Hi, I am Tony I0JX
Una stazioncina solo CW a valvole,
un pò particolare
1 Generalità
Tempo fa discutevo con IZ0WIT (ex I1AWJ / I0AWJ, amico dagli anni 60) su come utilizzare gli alimentatori dei PC che si trovano in giro a bassissimo prezzo, quasi regalati. Non affiorò però nessuna particolare idea.
Ma a forza di discutere, la notte successiva ebbi uno strano sogno: costruivo un trasmettitore a valvole montato su un modulo Power Supply (PS) preso da un vecchio PC, che provvedeva anche a fornire tutte le necessarie tensioni. Come tutti i sogni, svanì e la cosa finì lì.
Però dopo qualche tempo, ripensandoci, presi pian piano coscienza che la cosa era forse fattibile. Semprechè fossi riuscito a modificare il PS così da fornire, oltre alle sue tipiche (basse) tensioni, anche tensioni dell'ordine dei 300V ... 500V per alimentare le valvole. E semprechè fossi riuscito a montare le valvole e tutto quant'altro serva sulla scatola del PS.
Ripensandoci ulteriormente, mi sono poi progressivamente reso conto che cosa era veramente fattibile e ho deciso quindi di procedere. Il risultato è stato un trasmettitore solo CW con le seguenti principali caratteristiche:
uscita 50 W - 60 W, forniti da un push-pull di valvole tipo 2E24 pilotate da una terza 2E24. La potenza è riducibile fino a 0 W per scopi QRP;
impedenza d'uscita fissa a 50 ohm, ma con condensatore variabile (doppio) per l'accordo preciso sulla frequenza di lavoro;
VFO realizzato utilizzando un DDS basato su chip AD9850, un controllore Arduino-nano ed un display a due righe. E' importante notare come il VFO sia stato progettato per fornire, oltre alla frequenza di trasmissione, anche una frequenza spostata di un valore impostabile a piacere, la quale può essere utilizzata come Local Oscillator di un ricevitore esterno che viene così a trovarsi automaticamente isoonda con il trasmettitore (modo transceive);
keyer incorporato.
Ecco come si presenta il marzianetto:
Nella foto si osserva:
la scatoletta Teko sul frontale, avvitata sul PS, che contiene il DDS, l'Arduino-nano, il display ed elettronica varia;
la scatoletta superiore (nera), anch'essa avvitata sul PS, che sostiene le tre valvole e i due circuiti accordati (placca e driver) montati su moduli sostituibili, il primo su striscia a 5 spinotti (autocostruita con stampante 3D) ed il secondo su zoccolo octal. I moduli mostrati in figura sono quelli della banda dei 40 metri;
lo strumento di misura output RF;
controlli vari del keyer e del trasmettitore.
A quel punto si trattava di realizzare un ricevitore, anch'esso di tipo Vintage ma non troppo impegnativo. La scelta è ricaduta sul realizzare un convertitore rigenerativo di tipo Q-dyne a singola valvola seguito da un ricevitore Command della seconda guerra mondiale modello BC-453 che è in grado di sintonizzare la banda 190-550 kHz e quindi espletare le funzioni IF (su frequenza a piacere).
Quanto tempo c'è voluto? TANTO
Ma vediamo una cosa alla volta.
2 Il trasmettitore
Diciamo ora qualcosa di più:
le valvole 2E24 ( http://frank.pocnet.net/sheets/049/2/2E24.pdf ) che hanno zoccolo octal sono state prescelte per la loro facile reperibilità, il basso costo (le vendono in USA a 4$, vedi http://www.esrcvacuumtubes.com/vacuumtubes_tubelist_tubes_2-01ca-2z2.html e http://www.hamtubes.com/tubes/list1.htm ) e per il fatto di essere del tipo quick-heating, ovvero hanno tempo di riscaldamento praticamente nullo (la 2E24 è identica alla più nota 2E26, che però non è quick heating). Le figure successive mostrano la parte inferiore del modulo RF e l'intero trasmettitore visto di lato con il giunto flessibile che comanda il condensatore doppio di sintonia di placca.
Il PS, che proviene da un vecchissimo PC di tipo AT, è stato modificato per fornire anche 530 V (per le placche delle valvole finali), 230 V (per la placca della driver e le griglie schermo), -45 V (per bias di griglia), 6.3 V (per i filamenti) ed altre basse tensioni. Il tutto senza aggiungere un singolo trasformatore (che non ci sarebbe peraltro entrato). Il trucco per generare le alte tensioni è stato quello di utilizzare un ingegnoso circuito chiamato "4x8 power supply" ( vedi http://www.bunkerofdoom.com/lit/4x8/ ) direttamente alimentato dalla rete a 230 V, il quale fornisce due alte tensioni, una doppia dell'altra con massa comune. Perchè la scatola del PS non venga a trovarsi a potenziale di rete, è stato utilizzato il vecchio trucco (usato nei ricevitori degli anni 40 - 50) della doppia massa, ovvero la massa vera (per certe funzioni) ed la "massa fantasma" (per altre funzioni) la quale, trovandosi a potenziale di rete, viene tenuta isolata dalla massa vera, sebbene ben bypassata a livello RF. Chiaramente bisogna portarsi appresso le due masse un pò dappertutto, ma ma non è un gran problema. Nè si viene così a creare alcun ronzio a 50 Hz o 100 Hz sulla portante emessa. Il bias di griglia è ottenuto tramite zener di potenza (in realta realizzato tramite un transistor di potenza ed un piccolo zener) posto sul ritorno del ramo negativo alta tensione. La figura che segue dà un'idea della fatica per infilare tutto quanto serva nella scatola PS, inclusa la circuiteria di controllo del trasmettitore ed il keyer che è basato sul chip "K16" di K1EL ( http://k1el.tripod.com/K16.html ) e che consente il funzionamento in modalità semi-break-in.
per quanto riguarda il VFO, il modulo DDS con AD9850 - che lavora fino a 30 MHz - si può reperire su e-bay a meno di 10$ (facile da trovare con Google). All'uscita del DDS è collegato un amplificatore autocostruito che porta il livello del DDS a qualche centinaio di mW (posso fornire schema come pure il software dell'Arduino). La figura sottostante mostra come il DDS, l'Arduino-nano, il display, l'amplificatore, gli interrutori, i relè,... siano stati tutti "inzeppati" nella scatoletta Teko. La successiva figura mostra il pannello frontale del VFO che indica la frequenza di trasmissione (7,014.150 kHz), l'IF offset del ricevitore esterno (455 kHz al di sopra della frequenza di trasmissione o volendo al di sotto) e lo spostamento RIT del ricevitore esterno (-180 Hz). La scatoletta monta anche un controllo di potenza RF, un connettore mini-USB per la programmazione dell'Arduino e dei connettori SMA che rispettivamente portano al trasmettitore una portante alla frequenza di trasmissione, ed al ricevitore esterno una spostata dell'IF offset.
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3 Il Ricevitore
Si trattava poi di realizzare un ricevitore a valvole di tipo vintage abbastanza semplice, che ben si accoppiasse al trasmettitore e che avesse anch'esso qualche caratteristica di originalità. La scelta è caduta sul cosidetto ricevitore Q-dyne ( http://www.qsl.net/wd4nka/TEXTS/qdynef.htm ), costituito da uno stadio convertitore rigenerativo e da un modulo IF amplificatore / rivelatore. Anche perchè ne avevo già fatto uno nel 2007 che ora ho però dovuto profondamente modificare.
Lo stadio convertitore rigenerativo, che funziona sullo stesso principio dei Q-multipliers di vecchia fama, ha la caratteristica di presentare - quando venga portato vicino all'innesco dell'oscillazione - forte guadagno ed elevatissima selettività. Permette così di ovviare al tipico problema dei ricevitori a singola conversione i quali tendono a ricevere contemporaneamente la frequenza desiderata e, sebbene attenuata, anche la cosidetta "frequenza immagine", spostata di due volte il valore della IF. Inoltre, grazie all'elevato guadagno, detto convertitore può essere realizzato con una sola valvola (tipicamente un eptodo), non difficile quindi da autocostruire. Chi sia interessato al Q-dyne può leggere l'articolo originale di QST 1938.
Sarebbe poi stato necessario anche costruire il modulo IF, sempre rigorosamente a valvole. Troppo lavoro, ed ho allora pensato di impiegare, come modulo IF, un ricevitore Command tipo BC-453 che avevo da parte da numerosi anni, mantenendolo sintonizzato sul valore IF preferito, tipicamente 455 kHz. Il BC-453 è esso stesso un ricevitore a singola conversione con IF di soli 85 kHz che gli conferisce un'elevatissima selettività. Impiega valvole metalliche octal facilmente reperibili a basso costo. Veniva alimentato da un dynamotor, da me prontamente sostituito con un alimentatore convenzionale.
La figura sottostante mostra il convertitore Q-dyne che è costituito da una semplice squadretta di alluminio fissata sul BC-453, la quale ospita una valvola ECH81 (eptodo + triodo inutilizzato), vari controlli e vari connettori. La scelta della ECH81 è stata legata al fatto che dovevo necessariamente utilizzare lo zoccolo noval e, dopo un'approfondita ricerca, ho scoperto che al mondo paia non esistano eptodi con zoccolo noval che non siano quelli della serie ECH. Strano.
Da notare come il convertitore Q-dyne disponga di un connettore SMA tramite il quale giunge la portante di conversione IF prodotta dal DDS del trasmettitore, così da poter operare in modo transceive. Dietro al pannello frontale si osserva una piastra millefori, sfilabile dallo zoccolo nel quale è inserita, sul cui retro sono montate le bobine RF. Sostituendo detto "modulo" si cambia la banda operativa.
Operativamente bisogna prenderci un pò la mano, specialmente per imparare a ben regolare il potenziometro di controllo dell'innesco. La selettività è sorprendente.
4 La postazione rice-trasmittente
Ecco come si presenta la postazione costituita dal trasmettitore e dal ricevitore sopra descritti, insieme al classico bug Vibroplex.
Grazie al modo transceive, il ricevitore viene sintonizzato tramite la stessa manopola che regola la frequenza del trasmettitore. E poi c'e' il RIT per quelli che chiamano un pò fuori frequenza. Il tutto risulta operativamente molto comodo.
Se intendete replicare qualcosa di simile, tenete presente che il ricevitore non presenta particolari complessità realizzative, ma il trasmettitore è bello complicatello.... Sono comunque a disposizione per eventuali chiarimenti e consigli.