Eenvoudige SSB-CW ontvanger voor 40 en 20 meter.
Het afstemmechanisme is gemaakt van een verfroerstokje en een
kortgesloten koperdraad wikkeling die naar de VFO spoel toe beweegt.
Regels voor de zelfbouwwedstrijd van een kortegolfontvanger
EENVOUDIGE ONTVANGER VOOR 40 EN 20 M
MET ONGEWOON AFSTEMMECHANISME
(2007)
CLICK HERE FOR THE ENGLISH VERSION
Eenvoudige SSB-CW ontvanger voor 40 en 20 meter.
Het afstemmechanisme is gemaakt van een verfroerstokje en een
kortgesloten koperdraad wikkeling die naar de VFO spoel toe beweegt.
En verder is geprobeerd het eenvoudig en overzichtelijk te houden. Waar mogelijk zijn weerstanden toegepast in plaats van spoeltjes. De volume regeling bestaat uit een antenne wikkeling op een plastic buisje (alweer uit de afvalbak) die naar en over de ingangskring kan worden geschoven. De schakeling is aan een stuk afval koperdraad (massa) gesoldeerd en met een lijmpistool op het hout gelijmd. Deze lijmsticks kun je ook prima met je soldeerbout smelten. De chassisdelen en schakelaars zijn met behulp van afgezaagde stukjes van een verfroerstokje aan het houten chassis bevestigd. Alleen de componenten zijn bijna allemaal nieuw. Nieuwe onderdelen, een degelijke houten constructie en een eenvoudig ontwerp, een grote kans dat deze ontvanger over 30 jaar nog prima werkt, ondanks het gebruik van afvalmateriaal voor het chassis!
Er is voor een dag en nacht band gekozen, de 20 en 40 meter band. Ook is 40 meter een prima band om een ontvanger te testen vanwege de zeer sterke omroepstations direct boven deze amateurband. En op 20 meter heb je al een behoorlijk goede frequentie stabiliteit en gevoeligheid nodig, dus ook een prima test band voor zo'n simpele ontvanger.
Voor de beginnende knutselaar!
De ontvanger is gemakkelijk te bouwen door een beginnende knutselaar. De hardware layout is zoveel mogelijk gelijk gemaak aan de layout van het schema, zodat je schema en hardware gemakkelijk met elkaar kunt vergelijken. Hoewel de ontvangstprestaties niet super zijn, kun je er heel veel mee experimenteren en beluisteren! De schakeling is zodanig ontworpen, dat er weinig stuk kan gaan wanneer je een foutje maakt. Alleen voor het afregelen is wat hulp nodig. Je zult ontdekken dat deze ontvanger ook zwakke punten heeft zoals vele eenvoudige directe conversie ontvangers hebben. Laat ik er daarom duidelijk bij zeggen dat er beslist veel betere directe conversie ontvangers zijn!
Schema van de ontvanger voor 20 en 40 meter
big diagram
Laag volume |
Hoog volume |
RA3AAE mixer
Een van de diodes geleidt gedurende de positieve helft van de sinus van het VFO signaal, de andere diode gedurende de negatieve helft. Maar vanwege de drempelspanning van de dioden geleiden ze alleen in de toppen van de sinus en niet rondom de nuldoorgangen. Ze gedragen zich dus als een schakelaar die 2x aan/uit schakelt tijdens 1 sinusperiode van het VFO signaal. Daarom werkt de VFO op de halve ontvangstfrequentie! Het niveau van het VFO signaal is erg belangrijk. Bij te veel signaal staat de diode schakelaar continue aan, bij te weinig signaal komen de dioden niet in geleiding. Het beste resultaat heb je wanneer de "aan" tijd ongeveer gelijk is aan de "uit" tijd. Het juiste niveau kan op het gehoor met P2 worden ingesteld.
De impedantie aan de ingang van de mixer moet vrij laag zijn voor een goede werking, 470 ohm bleek een prima waarde. Tezamen met de 100 pF condensator vormt deze weerstand een hoogdoorlaatfilter dat laagfrequent ruis uit de HF trap uitfiltert.
De mixer bleek toch nog vrij gevoelig voor sterke AM signalen. Dit komt misschien omdat de eigenschappen van de dioden niet gelijk zijn of omdat het VFO signaal niet perfect sinusvormig is. Maar met het toevoegen van P1 en een juiste instelling daarvan op het gehoor is de ongevoeligheid voor sterke AM signalen aanzienlijk te verbeteren.
VFO
Een VFO zonder afstemcondensator! Een wel heel mooie oplossing is die Wayne Mc Fee NB6M gebruikt in zijn Tin Ear ontvanger. Een messing schroef draait als kern in- en uit de VFO spoel. Maar het is altijd interessant om eens iets anders te proberen. Dus is hier een verfroerstokje gebruikt waarop een kortgesloten wikkeling van koperdraad is gemonteerd. Deze wikkeling beweegt naar de VFO spoel toe of er vanaf en zo kun je de frequentie varieren! Het bereik is te groot, op 40 meter van 6750 kHz tot 7450 kHz en op 20 meter 13700 kHz tot 15100 kHz. Dat heb ik maar zo gelaten maar wanneer dat kleiner gemaakt wordt dan heb je veel meer bandspreiding en is het afstemmen gemakkelijker. Verkleinen van het afstembereik is mogelijk door de diameter van L4 groter te maken ten opzichte van L3, de VFO spoel. Je kunt een eenvoudig frequentie schaaltje maken: daar waar het verfstokje het houten plankje raakt noteer je de bijbehorende frequentie.
Behalve gevoeligheid voor sterke AM signalen is een tweede probleem van directe conversie ontvangers vaak dat er veel VFO signaal op de antenne ingang terecht komt, zeker bij zo'n open onafgeschermde constructie als hier is toegepast. En dat veroorzaakt een luid bromsignaal in de ontvanger. Daarom moet je de schakelaars S1 en S2 vrij ver uit elkaar plaatsen en zeker niet combineren in 1 schakelaar. De HF trap heeft dan ook twee belangrijke functies, het verhogen van de gevoeligheid en het dempen van het VFO signaal vanuit de mixer richting antenne. Een groot voordeel is ook dat het VFO signaal voor de RA3AAE mixer op de halve frequentie zit. Daardoor wordt het VFO signaal richting antenne nog eens extra gedempt door de selectieve ingangskring.
Lage VFO frequentie |
Hoge VFO frequentie |
Laagfrequent versterkertrappen
In de voedingsleiding zit een serie weerstand van 220 ohm. Met de condensator van 100 uF naar massa vormt dit een filter voor het onderdrukken van ruis- en bromsignalen uit de voeding. Daardoor krijgen de HF versterkertrap, de VFO en de eerste LF trap een extra schone voedingsspanning. Omdat een elco meestal slechte hoogfrequente eigenschappen heeft, is er een 0.1 uF condensator aan parallel geschakeld.
Het zwakke laafrequent signaal uit de mixer wordt flink versterkt door T3 en T4. De transistoren worden ingesteld met behulp van de weerstanden van 1M ohm en 470k ohm tussen collector en basis. De condensatoren van 47 nF en 10 nF vormen een laagdoorlaatfilter. Mocht je de selectiviteit willen wijzigen, dan moet je de waarde van deze condensatoren aanpassen.
De schelpen van de hoofdtelefoon staan in serie geschakeld, dat geeft veel meer lawaai. Opvallend is dat de ene koptelefoon veel beter is dan de anderen. De HS415 van Philips is duidelijk het beste, grote gevoeligheid gecombineerd met een uitstekende geluidskwaliteit. De meeste koptelefoons, ook die van mijn PC, doen het prima. Maar goedkope oordopjes deden het heel slecht, ze waren erg ongevoelig en hadden een slechte geluidskwaliteit.
Het prototype.
Wel moet ik op mijn buro met metalen frame een stuk geaard aluminium folie onder de ontvanger leggen. Zonder deze geaarde folie hoor ik wat brom in de laagfrequent versterker en wordt de VFO behoorlijk in frequentie gemoduleerd met 50 Hz. Misschien monteer ik daarom nog een stuk kippengaas onder het plankje dat met de massa van de ontvanger wordt verbonden.
PSK31 ontvangst werkte niet, waarschijnlijk omdat de VFO frequentie in deze open constructie toch nog teveel beinvloed wordt door 50 Hz velden.
Dit ontvangertje doet het eigenlijk best wel aardig. Jammer dat er soms toch nog wel wat storing is door detectie van sterke AM omroepstations en dat er geen PSK31 mee te ontvangen is. Maar het is eenvoudig en gemakkelijk na te bouwen en er zijn alleen maar heel gewone mechanische en electronische componenten gebruikt!
