40m-80m Çift Bant SSB QRP Projesi
Tasarım, alıcı katında karıştırıcı (mixer) olarak Dual Gate MOSFET transistörleri kullanan klasik bir yapıya sahiptir. Alçak geçiren filtre (LPF), bant geçiren filtre (BPF) ve kristal yan bant filtreleri alıcı ve vericide ortak kullanılmaktadır.
Tx/Rx anahtarlamasında ve BPF seçiminde sinyal anahtarlaması klasik diyot anahtarlama yöntemiyle yapılmaktadır. LPF ise röle ile anahtarlanmaktadır.
Cihaz alıcı konumunda iken, LPF katından geçen radyo sinyalleri BPF katına ulaşır.
BPF filtresi olarak üç bölümlü paralel rezonans devrelerinden oluşan klasik yapı tercih edilmiştir. Kullanılan rezonans devreleri hurdalardan sökülen IFT bobinleridir. 80 metre bandı için 455 kHz bobin açılarak içindeki tel çıkarılmış, üzerindeki 200 pF kondansatör ise yerinde bırakılmıştır. Bobin, 20 tur/3 tur olacak şekilde yeniden sarılmış ve VNA ile kontrol edilerek ayarlanmıştır. Orta gang için tek 20 sarım kullanılabilir. 40 metre bandı için ise hazır 10.7 MHz IFT bobinlerine paralel 100 pF kondansatör bağlanarak rezonans frekansı yaklaşık 7 MHz’e çekilebilmektedir. Ancak kullandığım IFT bobinleri kopuk tel vb. sorunlar nedeniyle çalışmadığından, uygun şekilde tekrar sarılmıştır.
Alıcı girişinde mikser olarak Dual Gate MOSFET kullanılmaktadır. TR1b transformatörü, 50 ohm giriş empedansını MOSFET’in yüksek giriş empedansı ile eşleştirmek için kullanılmıştır. MOSFET girişinde DC açısından seri bağlı olan D8 ve D9 diyotları, AGC dedektöründen gelen AGC sinyali ile iletime geçerek yüksek giriş sinyallerini güçlü bir şekilde şöntleyen zayıflatıcı olarak görev yapmaktadır. MOSFET’in yüksek çıkış empedansını düşürmek için ortak kollektörlü bir tampon katı kullanılmıştır.
MOSFET mikserler yüksek lokal osilatör voltajı istediğinden, SI5351A PLL çipinden doğrudan sürülmüştür. Çipin 3.3 Vpp osilatör çıkışı yeterli olmaktadır.
Kristal SSB filtresi 8 adet 6 MHz HC49S kristalinden oluşmaktadır. (Aslında 10 adet kullanmak daha iyi olurdu, ancak kısıtlı alana sığmadı.) Geçiş kaybı -3 dB, yükleme empedansı ise yaklaşık 1000 ohm’dur. Bant genişliği -3 dB ile 2.65 kHz olarak ölçülmüştür.
SSB filtresini, kazancı yaklaşık 30 dB olan bir ara frekans amplifikatörü takip etmektedir. Buradan çıkan IF sinyali, Dual Gate MOSFET ile yapılan ürün dedektörüne sunulur. Bu devre yapı itibarıyla giriş mikserine benzer olup, burada BFO sinyali ile karıştırılarak ses sinyali elde edilmektedir.
Ses kuvvetlendirici olarak TBA2822M entegre devresi seçilmiştir. Bu entegrenin bir kanalı ses çıkışı için kullanılırken, diğer kanalı AGC dedektörü için düşük empedans çıkışlı bir kuvvetlendirici olarak kullanılmıştır. Seçilen AGC dedektörü, dinamik gevşeme süresi kullanan hızlı AGC sistemidir. Performansı oldukça iyi olup distorsiyon miktarı düşüktür. AGC dedektöründe imkan varsa tantal kondansatörleri tercih etmek gerekir.
Devrede balans modülatör olarak TA7358AP entegresi kullandım. Mikrofon yükselteciyi S9014 transistörü ile yaptım. Yerine, bacak yönlerine dikkat edilerek BC547 kullanılabilir (bacak bağlantıları ters olduğundan dikkat etmek gerekir). Mikrofon kuvvetlendiricide kazanç özellikle düşük tutuldu; çünkü TA7358 entegresinin giriş sinyal seviyesi 200 mV Vpp’yi aşmamalıdır. Aksi takdirde TA7358 entegresinin çıkış pini ile Vcc arasında ters paralel bağlanmış bir çift diyot bulunduğundan, genliği yüksek SSB sinyalleri kırpılarak distorsiyona neden olur.
Entegrenin 6 numaralı pininde bulunan 1 K direnç, çıkış genliğini bir miktar yükleyerek kırpılma etkisini olabildiğince azaltır. Alınan bu önlemler sayesinde modülasyonda bozulma görülmemiştir.
TA7358 ile yapılan tasarımlarda çoğu kez atlanılan unsur, bu entegrenin çıkışı ile besleme arasında bobin kullanılması gerekliliğidir. Bu bobin olmadığı sürece sinyal şekli bozuk, taşıyıcı bastırması ise çok düşük olacaktır. Daha iyi bir çözüm, BFO frekansına ayarlı bir rezonans devresi kullanmaktır; ancak devreyi basit tutmak için bundan kaçındım.
Taşıyıcı bastırmasını en iyi seviyeye getirmek için trimpot ile ayar olanağı ekledim. Sonuçta bu kattan gayet kaliteli bir DSB sinyali elde etmek mümkün oldu.
SSB Filtresi alıcı ve verici konumlarında ortak kullanılır. "Diyot anahtarlar" aracılığı ile sinyal ilgili katlara yönelir. Verici konumunda iken SSB filtresine giren DSB sinyalinin bir yan bandı süzülerek 6 MHz frekansında SSB sinyaline dönüşür. Diğer yan bant bastırılır. Bu sinyal transmit miksere girip VFO sinyali ile karıştırılır. Burada arzuladığımız sinyal ile arzulamadığımız hayal frekansı oluşur. Bu noktada BPF filtreleri devreye girer; arzuladığımız frekansı geçirip hayal frekansını bastırır.
Anahtar diyotları olarak Prototipte 1N4148 leri kullanmıştım. PCB aşamasında elime geçen BA243 bant switch diyotlarını bu amaç için kullandım. İkisi arasındaki fark diyotları devreye almak için kullanacağım 1K dirençler yerine aynı işi 2K2 dirençleri kullanmamın yeterli olması oldu. Bu nedenle akım sarfiyatı bir miktar azaldı. Bunun haricinde iki diyot ta anahtarlama işinde eşit derecede iyi iş görecektir.
Transmit mixer olarak yine TA7358 entegre devresini kullandım. Kristal filtreden gelen sinyal seviyesi TA7358 girişi için yüksek geldiğinden, bir gerilim bölücü aracılığıyla zayıflatılarak miksere girmektedir.
Kristal filtrenin giriş ve çıkış yönlerinde uygun empedansla sonlandırılması gerekir. Filtre empedansı yüksek olduğundan her iki yönde de 1:9 empedans dönüştürücüler aracılığıyla ilgili katlara bağlanmaktadır. Burada bulunan güçler çok düşük olduğundan 0,15mm birbirine burulmuş 3 emaye bobin teli ile trifilar olarak küçük ferrit boncuk üzerine 8 'er tur sarılması yeterli oldu.
Güç amplifikatöründe özel bir şey yoktur. Peş peşe üç sürücü ve çıkış katından oluşmaktadır. Aslında daha yüksek kazançlı üç kat yeterli olabilirdi ama stabilite için oldukça düşük kazanç katsayısına sahip üç sürücü kat kullandım. Sürücü katlarında kullanılan empedans dönüştürücü trafolar, kompakt floresan lamba (CFL) hurdalarından çıkarılan toroidler üzerine sarılmıştır. Hafifçe birbirinin üzerine burulu 0,5 mm çapında iki emaye bobin teli ile 8 tur sarılmış, sarımlar birbirine seri bağlanmıştır. Çıkış trafosu da aynı şekilde bir FT50-43 toroide sarılmıştır. Sürücülerde toroid olarak FT37-43 uygundur.
LPF filtrelerinde toroid olarak T50-2 kullandım. Bu toroid 10 MHz altı için uygundur. 40 m bobinleri 1,1 µH (15 tur), 80 m bobinleri 2,3 µH (21 tur) olarak sarıldı. Benim kullandığım toroidler Çin üretimi olduğundan, orijinal toroidlere göre sarım sayılarında farklılık olabilir. Aslında bu bobinler hava nüveli olarak ta yapılabilir. Ancak bu durum bobinlerin etrafındaki komponentleri etkilemeyeceği, rahat dizayn edilmiş PCB’ler için daha uygun bir çözümdür. PCB’yi çok sıkışık dizdiğimden herhangi bir riske girmeyip toroide sardım.
Mevcut haliyle 40 m bandında 5 watt, 80 m bandında 7 watt çıkış gücü alınmıştır. Çıkış MOSFET’i IRF520 ile değiştirilir, çıkış trafosu da bifilar yerine trifilar sarılırsa kolayca 15 watt çıkış gücüne ulaşılabilir. Bu çözümü henüz denemedim.
Devre karta dizildikten sonra enerji verilince (VFO’dan kaynaklanan bir sorun haricinde) nazlanmadan çalıştı. Alım temiz, sesi netti. Her iki bantta da W3DZZ anten ile birçok görüşme yapıldı, temiz modülasyon raporları alındı. Ancak havadaki yüksek QRM nedeni ile QRP ile iletişim kurmak eski günlere kıyasla artık daha zordur. Bu nedenle bu cihaza özel, iki bant lineer güç amplifikatörünü de proje listeme aldım.
