Powstaje nowy trx tylko na CW 5-cio pasmowy oparty o mieszacz na SL6440 i syntezę SI5351 z wyświetlaczem OLED.
Układ TRX jest koncepcją zbudowania urządzenia od podstaw wyłącznie do mojego użytku, a nie zestawem nadajnika-odbiornika, który inni mogą odtworzyć. Wynika to z chęci wykorzystania nietypowych (starych – w większości już nie dostępnych) podzespołów elektronicznych.
Kilka słów jak doszło do powstania tej konstrukcji.
Po uruchomieniu Plesseya „klasyka” SSB, cały czas myślałem o konstrukcji CW (tylko CW). Niestety kilka podejść z SL611/612 (w tym wykorzystanie płytki ssb Plesseya do odbiornika CW) nie spełniło moich oczekiwań – tamte projektu zostały zaniechane. W między czasie uruchomiłem moduł odbiornika na filtrze elektromechanicznym CW na 500 kHz. Niska pośrednia była w miarę ok dla 80m i 40m, ale wyżej już nie bardzo. W tej konstrukcji testowego odbiornika z filtrem elektromechanicznym zastosowałem stare układy UL1042 (S042) jako mieszacz i demodulator. Wyjście UL1042 idealnie dopasowuje się do filtru elektromechanicznego. Trzeba powiedzieć że spisują się one świetnie, UL1042 jako demodulator (sygnały podawane symetrycznie) pracuje bez szumu. Powstała zatem koncepcja rx z pośrednią 9 Mhz (filtr kwarcowy) z wykorzystaniem UL1042 jako demodulator.
A teraz od początku jak było z tym nowym trx QRP CW.
Założeniem nowego trx CW było, że będzie QRP na minimum 3 pasma (80-40-20m), dostosowany do pracy w terenie i zawodów QRP, w obudowie kompaktowej.
Budowa tej wersji trx zaczęła się i trwa nadal (marzec 2023) bez schematu całości (nie robię go na podstawie jakiegoś konkretnego schematu)… wykorzystuję tylko karty katalogowe poszczególnych układów scalonych oraz swoje wcześniejsze doświadczenia z innych konstrukcji. Schemat powstanie na koniec jak będzie wszystko działało…
Na początek była obudowa – widoczna na zdjęciu. I to było pierwsze ograniczenie – wymiar 13x12x6 cm… całkiem mała. Kolejny element to VFO – synteza, z Tomkiem SP9OUR od dłuższego czasu szukaliśmy coś małego (sterownik Arduino NANO) – coś uniwersalnego. W internecie znalazłem opis syntezy VK3HN na SI5351 i wyświetlacz OLED. To już było coś, ale jak zawsze bywa, program nie ruszył od pierwszego włączenia (nie kompilował się). Po kilku mailach do Paula VK3HN udało się uruchomić program na NANO oraz nawet wprowadzić własne modyfikacje. Sterownik syntezy ma opcję nadawania CW, to znaczy klucz telegraficzny, steruje logiką przełączania RX/TX, ton podsłuchu, na wyświetlaczu pokazuje S-metr i moc nadawania…. więc całkiem fajnie jak na początek…
Cały czas jestem w kontakcie z Paulem (rok 2023) w temacie modyfikacji programu. Kolejny krok to było wykonanie PCB integrującej NANO z modułem SI5351 i OLED. Płytka wraz z przyciskami i potencjometrami (siły głosu i szybkości nadawania) jest dokręcona do przedniej ścianki obudowy. Pierwszy moduł został uruchomiony i zamontowany w obudowie… synteza z wyświetlaczem i SI5351 w wersji 5 pasm (80-10m) w obudowie…. nie było koncepcji co dalej. I tak powstaje ten trx, to znaczy nie mam gotowego schematu, każdy blok powstaje niezależnie i nie wiem nawet w tym momencie jak będzie wyglądała całość…..
Jak powstawał moduł odbiornika… dosyć ciekawie… wpierw był wybór pomiędzy AD831 i SL6440. Chodziło o uproszczenie podawania VFO – czyli poziom synalów z SI5351 wprost na mieszacz bez dodatkowych wzmocnień, co było by potrzebne w przypadku mieszacza diodowego. Wybrałem SL6440 (moje sprawdzone wcześniej rozwiązanie) – IP3 +30dB, czyli odbiornik powinien pracować bez problemów z intermodulacją. Demodulator jak już wspomniałem – przetestowany wcześniej na UL1042. Wzmacniacz słuchawkowy (głośnikowy) to UL1498 (zamiennie UL1497). Dlaczego ten stary układ? Po pierwsze bo je mam, tak jak UL1042. Po drugie tak wynikało z wcześniejszych testów odbiornika z filtrem elektromechanicznym. Poziom sygnałów po demodulacji na UL1042 jest taki, że inne układy jak TBA810 (TBA820) mają za małe wzmocnienie i trzeba by zrobić dodatkowy przedwzmacniacz. Dodanie przedwzmacniacza nawet na jednym tranzystorze dawało jednak zbyt duże wzmocnienie. UL1498 ma większe wzmocnienie od TBA810 i jest wystarczające bez przedwzmacniacza. To wyszło w praktyce na testach. Idealnie się dopasował UL1497 do UL1042. Wzmacniacz pośredniej częstotliwości. Jako że posiadam jeszcze MC1350, to zrobiłem na tym układzie wzmacniacz pośredniej, zwłaszcza że ma bardzo dobrą regulację ARW 60 dB, co zapewnia wysoką dynamikę odbiornika. Jego wzmocnienie 50 dB jest wystarczające do rx na KF. Stosowałem go już w odbiorniku F6BQU. Jedyna wada to nieco szumi, no trudno. Słychać szum wyraźnie na słuchawka, na głośniku jest do przyjęcia. W związku z tym ze jest to trx cw, to można jeszcze pomyśleć o filtrze szumu w torze m.cz. Kolejny projekt trx cw mam „w głowie” z p.cz. na mosfetach, może w jeszcze RX bez szumu powstanie…
Tak więc cała konfiguracja odbiornika to: SL6440 – mieszacz, filtr CW XF-9M 500 Hz, MC1350 – pośrednia z ARW opartym o układ tranzystorowy, UL1042 – demodulator i UL1498 – m.cz. Na płytce RX cztery układy scalone odbiornika.
Na razie tyle jest wykonane, widoczne wyżej na zdjęciu filtry pasmowe, to tylko 3 pasma 80-40-20m, nie do tej konstrukcji. Filtry pasmowe dopiero w planie.
Przy uruchamianiu na tym etapie dużo konsultowałem się z Henrykiem SP2JQR, za co mu tu dziękuję, zwłaszcza w temacie obwodu ARW, bo było kilka koncepcji, powstała dosyć nietypowa, ale o ARW napiszę, jak będzie gotowy schemat, być może jeszcze coś ulegnie zmianie.
To tyle na tym etapie,…. kolejny moduł do wykonania to płytka sterowania pasmami z PCF8574, który steruje NANO. Potem kolejno, to co proste LPF, BPF i na koniec płytka nadajnika – tu jeszcze nie mam koncepcji – do robienia jest kilka testów. W związku z tym, że synteza generuje sygnał direct CW wprost na częstotliwości nadawania, to do nadajnika potrzebny jest tylko moduł wzmacniacza sygnału (bez mieszacza nadajnika) co bardzo upraszcza konstrukcję.
I tak na koniec… to nie jest moja docelowa konstrukcja trx telegraficznego, raczej test jakie są wady syntez z SI5351 (a wady pomału wychodzą). Ta docelowa konstrukcja dopiero będzie…. więc jak ktoś chciałby też zrobić, to trzeba czekać… hi
Płytka główna jeszcze jest w trakcie testów i modyfikacji układu pod względem parametrów szumowych p.cz. – opis końcowy będzie później.
Aktualnie przetestowałem zaprojektowaną płytkę filtrów pasmowych BPF. Wbrew złej opinii o parametrach BPF wykonywanych na elementach smd (w stosunku do np. do obwodów wykonywanych na rdzeniach Amidona) postanowiłem maksymalnie uprościć i zminiaturyzować BPF wykonując go na indukcyjnościach smd (nie na dławikach osiowych).
Na pewno głównym czynnikiem decydującym o powodzeniu będzie jakość użytych elementów. Ja użyłem indukcyjności smd zdemontowane z profesjonalnej płytki, wartości indukcyjności użyłem jakie miałem w związku z tym dostępne. Uprościłem układ BPF do jednego przekaźnika na pasmo, w związku z minimalizacją płytki PCB.
Oto rezultaty (pomiar tłumienia i rezystancji wej-wyj obwodu wykonywany NANO VNA H4 metodą S21):
pasmo 80m indukcyjność 10uH – tłumienie w paśmie 2,1dB, rezystancja 51 ohm (jest bardzo dobrze)
pasmo 40m indukcyjność 6,8uH – tłumienie w paśmie 2dB, rezystancja 52 ohm (jest bardzo dobrze)
pasmo 20m indukcyjność 3,3 uH – tłumienie w paśmie 2dB, rezystancja 37 ohm (jest dobrze)
pasmo 15m indukcyjność 1 uH – tłumienie w paśmie 2,3dB, rezystancja 29 ohm (jest dobrze ale rezystancja trochę za mała)
pasmo 10m indukcyjność 1 uH – tłumienie w paśmie 3,57dB, rezystancja 19 ohm (tu jest źle, trzeba dobrać ponownie kondensatory w dzielniku)
Mała rezystancja obwodu wskazuje na to że „dolny” kondensator w dzielniku (ten od strony masy) ma za dużą wartość – to należało by zmienić i jeszcze raz dobrać kondensatory dzielnika.
Kondensatory w dzielniku zostały dobrane z kalkulatora rezonansu wg. zasady że dolny kondensator dzielnika to jest wartość 3x górny kondensator. Natomiast kondensator sprzęgający został dobrany na minimalne tłumienie w paśmie, ale nie tak duży by zrobić dołek ch-ki. Tu uwaga na temat kondensatora sprzęgającego: zbyt mała wartość to ostry wierzchołek i duże tłumienie, prawidłowa wartość pojawia się płaski odcinek wierzchołka i minimalne tłumienie, zbyt duża wartość pojawia się dołek na ch-ce z dwoma wierzchołkami (można więc posługując się analizatorem VNA idealnie dobrać wartość kondensatora sprzęgającego. Ja robiłem tą metodą – widać na zdjęciach odcinki płaskie ch-ki.
Wykonana poprawka dla 28Mhz – wartości kondensatorów jakie były przy powyższym pomiarze w dzielniku: 30pF+150pF (stosunek wartości 1:5 wypadkowa pojemność 25 pF), zamieniłem je na 33pF+100pF (stosunek wartości 1:3, wypadkowa pojemność 25 pF, natomiast pojemność sprzęgająca 4pF).
Po wykonanej poprawce:
pasmo 10m indukcyjność 1 uH – tłumienie w paśmie 2,4dB, rezystancja 50 ohm ! (teraz jest bardzo dobrze, mniejszego tłumienia raczej się na indukcyjności smd nie osiągnie)
Powyższy pomiar potwierdza, że w takim układzie powinien być stosunek wartości kondensatorów (około) 1:3.
Załączam schemat BPF (jeden mini przekaźnik na pasmo) , zdjęcie płytki od góry z mini przekaźnikami oraz pomiary pasm 80m i 40m.
Na uwagę zasługuje przebieg charakterystyki tłumienia poza pasmowego z charakterystycznym dołkiem, a potem maleje tłumienie. Jest to związane najprawdopodobniej z konstrukcją płytki – jeden przekaźnik i pojemności sprzęgające w związku z tym.
Widoczne na zdjęciu PCB dolne 5 przekaźników, to przekaźniki od BPF, natomiast przekaźniki w górnej części płytki obsługują przełączanie RX/TX (przy nadawaniu będą filtrowały sygnalny z SI5351 przed podaniem na wzmacniacz mocy TX) pozostałe dwa przekaźniki to AMP i ATT odbiornika).
Przykładowy pomiary BPF na 80m
Tym razem o LPF czyli filtrach dolnoprzepustowych nadajnika. Jako że mam kilka płytek z projektu Omega, to je wykorzystuje do różnych moich projektów. W aktualnej konstrukcji TRX CW wykorzystam zatem płytkę LPF. Po uzupełnieniu brakujących elementów zrobiłem pomiary i wyszły bardzo dobrze, tłumienie w paśmie przepuszczania na poziomach nie większych niż 0,2 dB. W związku z tym filtry LPF nie będą wyłączane podczas odbioru – nałożą się ch-ki BPF i LPF.
Przykładowy pomiar tłumienia LPF na 80m
Montaż trx postępuje, ostatni blok sterowania pasmami został uruchomiony, pozostał do skończenia montaż w środku obudowy:
Projektowany zestaw: trx CW QRP+ATU+zasilacz
Montaż trwa… jeszcze do wykonania są połączenia miedzy modułami.
Montaż ukończony, zrobione pierwsze testowe łączności w Zawodach QRP Twardzickiego maj 2023 i próby w pasmie 28Mhz LU1JIC 1 maja 2023 (z raportem 559 – moc 9W)
Testy porównawcze do FTdx10 i odsłuchu na 21Mhz:
