23 cm met een (Nokia) atf2 PA3GCO
...
Inleiding
...
Na een aantal jaren actief geweest te zijn op 23 cm met een transverter in combinatie met een all-mode 2 meter transceiver ontstond het idee een Nokia atf2 van een 23 cm transverter te voorzien om zo 'portable' op 23 cm in fm te kunnen werken. Aangezien mijn interesse voor 23 cm fm zich in het onderste deel van de band afspeelt (PI6SHB op 1242.3500 MHz) werd gekozen voor een transverter met een kristaltrein van 810 MHz. De 430-440 MHz van de Nokia kwam zo op 1240-1250 MHz terecht.
Op zich een project met een prima resultaat. Er is echter een nadeel: er is een kristaltrein nodig van 810 MHz. Hiervoor moet een kristal geslepen worden waarvan de stabiliteit te wensen over laat vanwege het feit dat de oscillator niet temperature-controlled is.

Aangezien toch maar 1 frequentie op 23 cm werd gebruikt is vervolgens gekozen voor een ander concept: verdrievoudiging van 70 cm naar 23 cm. Nu is geen kristaltrein nodig en de stabiliteit is door de tco in de atf2 perfect. De atf2 werkt op 70 cm in een 12.5 kHz raster. Na verdrievoudiging ontstaat een raster van 37.5 kHz op 23 cm. In de praktijk levert dit geen problemen op: er wordt gekozen voor 1 frequentie en wanneer deze niet in het nieuwe raster ligt wordt de 12.8 MHz oscillator van de atf2 met het afstemschroefje zodanig verstemd dat de juiste frequentie op 23 cm ontstaat.

Zowel de tx- als de rx-module zijn gebaseerd op de 23 cm transverter van DB6NT. De bruikbare delen zijn er uit gedestilleerd en gecombineerd.

Bij tx gebeurt het volgende: de eindtrap van de Nokia atf2 vervalt. Het rf- signaal van de synthesizerprint dat normaal naar de eindtrap gaat wordt nu aan de tx-module aangeboden. Deze bevindt zich in een standaard blikken behuizing van 37X55X30 mm en bevat een BFG93A als verdrievoudiger, gevolgd door een helixfilter op 23 cm met daarachter een 2 W eindmoduul type 67715.

Voor rx is de situatie als volgt: het local oscillator (LO) signaal dat normaal naar de mixer van de ontvangerprint van de Nokia gaat, wordt nu aan de rx-module aangeboden. Het komt terecht in een verdrievoudiger die is opgebouwd met een BFG93A gevolgd door een 23 cm helixfilter. Dit nieuwe LO-signaal dient als mengsignaal voor de mixer type SMD-C2. Voor deze mixer hangt een 23 cm frontend bestaande uit een MGF1302 gevolgd door een 23 cm helixfilter en een MAR-6.
Als uitgangsfrequentie van de mixer is 21.4 MHz gekozen aangezien op de originele Nokia ontvangerprint een mf van 21.4 MHz gebruikt wordt bij smalband fm ontvangst. Bij gebruik van een breedband Nokia kan evenzo voor een mf van 31.4 MHz worden gekozen. Ook voor de rx-module wordt een standaard blikken behuizing gebruikt van 37X55X30 mm.

Om de Nokia atf2 over de gehele 23 cm band te gebruiken is het nodig dat de pll over een ruim frequentiegebied kan worden ingesteld. De controller zoals die elders op mijn site wordt beschreven is hiervoor geschikt.

Bij de originele atf2 is het zo dat er een vco aanwezig is die gebruikt wordt als local oscillator voor ontvangst. Datzelfde signaal wordt gemengd met een kristal, het som- of verschilsignaal wordt gefilterd, versterkt en uitgezonden.
Aangezien de vco steeds op dezelfde frequentie blijft staan is de 23 cm trx full-duplex te gebruiken. De schakeling is derhalve ook inzetbaar als repeater of packet link-trx.
Er hoeft slechts 1 kristal te worden geslepen dat het originele 31.4 MHz kristal op de synthesizerprint moet vervangen. Dit kristal bepaalt alleen de SHIFT. Bij wijziging van frequentie met behoud van shift is dus geen nieuw kristal nodig. Aangezien dit in de praktijk een kristal betreft tussen 10 en 30 MHz en dit slechts verdrievoudigd hoeft te worden treden geen stabiliteitsproblemen op.
 

...
...

23 cm tx-module
...
Het rf-signaal op 70 cm wordt aangeboden op smb-chassisdeel J1. Aangezien in de Nokia atf2 smb-konnektoren worden gebruikt is ook de 23 cm tx-module daarmee uitgerust. Ongeveer 20 mW is nodig om T1 zodanig te laten verdrievoudigen dat voldoende output beschikbaar is om de 23 cm eindtrap voldoende open te sturen. Deze transistor T1 vervormt en kweekt dientengevolge hogere harmonischen. In zijn collectorleiding is een helixfilter opgenomen waardoor slechts het 23 cm signaal wordt doorgelaten. Via C7 wordt de 23 cm eindtrap bereikt, een versterkerblok van het type 67715. In de tx-module bevindt zich slechts 1 afregelpunt: het helixfilter. Dit filter wordt afgeregeld op maximale output. Met een 7808 is de spanning van de gehele tx-module vastgelegd op 8 Volt. Bij deze spanning wordt reeds 2 Watt output op 23 cm gehaald en staat de eindtrap rustig te werken.
Voor deze schakeling is een dubbelzijdige print ontworpen op standaard epoxy van 1.6 mm dik. Een zijde bevat de sporen, de andere zijde bevat alleen massavlak met uitsparingen.
...
...
Klik op plaatje voor schema tx-unit in PDF

...
...
...
Klik op plaatjes voor layouts tx-unit in PDF
........
...
...
De print wordt zodanig op maat gemaakt dat hij precies in het standaard blik van 37X55X30 mm past. Vervolgens worden de plaatsen voor de doorvoer-condensator en de 2 smb-chassisdelen gemarkeerd en geboord. De gaten voor de smb-chassisdelen komen op 8 mm van de bodem van het blik. Dan wordt een gat geboord voor het M3-boutje waarmee later de 7808 aan de blikken wand zal worden geschroefd. Daarna worden de 2 gaten in de zijwand gemarkeerd en geboord voor de eindtrap. Vervolgens wordt de print rondom in het blik gesoldeerd, zowel onder- als bovenzijde. Daarna worden doorvoer-condensator en smb- chassisdelen in het blik gesoldeerd. De smb-chassisdelen zijn eigenlijk voor printmontage: 1 binnenpen en 4 ondersteunende pennen daaromheen.
...
... Knip de 4 buitenpennen zo kort mogelijk af en er ontstaat een chassisdeel dat strak tegen de buitenwand van het blik gesoldeerd kan worden. ...
....
...


...
Pas nu worden zowel onder- als bovenzijde van de print van onderdelen voorzien. Let op: De BFG93A (T1) wordt ondersteboven gemonteerd! Het blik wordt strak tegen de atf2-behuizing geschroefd aan de zijde waar zich de 23 cm eindtrap bevindt. Op deze manier wordt de atf2-behuizing gebruikt als koeloppervlak voor de 23 cm eindtrap.
...
...

 
......
...
...
...
...
...
...
23 cm rx-module
...
Het rf-signaal op 23 cm komt binnen op J1. Rond GaAs-fet T1 is het 23 cm frontend opgebouwd. T1 wordt gevolgd door 23 cm helixfilter F1 waarna het signaal terecht komt bij breedbandversterker U1. Dan wordt mixer M1 bereikt.

Het lo-signaal op 70 cm wordt aangeboden op smb-chassisdeel J3. Aangezien in de Nokia atf2 smb-connectoren worden gebruikt is ook de 23 cm rx-module daarmee uitgerust. Ongeveer 10 mW op 70 cm is nodig om T2 zodanig te laten verdrievoudigen dat voldoende output beschikbaar is voor mixer M1. Helixfilter F2 zorgt er voor dat alleen de 23 cm component de mixer bereikt.
In de rx-module bevinden zich slechts 2 afregelpunten: beide helixfilters. Deze filters worden afgeregeld op optimale ontvangst. Met een 78L06 is de spanning van de gehele rx-module vastgelegd op 6 Volt.
Voor deze schakeling is een dubbelzijdige print ontworpen op standaard epoxy van 1.6 mm dik. Een zijde bevat de sporen, de andere zijde bevat alleen massavlak met uitsparingen.
 

...
Klik op plaatje voor schema rx-unit in PDF

...
...
...

Klik op plaatjes voor layouts rx-unit in PDF
......
...
...
De print wordt zodanig op maat gemaakt dat hij precies in het standaard blik van 37X55X30 mm past. Vervolgens worden de plaatsen voor de doorvoer-condensator en de 3 smb-chassisdelen gemarkeerd en geboord. De gaten voor de smb-chassisdelen komen op 8 mm van de bodem van het blik. Dan wordt de print rondom in het blik gesoldeerd, zowel onder- als bovenzijde. Vervolgens worden doorvoer-condensator en smb-chassisdelen in het blik gesoldeerd. Aan de massazijde worden de gaten die bestemd zijn voor de schijfcondensatoren C2 en C3 met een reepje blik afgedicht.
...
...
...


...
Nu worden zowel onder- als bovenzijde van de print van onderdelen voorzien. Let op: Ook bij de rx-module wordt de BFG93A (T2) ondersteboven gemonteerd!
...
...

 
......
...
...
...
...
...
...
Koppeling 23 cm tx-module met Nokia atf2
...
J1 is de ingang van de 23 cm tx-module en wordt via een coaxkabel verbonden met de rf-uitgang van de Nokia synthesizerprint. De voedingsspanning die aan de Nokia atf2 wordt aangeboden wordt ook gebruikt voor de 23 cm tx-module. Aan die zijde waar zich de 23 cm eindtrap bevindt wordt de tx-module tegen de atf2-behuizing geschroefd t.b.v. koeling voor de eindtrap. De originele Nokia atf2 eindtrap wordt niet meer gebruikt en kan worden verwijderd.
...
...
...

Koppeling 23 cm rx-module met Nokia atf2
...
J3 is de poort waar het 70 cm LO-signaal wordt aangeboden. Via een coaxkabel wordt J3 verbonden met de LO-uitgang van de Nokia synthesizerprint die origineel aan de Nokia ontvangerprint hangt.
Op smb-chassisdeel J2 is het mf-signaal beschikbaar: Bij een smalband Nokia 21.4 MHz, bij een breedband type 31.4 MHz. Via een coaxkabel wordt dit mf-signaal geinjecteerd in de originele ontvangerprint, direkt NA de SBL-1.
De voedingsspanning die aan de Nokia atf2 wordt aangeboden wordt ook gebruikt voor de 23 cm tx-module.
Tijdens afregeling van de helixfilters kan gebruik worden gemaakt van de signaalsterkte-uitgang van de TDA1576 op de ontvangerprint. Een Voltmeter aan pen 13 van de TDA1576 en er is een S-meter beschikbaar.
...
...
...
Rekenvoorbeeld rx in 23 cm smalband repeater PI6SHB
...
PI6SHB ontvangt op 1270.3500 MHz. Als LO-frequentie gebruik ik 1270.3500 + 21.4000 = 1291.7500 MHz. 1291.7500 verkrijg ik door de vco van de atf2 in te stellen op 430.5833 MHz. Immers 430.5833 maal 3 geeft 1291.7500 MHz. Door de vco te programmeren op 430.5875 MHz, en vervolgens de 12.8 MHz tco te verdraaien, is het mogelijk de vco op 430.5833 MHz in te stellen.
...
...
...
Rekenvoorbeeld tx in 23 cm smalband repeater PI6SHB
...
PI6SHB zendt op 1242.3500 MHz. De vco-frequentie is ingesteld op 430.5833 MHz (zie rekenvoorbeeld rx). Uit de atf2 is een signaal nodig van 414.1167 MHz. (nl. 414.1167 maal 3 geeft 1242.3500 MHz) Het nieuwe kristal op de synthesizerprint wordt dus 430.5833 - 414.1167 = 16.4667 MHz.

Het kristal van 16.4667 MHz zorgt dus voor een shift van 28 MHz op 23 cm, onafhankelijk van de gebruikte frequentie, onafhankelijk van boven- of ondermenging.
Immers in dit specifieke geval geldt: ( RX MF + SHIFT ) / 3 = kristalfrequentie.
 

...
...
Voorbeeld 9K6 packet smalband link-trx met 59 MHz shift
...
PI1EHV zendt op 1299.5500 MHz naar PI1SHB, PI1EHV ontvangt PI1SHB op 1240.5500 MHz. Als local oscillator (LO) gebruikt PI1EHV 1240.5500 + 21.4 = 1261.9500 MHz. De vco van de atf2 wordt ingesteld op 420.6500 MHz aangezien 420.6500 maal 3 een frequentie van 1261.9500 MHz geeft. PI1EHV zendt op 1299.5500 MHz. De atf2 moet daarvoor zenden op 433.1833 MHz. Het kristal wordt dan 433.1833 - 420.6500 = 12.5333 MHz.
In het geval van de Nokia atf2: ( 59 - 21.4 ) / 3 = 12.5333 MHz.

Tegenstation PI1SHB zendt op 1240.5500 MHz naar PI1EHV, PI1SHB ontvangt PI1EHV op 1299.550 MHz. Als LO gebruikt PI1SHB 1299.5500 - 21.4 = 1278.1500 MHz. De vco van de atf2 wordt ingesteld op 426.0500 MHz. PI1SHB zendt op 1240.5500 MHz. De atf2 moet daarvoor zenden op 413.5167 MHz. Het te moduleren kristal wordt dan 426.0500 - 413.5167 = 12.5333 MHz.
In het geval van de Nokia atf2: ( 59 - 21.4 ) / 3 = 12.5333 MHz.
 

...
...
Voorbeeld 76K8 packet breedband link-trx 59 MHz shift
...
PI1XXX zendt op 1299.6000 MHz naar PI1YYY, PI1XXX ontvangt PI1YYY op 1240.6000 MHz. Als LO gebruikt PI1XXX 1240.6000 + 31.4 = 1272.0000 MHz. De vco van de atf2 wordt ingesteld op 424.0000 MHz aangezien 424.0000 maal 3 een frequentie van 1272.0000 MHz geeft. PI1XXX zendt op 1299.6000 MHz. De atf2 moet daarvoor zenden op 433.2000 MHz. Het kristal wordt dan 433.2000 - 424.0000 = 9.2000 MHz.
In het geval van de Nokia atf2: ( 59 - 31.4 ) / 3 = 9.2000 MHz.

Tegenstation PI1YYY zendt op 1240.6000 MHz naar PI1XXX, PI1YYY ontvangt PI1XXX op 1299.6000 MHz. Als LO gebruikt PI1YYY 1299.6000 - 31.4 = 1268.2000 MHz. De vco van de atf2 wordt ingesteld op 422.7333 MHz. PI1YYY zendt op 1240.6000 MHz. De atf2 moet daarvoor zenden op 413.5333 MHz. Het kristal wordt dan 422.7333 - 413.5333 = 9.2000 MHz.
In het geval van de Nokia atf2: ( 59 - 31.4 ) / 3 = 9.2000 MHz.
 

...
...
Opmerkingen
...
De kristal-frequentie voor 59 MHz shift is bij breedband een stuk lager dan bij smalband. Dit kristal hoeft bij de breedband-methode echter niet gemoduleerd te worden, de 9.2000 MHz oscillator wordt alleen gebruikt om te mengen, niet om te moduleren. Wordt door een bepaalde frequentie-keuze de filtering een probleem, dan zijn er diverse oplossingen. Ten eerste kunnen voor rx en tx aparte Nokia's worden gebruikt. Of gebruik een atf2 die werkt volgens een ander principe om het tx-signaal te maken, zoals Siemens doet. Bij Siemens wordt het tx-signaal betrokken van een vco die direct op de zendfrequentie staat, en die gelockt is aan het verschil tussen rx-vco en een kristal-oscillator. Zelfs met kristalfrequenties ver onder 10 MHz treden hier nog steeds geen filterproblemen op. Ook de Motorola atf2 blijkt bijzonder geschikt voor gebruik op 23 cm.

Bij gebruik van een Nokia kan de pll van de vco worden ingesteld met de controller zoals die elders op deze site is beschreven. Met de dipswitches kan elke frequentie tussen 384.0000 en 511.9875 MHz worden ingesteld. Het kristal op de synthesizerprint van de atf2 bepaalt de shift. De tx-module krijgt zijn ingangssignaal direkt van de synthesizerprint. De rx-module krijgt zijn lo direkt van de synthesizerprint. Het uitgangssignaal op 21.4 MHz of 31.4 MHz wordt in de originele ontvangerprint geinjecteerd direkt na de SBL-1 mixer op de ontvangerprint.
 

...

Terug
www.pa3gco.com