"MY TRX"
All band CW transceiver 5 watt QRP
plus general coverage ontvangst.
(2001)
CLICK HERE FOR THE ENGLISH VERSION
Klaar voor het grote QRP werk!
Geen single band QRP transceiver?
Het ontwerp
Het hart van de transceiver is het VFO met een bereik van 28 tot 60 MHz. Deze wordt met een speciale frequentie stabilisator geregeld en wordt gevolgd door een frequentie deler (/2; /4; /8; /16) om de werkfrequentie op te wekken. Dit VFO signaal wordt versterkt tot 5 Watt en wordt ook gebruikt om de Directe Conversie ontvanger aan te sturen. En dan is er nog een frequentie teller. Hiervoor is iedere teller bruikbaar. Ik bedacht er een met maar één 7 segments LED display.
Blokschema
big diagram
Twee extra drukschakelaartjes voor de afstemming
Er zijn twee extra drukschakelaartjes toegevoegd waarmee zonder gebruik te maken van de grof afstemming naar het meest dicht bijzijnde volgende kleine afstembereik kan worden gesprongen. Hierdoor kunnen binnen een amateur band eenvoudig kleine frequentie sprongen worden gemaakt zonder gebruik te maken van de grofafstemming. Dit verhoogt het gebruikscomfort t.a.v. de PA0KSB schakeling aanzienlijk.
Voor grote frequentie variaties wordt de normaal/tune afstem schakelaar in de stand tune gezet en kan de VCO met behulp van de 10 slags potentiometer globaal op de gewenste frequentie worden afgestemd.
De 10 slags potentiometer wordt voor zowel de grof als normale fijn afstemming gebruikt. Klaas had hiervoor twee aparte potentiometers.
Ik gebruikte twee vrij dure terugverende tuimelschakelaartjes maar de drukschakelaartjes in mijn kortegolfontvanger bevallen beter en zijn ook nog veel goedkoper.
Het frequentie lock principe nader bekeken
De VCO frequentie wordt gedeeld door 4096. Aan de uitgang van de deler geeft dit een blokgolf met frequentie bereik van 6835 Hz tot 14648 Hz. De naaldpulsen die van deze blokgolf worden afgeleid, sturen de sample & hold schakeling aan. De uitgang van de sample & hold schakeling regelt de VCO bij via de regellus en dat is alles.
De volgende gedetailleerde uitleg is voor de echt enthousiaste lezer:
Een frequentie lock zal plaatsvinden indien:
N x (6835 to 14648Hz) = VXO frequentie(3671 tot 3703kHz)
Dit betekent dat voor iedere gehele waarde voor N tussen 250 en 541 er een frequentie lock is.
Indien gelocked, dan is de frequentie variatie van de VCO:
4096/N x (3671 tot 3703kHz) waarbij N tussen 250 en 541 ligt.
Op lagere VCO frequenties is er dus minder variatie dan op hogere frequenties. De variatie op de uiteindelijke werkfrequentie is natuurlijk kleiner dan die van de VCO vanwege de frequentie deler na de VCO.
Grote wijzigingen van de afstemfrequentie
S5 wordt in de stand "tune" gezet en de VCO wordt d.m.v. de 10 slags potentiometer (nu gebruikt als grofafstemming) ongeveer op de gewenste frequentie afgestemd. Vervolgens wordt S5 in de stand "normal" gezet en de VCO zal op de dichtstbijzijnde gehele waarde van N (tussen 250 en 541) locken. Fijnafstemming van een gebied van 20 - 250 kHz (frequentie afhankelijk) is mogelijk daar de 10 slags potentiometer nu de VXO frequentie regelt.
Kleine sprongetjes van de afstemfrequentie
Om naar een eerstvolgend fijnafstem gebiedje binnen bijvoorbeeld een amateurband te springen zijn de eerder genoemde "up" drukknop (S6) en "down" drukknop (S7).
Bij het drukken van een van deze knoppen zal de VXO frequentie ineens veranderen. Echter, door het trage lus filter kan de VCO deze snelle verandering niet volgen en zal locken op de dichtstbijzijnde nieuwe waarde van N (tussen 255 en 541). Nadat de drukschakelaar wordt losgelaten zal de VXO langzaam (vanwege Rvxo en Cvxo) weer terugkeren naar de oorspronkelijke frequentie en de regellus kan deze trage verandering wel volgen, met de nieuwe N factor. Belangrijk is dat de frequentie sprong van de VXO groot genoeg is. Dat is alleen het geval indien de afstem potentiometer beneden zijn middenpositie staat indien de "down" schakelaar S7 wordt gedrukt of boven zijn middenpositie bij gebruik van de "up" schakelaar S6.
Tevens moet het VXO afstembereik groter zijn dan de VCO frequentie gedeeld door 4096, dus meer dan 14648 Hz.
Schema van de VFO, gemodificeerd in oktober 2002 voor een betere reproduceerbaarheid.
big diagram
De RIT
Die is niet lineair. Onverkoopbaar voor een commerciële transceiver maar voor een schakeling in de QRP Nieuwsbrief mag dat. Stem zero beat af met de RIT in de midden positie (of S2 uit) op het te ontvangen signaal. Draai vervolgens de RIT potentiometer naar links of rechts voor de gewenste audio frequentie van het CW signaal. Voor de hogere banden is de frequentie verandering door de RIT potentiometer groter. Om toch een redelijke RIT regeling te verkrijgen zonder dat er iets moet worden omgeschakeld moest wel even wat denkwerk worden verricht. De oplossing is om de weerstanden rondom de RIT potentiometer zodanig te kiezen dat de frequentie variatie rondom de middenstand relatief kleiner is. Voor de hoge banden is veel minder RIT variatie nodig en die zit nu juist net rondom die middenstand.
De RIT schakelaar S2 wordt handmatig geschakeld, tegelijk met de zend/ontvangst schakelaar S3.
Sample & Hold schakeling
Zoals te zien is zijn er twee sample & hold schakelingen achter elkaar geschakeld. Misschien gaat het ook goed met maar een sample & hold maar voor een reproduceerbare en stabiele werking van deze schakeling is het beter om twee toe te passen. Daar de benodigde op-amp en Cmos schakelaar toch nog ongebruikt aanwezig zijn, gaan we voor zekerheid en nemen er twee. Beide krijgen een naaldpuls, de eerste een hele korte, de tweede een iets langere. Tijdens deze naaldpuls wordt de schakelaar even aangezet en laadt de daaropvolgende condensator zich op tot de aangeboden ingangsspanning van de VXO. Deze is afhankelijk van de fase van het sinusvormige signaal op dat moment. De eerste kan heel snel samplen daar deze een kleine condensator heeft die zeer snel wordt opgeladen. Helaas ontlaadt deze ook weer vrij snel door kleine lekstroompjes. De tweede heeft een grotere condensator en laadt minder snel op vanuit de buffertrap die volgt na de eerste sampler (krijgt dan ook een langere naaldpuls). Dit is geen probleem daar de kleine condensator van de eerste sampler zich opgeladen heeft en nou ook weer niet zo snel zal ontladen door lekstromen. De grotere condensator van de tweede sampler ontlaadt zich nauwelijks tussen twee sample pulsen. Zo wordt ongewenste rimpel op de regelspanning voorkomen.
De regellus
Dit is een heel belangrijk deel van de schakeling, een juiste instelling en afregeling zal best weleens voor wat problemen (uitdagingen) kunnen zorgen.
Er zijn twee potentiometers die de stabiliteit van de regellus bepalen. De 100 ohm potentiometer in serie met de 100 uF condensator wordt afgesteld op de laagste VCO frequentie (VCO op 28 MHz). Dit kan heel goed op het gehoor door naar een draaggolf te luisteren, deze potentiometer eerst af te stellen op een stabiele lock en vervolgens op de meest zuivere toon. Wanneer je je oren bekijkt zou je het niet verwachten maar het gehoor blijkt net zo goed te zijn als hele geavanceerde dure meetapparatuur!
Zet de 10k potentiometer in het midden van de twee posities waarop de schakeling nog net locked.
Indien het niet mogelijk is om de VCO te locken, verhoog dan de 100 uF condensator en/of de 22k weerstand van het lusfilter.
Mochten de up/down drukschakelaars niet goed werken, verhoog dan Rvxo. Alle draden van de regellus schakeling naar de schakelaars en afstempotentiometers zijn afgeschermd.
Soms is er geen helemaal stabiele lock na een grote frequentie verandering met de grof afstemming, er is dan ruis hoorbaar bij ontvangst. Even op de up of down schakelaar drukken en de lock is stabiel. Eventueel de 10k potentiometer een beetje verdraaien of nog wat experimenteren met de waarden van de componenten in de regellus indien het echt problematisch is.
Schema van de directe conversie ontvanger
big diagram
Schema van de zender
big diagram
Schema van de optionele frequentie teller en SWR brug
big diagram
De frequentie teller
Iedere teller is bruikbaar. Deze heeft met maar één 7 segments LED display. Het middelste display segment brandt continue tijdens een meetperiode als indicatie dat er buiten een amateurband is afgestemd.
De frequentie teller met maar een 7 segment LED display
Voorbeeld voor 14062.3 kHz:
De schakelaar staat in de MHz positie (wordt gebruikt tijdens de grofafstemming van de VCO):
"1" wordt gedurende 250 milliseconden weergegeven.
" " display uit gedurende 80 milliseconden.
"4" wordt gedurende 250 milliseconden weergegeven.
" " display uit gedurende 80 milliseconden.
"0" wordt gedurende 250 milliseconden weergegeven.
En na een 500 ms display uit periode gedurende de volgende frequentie meting wordt de "140" opnieuw weergegeven.
De schakelaar staat in de kHz positie: (wordt gebruikt tijdens normale afstemming van een 20 - 250 kHz klein afstemgebied)
"6" wordt gedurende 250 milliseconden weergegeven.
" " display uit gedurende 80 milliseconden.
"2" wordt gedurende 250 milliseconden weergegeven.
" " display uit gedurende 80 milliseconden.
"3" wordt gedurende 250 milliseconden weergegeven.
En na een 500 ms display uit periode gedurende de volgende frequentie meting wordt de "623" opnieuw weergegeven.
Voordeel van deze display methode:
Veel ruimtebesparing op het voorfrontje, heel laag stroomverbruik, veel minder bedrading en daardoor minder HF storing en een eenvoudige aansturing van het display.
Prestaties van de transceiver.
Gevoeligheid: CW signalen van 0.15 tot 0.3 uV (-123 tot -117 dBm) zijn nog net te lezen.
AM dynamisch bereik: 85 to 100 dB (is goed te noemen).
Stroomverbruik tijdens ontvangst: 90 mA.
Zendvermogen bij 12 V:
- QRO: 7 tot 9 Watt voor de banden 1.8 to 24 MHz, 4.5 Watt op 28 MHz.
- QRP: 2,5 tot 3 Watt voor de banden 1.8 to 24 MHz, 2 Watt op 28 MHz.
Onderdrukking van de spurious emissie van de zender:
- Beneden 30MHz: 43dB of meer
- Boven 30 MHz: 55dB of meer
Slot
Bespaar niet op een mooie behuizing, het gaat toch heel wat geld kosten en dan heb je veel meer plezier van je werk indien er een leuk kastje om zit.
De VCO en VXO worden gezamenlijk in een afgeschermde behuizing geplaatst. Ook de frequentie teller wordt van een aparte afscherming voorzien. Deze teller heeft zijn eigen 5 volt stabilisator. Alles is gebouwd op ongeëtste printplaat, evetueel vastgezet met lijm.
Gebruik 74HC en geen 74HCT type’s.
SOFTWARE VOOR DE FREQUENTIE TELLER
"FREQTRX1.ZIP" MET "FREQTRX1.ASM" OM DE FREQUENTIE TELLER TE PROGRAMMEREN
FOTOS
De geboorte van de "MY TRX" Transceiver.
De VFO, directe conversie RX en PA driver
De SWR brug, laagdoorlaat filters en frequentie teller
De eindtrap met een 2SC1969 transistor en QRO - QRP schakelaar
(op de achterkant van de transceiver)