Uživatelské jméno:   Heslo:   Pamatuj si mě  

Jednoduchý transceiver BITX20

 Tisknout 
Popisovaná konstrukce byla nachystána primárně ke stavbě na Elektrotáboře a případně následně v kroužcích. Její relativní jednoduchost (pro zkušené radiokonstruktéry, nikoliv však pro děti, byť s pokročilými znalostmi) umožňuje pochopit funkci jednotlivých bloků a hlavně celkový systém generování/detekce SSB signálu. Připravil jsem tedy dokumentaci ke stavbě, nejen v PDF verzi, ale také jako článek na webu.
Zkrácená verze popisu, kompletní je v sekci Konstrukce. PDF v sekci ke stažení.

Jednoduchý SSB transceiver

pro pásmo 14MHz

 


 

 

 

BITX20 (ver. 5)

Výchozí konstrukce - VU3ESE

Popisované provedení + layout (ver. 5) - OK2UWQ

            Jedná se o jednodušší typ transceiveru, složený převážně z diskrétních součástek.Konstrukce vychází z poměrně známé indické koncepce jejíž autorem je Ashhar Farhan VU2ESE. Níže popisovaná  konstrukce obsahuje téměř všechny úpravy a vylepšení, jejichž popis lze nalézt na internetu. Na rozdíl od verze BITX20A, dostupné jako stavebnice v USA (viz www.qrpkits.comza 180USD), neobsahuje  hlavní deska koncový zesilovač z důvodu plánované stavby několika kusů těchto transceiverů na Elektrotáboře 2012 a také v kroužcích.

Z tohoto důvodu následující část obsahuje stručný popisbloků, znalí této problematiky mohou následující část přeskočit přímo na sekci Postup stavby

 

Bloky transceiveru

 

Transceiver obsahuje přijímací část, vysílací část a společné obvody (filtr,VFO - laditelný oscilátor, BFO -záznějový oscilátor).

 

Přijímací část

 

 Přijímací část se skládá ze vstupního filtru, zesilovače, směšovače, mezifrekvenčního zesilovače, úzkopásmového krystalového filtru, demodulátoru a nízkofrekvenčního zesilovače.

 

Vstupní filtr

 

 

       Vstupní filtr je zapojen jako pásmová propust a slouží k filtraci signálů z antény a tím k omezení nežádoucích signálů, které by mohly rušit příjem. Kvalita vstupního filtru má vliv na vstupní citlivost přijímače.

 

Zesilovač

 

Zesilovač na obrázku je v transceiveru použit několikrát jen s malými změnami v hodnotách součástek. Jedná se o obousměrný zesilovač, kde je příslušná část aktivována připojením napájecího napětí do  části Rx (příjem) nebo Tx(vysílání).

 

 
 

Směšovač

            Jako směšovač je použit hotový obvod ADE-1 of firmy Minicircuits. Jedná se o kruhový vyvážený směšovač. Jeho vnitřní zapojení je toto

 

 

Krystalový filtr

            Jedná se o tzv. příčkový krystalový filtr. Vznikne poskládáním krystalů se stejnými parametry. Je nutné použít pečlivě vybrané krystaly, obvykle z několikanásobně většího množství. U nás i ve světě se vyrábí krystalové filtry profesionální, které však svou cenou (cca 2000Kč a více) značně převyšují náklady na celý tento transceiver. Tento filtr je využit také ve vysílací části.

 

 

 
      

Krystalový filtr je zapojen mezi 2 zesilovače viz výše.
Příklad charakteristiky filtru :
 

Demodulátor

            Jako demodulátor je opět použit ADE-1. Původní autorovo zapojení využívá klasického zapojení,které je náročnější na výrobu.

 


AGC

            AGC neboli automatické řízení zisku je obvod, který zajišťuje vyváženou intenzitu přijímaných signálů. Tento stupeň v původním návrhu transceiveru nebyl a jedná se o vylepšení. Je možné tento obvod vyřadit zkratovací spojkou.

 

 

NF zesilovač

            Jedná se oběžné zapojení obvodu LM386, který má výkon max. 0,5W. Kondenzátor C57 se běžně neosazuje, proto také kapacita 0p. V případě, že námi použitý obvod zakmitává, výrobce  doporučuje připojení kondenzátoru k zamezení těchto kmitů (typ. 100nF).

 

Vysílací část

 

            Vysílacíčást se skládá z mikrofonního zesilovače, modulátoru, krystalového filtru,směšovače a výstupního filtru a koncového stupně. Vzhledem k tomu, že je část obvodů potřebných také provysílací část, jsou navrženy tak, aby byly přepínatelné pro Rx i Tx část.

Mikrofonní zesilovač


            Slouží k zesílení signálu z mikrofonu na potřebnou velikost k dalšímu zpracování v modulátoru.

 

 

Koncový stupeň

            Koncový stupeň zesiluje signál na potřebnou velikost. Na desce je pouze část, která slouží k buzení dalších koncových stupňů (přidáním dalších stupňů mimo desku). Pokud přidáme koncový  stupeň, pak se předchozí stupeň již nazývá budící.

 


Společné obvody

            Aby se signál 14MHz převedl na mezifrekvenční kmitočet 10MHz, je zapotřebí laditelného oscilátoru. Transceiver používá ladící kondenzátor pro hrubé ladění v rozsahu 4-4,35MHz a jemné ladění.

Laditelný oscilátor (VFO)

              Svorky Tune slouží k připojení ladícího kondenzátoru, svorky Fine k potenciometru jemného ladění. Výstup „counter" umožňuje připojení čítače pro digitální stupnici. Pro zajištění vyšší stability oscilátoru je zde použit stabilizátor napětí. C62 je lépe použít styroflex pro větší stabilitu kmitočtu. 
  

 

 

Záznějový oscilátor (BFO)

            Záznějový oscilátor se používá k demodulaci signálů s potlačenou nosnou vlnou(SSB, DSB) nebo signálu CW. Bez tohoto oscilátoru by nebyly signály těchto druhů modulace čitelné. Kapacitním trimrem se nastaví kmitočet cca o 1,2kHz až 1,5kHz nižší než je střední kmitočet krystalového filtru, tzv. provoz USB -upper side band neboli příjem horního postranního pásma. Příjem spodního postranního pásma (LSB - lower side band) je obvykle používán na pásmech 7MHz a nižších.

 

Postup stavby

      Složitostí zapojení je stavba vhodná spíše pro pokročilé. Nejvhodnější je postupovat postupně po blocích a průběžně jednotlivé bloky oživovat. Začneme nejdříve stavbou bloku NF a mikrofonního zesilovače. Pro oživení je vhodné také osadit diody D11,12 a relé Re1.
      Dalším blokem je krystalový oscilátor BFO. K osazení tohoto bloku je také nutné navinout cívku 40závitů lakovaným drátem 0,2mm na toroid T37-2 (červený lak). C49 osadíme až při nastavování kmitočtu. Kmitočet(USB) by měl být nastaven o 1,5kHz menší než je střed filtru. V našem případě u použitých krystalů FOX byl střed 9,997500MHz, takže kmitočet BFO byl nastaven na 9,996000MHz. C49 vycházel typ 100pF. Amplituda na emitoru T11 je typ 770mV při osazeném směšovači SM2.
      Následujícím blokem je VFO s přeladěním kmitočtu 4,000MHz až 4,350MHz. K hrubému ladění je použit styroflexový ladící kondenzátor TTWM ( viz. www.qrpkits.com), obě sekce zapojeny paralelně. Cívka L6 má navinuto 16,5 závitu lakovaným drátem 0,1mm na kostřičce MT-211/5 (viz. www.gme.czkód 612-002)

 

Postup navíjení cívek na kostřičku MT-211/5

Kostřička se skládá z pěti částí: feritové činky, feritového hrníčku, plastové kostřičky s 5 vývody, plastového držáku pro hrníček a plechového krytu cívky. Nejprve přilepíme feritovou činku, nejjednodušším způsobem je použití kousku roztavené kalafuny. Při lepení dbáme na to, aby činka zůstala v oblasti vinutí drátu čistá. Po přilepení činky uchytíme drát na jeden vývod (podle zapojení buďto na vývod 1 nebo 5). Číslování vývodů cívky odpovídá pohledu shora. Drát vineme závit vedle závitu. Cívkám po osazení nezapájíme kryty pro případ nutnosti převinutí.

       
Sada kostřičky MT-211/5
 příklad vinutí cívky L2 -
 10,5 závitů drátem 0,1mm
   
 vazební vinutí L2 1,5závitu  drátem 0,1mm  
     

Postup navinutí L4

      Skroutíme společně 2 lakované dráty 0,3mm o délce cca 26cm. Navineme na dvouotvorové jádro (např. z TV sym.členů) 8 závitů. Konkrétně jsem použil jádro Epcos B62152A4X1 (mouser.com), Mělo by jít použít také jádro BN43-302 od Amidonu . Transformátor zapojíme přímo do plošného spoje, kdy jednovinutí zapojíme na piny 1 a 4 cívky L4 a druhé vinutí na piny 3 a 5.  Použitím tohoto transformátoru došlo ke zvýšení výstupníhovýkonu typ. na 10mW. Navinutím bifilárního vinutí na toroid FT37-43 docílíme výstupního výkonu typ. 2mW.
 

Pokračování osazování

      Postupně osadíme zbývající bloky zesilovačů a filtrů. U první verze PCB je nutné zapojit jinak odpor R68 a topřipájením jednoho vývodu k R65 viz. obrázek. Níže uvedená předloha desky je již opravena.
 

Oživení

      Po kompletním osazení zkontrolujeme nejdříve proudový odběr při Rx (typ. 100mA) a Tx (typ. 130mA) a napájecím napětí 12V.

 

Nastavení pásmové propusti

 

      K nastavení potřebujeme alespoň sinus. generátor 14,2MHz a diodový detektor nebo osciloskop. Připojíme generátor do svorkovnice J1 a detektor či osciloskop na pin 1 cívky L3. Nastavíme co nejvyšší signál (napětí na detektoru) tak, aby při otáčení nebylo maximum signálu na dorazu. Pokud je na dorazu dolním, je nutné zvětšit kapacitu C15, pokud je na horním dorazu, je nutné zmenšit kapacitu C15. Po nastavení maxima připojíme sondu (detektor) na pin 1 cívky L2. Obdobně nastavíme maximum cívky L3 a případně upravíme kapacitu C16. Nakonec připojíme sondu na pin 4 cívky L2a provedeme nastavení L2 s případnou úpravou C17. Na závěr provedeme při zapojené sondě na pinu 4 cívky L2 kontrolu nastavení maxim všech cívek.
      V případě, že máme možnost použít wobler nebo spektrální analyzátor+TG, provedeme klasické nastavení křivky filtru se středem 14,15-14,2MHz. Typický útlum filtru je 6dB, tj. navýstupu je typ. poloviční napětí než je přiloženo na vstup filtru.

TX část

 

Připojíme ovládací prvky(potenciometry, ladící kondenzátor), napájení 12V, osciloskop na svorku J1, elektretový mikrofon do svorky X7 a zkratujeme X6. Tím přepneme TRX na vysílání a při pískání do mikrofonu by měl být vidět signál cca 100-200mV, modulovaný pískáním. Připojíme zátěž 50 ohmů na svorkovnici J2 a přepojíme osciloskop na tuto zátěž. Obdobným testem by zde měl být signál typ. 1Všš. Pokud je úroveň výrazně nižší (běžně bývá 800mV-1,2V) nebo žádná, jedná se o závadu a je třeba zkontrolovat napětí na zesilovačích (typ. 8V na kolektorech tranzistorů, není-li ve schématu uvedeno jinak).

RX část

            Zkratujeme J5 (bypass AGC), R80, R82 nastavíme do středu, rozpojíme X6 a TRX přejde napříjem. Měl by se ozvat z reproduktoru šum a při doteku šroubovákem navývody C6 by se měl šum zvýšit nebo alespoň změnit charakter šumu. Pokud tomu tak je, zkusíme odpojit propojku J5 a trimrem R82 nastavíme bod, kdy se šum začne snižovat. Trimrem R80 nastavíme stejnou úroveň šumu jako při zkratování J5.  Tím máme otestováno, že přijímací část by měla fungovat správně. Posledním testem je naladění zkušebního signálu z jiného TRX nebo alespoň generátoru, který byl použit při ladění pásmového filtru. Test provedeme s připojením 2-5cm drátu na živý pin svorky J1.

Pomocí ladícího kondenzátoru a případně jemným doladěním naladíme hvizd generátoru.

Ladění

      Namísto ladícího kondenzátoru lze použít ladění varikapem, kdy namísto D9 zapojíme např. KB113, C61 změníme na 220pF. K ladění je vhodné použít víceotáčkový potenciometr.

Výběr krystalů do filtru

K výběru krystalů je možné použít zapojení BFO, kde zkratujeme cívku L5 a použijeme pevný kondenzátor C49=33pF, C48 neosazen. Přichystáme si drátek, který zkratuje i C49 a k připojení krystalů použijeme 2 piny precizní patice. Krystaly očíslujeme a měříme přesným čítačem kmitočet krystalů (s přesností na 1Hz) bez kondenzátoru a následně s kondenzátorem. Zapíšeme do tabulky, kde následně vypočítáme také rozdíl kmitočtů. Vybíráme krystaly na co největší souběh kmitočtů bez kondenzátoru (nižší kmitočet) a také na souběh rozdílů (z důvodu stejné rozladitelnosti krystalu). Jako krystal pro BFO použijeme ten, který měl nižší kmitočet než vybrané krystaly do filtru.

Při vlastním výběru z série 100ks krystalů FOX se podařilo vybrat 17sad krystalů při "povoleném" rozptylu kmitočtu do 50Hz.
Křivka filtru při kontrolním měření kompletní cesty TRX,šířka pro pokles -3dB je 1,8kHz:
 

Externí koncový stupeň 6W

         Tento stupeň se nachází mimo základní desku transceiveru a je zde uveden jen jako příklad.

 

 

 

Originální zapojení a další informace zde

 

Spousta dalších informací a úprav také ve skupině naYahoo (nutná registrace)
http://groups.yahoo.com/group/BITX20/

Navíjecí předpis cívek
L1: piny 1-3 1,5z  0,1mm; piny 4-5  10,5z 0,1mm
L2: piny 1-3 10,5z  0,1mm; piny 4-5  1,5z 0,1mm
L3: piny 1-3 10,5z  0,1mm
L4: bifilárně 2x8z 0,3mm, TV balun
L5: 33z  0,3mm,toroid amidon T37-2
L6: piny 1-3 16,5z  0,1mm

Schéma zapojení








Počet shlédnutí: 3158