A vevő "deszkamodell" képe - minimálisan eltér a véglegestől
A MRASZ ez évben
megtartott nyári táborában konstruktőri
feladatokkal színesítettem a programot.
Sok forrasztással és szereléssel
járó feladatot kerestem, mellyel
rádióamatőr
jellegű, később értelmesen használható
eszközhöz jutnak a táborozók.Kézenfekvő megoldást jelentett egy RH-vevő
építése, melyen keresztül a fiatalok
tapasztalatokat szerezhetnek
forrasztásban, alkatrészek rajzjeleiben és
mérésében, valamint a rádió
hangolásában.
Sokáig „gyári” SSB
QRP KIT-ek építésében gondolkodtam, de ezek
ára (legkevesebb 40 000Ft) elrettentett
a tucatnyi példány beszerzésétől.
A kapcsolások utáni
keresgélésben ráakadtam a http://ok1ike.c-a-v.com/soubory/bastl_adresar.htm
címre, ahol találtam egy megfelelően
kidolgozottnak tűnő, direkt keverésű LSB-vevő rajzát, VFO
nélkül.
A vevő kapcsolását
némileg egyszerűsítve, két helyen javítva,
NYÁK-ot terveztem hozzá, majd építettem egy
nagy szintű
VFO kapcsolást, mely kiszolgálja a vevő 5Vpp
nagyságú lokáljel igényét.
A VFO hangoló
elemének varicap-dódát választottam,
mellyel ugyan nem túl stabil, de jól finom
hangolható, mechanikailag kivitelezhető, és
legfőképp beszerezhető elemekből
felépített áramkörhöz jutottam. A
hangoló feszültség pedig kiváló
alkalmat ad a
frekvenciaskála műszeres kijelzésére
–bár a skála közel logaritmikus lesz.
A tervezés közben
kiemelt figyelmet fordítottam a szinte mindenhol beszerezhető
és olcsó
alkatrészek használatára.A
készülék két
legértékesebb alkatrésze: az 5 KOhm
értékű HELIPOT, és a hangolást jelző műszer
a HAM-bazárból került beszerzésre. Mivel a
kapcsolás kezdők részére készült, a
tekercs impedanciák kiválasztásánál
szabványsor értékekeit alkalmaztam, így
akinek
nincs impedancia mérő műszere, annak nem kell házilag
tekercselni, mivel a kész
gyári tekercsek beszerezhetőek az alkatrészboltokban.
(pl: hqvideo.hu)
A vevő működése:
A becsatolt
antennajelet egy sávszűrőn át juttatjuk a
kéttranzisztoros bemeneti erősítőre.
Az erősítő kimenete kétfelé osztva,
egymással 90°-os fázist bezárva érkezik
a
CMOS kapcsoló IC egy-egy áramkörére (keverő),
mely után ismét erősítés
következik és a két kimenő hangfrekvenciás
jel párhuzamosan haladva további
fázisbeállításon megy keresztül. A
két jel közösítésekor az USB komponensek
nagyrészt kioltódnak, innen már csak szűrni
és erősíteni kell a hangszóró
jelet. A beépített szűrő használata
kapcsolható: beiktatásával kb 2.5 KHz-re
csökken a vett sávszélesség.
A kapcsolásban a direkt
keveréshez nem szokott konstruktőröknek megdöbbentő,
hogy kimaradhatott a
szakértelmet kívánó gyűrűs keverő, a
beszerezhetetlen kvarc-szűrők, és a
méregdrága keverő IC is.
Az oszcillátor
működése:
Az oszcillátor
alapját a Cloppits-kapcsolás nyújtja. A
rezgéskeltést adó tranzisztor az
oszcillátor alkatrészekkel közös
árnyékolt dobozba került. Az ezt követő
elválasztó erősítő FET-je és a
végerősítő tranzisztora után szűrő gondoskodik a
felharmónikusok kizárásáról.
A
Cloppits oszcillátor kimenő jele szűrés
nélkül: -13dB a különbség a vivő és
a legmagasabb felharmónikus szintje között.
Az oszcillátor
kimenetére épített szűrő sávon
kívüli csillapításával levágja
a
felharmónikusokat: -53dB a jel tisztasága a legrosszabb
ponton.
Fontos
paraméter egy szűrőnél az átviteli sáv
egyenessége. Az
alábbi mérést a spektrumanalizátor
speciális "max hold" üzemmódjában a
VFO végighangolásával készült: A
szűrő sávon belüli
pontossága jobb mint 0.5dB!
A
Cloppits-oszcillátor kimenőjelének tisztasága: a
műszer
kijelezhető legnagyobb dinamika tartománya kevesebb, mint a
mért
érték...
A maximális kimenő
teljesítmény és a frekvencia stabilitás
elősegítése miatt az elválasztó és a
végerősítő +12V rendszertápot kap, az
oszcillátor és a hangoló feszültség
részére pedig 8,2V-os Zener-diódával
stabilizált, szűrt DC tápegység került az
áramkörbe.
BEÁLLÍTÁSOK
ÉS A BEHANGOLÁS MENETE
Először ellenőrizzük
a panelek rendszertápjait.
A 12V, 5V, és a 2.5V
meglétét a vevőpanelen, illetve a 12V és a 8,2V
meglétét a VFO áramkörén.
A kivezérlés nélkül
vevő fogyasztása 90mA, az oszcillátoré kb 40mA,
melyet a műszervilágítás árama
további 50mA-el növel. A kész berendezés
170-190mA-t vesz fel a tápegységről.
A VFO
behangolásával
kezdjünk, az oszcilláció meglétét
oszcilloszkóppal ellenőrizhetjük.
A kimeneten 4…6Vpp
nagyságú szinusz jelet kell látnunk.A
jel megléte esetén állítsuk minimum
állásba a P1 trimmert, maximumra a P2
trimmert, a P4-es műszer trimmert pedig
középállásba. Az
alsó frekvencia beállításához
tekerjük
minimum állásba a helipotot, és addig
növeljük a P1 értékét, míg el nem
érjük a
megkívánt alsó frekvenciát (3500 KHz)
A felső
frekvenciahatár beállításához
tekerjük végkitérésbe a helipotot, majd
állítsuk
be a P2 csökkentésével a felső
sávhatárt (3800 KHz)
A frekvencia
beállításához frekvenciamérőt, vagy
akár RH-vevőt is használhatunk
A beállítás után
a P4
trimmer potenciométerrel állítsuk a műszert
végkitérésbe, majd az egész
folyamatot 2-3 alkalommal ismételjük meg, mivel az
ellenállás változások
minimálisan elhúzzák a
beállításokat.
Most a vevő
behangolásával folytassuk a munkát!
Most csak a vevő
kapjon tápfeszültséget, mert az
oszcillátorjel kisugárzása miatt a
mérések
hibásak lennének. Kapcsoljunk RF generátort az
antennacsatlakozóra, vagy
kössünk rá 30-40 dB csillapítón
keresztül RH-adót visszavett kimenőszint
mellett CW üzemmódban. A beállított
frekvencia legyen 3600KHz, a jel nagysága
kb -30….-40dBm.
A T2 tranzisztor
emitterére csatlakoztassunk oszcilloszkóp
mérőkábelt, és állítsunk be
maximális
amplitúdót a C3 és C5
segítségével. Figyelem! Csak szigetelt
hangoló pálca
használható!
A bemeneti szűrő
átviteli egyenetlensége helyes hangolásnál
jobb mint +-0.5dB, sávon kívüli
elnyomása 40…50dB
Ezek után forgassuk
középállásba a P1-es trimmer
potenciométert, és kapcsoljunk egy-egy
oszcilloszkóp
mérőfejet Az IC1 2. és 10. lábára! (Az IC-t
ekkor vegyük ki a foglalatból, és a
lábak helyére dugott alkatrészlábra
csíptessük a mérőfejeket)
Állítsuk
be a két
csatornát közel azonos amplitúdóra,
90°-os fázishelyzettel a C11 és C12 trimmer
kondenzátorok segítségével. (kis
segítség a kezdők részére: A teljes szinusz
hullám hosszát kockában megmérve
kapott számot osszuk el 4-el! Ennyi legyen a
távolság a két látható jel
között.)
USB
oldalsáv
LSB
oldalsáv
A
használat előtt még
egy teszt elvégzése tanácsos: A vevőt hajtsuk meg
tiszta vivővel, hangoljunk a
vevőt vivő „alá” majd mérjük a szinusz
jelek nagyságát és 180°
fáziskülönbségét
az R33 és R34 ellenálláson két
csatornás oszcilloszkóppal. Amennyiben a két jel
mérete jelentősen eltérne, ismét hangoljuk a C11
és C12 trimmert, vagy finoman
növeljük a gyengébb csatorna
erősítését a jel útjában lévő
műveleti erősítő
visszacsatoló ellenállásának
növelésével (pl: 10k > 15k)
AZ LSB
komponensek azonos fázisban fognak érkezni : Az R33 és R34
ellenállás közös pontján lévő jel
ebből a két nagyjából azonos fázisban
lévő szinuszjelből tevődi össze
A beállítás ezzel be
is fejeződött. A VFO-t és a vevőt ezek után
kössük össze jó
minőségű árnyékolt
koax kábellel, helyezzük táp alá a
VFO-t is és tegyünk a bemenetre antennát.
Tapasztalatok
a rádió
működésével kapcsolatban:
Ez nem egy profi
rádióvevő. Nem tartalmaz
erősítésszabályozást, így jó
vételre csupán az esti
órákban lehet felkészülni.
Méréseim szerint a bemenetre
adott -115dBm-es szint feletti a rádió
érzékenysége, teljes kivezérlés
mellett.
Az első antennás
használatkor tanácsos „fülre” finom
hangolni a vevő bemenetén lévő szűrőket,
mivel az antenna impedanciája a bemeneti szűrőt kissé
elhangolhatja.
A két panel mérete
azonos, ezért egymás felé szerelhetők, 4db
2,5mm-es 3-4cm hosszú csavar
segítségével. A VFO
kimenete ekkor
függőlegesen haladhat át a panelek között.
Már a tesztelések
alatt is fontos a jó földelés a két panel
között: a panelek föld fóliáját
akár
több helyen is kössük össze, rövid
vezetékekkel.
A készüléket
ajánlott
bedobozolni, esetleg árnyékolással a panelek
között. Még jobb megoldás a külön
doboz a két egységnek: Ekkor árnyékolt
vezetékkel kössük be az oszcillátor
jelet.
Amennyiben a VFO jele
közvetlenül rászór a vevő panelére,
akkor a vevő a sávban ismétlődő zavarokat
fog generálni!
A rádió 12V-os,
legalább 500mA árammal terhelhető. stabil
tápegységről használható.
Mindezek mellett az
ár/érték aránya kiváló, a
hangja szép: kezdők számára első
készüléknek, SWL
munkára, vagy akár tapasztalatok szerzésére
a direkt keverésű rádiókkal
kapcsolatban ajánlom a megépítését.
A vevő
beszabályozásának lépéseiről, a
működéséről és méréseiről
részletes
videók találhatóak a Ganz
Rádióklub facebook oldalán!
Továbbépíthetőség:
További műveleti
erősítők beiktatásával akár 250Hz-es
átviteli sáv is kialakítható a
távíró
szerelmeseinek. (lásd eredeti rajz az interneten)
A vevő kimenetét
csatlakoztathatjuk a PC hangkártya bemenetre, így sok
rádióamatőr üzemmód
elérhetővé válik.
A Varicapos hangolást
kihasználva, „panorámavevő”
készíthető az áramkörből: Ha swepelt
feszültséggel
hajtjuk meg a varicap bemenetét és egy
oszcilloszkóp „X”
eltérítését, a vevő
kimenetére pedig diódás
egyenirányítót építünk, annak
kimenete meghajthatja az
„Y” csatornát.
Az oszcillátor kis
módosításával (kisebb
kapacitású varicap, és párhuzamos fix
kondenzátor
beépítése) ugyan csökkenne az
áthangolható sávrész, de nőne a
stabilitás.Szintén a
stabilitást javítaná az oszcillátor
temperálása: amennyiben állandó (pl
40°C) hőmérsékletre fűtenénk az
árnyékoló
dobozt, úgy a hőmérséklet
stabilizálódása után a frekvencia
érzéketlenné válna
a külső hőmérsékletváltozásokra.
A vételi frekvencia
elhangolódása, hideg bekapcsolás után:
Az után építéshez sok
sikert kívánok! A vevő és a VFO NYÁK
lapja előzetes egyeztetés után elérhető a
HAM-bazárban
