DDS mit der Nachverstärkung, die Steuerlogik, die
Frequenzanzeige und die Potenziometer bzw. Drehgeber.
03 Transceiver Funktionsbeschreibung: (siehe auch Blockdiagramm.sch)
Empfang:
Das Antennensignal gelangt durch die SWR-Baugruppe, den schaltbaren
Tiefpässen (Relais), und zu den ebenfalls schaltbaren RX-Bandfiltern (Dioden).
Das Signal gelangt weiter auf den 1. Schottky - Diodenmischer. In diesem
wird ebenfalls die bandspezifische LO Frequenz eingespeist, so dass sich am
Mischerausgang immer eine 9 MHz — ZF Frequenz einstellt.
Die Oszillatorfrequenzen werden synthetisch von einem DDS Generator mit
einem Sinus Signal erzeugt.
Eine 2-stufige HF-Nachverstärkung mit einem Tiefpass hebt diesen Pegel für
die erforderliche Ansteuerung der Schottky Mischer an.
Das 9 MHz Signal gelangt an die erste ZF-Verstärkerstufe und wird hier
angehoben, bzw. selektiv verstärkt.
Ein ZF-Abschwächer (Poti) senkt zu hohe Eingangspegel ab.
Die HF gelangt weiter in das 9 MHz Quarzfilter zur Selektion der Bandbreite
entspr. SSB oder CW. (z.Zt. nur SSB)
Diese HF gelangt in die 2. ebenfalls geregelte 9 MHz Verstärkerstufe.
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Danach führt das Signal in den 2. Schottky Mischer, das Carriersignal mit der
Seitenbandwahl gelangt ebenfalls zum Mischer und es entsteht die
demodulierte NF entsprechend der Seitenbandwahl.
Hiernach wird die AGC/ALC erzeugt und auch der NF-Verstärker wird
angesteuert.
Senden: (SSB)
Der 1. Mischer wird von der Mikrofon NF angesteuert, sowie von dem 9 MHz
Carrieroszillator entsprechend der Seitenbandwahl. Das so erzeugte 9 MHz
Signal wird in der 1. selektiven Verstärkerstufe angehoben. Die ZF-Regelung
wird aufgehoben, so das mit max. Pegel verstärkt wird.
Die Selektion übernimmt danach die folgende Quarzfilterstufe.
Das Signal führt weiter zur 2. selektiven Verstärkerstufe.
Im folgenden 2. Mischer wird die LO-Frequenz entsprechend der Bandwahl
hinzugefügt.
Es entsteht das Sendesignal im Seitenband.
Nachfolgend wird über Pin-Dioden schaltbare Bandfilter das Signal selektiert.
Die nun folgende Vorverstärker/Treiberstufe gibt eine Ausgangsleistung von
ca. 1,2 W/50 Ohm ab, und kann nach Durchlaufen der Tiefpassfilter und der
SWR Platine, optional an die Antennenbuchse geschaltet werden.
Das Modul PA auf der rückseitigen Platine kann für eine Nachverstärkung auf
ca. 10-15 W eingebunden werden.
CW-Senden:
Sendemäßig ist ein CW-Betrieb vorgesehen. Es gibt zwei Möglichkeiten:
In der ersten Variante wird mit einer kleinen Gleichspannung der 1. Mischer
derart aus der Balance gebracht, dass das anliegende 9 MHz Carrier Signal
alle Stufen durchläuft.
Im folgenden 2. Mischer wird die LO-Frequenz entsprechend der Bandwahl
hinzugefügt.
Es entsteht das Sendesignal im Seitenband.
Das von der Gegenstation empfangene Signal erscheint mithin im
Schwebungsnull und muß durch eine Ablage hörbar gemacht werden. (A1A,
Morsetelegrafie mit getastetem Träger)
Bei der zweiten Variante wird ein getastetesTonsignal in den Mic-Verstärker
eingespeist, und durchläuft das Procedere wie bei SSB-Betrieb.
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(A2A, Morsetelegrafie mit moduliertem Hilfsträger)
Ich habe mich für die traditionelle A1A Modulation entschieden.
CW-Tastung
Wie schon dargestellt, wird für CW im Carriermodul ein separater Quarz
(Oszillator) aktiviert, dessen Frequenz auf 9,0002 MHz liegt. Damit wird ein
Signal bei 800 Hz richtig und transceive eingestellt.
Der Spot signalisiert dieses bei Empfang, sofern man etwa bei 800 Hz
transceive stellt.
Bei CW senden, wird der 1. Mischer beim Senden (CW-PTT mit Haltezeit) mit
einer Gleichspannung aus seiner Balance geschoben und der anliegende 9
MHz Träger gelangt durch die HF-Stufen. Im 2. Mischer wird die DDSInjektionsfrequenz hinzugemischt.
Die Tastung erfolgt in der 2. HF Verstärkerstufe. Das IC MC1350p (Radio
and TV amplifier), kann an Pin 5 mit einer variablen Gleichspannung von 5-7
Volt normativ zur Regelung von AGC/ALC verwendet werden.
(Datenblatt: 5 V normal, 7 V -65 dB)
Dieses wird für Tastung ausgenutzt. Das CW-Modul auf der Frontplatine wird
mit der Taste angesteuert und schaltet am Ausgang die Relais auf Senden
und die CW-Zeichen zum Pin 5 des MC 1350.
Taste aus- , Spannnung 5,7 Volt gelangt an Pin 4 des MC 1350 und die HF
ist um 68 dB gedämpft. (kein Signal an den 2. Mischer)
Taste ein, Punkt oder Strich, Spannung wird gegen Masse wie üblich
kurzgeschlossen und es liegt die interne 4,04 V an. (keine Dämpfung)
Hierbei schaltet das Modul unmittelbar durch, verzögert die Zeichen etwa um
27 mS (veränderlich im Prog. des ATtiny) und leitet die Tastspannungen an
Pin 5 des MC1350 weiter. Die einstellbare PTT Haltezeit wirkt auf das
Senderelais.
FET-Schalter
Die Umschaltung der LO-und Carrier Oszillatoren erfolgt über FET-Schalter.
Das Carriersignal (Träger) wird auf einer einzelnen Platine erzeugt.
Die Module im folgenden:
Rückseite:
9
6
1
1
1
Tiefpassfilter mit Ringkernen
Relaisplatine.
SWR Platine event. mit ALC
HF-Endstufe10-15W (wahlweise, kann mit Leerplatine überbrückt werden.)
Grundplatine:
6 St. RX-Bandfiltermodule auf einem Grundmodul. (3-Kreis)
1 St. Notch Filter 9 MHz
1. Mischer
2. Mischer
1. ZF-Verstärker, 9 MHz
2. ZF-Verstärker, 9 MHz
1 SSB Filter
1 AGC/ALC Modul
1 NF-Verstärker
1 Mikrofon Vorverstärker
1 Platine Carrieroszillator
1 Platine FET-Schalter
6 St. TX-Bandfilter auf einem Grundmodul.(2-Kreis)
1 Vorverstärker mit Treiberstufe für Sendebetrieb, 1-1,5 W .
1 Buchsenreihe für HF-Vorverstärker, optional.
1 Buchsenreihe S-Meter Ausgang
1 Buchsenreihe AGC Ausgang
1 Buchsenreihe PTT
1 Buchsenreihe ALC Ausgang
1 Spannungsversorgung 12 V, 12 V-S, 12 V-E, 9-10V variabel, 5 V, zus.
9-10 V variabel on Board
1 Buchsenreihe Spannungsversorgung Ausgang
Seitenplatine:
CW-Spot für transceive Kontrolle ca. 800 Hz
NF-CW Filter
die Spannungsversorgung für die Frontplatine.
Frontseite:
Bandoszillator synthetisch (LO), mit Prozessor und Controller nach dem
Arduino Uno Konzept:
1 Modul LCD Anzeige 2 x 16 Zeichen, hintergrundbeleuchtet.
1 Modul LED Zustandsanzeigen für RX/TX, Spot, + 2 LED Reserve, z.B.
SWR- Vor-SWR-Rück.
10
CW-Steuerplatine
Spannungs-Steuerplatine für Bandfilter ,Tiefpass und CW-Betrieb.
AD 5850 Modul, fertig
LO Nachverstärkermodul mit Tiefpass.
Buchse Key (an der rechten Seite).
Buchse Mic
Schalter Ein/Aus
Potenziometer
Drehgeber
Modul Arduino+DDS steuert:
6 Tiefpassfilter schaltbar mit 12 Relais a`15 mA gegen GND.
6 x 2 Gruppen mit Diodenumschaltung +12 V für die Bandfilter.
Bedientaste (n) Bandumschaltung, 8 Bänder 160/80/40/20/17/15/12/10 m
Band.
Schrittweiten für den Drehgeber Frequenzeinstellung.
Memory der zuletzt eingestellten Frequenzen und Schrittweiten auf allen
Bändern.
Seitenband USB/LSB/CW mit Memory.
Quarzfilter schalten: Stufe SSB/CW (CW Filter optional)
S-Meter Messeingang (AGC für ca. 4,04-4,63V)
CW Tasten, Eingang Punkt-Strich. Muss ca. +8V auf GND schalten können.
CW-Vox Haltezeit für semi BK mit Einstellung
Schnittstelle USB
Ausstattung:
Bandumschaltung der Bandfilter über Pin- Dioden und Bandumschaltung der
TP-Filter mit Relais.
Taster Frequenzschritte.
Taster Bänder
Taster Toggle: CW (Vox), USB-LSB (Normal/Reverse)
S-Meter Anzeige, Bargraph
Automatische Spot-Anzeige bei CW Betrieb (Modul Spot)
Technologie zum Oszillator (LO):
DDS oder Chip Si570, wobei letzterer erheblich weniger birdies machen soll,
spektral reiner ist, jedoch eine Umschaltzeit von 10 mS mit sich bringt?
DL9GTD hat auf Arduino Uno Basis und einem AD 9850 einen LO aufgebaut,
der bei uns verwendet wird.
Die Arduino Platine und die DDS Platine ist ein Fertigprodukt und wird auf die
11
Front-Grundplatine aufgesteckt, auf der auch die AD9850 Platine aufgesteckt
oder eingelötet wird, und weiterhin sich hier der Inkrementalgeber, die
Tasten, der LO-Nachverstärker, ein Tiefpassfilter usw. befinden.
Birdies sind fast nicht vorhanden, und wenn, dann nur am Bandanfang. Eine
Erklärung, warum das Konzept spektral relativ rein ist, haben wir derzeit
nicht. Wir vermuten, das die Taktfrequenz und der Platinenaufbau etwas
damit zu tun hat.
LO-Oszillator:
Der Oszillator basiert auf einem Arduino Bord mit dem AD 9850 Prozessor.
Die für die Bänder zu produzierenden LO-Frequenzen liegen im Bereich 5,0 20,7 MHz.
Die erwarteten Oberwellen, welche bei anderen Projekten und auch in
kommerziellen Geräten in den Empfangsbändern auftauchten, traten bei
diesem Konzept nicht auf.
Möglicherweise ist das im DDS Oszillator Modul befindliche Tiefpassfilter von
Haus aus schon gut konzipiert. (cut etwa 50 MHz)
Trotzdem ist nach dem DDS Oszillator und folgender Verstärkerstufe ein
Tiefpassfilter mit einem cut von 30 MHz nachgeschaltet worden (kann für die
ersten Erprobungen überbrückt werden).
Dabei wird der 1.Mischer von eventuell auftretenden weiteren Oberwellen
entlastet. Wie vorgangs schon erwähnt, muss alles in 50 Ohm Technik
realisiert werden.
Im Gegensatz zu anderen, externen Projekten zu DDS-Oszillatoren, ist die
Bedienung und Ausstattung wie Bandschaltung, Bedienungen über Taster
vorerst bewusst einfach gehalten worden.
LEERTEIL
12
Kapitel 2:
Platinen-Module-technisches Wissen-Haupt-Grundplatine
04 Hauptgrundplatine (Mainboard)
Die Grundplatine befindet sich im unteren Bereich des Chassis. Sie ist
abgesehen einmal von dem Arduinomodul (Front), die Aufnahmeplatine für
die wesentlichen Bausteine. Entweder senkrecht oder waagerecht gesteckt.
Die Steckplätze bleiben auch in der Zukunft bei Veränderungen und
Optimierungen in ihrer Pinanzahl und Plazierung unverändert, um
abwärtskompartibel zu bleiben.
Die Platine stellt gewissermaßen die NORM als Grundlage für Änderungen
oder Optimierung der Einzelplatinen dar.
Die Platine ist sonst wie im vorherigen Kapitel ausführlich beschrieben.
05 Grundplatine zu den Bandfiltern:
Die Grundplatine RX und TX wurden überarbeitet und auf 50 Ohm optimiert.
(Vers. 1.3)
Hier liegen die Schaltspannungen mit den entsprechenden Drosseln,
Kondensatoren und Widerständen an.
Die Drosseln liegen im HF-Zweig und sollen die HF gegen die
Versorgungsspannung abblocken. Daher muss der Scheinwiderstand XL der
Drosseln auch im 50 Ohm Bereich liegen. Wer es sich zutraut, baut diese mit
Ringkernen auf. (Ringkernrechner)
Die HF führenden Leiterbahnen sollten konsequenter Weise in 50 Ohm
Technik ausgeführt werden. Das kann zur Zeit nicht durchgängig realisiert
werden.
W1FB verfolgt ein etwas anderes Konzept zur Diodenumschaltung, wobei die
Primär- und Sekundärspule jedoch traditonell an einem Ende an Masse geht.
Trotzdem er für einen Bandpass 4, statt 2 Dioden benötigt, sollte man seinen
Artikel aber unbedingt lesen und vielleicht später versuchsweise nachbauen.
06 Bandfilter
Es wurden zwei Typen von Bandfiltern auf Einzelplatinen entworfen.
1.
2.
Zwei Schwingkreise mit Primär und Sekundärwicklung, kopfgekoppelt
Dreikreis-Integralfilter nach T. Red bzw. Reinhard Birchel
13
Zu 1. ist der Aufbau einfacher, 2. arbeitet mit Spulenanzapfungen, hat
teilweise etwas niedrigere Dämpfungen, ist schmalbandiger und lässt sich
trotzdem noch komfortabel abgleichen. Weiterhin ist die Impedanzanpassung
50 Ohm im Frequenzbereich konstanter. Also ausprobieren! (siehe
Filterkurven in PDF xx)
Im RX Zweig benutze ich 3-Kreis-Bandfilter.(ausgen. 160m Band)
Dimensionierungsvorschläge für die 3-Kreis-Bandfilter findet man im Buch
HF-Module in 50 Ohm Technik von Eric T. Red/Reinhard Birchel. Da dieses
Buch sehr gute Bauvorschläge und Erklärungen bietet, sollte man es
unbedingt erwerben.
Für die 3-Kreis Bandfilter Berechnungen kann meine Excel Tabelle verwendet
werden. Danach in RfSim99 simulieren. (Auch hierfür kann ich ich Beispiele
zur Verfügung stellen.)
Die Bandfilter zu 1) habe ich im TX Zweig eingesetzt.
Hier überzeugt die etwas größerer Bandbreite beim Senden ohne Einbrüche
der Ausgangs-Leistung.
Die verwendeten Ringkerne von Amidon sind vom Typ T 37-2, T37-6,
T30-6, T25-6.
Kerne benutze ich mit ausreichender Güte, abgestimmt auf deren
Frequenzbereichen gemäß Amidon Diagrammen.
Die Txx-2 Typen bis etwa 14 Mhz, die Txx-6 ab 15 Mhz bis 30 MHz.
Im 20 m Band sind Überschneidungen problemlos.
Anmerkung:
Da die Bandfilter in diesem Konzept der Diodenumschaltung im Eingang und
Ausgang nicht an der Eigangswicklung kurzgeschlossen werden dürfen,
wurde am “ kalten” Ende der Wicklung mit einem Kondensator
abgeschlossen. Die Ergebnisse waren zuerst nicht zufriedenstellend, da die
Bandfilterkurven zu den niedrigen Frequenzen äußerst wellig waren.
Erste Hauptursache waren Intermodulationen an den Dioden, als
Wechselwirkung mit den Bandfiltern zu verstehen. Es gibt reichlich Foren,
welche über geeignete Dioden diskutieren und auch kommerzielle Geräte
damit Probleme haben sollen.
Ich bin Pragmatiker: Also baute ich ein Testbord für die Bandfilter auf und
testete viele Dioden mit einem NWT.
Vorgeschlagene 1N4148 waren nicht optimal!
Die BA243 ging recht gut , Die BA 379 ist etwas besser. Die Diode 1SV
308 wird noch getestet.
14
Mit der BA243 sind die Intermodulationen gering, diese Diode verwende ich.
(Pollin, ausreichende Mengen bestellen!)
Die Rest-Welligkeit zu unteren Frequenzen stammen vom Filter selbst.
Irgendwie sah das wie eine Elliptic Charakteristik aus, aber teilweise mit
geringer (-35dB) Dämpfung.
Da musste noch “geforscht” werden.
Ich vermute, das meine NWT HF-Messspannung zu hoch ist.
Ich stellte weiterhin fest, dass die Kondensatoren, welche die kalte
Spulenseite HF- mäßig “erden” sollten, ebenfalls Einfluss auf eine teilweise
schlechte Filterdämpfung im Sperrbereich hatten.
Der “Erdungs” Kondensator muss unmittelbar und direkt am Spulenende
angelötet werden. Einer reichte nicht, da die Leiterbahnverbindung zum 2.
Kreis als Stripline funktionierte und mithin den Kreis negativ beeinflusste.
Abhilfe: Zwei SMD Kondensatoren unmittelbar an den Erdungspunkt (GND)
der Spule gegen Masse anlöten.
In der Version 2.0 wurde dieser Sachverhalt berücksichtigt.
07 Notch:
Ein Signal nahe 9 Mhz kann direkt in die ZF mischen. Daher ist es bei diesem
Prinzip üblich, ein 9 Mhz Notch-Filter hinter die Bandpassgruppen einzufügen.
Das muss nicht sofort geschehen und kann später erfolgen.
Steckbrücke 7pol, Drahtbrücke 1+7.
(Die Notch macht nur Sinn, wenn die Bandfilter höher als 9 Mhz liegen.
Darüber wirkt ohnehin der Tiefpass ebenso gut.
08 Bandfilter-TX (sendeseitig):
Mit eigener Band-Grundplatine, 50 Ohm optimiert.( Bandfilter RX siehe 04.)
09 HF/RX Vorverstärker:
Auf der Platine ist Platz für einen optional zu verwendenen Vorverstärker
enthalten. Dieser macht erst bei höheren Frequenzen Sinn.
Neben dieser Pfostenbuchse befindet sich dafür eine weitere für die
Reed-Relaisumschaltung Vorverstärker ein/aus.
Im Vergleich mit meinem Yaesu FT-ONE sehe ich derzeit keinen Anlass den
Vorverstärker einzusetzen.
Hinweis:
Wird der Vorverstärker nicht eingebaut, so muss an der Buchse SV32 eine
Brücke über Pin 7+8 gelegt werden.
15
10. 1. Mischer:
Der Mischer ist ein sogenannter passiver Schottkydioden-Ringmischer der
mid level Klasse von Minicurcuits. (IE 500, SRA1, SRA 1W)
Der SRA-1 dämpfte die Frequenzen unterhalb 1,8MHz besser als der IE 500.
Wie dargestellt, muss unbedingt der Mischer an seinen Eingängen mit 50
Ohm angepasst werden.
Das muss insofern getätigt werden, da sonst die Bandfilteranpassung
eindeutig schlechtere Eigenschaften besitzt. Der NWT zeigt die EingangsAnpassung am Mischer übrigens nur ordnungsgemäß an, wenn das Träger
und das LO Signal anliegt.
Der LO Oszillator muss am Ausgang etwa 7 dB, also 1,4 V erbringen.
Deshalb haben wir unserem Arduino DDS Bord einen Nachverstärker
hinzugefügt. Der Ausgang ist wie schon gesagt, 50 Ohm.
Der Widerstand R9 auf der Frontplatine sorgt für die korrekte Spannung des
LO.
(unbedingt die Applikationen von Minicurcuits lesen, auch der Artikel zum
Verständnis der Anpassung)
11. 2. Mischer:
Siehe 1. Mischer
12. 1. ZF Verstärker:
Aufgebaut mit dem Transistor 2N5109 oder 3866. Der Eingang ist mit einem
HF-Trafo an den Mischerausgang angepasst. In dieser Stufe kann die HF bei
starken Signalen abgesenkt werden.
Bringt am Eingang des Transistors die Konfiguration eines Diplexers eine
bessere Anpassung an dem Mischer? Ausprobieren!
Der Ausgang ist selektiv.
13. SSB/CW Quarzfilter:
Die Platine wurde vom KVG Typ auf 9MXF24D umgestellt. Dieser ist beim
Funkamateur-Online Shop erhältlich.
Ein CW-Filter für 9 MHz scheint es nicht zu geben. (Selbstbau erforderlich)
Dann würde ich aber eine Quarz-Schaltung mit variabler Bandbreite
ausprobieren.
Da ich für CW mit einem seht gutem, aktiven NF - Filter arbeite, brauche ich
kein Quarz-CW Filter.
16
14. 2. ZF-Verstärker:
Der 2. Verstärker ist mit dem IC MC1350p aufgebaut. Ursprünglich für
Video-ZF Anwendungen konstruiert, eignet er sich gut für unsere Zwecke.
Dabei wird entsprechend bei 7 V die Gain um -65dB abgesenkt werden.
Hier liegt erstens die AGC Spannung aus dem NF-AGC-ALC Modul an.
Zweitens wird an Pin 5 die CW Tastung realisiert. 4,04 V =Zeichen, 5-7 V
für Sperrung .
Das high/low Signal für CW wird im Modul CW, befindlich an der
Frontplatte, erzeugt.
Um die CW Tastung universell zu gestalten, könnte ebenfalls an der
Treiberstufe getastet werden.
Deshalb liegen in beiden Zuleitungen, also ZF-Verstärker und Treiber jeweils
ein Jumper. Für unser Konzept ist der Jumper SJ 1 mit Lötzinn zu
überbrücken, Jumper SJ2 bleibt offen.
15. Carrieroszillator:
Die Quarze für USB, LSB und CW werden über eine geregelte
Schaltspannung von etwa 8-9,5V jeweils am Schwingkreis des Oszillators
aktiviert. Das Konzept des Atlas sah für CW vor, dass der USB Quarz mit
einer zuschaltbaren Kapazität “gezogen” wurde.
Da Seitenbandquarze nicht viel kosten, ist für CW ein dritter Quarz
vorgesehen. Meines Erachtens eine “saubere” Lösung.
Atlas verwendete für den Betrieb auf allen Bändern mit LSB auf den unteren
Bändern und USB auf den oberen nur den USB Quarz bzw. deren Frequenz.
Leider wurde nie erklärt, wie das erfolgen sollte, nannte er nämlich den
Betrieb nur normal oder opposite.
Die Erklärung:
Die LO Injektionsfrequenzen werden additv oder subtraktiv mit den
Bandfrequenzen gemischt, um bei Empfang auf die ZF von (hier) 9 MHz zu
kommen.
Beim Senden erfolgt dann die Mischung im 2.Mischer.
Additiv: fHF + fLO
Subtraktiv: fLO - fHF
Wenn die fLO größer als die fHF ist, wird das Trägersignal invertiert und es
erscheint beispielsweise bei Benutzung der LSB Bänder der Träger nunmehr
nach Durchlaufen des Quarzfilters dieser im USB Bereich.
In diesem Konzept sind deshalb die LO-Frequenzen derart gewählt, dass ein
Umschalten zwischen LSB und USB bei Bandwechsel unnötig wäre, aber
möglich ist.
17
16. FET-Schalter:
Zur Umschaltung für LO und Carriersignal dient ein symmetrischer FET
Umschalter. Eine etwas ältere Lösung, aber nachbausicher.
17. NF Vorverstärker, AGC, ALC:
In der ersten Transistorstufe wird der NF-Pegel für den NF-Verstärker
angehoben. Die weiteren Stufen richten die NF gleich und dienen der AGC
und ALC.
(Die ALC kommt von der SWR - QRP Platine. noch nicht realisiert)
Die Schaltung ist schon etwas “betagt” dafür einfach und sie funktioniert
einwandfrei.
Die “alten” Transistoren können auf derzeit erhältliche kompatible
ausgetauscht werden.
Eine interne Stromversorgung beinflusst den Regeleinsatz der AGC!
Diese ist deshalb stabilisiert.
18. NF-Verstärker
Der NF-Verstärker wurde mit dem LM 386N aufgebaut. Die Schaltung
entspricht der Applikation des Herstellers. Eine Frequenzbeinflussung ist
durch einen Widerstands-Kondensator Tiefpass vorhanden. Der Cut liegt
mit den Werten bei 4000 Hz. Eventuell setze ich den cut auf 3000 Hz.
(mit RFSim dimensionieren)
Wer kein CW macht, könnte das NF-CW-Filter als Tiefpass auslegen. Die
Platine ist dafür vorgesehen. Einen Mithörton gibt es z.Zt. nicht.
19. Mikrofon Vorverstärker:
Das ist eine einfache, 3 stufige gegengekoppelte Vorverstärker-Einheit mit
Gegenkopplung und ist soweit simpel aufgebaut.
An SV2, Pin 2 steht eine Schaltspannung CW mit 8-9 V an. Hiermit wird bei
CW-Betrieb der Eingang mit einem FET kurzgeschaltet. (nur dynamische
Mikrofone)
Es gibt von mir einen Entwurf mit dem Kompressor IC SSM 2167 . Das
Sendesignal soll angeblich dann bei SSB um 2 S-Stufen auf der Gegenseite
besser hörbar sein. Sinvoll kann diese Platine nur in SMD- Technik aufgebaut
werden.(Ist schon entworfen+vorhanden)
20. HF-Treiberplatine mit kleiner PA: (auf Grundbord)
Das Sendesignal aus den Bandfiltern gelangt an die 1. FET Stufe und wird in
18
zwei Treiberstufen auf etwa max.1-2 Watt Ausgangsleistung angehoben.
(Emitterwiderstand nicht unter 0,5 Ohm!)
Es wird zurzeit der etwas ältere Typ 2N3375 eingesetzt.
Für höhere Leistung des PA-Transistors wird statt eines untergeschraubten
gerippten Kühlkörpers ein Aluminium Kühlblock benötigt, welcher durch den
Ausschnitt der Grundplatine gesteckt wird. Dieser Kühlblock wird unten am
Chassis verschraubt.
21. Spannungsregler:
Es gibt eine neue Version des Spannungsreglers. Dieser befindet sich auf der
Seitenplatine rechts. Damit werden nunmehr die Verbindungskabel nicht
mehr behindert. Auch werden die Kühlungsprobleme der Regler beseitigt.
Die Spannungsregler der Platine auf dem Seitenbord zur Stromversorgung
5V und 9-11 V (regelbar, SMD) sind mit Low Drop Reglern und Schutzdioden
ausgestattet. Hiermit wird die Frontplatine (Arduino, CW usw.) versorgt.
Einstellungen:
1. Regler 5V Festwert
2. Regler, 10 V einstellen
LEERTEIL
19
Kapitel 3
Platinen-Module-technisches Wissen- Rückplatine
22. Rückplatine:
Auf dieser Platine sind die Band-Tiefpässe mit den Relais gesteckt.
Geschaltet werden diese nach Massepotenzial (erst kurz zum Ausprobieren
mit einem Kabel nach Masse), später erfolgt dieses mit dem Controller IC.
Die Sende und Emfangsumschaltung erfolgt über zwei Relais auf einem
Steckmodul. Eine Umschaltung über Leistungs FET ist noch nicht
vorgesehen. Es gibt Hinweise auf Intermodulationen und eine höhere
Dämpfung des Eingangssignals hin.
Es ist eine einfache Messbrücke realisiert über zwei LEDs für die vor-und
rücklaufende Welle und zeigt über eine weitere LED das Sendesignal.
(DJ4UF)
(Die “alte” SWR Platine ist ungültig und passt nicht mehr)
Schließlich befindet sich auf der Rückplatine noch ein PA-Sendemodul. Für
normalen 1-2 Watt Betrieb, wird nur die Überbrückungsplatine benötigt.
Bei einer höheren Leistung kann die Gegentakt-Endstufe für 15W als Modul
eingesetzt werden.
Sie wird dann von der Driver-Platine angesteuert. Dann muss aber über den
Emitterwiderstand des Treibertransistors eventuell seine Ausgangsleistung
reduziert bzw. angepasst werden. (ca. 1-1,5W)
Wiederum befindet sich ein Platinenauschnitt für einen Kühlblock der PA auf
der PA-Platine, der rückwärtig verschraubt wird.
Hinweis:
Der Kühlklotz wird zur besseren Wärmeableitung gefräst, um glatte, plane
Oberflächen zu erhalten. Das lichte Tiefenmaß wäre eigentlich von der KühlAnschlussfläche des/der Leistungstransistoren bis zur Aluminium-Rückwand.
Die Gefahr würde sein, das bei zu geringer Toleranz das PA-Modul beim
Verschrauben mit hereingezogen wird. (durchbiegen)
Da die Steckerpins relativ lang sind, sind eben diesem Maß noch etwa 3 mm
hinzuzufügen. (Gilt auch für die Treiberplatine)
Hierzu gibt es eine Maßskizze.
23. Tiefpassfilter:
Die 6 St. Tiefpassfilter stehen auf der Rückplatine. Sie werden mit
Amidonkernen T65-2 bis T65-6 bestückt.
20
Ich stellte fest, dass das 14 Mhz RX-Bandfilter noch mit etwa -45 dB eine
Selektivität im 3,6 MHz Bereich aufweist.
Begründung: Mischung der Frequenz z.B. 5,3 LO - 9 MHz= 3,7 MHz, also
80 m Band.
Das starke 49m (Tropenband) machte zwar selten, doch ebenfalls Ärger.
Die 20m Tiefpass Version erhält deshalb zusätzlich jeweils einen Sperrkreis
für das 49+80m Band.
Hier werden Kerne T68-xx verwendet. Tobias DG3LV verwendet ohne
Probleme auch T50-xx auf allen Tiefpässen.
Die Kondensatoren sind vom Typ Styroflex oder Glimmer und müssen
mindestens 100 V und bei Sendeleistungen über 20 Watt 150-200 V
aushalten.
Um die errechneten, meist “krummen” Werte zu erhalten, sind teilweise
Parallelschaltungen von Kondensatoren nötig.
Die Berechnung aller Filter (incl. Integral) erfolgte mit dem Programm RFSim.
Die Berechnung der Ringkerne, der Windungen und Drahtstärken kann
“händisch” erfolgen, oder mit dem erstklassigem Programm mini - Ringkern Rechner von DL5SWB.
Nachgerechnet habe ich diese Filter mit dem Programm RfSim.
Die TP werden über Relais geschaltet und vom Front-Controller angesteuert.
24. Relaisplatine
Die Versorgungs - Spannungen und die Umschaltung der HF Empfang-Senden
erfolgt mit zwei Relais.
25._PA-Platine nur zur Überbrückung, oder PA
Die Leerplatine dient nur zur Weiterleitung des Sendesignals vom Treiber an
die Antenne.
Auf einer separaten Platine kann z.B. eine Gegentakt Endstufe aufgebaut
werden.
(ist fertig und liegt anbei)
PA-Platine 15 W:
Die PA wurde nach dem Entwurf von TF3LJ nachgebaut, sowie mit vielen
wesentlichen Verbesserungen von Tobias, DG3LV.
Die PA wird mit den FET RD16HHF aufgebaut und arbeitet im Gegentakt,
Ausgangstrafos sind zwei Stück.
21
Im Eingang befindet sich ein Abschwächerglied und führt auf einen
Anpasstrafo welcher ein symmetrisches Ausgangssignal erzeugt. Eingang
und Ausgang sind auf 50 Ohm ausgelegt, und vermeiden somit
Fehlanpassungen.
26. SWR und Sendeanzeige:
Das Modul ist nach einem Entwurf von DJ4UF /DF3OS aufgebaut, jedoch
hier ohne Antennenanpassung, welche sowieso falsch entworfen wurde.
Es ist für 15W ausgelegt. Die Leuchtdioden werden von dem
Widerstandsquerstrom angesteuert, welcher aus der vor-und rücklaufenden
Spannung des Ringkerntrafos erzeugt wird. Es scheint, dass eine
HF-Spannung an den LED anliegt, sodaß diese auf der Verbindungsleitung zu
den LED`s vorne etwas bedämpft wird.
Ich sehe da noch etwas Handlungsbedarf und experimentiere noch mit
Optokopplern.
LEERTEIL
22
Kapitel 4
Frontplatine - Platinen - Module - technisches Wissen:
27. Frontplatine:
Der Arduino Uno könnte theoretisch ersetzt werden durch neuen Typ Nova.
LO-Signal Erzeugung durch das DDS Modul AD 9850
#
#
#
#
#
Auf der Frontplatine befinden sich das LCD Anzeigemodul
Buchsen auf der Rückseite (Bot)
Das Arduino Bord (Stecker, lang, einlöten auf Frontseite).
Die DDS-Oszilatoreinheit mit dem Tiefpass (stecken oder direkt
einlöten auf der Vorderseite (Top).
Die Steuerplatine zum Schalten der Tiefpass und Bandfilter und der
Modi USB-LSB-CW (Buchsen auf Vorderseite)
Die Steuerplatine für die CW-Vox (Buchsen auf der Vorderseite)
Alle Taster und Potis, so wie der Inkrementalgeber auf Bottom.
LED-Anzeigen für SWR, Senden und Spot auf Bot.
Um dem Inkrementalgeber an der Achse eine bessere Führung zu geben, wird
eine zusätzliche Gleit-oder Kugellagerführung entwickelt. Es reicht derzeit
auch, wenn die Buchsenbohrung in der Alu_Frontplatte präzise und “passig”
hergestellt wird. (Reibahle!)
Die Buchse für das Mikrofon (Japan-Norm) und der Hauptschalter wird direkt
in die Alu-Frontplatte eingebaut. Der NF-CW-Filter-Schalter kommt auf die
rechte Gehäuseseite mit der Key Buchse. Im Frontbord ist der Ausschnitt
auszusägen.
Der Arduino weist keine Programmierung irgendwelcher Messungen oder
Parameter von außen über die Tasten auf. Das ist so gewollt!
Es lassen sich die Seitenbänder, SSB oder CW Betrieb für jedes Band
einstellen. Die Frequenz wird über den Inkrementalgeber gewählt. Die
Abstimmschritte hierzu über die Tasten.
Schaltet man zwischen den Bändern, bleiben die Einstellungen erhalten.
Dieses gilt ebenfalls sobald man das Gerät erneut einschaltet.
(Eine Programmierung des Arduinos kann eventuell DL9GTD übernehmen
28. HF-DDS Nachverstärker(Front):
DDS-Modul mit AD9850:
Das DDS Signal muß am Mischer mindestens +7 dB bzw. +1,4V haben.
23
Daher ist ein 2 -Transistor Nachverstärker Modul vorgesehen. Ein
Tiefpassfilter kann bestückt oder überbrückt werden. Cut bei 30 MHz. (Mit
RFSim99 ausrechnen)
29. Steuerplatine/Front:
Die Steuerplatine auf der Frontseite schaltet die Tiefpassfilter-Relais und die
Bandfilter.
Die Relais werden gegen Masse geschaltet, für die Bandfilter wird eine 9-10
Volt Spannung zugeschaltet.
30. S-Meter:
Die ausgegebene Spannung der AGC/ALC reicht zur Ansteuerung des
Arduino aus.
Für das Prog: gemessen an Grundplatine SV46, Pin2 (ZF-Regler hoch)
ohne Signal: 3,46V (auf Dummy Load)
S 9:
4,08V
S9+13dB: 4,43V
Die S-Meter Anschlussplatine mit Begrenzer geht auf SV3 der Frontplatine.
Thomas (DL9GTD) hat den Arduino für diese Werte programmiert.
31. CW-Steuerplatine
Die CW Platine auf der Frontseite beinhaltet eine CW-Vox (PTT mit
einstellbarer Haltezeit) und eine einstellbare Zeichenverzögerung, da das erste
Zeichen durch die Relaisträgheit beim ersten Zeichen verstümmelt würde.
Zu dieser Beschreibung gibt es eine separate Dokumentation.
Deshalb in Kürze:
Die Morsetaste setzt den ATtiny Prozessor auf low, dieser schaltet durch.
Pin3 schaltet das PTT-Relais an und kann dieses für eine einstellbare uS Zeit
halten.
Pin2 geht auf Schalttransistoren welche mittels eines Widerstand-Netzwerkes
über Q2 den 1. Mischer derart mit einer Gleichspannung debalancieren, so
dass dieser das 8,9992 Mhz Signal an die ZF-Stufen durchlässt.
Der Transistor T2 bzw. Q1 setzt die Gain-Regelstufe des 2. Mischers
(MC1350 entspr. auf high oder low für Sendesignal.
CW-AGC Spannung an Pin 5 MC1350p:
Die Morsezeichen ergeben am Ausgang einen high/low Pegel.
High= 5,47 V entspr. nicht senden
24
Low = 4,09V entsprechend Zeichen senden
Auf der Grundplatine-Front ist an SV45 Pin 2+4 zu überbrücken.
Spannung am 1. Mischer bei CW-PTT:
Verbindung zu SV4 der Grundplatine.
Verbindung SV6 zur PTT der Grundplatine
LEERTEIL
25
Kapitel 5
Seitenplatine rechts - Platine - Module - technisches Wissen
32. Zusatz Grundplatine rechts:
Es gilt die neu entwickelte Seitenplatine Ver.1.2
Die Module Spot, Spannungsversorgung und CW-Filter befinden sich auf
dieser Platine.
Normalerweise bekommen Spot und CW-Filter ihre Versorgungsspannung aus
+12V/Empfang.
Es ist möglich, diese Spannungsversorgung aus Energieersparnis (Akku) oder
bei SSB oder anderen Betriebsarten auszuschalten.
Der Controller auf dem Frontbord steuert mit einer 9-10V Spannung jeweils
die Schwingkreise der Carrierquarze an.
Bei CW gelangt diese Spannung ebenfalls auf die Buchse Spot und somit zur
Seitenplatine. Hier wird über eine FET Schaltstufe an den Spot und an das
CW Filter die Spannung +12V/E bei CW Empfangsbetrieb angelegt.
Dabei sind entsprechend lt. Schaltplan die Jumper zu überbrücken.
Das würde ich allerdings erst einlöten, wenn Spot und CW-Filter
funktionieren.
Praxis:
Vorerst SJ3 + SJ4 überbrücken. Für “Stromsparbetrieb” die FET`s und
Baureile später bestücken und Brücken auf SJ1+SJ2 schließen und
SJ3+SJ4 öffnen.
33. Spot:
Der Spot zeigt über Leuchtdioden an, wenn ein empfangenes CW-Signal auf
etwa 800 Hz liegt.
(siehe hierzu die Artikel von DL2LTO und DK3RED, vielen Dank)
Er arbeitet mit einem IC vom Typ NE 567 oder LMC 567 und wertet die
Tonfrequenz des CW Signals aus. (z.B. 800 Hz). Bei Erkennung leuchtet eine
LED zuverlässig und empfindlich auf.
Die Kondensatoren müssen hochwertige Bauteile sein.
34. CW-Filter:
Entweder für 800Hz Centerfrequenz und einer Bandbreite von 200Hz bauen,
oder eigene Berechnungen anstellen.
26
35. Spannungsversorgung
Auf der Seitenplatine ist die Spannungsversorgung 5/10V direkt
untergebracht. 5V ist ein Festwertregler, der 10V Regler ist variabel
einstellbar.
LEERTEIL
27
Kapitel 6
praktischer Aufbau des TRX
36. Allgemeines, praktischer Aufbau des TRX mit seinen Platinen:
Für den Bau des Transceivers ist das Verständnis zur Transceivertechnik
nötig. Spätestens bei der Suche nach selbstproduzierten Fehlern ist dieses
außerst wichtig.
Ich empfehle unbedingt zuerst die Grundlagen über die TRX-Technik
nachzulesen! Im Ordner “Dokumentationen_TRX-Verständnis” habe ich einige
wichtige Beiträge hierzu aufgelistet.
Auch ist es unbedingt lohnend sich im “QRP-Projekt” die FI`s Werkstattfibel
herunter zu laden.
Studiere weiterhin zuerst im Ordner “Eagle-sch-brd.PDF”_Unterordner
“Prinzipschemen”, die Grundlagen über den Aufbau dieses TRX.
Sorgfältiges und richtiges Löten ist unbedingt nötig. Hier entstehen die
meisten Fehler. ( Edsyn Fluid verwenden)
Später wasche ich eventuell die Rückseite der Platinen mit Defluxer, einem
Pinsel und wische mit einem Tuch ab. Zum Schluss mit Feuerzeugbenzin oder
Bremsenreiniger gründlich einsprühen und die Platine abschütteln.
Es kann vorkommen, daß man Bauteile wieder auslöten muss! “Zweibeiner”
wie Widerstände kann man auslöten, in dem man die Lötstelle heiss macht
und mit einem kleinen Uhrmacher Schraubenzieher den Widerstand abhebelt.
Bei Drei-und Mehrbeinern geht das nicht.
Diese werden geopfert, inden man die Bauteile abknipst oder wegfräst und
dann den Rest der Pins auslötet.
Danach mit Entlötlitze die Stellen absaugen. Eventuell mit einem 0,6mm
Bohrer per Hand die Stelle vorsichtig ausbohren.
Für das richtige Wickeln der Induktivitäten gibt es ausreichend Literatur (z.B.
OM Solf oder Wippermann)
Bandfilter:
Um experimentieren zu können, wurden die Layouts für 2-Kreis und
3-Kreisfilter geroutet.
Entscheide selbst, wo du die besten Ergebnisse erzielst.
3-Kreis Filter:
Da hier unsere Induktivitäten (Filter) Anzapfungen haben, können wir nur
“hintereinander” Wickeln. Die minimalen Windungen nutzen den Ringkern
28
zwar nicht aus, jedoch scheint die Berechnungsgrundlage von T. Red darauf
abzuzielen.
Ich spreize die kleinen Windungen auf dem Kern etwas auf. So etwa 2x
Drahtabstand.
Bei Primär und Sekundärwicklungen der 2-Kreisfilter, wird auch die kleinere
Wicklung fast über den ganzen Kern gewickelt.
Ringkerne werden nur bis etwa 270° bewickelt! Wer kann, soll “kalt”
nachmessen und event. die Wicklungen etwas schieben und danach fixieren.
Zum Berechnen oder Nachrechnen der Filter, des Tiefpasses und der Notch
sollte man verschiedene Software benutzen, da jede über gewisse
Schwächen und Stärken verfügt.
Meine Favoriten:
RFSim99 und Filter Designer für Tiefpass- und Bandfilter, und Ansoft
Designer SV2 für die Notch.
Der Messplatz benötigt ein digitales Multi-Voltmeter, ein geregeltes Netzteil
mit Überstromabschaltung, einen Oszillographen, einen Rauschgenerator und
ganz optimal einen Netzwerktester.
Letzterer zeigt ja nicht nur Bandfilterkurven, sondern ebenfalls Impedanzen,
Induktivitäten und beinhaltet einen abstimmbaren DDS-Oszillator.
Die Spannungs-Abblockkondensatoren befinden sich mehrfach auf den
Grundplatinen, diese sind aus HF-technischen Gründen in SMD Bauweise. Da
die Kondensatoren für die Baureihen G 1206 vorgesehen sind, ist eine
Verlötung noch möglich.
Die Kondensatoren müssen mindestens aus dem Material X7R oder besser
Y5V sein.
( lese auch den Artikel von DL1SNG )
Vertikale Platinen:
Die Stecker an den vertikalen Platinen wie z.B. Tiefpässe, Filter usw. werden
ausschließlich auf die Vorderseite gelötet.
Die vertikalen Platinen “wackeln” im gesteckten Zustand! Um dieses zu
verhindern, können Konterleisten zwischen den Buchsen und der Platine
verklebt werden.
Es gehen die Materialien Holz-Epoxy-Pertinax oder PVC Leisten. Conrad bietet
PVC Leisten für den Modellbau 5 x 5 x L an. Pertinax und PVC verklebt sich
schlecht, daher geeigneten Epoxy 5 min. Kleber verwenden. Eine kleine
Epoxy Platte Abschnitt, D=1,7mm leicht einfetten, stecken, sichern und
29
Leiste auf dem Bord gegenkleben. Vorher die Grundplatine und die Leiste mit
einem Glasfaserstift aufrauen.
Hier noch einmal die maximalen Maße:
Bandfilter:
12 St. 5
Notch:
01 St. 5
Carrier/FET/NF Verstärker:
03 St. 5
Mic-Vorverstärker:
01 St. 5
x
x
x
x
5
5
5
5
x
x
x
x
18
16
25
18
mm (B x H x L)
mm
mm
mm
Die Module werden gesteckt. Hierbei werden überall präzisions- gedrehte
Pfostenbuchsen und vergoldete Stift-Stecker verwendet, welche
verschiedene Distributoren im Programm haben. Denn nur diese haben die
ausreichende, dauerhafte HF- Kontaktsicherheit!
Präzisionsbuchsenleiste,vergoldet, 1x36 pol. Conrad, Best. Nr. 736427-62
Stiftleiste, vergoldet, gerade 1x40 pol.
Conrad, Best. Nr. 741146-62
Stiftleiste, vergoldet, gewinkelt, 1 x8 pol,
Conrad, Best. Nr. 741332-62
Alternativ:
Buchsenleiste,verg., gedr. Kontakte Reichelt, Best. Nr. MPE 115-1 xx 2,54
Stiftleiste, verg., gerade
Nr. SL1X--OG xx 2,54
(vorg. Artikel teilweise auch bei Pollin)
(vergoldete Teile am besten im Laden z.B. bei Conrad anschauen!)
Folgendes: Die Präzisionsbuchsenleiste von Conrad ist zwar teuer, aber die
erste Wahl!
Die Buchsenleiste von Reichelt Nr. BL 1X10G 2,54 ist ebenfalls vergoldet,
aber hat keine gedrehten Kontakte, und greift weniger fest und sollte deshalb
nicht verwendet werden.
Für die Arduino-Platine benötigen wir längere Stiftleisten. Es gibt sie bei
Conrad.
Die Pfostenstecker auf der Grundplatine und den Modulen müssen unbedingt
genau und im rechten Winkel aufgelötet werden.
Dazu benutze ich die passende Platine zum Grundbord, stecke die Stecker
lose darauf und füge die Pfostenbuchsen unten hinzu. Das Ganze stecke ich
auf die Grundplatine und verlöte dann von unten, und danach wenn die
Stecker gedreht wurden die kleine Platine von oben.
Einen Pin verlöten, und erst einmal optisch überprüfen!
Zwar verlötet sich die Platine recht gut, zur Sicherheit benutzte ich ein
Lötfluid, z.B. das FL 88 C Fluid von Edsyn. (Conrad oder Reichelt)
30
Sind die Pfostenstecker verlötet, werden sodann die niedrigen Teile wie
Widerstände angebracht und im Weiteren mit den dann höheren Teilen
bestücken. (gilt ebenfalls für alle Module)
Möglichst keine Test-Kabel Verbindungen mit 1 Stecker versehen, also male.
So ein Einzelpin lockerte die Buchsen nach einiger Zeit aus.
Weiterhin lockern sich gerne die Pins am Kunststoff, wenn man ein
Bandkabel direkt auflötet, daher eine kleine Epoxy Adapterplatine oder mit
Epoxyd verkleben.
Vertikale Platinen an Stecker löten:
Den passend abgeschnittenen Stecker in die Platine einfügen und sodann
eine lose Printbuchse zur Zentrierung aufstecken.
Heriumdrehen, auf eine plane Unterlage legen und von dieser Rückseite
verlöten.
Ein Rauschgenerator reicht vorerst für den ersten Test und groben Abgleich.
Ein NWT (Netzwerktester) erleichtert die Prüfung und den Abgleich der
Tiefpässe, Bandfilter, Hf-Stufen usw. jedoch erheblich!
Dafür müssen zwei 50 Ohm Prüfkabel entsprechend mit 3 pol. Steckern und
zwei 50 Ohm Prüfkabel entsprechend mit 4 pol. Steckern konfektioniert
werden, wobei am anderen Ende ein BNC (SMA) anzulöten ist.
Man geht von der logischen Schaltung und Platinenfolge bei dem Aufbau aus,
und prüft nacheinander deren Funktion.
So lötet, “arbeitet” und testet man sich bis zur NF-AGC durch.
Es ist ratsam, zur Überprüfung jedes Moduls, jeweils die anderen zu ziehen,
um im Fehlerfall nichts zu zerstören.
Es versteht sich von selbst, vor dem Stecken von Platinen, die
Stromversorgung immer auszuschalten.
Die Grundplatine liegt auf dem Tisch, die Rückplatine dahinter usw. Die
Verbindungen zu dem Rück- Frontbord usw. werden mit den entsprechenden
Steckern, den angelöteten kleinen rechteckigen Lochrasterplatinen und
Flachbandkabel “unserer” Norm vorgenommen.
Alle Flachkabel-Verbindungen werden an Epoxyd Lochraster-Platinenstücken,
Höhe etwa 17mm mit Winkelstecker und Kabel angelötet.
Zuerst bohrt man im oberen Bereich die erste Lochreihe auf 1mm auf, und
fädelt hier die Bandkabel mit der Isolierung durch und lötet an den
nächstliegenden Bohrungen fest! Dadurch ergibt sich eine gute
Zugentlastung.
31
Heißkleber als Festpunkt hat sich nicht bewährt!
Eine Alternative ist das Auflöten der Kabelanschlüsse direkt auf die
Kontaktstifte, wobei ich die Lötanschlüsse mit der Kabelisolierung Vor-und
Rückseitig satt mit 5- Minuten Epoxydkleber bestreiche.
Beim Löten der Kabelanschlüsse spanne ich die gegenüberliegenden Kontakte
(Stecker) in einen Metall-Schraubstock, um das Schmelzen der
Plastikhalterung zu verhindern.
Die Dimensionen und Abmessungen aller Kabel finden sich in der Datei
Steckverbindungen.xls
37. Rückplatine:
Die Drain Spannungsversorgung zu den PA-Fet`s wird nicht über das
Senderelais geschaltet, sonder direkt angelegt, um die Strombelastung von
etwa 3-4A über diesem zu vermeiden.
Die Gate_Steuerspannung wird jedoch nach wie vor über das Relais beim
Senden angelegt und aktiviert dann die Endstufe. (+12V-S)
Die SWR Platine erhält für eventuelle Modifikationen, an SV4, Pin 3 eine
12V Dauerspannung.
Mit dem Platinenlayout, welches vorher im Papierdruck auf Maßhaltigkeit
geprüft wird, das Blech der Rückseite für BNC-Buchse, Befestigungen,
Powerpole - Ausschnitt usw. Sägen und bohren.
Dann werden mit einer Laubsäge (Blatt für Metallbearbeitung) die
Platinenausschnitte gefertigt.
Dann wird die BNC Buchse angebracht und die Rückplatine bestückt.
An drei Punkten schraube ich die BNC-Buchse mit Polyamid Schrauben fest,
die 4. Ist aus Messing, wobei eine Lötösenverbindung mit der
Masse_Vorderseite hergestellt wird.
Sodann folgen die SMD Kondensatoren, dann die vergoldeten Pfostenstecker
und zum Schluss die Wago Klemme und die Kondensatoren.
Die Verbindung Power Pole mit der Wago Klemme erst herstellen, wenn der
Schalter an der Frontplatte benutzt wird.
Deshalb Stromversorgung vorerst direkt an die Wago-Klemme anschrauben.
Die Verbindung zum Schalter wird bei mir lösbar im Bereich zwischen Grundund Frontplatine mit Lüsterklemmen hergestellt.
Somit kann jederzeit die Front+Rückplatte mit der Platine herausgenommen
werden.Thomas hat den Schalter einfach fortgelassen.
32
An die Wago Klemme kommt vorerst ein loses Anschlusskabel mit
Bananensteckern für die Stromversorgung.
Zwar verfügt der TRX über eine Sicherung, aber sehr wichtig ist, dass die
Stromversorgung eine Stromregelung bzw. Einstellung hat (minimal mit
anfänglich 20 mA und geringer Versorgungsspannung, damit bei
Kurzschlüssen nichts durchbrennt.
Das gilt natürlich auch später mit den bestückten Modulen.
Also bitte keinen Rauchtest!
38. Relaisplatine:
Die Relaisplatine muss nun folgen, um die Sende/Empfangsumschaltung
herzustellen.
Nach erfolgter Bestückung wird die Platine eingebaut und mit einer Polyamid
Schraube auf dem Rückbord gesichert. Dazu muss am Rückbord ein M3
Gewinde geschnitten werden.
Die Rückplatine wird an das regelbare Netzteil angeschlossen, und alle Pins
auf ihre Spannungen überprüft.
Die PTT-Überprüfung erfolgt mit einem provisorischenTaster mit Kabel an
SV2.
39. Haupt - Grundplatine:
Die Grundplatine erhält einen Ausschnitt für den Kühlkörper des Treibers. Es
werden die SMD Kondensatoren bestückt, danach die vergoldeten
Buchsenleisten.
Die Buchsenleiste SV39 wird gegen “vertauschen” codiert. Dazu wird die
Buchse an Pin 6 dichtgemacht (Plastiksplint) und der Gegenstecker an Pin 6
abgeschnitten.
Jetzt 2 Bugs auf der Platine beseitigen:
Vom FET-Schalter wird von SV17/Pin8 über die Strecke zum 2. Mischer
SV31/Pin4, HF in die Leiterbahn des SSB-Filters und 1. ZF Verstärker
induziert.
Abhilfe:
1.
Hinter der “Kreuzung” SV17/Pin 8 und Pad 10 auftrennen.
2.
Direkt hinter SV31/Pin4 auftrennen.
Dafür ein 50 Ohm Koaxialkabel Verbindung auf der Rückseite herstellen.
3.
Die Verbindungs_Leiterbahn SV29, Pin 3 (SSB Filter-Ausgang) zu SV 20, Pin
6 (2.ZF) wirkt wie eine Antenne und nimmt HF vom Trägersignal auf.
33
Abhilfe:
Die Leiterbahnen an den zwei Stellen trennen, und separat mit einem
Koaxial-Kabel unten an der Platine verbinden. Auf kurze Anschlüsse an den
Pins achten!
Zwar war eine Beeinträchtigung nicht so unmittelbar feststellbar, doch wirkt
der RX m.E. ruhiger.
Weiterhin erfolgt die Bestückung der internen Spannungsversorgung mit dem
SMD Regler.
Mein variabler Regler LM1117 hatte einen zu kurzen Pin am Out Pol ! Out ist
aber auch an seinem Kühlkörper. Dann einen Draht vom Kühlkörper zum
Mittelpin herstellen.
Es sind einige Drahtbrücken vorgesehen, um die ground plane für 50 Ohm
HF-Leitungen zu gewährleisten.
J6/J7 und J8 sind auf Bottom herzustellen. Der Rest, ausgenommen die
HF-Kabel geht nach oben.
Sodann die Restbestückungen wie z.B. SMA Buchsen und Prüfpins
herstellen.
Die Verbindung zwischen der Rückplatine bzw. der Relaisplatine wird zum
Grundbord hergestellt. Dieses ist die Haupt-Stromversorgung. (SV4 (Relais)
an SV5 der Grundplatine.
Zeigt sich kein Kurzschluss, und sieht man eine Stromaufnahme nur von
wenigen mA, ist zu prüfen, ob an Pad17 die Spannung des 8-10 V Reglers
anliegt. Mit dem Trimmpoti wird vorerst eine Spannung von etwa 8,2 V
eingestellt.
Hiernach sind auf dem Grundbord alle Pfostenstecker auf alle vorhandenen
Spannungen zu überprüfen.
Auch ist es sinnvoll, die HF-Verbindungen mit einem Ohmmeter durch zu
prüfen. (Stromversorgung aus!)
Wird die AGC von der 2.ZF (MC 1350p) wie vorgesehen für CW benutzt, ist
der Jumper SJ1 mit einem Lötklecks zu überbrücken.
(für alternative CW-Ansteuerung des Treiber-Transistors, dann SJ2 verlöten
und SJ1 offen)
SV10, CW-Filter, wenn noch nicht gebaut: Brücke Pin 2+3.
An SV23 kann später, sofern man will, das Vorverstärker Modul
angeschlossen werden.
34
40. Spannungsregler 5V und 9-10V (variabel)
(Neu, auf Seitenbord, die Platine auf dem Grundbord SV 40 entfällt))
Dieses ist die Spannungsversorgung für die Frontplatte, bzw. dem Arduino.
Die Bestückung erfolgt wie gewohnt.
Unbedingt ein 10 Gangpoti mit oberer Spindelbetätigung einbauen.
Die Spannung auf 5 V überprüfen, und den variablen Regler am Poti auf 10 V
einstellen.
Hinweis: Der 5V Regler erhält rückseitig eine gerippte Kühlschelle mit
ausreichender Größe, welche angepasst werden muss. Eine
Spannungsisolierung ist nicht nötig.
Der Abstand zur rechten Aluminium-Gehäuseseite ist zu beachten.
Das Verbindungskabel wird am Seitenbord/hinten direkt angelötet, unter das
Grundbord gezogen und mit dem Stecker an SV40 verbunden.
41. Frontplatine:
Jetzt würde ich die Frontplatine aufbauen, um alle Spannungsversorgungen
der drei Grundplatinen zu erhalten.
Zuerst wird der Ausschnitt für die MIC-Buchse und dem Schalter auf der
Platine mit der Laubsäge hergestellt.
Das Aluminium Frontblech wird entsprechend der Zeichnung hergestellt und
bearbeitet. (siehe Zeichnung)
Äußerste Präzision ist hier gefragt! Als Schablone kann das Layout 1:1
verwendet werden. Wer sich dieses nicht zutraut, kann diese durch die Firma
Schaeffer fräsen oder lasern lassen. Dafür gibt es einen geeigneten Layouter.
Und weiter:
Die Potenziometer vorher kürzen, dort wo die Riffelung endet.
Ein abgeschirmtes Kabel an SV11, Pin3 anlöten und mit der MIC-Buchse
verbinden.
Die Platine wird mit den Pfostensteckern (Hinweis!) verlötet, es folgen die
Bauteile wie SMD-Kondensatoren, LED, Widerstände, Potenziometer,
Inkrementalgeber, Taster usw.
Achtung:
R5-R8 sind SMD Widerstände. Bedrahtete Widerstände könnten zu leicht
nach Bot durchgesteckt werden und behindern dann die Potis.
35
Buchsenleisten:
Die LED Anzeigen , Senden/SWR auf Top. (LED auf Bot)
DDS-Frequenzbaustein (Top)
DDS Nachverstärker (Top)
CW-Key Elektronik (Top)
IC Controllerschalter (Band usw.) Top
Sonstige Top
Steckerleiste lang:
Für Arduino (Top)
Steckerleiste kann um 3 mm gekürzt werden.
Die Buchsenleiste der Spannungsversorgung SV 12 wird gegen Vertauschen
abgesichert. Buchse Pin 6 dichtsetzen, Stecker Pin 6 abknipsen.
Alle nachgenannten Bauteile wie Drehimpuls-Geber, Potenziometer und
Taster in die Platine stecken und noch nicht verlöten!
Drehimpuls-Geber:
Typ STEC 12E08.
Potenziometer:
Die Potis von ALPS “wackeln” ziemlich in der Achsenführung. Deshalb habe
ich die Achsendurchführung in der Frontplatte sehr passgenau gearbeitet.
Also vorsichtig durchstecken, eventuell die Bohrung etwas aufreiben und die
Achse etwas fetten.
Taster:
Die Taster von ALPS “wackeln” ebenfalls! Aber wir haben zur Zeit nichts
besseres!
Deshalb werden die Tasten in der Frontplatte in der Bohrung geführt. Auch
hier vorsichtig sein, die Tasterkappe reißt leicht ab. Eventuell die Bohrungen
mit eine Reibahle nachbearbeiten und die Bohrungen sowieso beidseitig
entgraten.
Die Frontplatte anbauen und jetzt erst die Bauteile verlöten. Die Potis und der
Inkrementalgeber sind sorgfältig auf Bot zu zentrieren, und an der Frontplatte
vorher auszurichten.
Sonst gibt es bei der Montage Kollisionen mit der Alu-Frontplatten Bohrung
Die Metallumfassung der Potenziometer würde ich vorerst nicht an der
Platine festlöten.
36
Test:
Platine unter Spannung prüfen. (Verbindung SV39 (Grundbord) und SV12
(Frontbord)
LCD-Anzeige:
Die LCD-Anzeige muss direkt eingelötet werden, da sonst die Platine nach
vorne zu sehr ausbaut.
Es sind zwei Reihen Anschlüsse dafür vorhanden. Die LCD-Anzeige
überprüfen, ob die Anschlüsse oben oder unten benötigt werden, damit die
Zahlen nicht auf dem Kopf stehen!
Für die LCD-Anzeige Pollin, Nr. 120422, LCD TC1602A-09, 16x2 gilt: obere
Reihenleiste. Bei dem günstigen Preis kaufe ich immer 2-3 Stück.
Vorher sind die unteren Blechlaschen der LCD Anzeige zu kürzen. Zur
Sicherheit gegen Kontakte mit anderen Leitern klebt man auf die Platine eine
flachgelegte 3 er Buchse, der man die Lötkontakte abknipst.
.Modul Arduino:
Einstecken und Stromaufnahme prüfen.
42. Modul IC Controller:
Funktioniert die Frontplatine mit dem Arduino, können die Schaltausgänge
überprüft werden. Danach Steckverbindungen zum Haupt-Grundbord und
dem Rückbord herstellen.
43. Modul DDS AD9850 (China Modul)
Wird fertig bestückt gekauft. (Nachfrage bei DL9GTD)
44. Modul DDS HF-Signal, Nachverstärkung.
Das TP-Filter kann auch später bestückt werden.
Weitere Inbetriebnahme:
Ist die Grundplatine und das Modul Steuerspannung fertig bestückt, kann
diese für die erste Inbetriebnahme verwendet werden.
Stromversorgung SV12 zu SV39 der Grundplatine, HF Verbindung zur
Grundplatine von SMA- X1 zu X1 Grundplatine, Verbindung zum Tiefpass
37
von Platine Steuermodul SV10A zu SV10 der Rückplatine und den Bandports
von SV13A zu SV13 herstellen. Von der Steuerplatine “Mode” SV 9A zu
SV9 Grundplatine herstellen.
Wenn provisorisch benutzt, die 10 Gang Potis an SV22 (ALC) und SV7
(NF-Gain) der Grundplatine abnehmen.
45. SWR-Meter:
Es gilt die neue Platine QRP Vers. 1.0
Der Übertrager Amidon FT 50-43 ist entsprechend der Skizze im Schaltbild
anzulöten.
46. Tiefpass-Filter:
Ein Stück Tiefpassfilter ist zu bestücken, um die Antennen-oder
HF-Prüfspannungen zum Grundbord durchzuleiten. Praktisch wäre das 40 m
Band, da das Band am Tag meistens offen, und der Wickelaufwand an den
Amidon Kernen relativ gering ist.
Es werden die Pfostenstecker eingelötet, wober vorher zur ihrer Zentrierung
eine provisorisch aufgesteckte Buchsenleiste aufgesteckt werden.
Buchsen/Stecker plan auf eine Unterlage legen und verlöten.
(das gilt ebenfalls für alle stehende Platinen)
Die beiden Relais, die Ringkerne und die Glimmer-Kondensatoren werden
bestückt. Die Kond. müssen für mindestens 100V ausgelegt werden.
Ausnahmsweise darf mit einem kleine Draht von SV10/pin5 nach Masse
einmalig geprüft werden, ob das Relais anzieht.
Bis auf die 20m Version werden Pad3 + 4, sowie Pad 1+2 überbrückt!
Für 20m sind die bezeichneten Sperrfilter einzubauen.(siehe Schaltbild)
47. RX-Grundplatine:
Neue Platine Vers. 1.3 verwenden
Die alte RX-Grundplatine war fehlerhaft und nicht optimal auf 50 Ohm
Impedanz.
Die RX-Grundplatine wird mit den drei Pfostensteckern verlötet. Jetzt kann
sie auf das Grundbord gesteckt werden.
Die 50 Ohm Kabelverbindung zwischen der Relaisplatine SV1und SV14 der
Grundplatine wird hergestellt und verbunden.
Nun müsste das Ohmmeter zwischen Antenneneingang und SV15/Pin3 der
38
RX-Grundplatine eine Verbindung anzeigen.
Für die ersten Überprüfungen auf diesem Bord, kann man ohne die Filter
vorgehen, muss aber einen 7 pol. Brückenstecker herstellen, Pin 3+7
verbunden und auf z.B. SV1 stecken.
Die Notchüberbrückung wird mit einem 7 pol. Stecker, Brücke 1+7
hergestellt und an SV5-1 gesteckt.
Die 12 V Versorgungsspannung sollte dann nicht angelegt werden.
Es müsste eine Verbindung von SV15/pin3 des RX-Grundbords bis SV24/pin
4 der Grundplatine zu messen sein.
Die Eingangs-Bandfilter-Grundplatine kann auch ohne die Bandmodule auf
Impedanz und Reflexionen überprüft werden.(NWT)
Es sollte sich eine Impedanz von etwa 50 Ohm zwischen SV14, Pin 3 und
SV32, Pin 8 einfinden.
48. 1. Mischer:
Es ist ein kleiner Kurzschlussstecker auf die Grundplatine zwischen SV32, Pin
7+8 zu stecken (Überbrückung HF-Vorverstärker).
Die Platine ist mit Steckern, dem Mischmodul usw. zu bestücken.
Jetzt wäre es möglich, an die Antenne ein HF-Signal einzuspeisen und an
SV24/Pin4 des Mischers eine HF-Spannung zu messen. (oder mit dem NWT
wobbeln)
49. 1. ZF-Verstärker
An SV22 kann mit einer kleinen Hilfsplatine vorerst ein 10 Gang Poti
gesteckt werden. Dieses ist der ZF-Regelpunkt für die Signalabschwächung.
Auf max. Rauschen stellen.
50. SSB-Filter
Praxis:
Der Abgleich der beiden Trimmkondensatoren erfolgt mit dem NWT oder
einem Rauschgenerator auf Maximum. (geringste Welligkeit bei anderen
Messverfahren)
Hinweis:
DC9OE beschreibt eine optimale Anpassung dieses Quarzfilters mit
Anpasstrafos. Siehe meine Literaturbeilage “Beschreibung-Daten”. Das kann
eventuell später erfolgen.
39
51. Trägeroszillator (Carrier):
Hinweis:
Das Verbinden der drei Quarzgehäuse auf GND erbrachte eine weitere
Verringerung der Einstrahlung des Oszillatorsignal auf die 2.ZF-Stufe.
Platine bestücken und darauf achten,dass die Quarzgehäuse mit einem kurzen
Draht an die Platinenmasse gelötet werden. Draht oben am Gehäuse und sehr
schnell löten!
Platinen 1. Mischer und 1.ZF-Verstärker entfernen und stecken.
Provisorische Stromverbindung für den Carrier an SV9/Pin 2 (Grundbord) und
Pin 3= CW Trägeroszillator
Pin2+Pin4=LSB
Pin2+Pin5=USB
Jeweils die Kabel stecken, um das Oszillatorsignal an PAD11 der
Grundplatine feststellen und die zuständige Frequenz mit zur Hilfenahme
eines genauen Frequenzzählers trimmen.
Für weiteren Betrieb bleiben wir bei USB, dann erscheinen alle Bänder mit der
“richtigen” Seitenbändern.
52. FET-Schalter:
Die Platine FET-Schalter ist zu bestücken. Auf den richtigen Einbau der FET`s
ist zu achten.
Carrierplatine und 1. Mischer ziehen und bei gesteckter FET-Platine
Stromaufnahme überprüfen.
Carrier stecken und überprüfen, ob das Oszillatorsignal an Pad9 bzw. an
SV25/Pin3 ansteht.
1. Mischer stecken: ist das Signal noch vorhanden?
53. NF-Verstärker:
Vorher an SV 10 der Grundplatine Pin 2+3 verbinden, und einen
Lautsprecher an SV6, Pin1+3 anschließen.
Als Test ein 10 Gang Poti auf eine kleine Lochraster Platine löten und an SV7
stecken. (Test Lautstärke Regelung)
Praxis:
Der angeschlossene 8 Ohm Lautsprecher sollte im Durchmesser nicht zu klein
sein. Widersinnig mag es erscheinen, einen kleinen Lautsprecher mit einer
Tieftonsicke zu verwenden!
40
Der Klang ist einfach “wärmer” also ohrenfreundlicher.
Der Lautsprecher ist für die Montage unter der Oberschale vorgesehen.
Später ist die Lautsprecherbuchse für Kopfhörerbetrieb an eine seitliche
Klinkenbuchse an der oberen, rechten Gehäuseschale anzuschließen, welche
dann den LS abschaltet. Die Buchse SV6 ist an die Klinkenbuchse
anzuschließen.
Lautsprechergitter Methode 1:
Stahl-Lochblech vom Schlosser oder Baumarkt auf der mit Folie geschützten
Oberfläche fest (Gripzange, Schraubzwinge) fixieren. Entspr. des
Lautsprecherdurchmessers alle zu bohrende Löcher mit Filzschreiber
schwärzen. Mit unbedingt passenden und neuwertigem Bohrer die Löcher
herstellen. Bohrt man vorerst Diagonal 2 Löcher, können diese mit Schrauben
fixiert werden, dann kann man die Gripzange lösen.
Auf eine plane Unterlage mit untergelegtem Brett achten.
Darauf achten, das der Lautsprecher keine Platinen behindert.
Methode 2:
Rund oder oval ausschneiden und ein industrielles Gitter oben anbringen.
54. 2. ZF-Verstärker
Mit dem Spannungsregler R2 auf der der Grundplatine unten rechts (8-10V
var.) an Pin 5 des MC1350 ohne Signal bei Empfang 4,04V einstellen.
Bei einem Signal von S9+ ergeben sich an Pin5 etwa 4,63V. Das zeigt, dass
die Abregelung funktioniert.
55. 2.Mischer
Normal bestücken, eventuell als Drossel einen Amidon Ringkern verwenden.
56. NF/AGC/ALC
Normal bestücken.
TEST:
Sind alle Platinen gesteckt, so kann die Umschaltung des Carriers zwischen
1. Mischer und 2. Mischer mit der PTT geprüft werden.
Ein HF-Signal an der Antennenbuchse müsste am Lautsprecher zu hören sein.
Dabei vorerst mit einem Rauschgenerator die Trimmer an dem RX-Filter, der
1.ZF-Stufe, dem SSB-Filter und der 2.ZF-Stufe auf maximales Rauschen
41
einstellen. (später unbedingt mit einem NWT verbessern).
Mit einer Variation am Poti des “on Board” Spannungsreglers prüfen, ob und
wann der AGC Regelpunkt am 2. ZF-Verstärker IC Pin 5 einsetzt.
Sodann eine Spannung von 8,38 V einstellen. (Messpunkt PAD 17)
Am Pin 5 des IC MC1350p sollte sich ohne Signal am Antenneneingang eine
Spannung von 4,04 V einstellen.
Man kann auch an SV 38/Pin5 oder SV46 Pin 8 messen, allerdings sind
infolge eines Vorwiderstandens die Spannungen wie folgt:
Ohne Signal, keine Antenne, dummy load= 3,45V
S9= 4,08V
S9+13dB= 4,43V
Das sind die Spannungen der AGC, und werden im Arduino für die
S-Meteranzeige ausgewertet.
Sollte eventuell eine Schwingungsresonanz am SSB-Filter erscheinen, ist hier
ein dünnes Weißblech an Masse anzulöten. (Abschirmung zum
Trägeroszillator.)
57. Bandfilter TX und RX:
Hinweis:
Auf den 3-Kreis Bandfilterplatinen ist ein Ringkern Aufdruck versehentlich auf
Bot gelandet. Der Kern kommt natürlich nach oben.
Die kap. Trimmer sind vom Fabrikat Murata. Achtet darauf, das der Rotor an
Masse liegt. (wg. Beeinflussung durch Metalltrimmschlüssel)
Hochwertige parallel Kondensatoren verwenden! Keine
Scheibenkondensatoren!
Zumindestens sind jetzt zwei Bandfilter für 40 m herzustellen.
Die Ringkerne werden nur bis etwa 180-190 Grad bewickelt. Die Windungen
liegen nebeneinander oder besser auch mit einem Drahtdickenabstand.
Überkreuzungen sind unzulässig.
Als erstes würde ich die 2 Kreis Filter wickeln, denn das geht recht schnell.
Die Koppelwicklung der 2-Kreisbandfilter ist über möglichst 180° zu
verteilen.
Auf der Platine werden die Kerne später mit einem ganz kleinen Tropfen
Heißkleber festgelegt.
Für die Ringkerndimensionierung und den Drahtdicken hilft die Software
Mini-Ringkern-Rechner.
42
Grundsätzlich müssen die Bandfilter in den Modulen gesteckt abgeglichen
werden, da ja die auf der Platine vorhandenen Spannungen und Induktivitäten
Einfluss nehmen.
Der Endabgleich muss an Pin U$5 bei eingeschaltetem LO erfolgen. (englisch:
roll over)
Die sendeseitigen Bandfilter können an der Grundplatine-Bandfilter-Empfang
vorabgeglichen werden.
Der Feinabgleich erfolgt eventuell mit einer selbstgebauten Adapterplatine im
TX-Zweig.
58. Notch-Filter:
Praxis:
Das Notchfilter muss mit hochwertigen Bauteilen bestückt werden, sonst
erhält man nicht die nötige Kerbtiefe. Frequenzbestimmende Kondensatoren
mit MP0 oder mit MP für Temperaturkompensation der Spulen und Trimmer.
Spulen hoher Güte: SV3 als Luftspule mit einem
Durchmesser/Längenverhältnis von 2, Drahtabstand mind. 1
Drahtdurchmesser.
SV1+SV2 mind. Größe T 50-6.
Das Notch-Filter wird auf der Platine ohne die Filter vorabgeglichen. Der
endgültige Abgleich erfolgt am Messpunkt U$5 des 1. Mischers mit
LO-Signal und gesteckten Filtern.
59. Seitenplatine rechts:
Fehler:
SMD-Kondensatoren einlöten, dann die Buchsenleisten. Die Anordnung der
FET`s und Widerstände kann später erfolgen.
Vorerst SJ3 + SJ4 überbrücken. Für “Stromsparbetrieb” die FET`s später
bestücken und Brücken auf SJ1+SJ2 schließen und SJ3+SJ4 öffnen.
60. Modul CW-Key-Mode:
Diese Platine ist einwandfrei. Die Haltezeit des Relais wird am Poti
eingestellt. Die Programmierung, wie auch den Arduino kann auch Thomas
(DL9GTD) übernehmen.
43
61. Spot:
Der Aufbau erfolgt wie bekannt. Zum ersten Test kann die LED direkt an
SV5, Pin 2+3 gesteckt werden.
Das Verbindungskabel von der NF erfolgt von SV8 der Grundplatine an SV8
Grundplatine rechts.
Praxis:
Abgleich: Kein Signal am Eingang! Frequenzzähler an Pin 5 und das Poti R5
verstellen bis 8oo Hz angezeigt werden.
Der Spot reagiert lautstärkeabhängig!
62. NF-CW-Filter:
Es ist ein neues 800Hz Centerfrequenz CW-Filter geroutet worden, und ist
als Eagle Datei vorhanden.
Die Platine ist als Uni aufgebaut, und kann ebenfalls als Tiefpass verwendet
werden, wobei ich davon nicht sehr angetan war.
Das Filter wird mit Festwerten aufgebaut und bedarf keiner Frequenzjustage.
Dieses entsprechend der Software FilterPro Desktop von TI berechnen und
bestücken.
Z.B. Mittenfrequenz 800 Hz, Bandbreite 200 Hz.
63. Mikrofon-Verstärker:
C6 darf keinen höherere Wert erhalten als 4,7uF, da sonst wilde
Schwingungen aufkamen.
Der erste Transistor, also Q 3, bekommt am Kollektor eine Ferritperle.
Der Mic-Verstärker ist zu bestücken. Mit einem Signalgenerator ist die
Verstärkung zu überprüfen.
Überprüfen ob bei Senden der Schalttransistor den Eingang kurzschließt.
Die Verbindung von SV1 der Grundplatine erfolgt mit einem abgeschirmtem
Kabel. Verbindung SV1, Pin3 mit SV11 Pin2 der Frontplatine.
Auf der Frontplatine ist vom Poti U$14 ein abgeschirmtes Kabel zur
Mic-Buchse zu legen (MIC-gain). Die Kabelseele kommt an den rechten Lötpin
der drei Potianschlüsse, das Ende an die Mic-Buchse entsprechend des
verwendeten Mikrofons (Yaesu oder Kenwood).
Die “Anschlussnormen” dieser Hersteller unterscheiden sich erheblich! Dafür
gibt es von mir Anschlussschemen.
Weiterhin liegt eine Platine mit dem Kompressor IC SSM 2167 anbei. Diese
sollte man später aufbauen, wenn die “diskrete” Version funktioniert.
44
64. HF-Treiber und Nachverstärkung:
Die Platine ist wie gewohnt zu bestücken.
Bevor der Endstufen-Transistor eingelötet wird, muss dieser am Bolzen um 4
mm gekürzt werden.
Tip: vorher Mutter aufschrauben, Bolzen kürzen, Gewinde oben wieder
konisch anfasen.
Der Endstufen-Transistor muss bei höherer Leistung gekühlt werden. Hierzu
ist ein Kühlklotz oder U-förmiges Blech herzustellen und mit dem
Gehäuse-Bodenblech zu verbinden. Für kurze Versuche ohne Gehäuse müsste
ein separat untergeschraubter Kühlkörper genügen.
Der Treibertransistor ist noch von einem älterem Typ 2N 3375, ich besitze
davon noch einige, und lege diese soweit vorhanden anbei.
Ich warte auf Bauvorschläge für einen neuen Entwurf.(hi)
65. PA-Platine Rückbord:
Überbrückungsplatine:
Es existiert erstens eine sogenannte Überbrückungsplatine, welche das
HF-Signal durchspeist. Ein 50 Ohm Kabel ist von X2 zu X3 der Rückplatine
mit SMA Steckern zu verbinden.
Vor dem Einbau der PA ist der TRX vorerst mit dem Driver in Betrieb zu
nehmen und die Leistungen sind am Dummy Load zu messen. (0,5-1,6W)
Ist alles in Ordnung und man bekommt einen guten Rapport, geht es zur PA.
PA-Platine 15 W:
Die PA wurde nach dem Entwurf von TF3LJ nachgebaut, sowie mit vielen
Verbesserungen von Tobias DG3LV.
Hinweise für den Kühlblock und der Montage beachten.(PA-wichtige
Info_Kühlblock_Trafo.PDF)
Alle Drahtbrücken von unten anbringen. Die Trafokerne oben etwas
“hochbeinig” montieren.
Die bifilare Drossel oben, bis an den oberen Platienrand montieren.
C12 hat den Wert von 270pF und soll die Leistungen der Bänder ausgleichen.
Das funktioniert ganz gut.
Wer das ausmessen möchte, bringt zwei Drähte an, und ermittelt mittels
45
Luftdrehko den optimalen Wert. Dann ausmessen und durch Festkondensator
ersetzen. Alles natürlich nach Einstellung der Gateströme und nur mit je
200mA.
Bei mir war das unnötig.
Die Basiströme der FET werden mit Pot R9/R10 auf je 300-400mA
eingestellt.
Der Kühlkörper muss unbedingt angebracht sein, ebenfalls die thermische
Verbindung zur Rückwand mit der M4 Mutter. Die Berührungsflächen müssen
absolut plan sein. Die Wärmeleitpaste ist zwischen Kühlkörper und Rückwand
nur sehr dünn aufzutragen.
Unterlässt man vorhergesagtes, werden die FET sofort zerstört!
Ein genaues Amperemeter in die Versorgungsspannung des TRX einfügen.
Potis R9/R10 auf Minimum stellen. Poti links R10 rechts herum, Poti rechts
R9 links herum.
Leistungsaufnahme ermitteln und notieren. Dann mit Pot R10 zusätzlich links
herum auf max 400mA einstellen und weiterhin mit Pot R9 rechts herum
weitere 400mA einstellen.
(Grundstrom + 400mA + 400mA)
Nicht gleich den max Strom einstellen, sondern mit 200mA anfangen und
Wärmeabgabe beobachten!
Am Dummy sollten sich etwa15W messen lassen. Geringere Leistung im
160m Band sind normal.
66. S-Meter Anschlussplatine:
67. Gehäuse und Platinenmontage:
Siehe Konstruktionszeichnungen Sammelmappe Gehäusebau.pdf
Gehäuse Außenmaße:
Breite x Tiefe x Höhe
217 x 250 x 105 mm
Das Gehäuse wird in Schalenbauweise erstellt, (Ober-und Unterschale) und
besteht aus 2mm Aluminiumblech.
Eine Oberflächen-Eloxierung bedarf äußerst sauberer Verarbeitungsqualität,
es dürfen keine Schrammen vorhanden sein!
Es gibt eloxierte und lackierte Aluminiumplatten, welche mit einer
(abziehbaren) Schutzfolie versehen sind. Es bietet sich an: Schalengehäuse
lackiert, Rück und Frontseite eloxiert.
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Folie bis zum Schluss dran lassen.
Die Front-und Rückplatte ist aus eloxiertem 2mm Alu-Material und können
nach den Lösen der oberen Befestigungsschrauben für den Service nach
vorne geschwenkt werden.
Alle Schrauben sind M3 und im sichtbaren Gehäusebereich als Flachkopf
ausgebildet.
Die Rück- und Frontplatten erhalten polierte Rundkopfschrauben. Im
Schwenkbereich, also links und rechts unten, verwende ich Polyamidschrauben um das Gewinde im Service nicht allzusehr zu belasten.
Die Ober- und Unterschale wird 2 mal seitlich mit einem Aluminium Profil 3 x
30 x 211 mm mit M3 Schrauben verbunden. (Baumarkt)
Die Abstände der Profile von der Gehäuse-Vorder und Rückseite sind derart
gewählt, dass diese gleichzeitig als Anschlag für die Vorder-und Rückflächen
dienen. Dabei ist die Rückfläche bündig und die Vorderfront etwa 6mm
zurückliegend.
Wer die Front und Rückseiten nicht abgekantet bekommt, muss Alu-Profile
rechts und links anbringen:
Die Hinter- und Vorderfront erhält seitlich links und rechts Winkelprofile 15 x
8 (15 x 10), D= 1,5-2mm, in der Höhe der Platten, und werden unter den
Abstandsbolzen mit verschraubt und mit drei Schrauben seitlich am Gehäuse
befestigt.
Beim seitlichen Anzeichnen der Schrauben Platinen-Reststücke unten zum
Zentrieren einlegen um einen Abstand zum Schwenken zu erhalten.
Die Durchbrüche und Bohrungen auf der Rück- und Frontseite stellt man
folgendermaßen her:
Auf dickerem Papier (125g) gedrucktes Platinenlayout (brd) auf Maßhaltigkeit
prüfen und auf die Metallfläche fixieren.
Mit einem Körner die gedruckten Mittelpunkte und Ecken anschlagen.
Unbedingt sauber und präzise arbeiten. Die erste Bohrung mit einem kleinen
Zentrumsbohrer vornehmen. (Westfalia)
Später weiter bohren mit immer etwas größer werdenden Bohrdurchmesser.
(siehe Zeichnung Gehäuse)
Der Ausschnitt für die LCD Anzeige erst herstellen, wenn man das Modul
LCD hat. (Pollin ist am preiswertesten, seine Steckerleiste liegt oben, für
dieses Modul können die Abmessungen genommen werden.)
Diese Module gibt es mit Steckern unten und oben. Liegt die Anzeige über
Kopf, einfach das Modul umdrehen.
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Weiterhin ist die Klinkenbuchse für den Kopfhöhrerbetrieb auf der Schale
oben zu bohren und anzuschließen.
Die Key-Buchse und ein kleiner Schiebeschalter für CW befindet sich auf
einem selbst hergestelltem Alublech vorne rechts an der Seitenplatine. Dazu
benötigt die obere Gehäuseschale einen Ausschnitt, Dieser wird mit einem
Proxxon oder Dremel und mit einer Korundscheibe ausgeschnitten.
(siehe Skizze und Photo)
Die Grund-Hinter Front- und Seitenplatinen müssen noch jeweils einen
Massepunkt zum Gehäuse haben. Rechts unter die Schraubbefestigung eine
Lötöse einfügen, die Lasche vorher mit der Platinenmasse (Top) verlöten.
Wer sich das Herstellen des Gehäuses nicht zutraut, sollte sich an eine
Schlosserei oder an einen Feinmechaniker seines Vertrauens wenden.
Bei genügendendem Bedarf, erkläre ich mich bereit, einige Gehäuseschalen
gegen einen Selbstkostenbetrag herstellen zu lassen. (ungebearbeitet)
Und noch eines:
Das Bohren in der Front sowie der Ausschnitt des LCD muss äußerst präzise
erfolgen, da sonst beim Zusammenbau mit der Platine und seinen
Komponenten wie LCD, Taster und Potenziometer vieles klemmt und hakelt.
Optimal wäre es , dieses Blech wie erwähnt, einem Feinmechaniker oder
einer Firma zu geben, welcher die Platte auf einem Kreuztisch-Support bohrt
und fräst.
Wir verwendeten lackbeschichtete Aluteile. Trotzdem ist es gut, diese
Flächen nachträglich mit einer sog. transparenten Lackschutzfolie zu folieren.
Die Folie bekommt man unter Anderem beim Louis Motorradzubehör.
LEERTEIL
48
Kapitel 7: Parameter Einstellungen in Kurzform
Die Software für den Arduino und den ATtiny kann bei Bedarf Thomas
aufspielen. DL9GTD)
Stromversorgungsnetzteil auf 12V einstellen, Strombegrenzung erst minimal
und später höher.
Hat man das nicht, gibt es alternativ den Rauchtest mit viel Sucherei!
Versorgungsspannung Grundbord:
Digitalvoltmeter an PAD17, und am Trimmpoti R2 vorerst eine Spannung von
8,38V einstellen.
Versorgungsspannung Platine Spannungsversorgung Frontplatine 5/10V auf
SV 39 des Grundbordes:
Voltmeter an PAD1: 5V.
Voltmeter an PAD2: 10V am Trimmpoti einstellen.
An allen Ports die anstehenden Spannungen messen:
12V-Dauer
8,38V intern (siehe Kapitel AGC)
12V-Senden
12-Empfang
5V
10V
AGC Control am MC1350p:
An Platine 2. ZF, MC1350, Pin 5 eine Spannung ohne Signal und ohne
Antenne mit Trimmpoti R2 der Grundplatine auf 4,04V nachjustieren.
ARDUINO:
Für die Software-Einstellung der S-Meter Angabe im Panel gilt:
Dieser Wert liegt an der Grundplatine SV46, Pin 8 an und ist die AGC der
NF/AGC/ALC Platine: (die Werte am MC1350 sind hierfür nicht maßgeblich!)
Ohne Signal, keine Antenne, dummy= 3,45V
S9= 4,08V
S9+13dB= 4,43V
Jetzt die Frontplatine zuschalten.
Bandschaltspannungen der Filter am Modul -Bandsteuerung mit IC- bzw. am
Ausgangsstecker auf 10,94V überprüfen, auch die TP-Relais sollten zu hören
sein. Die Mode Spannungen USB-LSB-CW müssen etwa 8,57V aufweisen.
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Mit Rauschgenerator:
Empfangsfilter und ZF-Stufen auf Maximum.
Sendefilter in Platine RX einstecken und ebenfalls auf Maximum trimmen.
Mit NWT:
Es können alle Parameter wie Filter-, ZF- und Quarz Quarzfilterkurven
durchgemessen werden. Dafür sind auf allen Platinen Messanschlüsse
vorhanden.
Mit dem NWT lassen sich ebenfalls die Tiefpassfilter wobbeln, ebenfalls ist
Reflektionsmessung bis in die Filter hinein machbar.
Die maximale Eingangsspannung des Detektionseingangs ist zu beachten.
Immer im Zweifelsfall Dämpfungsglieder vorschalten.
CW-Mode prüfen:
Bei CW-Tastung muss an MC1350p Pin 5, etwa 4,09V liegen.
Ohne : etwa 5,47V = -60dB
LEERTEIL
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Kapitel 8: Erkenntnisse und Einsichten
Probiere ich neue Schaltungen aus, so schwingen bei mir in der Regel
NF-Verstärkerschaltungen im HF Bereich, und die Oszillatorschaltungen
schaffen es meist nur bis in den NF Betrieb.
Na ja, Spass einmal beiseite,- .
Damalige Rundfunkgeräte mit Röhrentechnik und deutscher Herkunft waren
aüßerst solide aufgebaut und die Verdrahtung folgte öfters streng
geometrischen Grundsätzen.
Amerkanische Produkte hingegen zeigten in ihrem Innenleben einen ziemlich
Drahtverhau.
Hinsichtlich technischer Leistungen unterschieden sich die Geräte nicht,
jedoch zeigten sich die Amerikaner als Pragmatiker: Dieser “Drahtverhau”
koppelte nicht oder wenig untereinander, d.h. HF übertrug sich fast nicht auf
benachbarte Leitungen und weitere Forschungen waren deshalb unnötig.
Diese üble Eigenschaft des induktiven oder kapazitiven Koppelns lernte ich
nach allerdings einem halben Jahr nach meiner Erstentwicklung des
Dominos-TRX auf den PCB Platinen wieder erneut kennen.
Meine erste Erkenntnis nach dem Aufbau war, das es fast unmöglich ist, auf
nur zweiseitigen Platinen Überkopplungen zu verhindern. So übertrug sich HF
vom Träger-Oszillator auf benachbarte Leitungen. Ein auf der Platine
verlegtes Koaxkabel behob dieses allerdings sofort.
(DX-Wire, dünnstes)
Weiter traten ebenso Probleme der HF Leitung vom FET-Schalter zum 1.
Mischer und einem Teil auf der RX-Filter-Grundplatine auf.
Natürlich müssen selbstverständlich auf den Platinen befindliche 50 Ohm
Pfade auf den Platinentyp angepasste Leiterbahnenbreite haben, und ebenso
muss unter diesen Leitungen eine nicht unterbrochene Massefläche liegen.
Das erforderte manchmal kleine Drahtbrücken auf der Oberseite.
Bei einer 3-fach PCB würde man einfach die Massefläche in die mittlere Lage
einfügen, was unser Projekt aber ziemlich verteuern würde.
Natürlich muss man auch einmal Glück haben. So erwiesen sich die Front,und Rückplatine auf Anhieb 50 Ohm tüchtig.
Große Sorgen machte mir die Tatsache, das die RX und TX Bandfilterkurven
zwar die korrekte Resonanz aufwiesen, jedoch im unteren Bereich
Resonanzstellen hatten, welche zumeist in den subharmonischen Frequenzen
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lagen.
Ebenso zeigten sich zumeist eine oder zwei Resonanzstellen kurz nach der
höheren Filterfrequenz.
Aufgrund der Diodenumschaltung der Bandfilter darf der Eingangs- und
Ausgangskreis nicht wie sonst üblich geerdet werden, sondern die Erdung
erfolgt über einen Kondensator.
Merkwürdigerweise waren die Kond. frequenzabhängig. In niedrigeren
Bereichen ab 160m waren es 220nF, in höheren 100nF.
Jede Literatur weist auf die Mängel der Schaltdioden und deren
Intermodulationen hin. Das traf in etwa zu, spezielle VHF Schaltdioden
müssen es schon sein und wurden eingesetzt.
Wenn da bloß nicht diese Resonanzstellen wären!
Einer Eingebung und aus Frust zufolge ging ich am letzten Freitag
(10.10.214), also ein gutes Jahr nach meinem ersten Prototyp, nicht zu
meinem Stammtisch im Dorfkrug.
Ich durchsuchte zum tausendsden Mal die Bandfilterschaltungen und stellte
ebenso wiederholt fest, das im Schaltbild die Bandfilter (2 oder 3-Kreis) im
Eingang und Ausgang symmetrisch sind.
Und das Platinenlayout? Nicht konsequent genug!
Da war nur ein “Erdungskondensator” am Ende der 50 Ohm Eingangs- aber
auch Ausgangsinduktivität vorgesehen. So wie es auch im Lehrbuch steht.
Zwischen diesen beiden Wicklungsendpunkten war eine Leiterbahn von etwa
3-4 cm, und diese erwies sich als Stripline, spielte sich also als Induktivität
auf!
Verschlimmert wurde die Tatsache, das der eine Kondensator einseitig an
dieser Leiterbahn angelötet war.
Die Abhilfe ergab sich aus dem symmetrischen Anlöten je eines 100nF SMD
Kondensators, jeweils unmittelbar an das Spulenende des Eingangs und
Ausgangskreises.
Also: Es waren nicht nur die Schaltdioden! Es war einfach schlechtes PCB
Design und die Tatsache, das ich einfach vorbehaltlos eine vorhandene
Schaltung übernommen hatte.
Radio Deutsche Welle mit einem China Programm auf 3965 KHz am 20m
Bandanfang und vor dem Umbau war frustrierend, jetzt ist nichts mehr zu
hören.
Sicherheitshalber fügte ich in den 20m Tiefpass zwei Sperrkreise ein.
(49m+80m Band) Die Gesamtdämpfung liegt in diesem Bereich jetzt bei
52
-52dB.
Eine Prototypserie der 2-Kreis Filter hatte diese Intermodulationen fast
nicht.
Der Grund: Da waren die beiden Spulenendpunkte fast miteinander
verbunden. Da reichte eben ein Kondensator.
Erkenntnis:
Beim Layouten von Platinen ist für ein optimales Verhalten von Bandfiltern,
Tiefpässen usw. noch erhebliches Potenzial!
Allerdings man sollte es nicht übertreiben.
Soviel wie möglich, - sowenig wie nötig!
2.ZF Stufe:
Irgendwie schlägt das Carrier Signal durch (Ausgang, Schwingungen). Zwar
bemerkte ich zuerst keine Nachteile, aber unschön ist das trotzdem.
Mein Verdacht lag nahe, dass die Leiterbahn vom SSB Filter Ausgang Pin 3
zu SV20 (2.ZF) Pin 5 vom Trägersignal etwas aufnimmt. Hier werde ich
ebenfalls ein Koaxialakabel einfügen. Allerdings müsste die Impedanz etwa
300 Ohm betragen.
20.04.14: Ist erfolgt, beseitigt die Einstrahlung fast restlos!
Die Grundplatine müsste demgemäß optimiert werden, da der Ausgang der
Prozedur aber ungewiss ist, bleibe ich bei der Einfügung zweier Koaxial
Kabel. Anpassungs Schwierigkeiten mit 50 Ohm Kabel gibt es Aufgrund der
Kürze der Leitungen nicht.
LEERTEIL
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Kapitel 9: Aussichten :
In dem neuen PCB-Design Version 2.0 sind alle Fehler beseitigt, und die
Leiterbahnen schon ganz gut optimiert.
Natürlich bleibt die Kompatibilität zu dem Entwurf 1.0 erhalten.
Bandfilter:
Ich probierte aus, ob es etwas besseres gibt, als die Scheiben Kerkos, welche
zu Intermodulationen neigen. Deshalb Dünnschicht Keramik -Kondensatoren
einsetzen. Auch Kondensatoren und Trimmer in SMD Technik wären möglich.
Die Ableitkondensatoren der Filter sind ab jetzt ohnehin in SMD, um die
Anschlüsse so kurz wie möglich zu halten.
Auf jeden Fall werden die Bandfilter ab 20m Band und höher, demnächst in
SMD-Technik geroutet. Versuche laufen bereits.
Weiterhin wird versucht werden, für das 17/15m und 12/10m Band parallele
Einzelfilter für schmälere Bandbreiten aufzubauen. (also 2 Filter auf einer
Platine)
Frontplatte:
Der Abstimmknopf ist zu nahe am Display. Im Entwurf 2.0 ist das beseitigt.
Abstimmknöpfe und LED Anzeigen “rutschen” mehr nach links.
Platine 5/10 Volt:
Die Erstversion stand ungünstig, und behinderte die Platine des IC-Controllers
und deren Anschlüsse, die Kühlung war problematisch.
Deshalb gibt es eine neue Seitenplatine.
NF-CW-Filter:
Das NF CW Filter Ver. 1.0 war eine Kombination aus Notch und Bandfilter
und beruhte auf einer Schaltung von DJ8IL.
In dieser Schaltung verbleibt der Eingangs OP-Verstärker im NF Zweig und
führte zu erhöhtem Rauschpegel des NF-Signals.
Das ist nicht hinnehmbar, so gibt es einen neuen Entwurf und Platine auf
Grundlagen einer Software von TI (FilterPro). Der Testbetrieb ist erfreulich.
Da der Spot ausgezeichnet und mit guter Empfindlichkeit funktioniert, werde
ich Überlegungen anstellen, ob hier nicht die Schmalbandigkeit und das
Vorhandensein des 800 Hz Tones am IC als Mithörton ausgenutzt werden
kann.
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Arduino:
Schaltet man das Gerät ein, blitzt die rote LED kurz auf, um danach normal
zu leuchten. Angeblich macht das nichts.
Die Tasten müssen noch besser über die Software entprellt werden.
DL9GTD (Thomas) wird, sofern es seine Zeit erlaubt, den Arduino erweitern
und neue Ideen einbringen. (Bluetooth, neue Displays, Touchgeber usw.)
SDR:
Ich habe nach dem ersten Mischer am vorhandenen Stecker ein Signal
abgezweigt und SDR ausprobiert und es funktioniert!
Könnte man dieses Signal über Bluetooth weiterleiten? Dann würde unser
Tablet zum Panoramaadapter. Jo, Thomas, go on!
Udo Vidic (DK9XU)
04.02.2013 Erstentwurf
14.07.2013 Erstentwurf
28.07.2013 Erstentwurf
25.09.2013 Erstentwurf
16.10.2013 Erstentwurf
24.11.2013 Kapitel eingefügt
08.02.2014 Textkorrektur
10.02.2014 Text verständlicher
27.02.2014 Fehlerbeseitgung der Baubeschreibung
07.03.2014 Fehlerbeseitgung IC-Controller
18.03.2014 Fehlerbeseitigung Grundplatine Seite, NF-CW Filter, Frontplatine
Spot, Seitenplatine.
22.03.2014 Mic Platine, C6 maximal 4,7uF
23.03.2014 PA, Treiber, R1 geändert. 1 Mischer C3 an Anode/Diode
01.04.2014 Grundplatine RX-Filter wg. Übersprechen geändert
06.04.2014 Filterdaten geändert, bzw. an die neuen Platinen angepasst.
21.04.2014 Koaxialkabel zwischen SSB aus und 2.ZF ein.
01.05.2014 Seitenplatine rechts, Korrektur BS250
16.08.2014 Namensänderung
10.10.2014 neuer Text Kapitel 7
25.11.2014 Korrekturlauf/Plausibilitätsprüfung
14.12.2014 Fertigstellung CW-VOX
20.06.2015 Neue Platinensätze erläutert
09.07.2015 neuer Text ver. 2.0., Platinen fehleroptimiert
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Quellen:
Technische Unterlagen Atlas 210x MGF Corporation
Atlas Nachbau, Hans Hilperling, CQ-DL 4/77
Literatur HF-Module in 50-Ohm Technik. Eric T. Red/Reinhard Birchel
Literatur Mini Circuits, Mischermodule
Literatur Amidon
Unzählig viele amerikanische und deutsche Literaturbeiträge, die ich garnicht
alle aufzählen kann. (siehe auch u.A. den Beitrag “the Nobel Price for
Superhet”)
Software:
RFSim 99
FilterPro Desktop (Texas)
Mini Ringkernrechner
Ansoft Designer
Bezugsquellen:
Conrad
Pollin
Reichelt
Funkamateur-Online Shop (SSB-Filter)
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