DOMINO der TRX mit System, Version 2.0. Der Kurzwellen QRP - TRX in Modulbauweise:

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1 DOMINO der TRX mit System, Version 2.0 Der Kurzwellen QRP - TRX in Modulbauweise: Kapitel 1: Grundlegendes-Beschreibung 01. Einleitung Seite Beschreibung zum Konzept und Grundplatine Seite Transceiver Funktionsbeschreibung Seite 7 Kapitel 2: Haupt-Grundplatine-Platinen-Module-technisches Wissen 04. Grundplatine (Mainboard) Seite Grundplatine-Bandfilter RX Seite Bandfilter RX (kopfgekoppelt und 3 Kreisfilter) Seite Notch Seite Bandfilter TX Seite RX- Vorverstärker Seite Mischer Seite Mischer Seite ZF - Verstärker Seite SSB/CW Quarzfilter Seite ZF - Verstärker Seite Trägeroszillator (Carrier) Seite FET-Schalter Seite NF-AGC-ALC Seite NF-Verstärker/Lautsprecher Seite Mikrofon Vorverstärker Seite HF-Treiber oder kleine 5 Watt PA Seite Spannungsregler Seite 19 Kapitel 3: Rück-Grundplatine- Platinen- Module-technisches Wissen 22. Rück-Grundplatine Seite Tiefpass Filter Seite Relaissteuerung (PTT) Seite PA Seite SWR und Sendeanzeige Seite 22 Kapitel 4: Front-Grundplatine- Platinen-Module-technisches Wissen 1

2 27. Frontplatine (Arduino) Seite HF-DDS Nachverstärker Seite Funktions-Steuerplatine (TP/Filter/mode) Seite S-Meter Anzeige Seite CW-VOX Steuerplatine Seite 24 Kapitel 5: Seiten-Grundplatine-Platinen-Module-technisches Wissen 32. Grundplatine, Seite rechts Seite Spot Seite CW-NF-Filter Seite Spannungsversorgung Seite 27 Kapitel 6: Praktischer Aufbau des Gerätes 36 Allgemeines Seite Rückplatine Seite Relaisplatine Seite Grundplatine Seite Spannungsregler +5/+10V Seite Frontplatine Seite IC-Controller Seite Modul DDS Seite Modul DDS Nachverstärker Seite SWR-Meter Seite Tiefpass Seite RX - Grundplatine Seite Mischer Seite ZF-Verstärker Seite SSB - Filter Seite Trägeroszillator Seite FET-Schalter Seite NF-Verstärker Seite ZF Verstärker Seite Mischer Seite NF/AGC/ALC Seite Bandfilter TX/RX Seite Notch Seite Seitenplatine rechts Seite Modul CW-Key Seite Spot Seite NF-CW-Filter Seite Mikrofon Verstärker Seite HF-Treiber und Verstärker Seite 45 2

3 65. PA-Platine Rückbord Seite S-Meter Anschlussplatine Seite Gehäuse Seite 46 Kapitel 7: Parameter Einstellungen in Kurzform Seite 49 Kapitel 8: Erkenntnisse und Einsichten Seite 51 Kapitel 9: Aussichten Seite 54 Kapitel 1: Grundlegendes: 01 Einleitung: Es wird ein KW-Transceiver beschrieben, welcher ausschließlich mit steckbaren Modulen aufgebaut ist, so dass zu jederzeit Komponenten geprüft, verbessert, erweitert oder ausgetauscht werden können. Damit lassen sich zu jederzeit neue Schaltungsvarianten von Herstellern, Amateurfunkern und HF-Designern einbinden bzw. verwenden, ohne seine eigenen, kommerziellen Geräte zu verbasteln. Sinn macht das z.b. bei Filtergruppen, da verschiedene Filtervariationen wie Pi, T-Anordnungen, angezapfte Spulen usw. ausprobiert werden können. Oder man möchte diese Gruppen abschirmen,- was ich allerdings vermeiden möchte! Erbringt jemand eine sinnvolle und verwertbare Verbesserung, so sollte man mir das zugänglich machen, da ich diese in mein Konzept aufnehmen möchte. Basis ist eine liegende doppelseitige Universal-Grundplatine, auf welcher sich einerseits die Komponenten befinden, welche immer wiederkehren und keiner Änderung bedürfen. Auf dieser werden andererseits die Bauteil-Module gesteckt, welche in der Breite und in der Länge von mir normiert sind. Das Konzept ist als open source vorgesehen, und nur zur privaten Nutzung. Vervielfältigung und Verbreitung durch Dritte ist ausgeschlossen. Im Klartext: Jeder nichtkommerzielle Amateurfunker und Bastler darf die Module nachbauen, die Schaltungen verändern und ausdrücklich gewünscht, 3

4 verbessern. Eine kommerzielle Verwendung ist verboten und wird strafrechtlich verfolgt. Die Anordnung der Module auf der Grundplatine sowie auch das gesamte Design, Abmessungen und der Aufbau unterliegen meinem Copyright. Nicht jedoch die Schaltungen. Der Nachbau und die Nutzung besteht auf eigene Gefahr. (For private use only. Copyright and distribution prohibitet. This boards and sheets are provided as is. Use it on your own risk.) 02 Beschreibung zum Konzept: Technische Daten: Kurzwellentransceiver als Einfachsuper SSB und CW Modus 8 Bänder: 160/80/40/20/17/15/12/10m Band in 6 Filterstufen ZF = 9 MHz VFO synthetisch (DDS) mit Arduino Diodenmischer Industriell, Fabr. Mini Circiuts Quarzfilter industriell Bandfilter und Tiefpässe mit Amidon Ringkernen NF-CW Filter Spot für CW Anzeige LED, 2 x 16 Charakters IC`s und Transistoren. Der TRX-Entwurf basiert auf einen Einfachsuper mit einer 9 MHz ZF von dem ich weiß, dass dieser funktioniert. (Atlas Mgf, USA und folgender Nachbau Ing. Hilberling) Jedoch sind andere Konfigurationen möglich. z.b. Direktüberlagerung, Doppelsuper usw. auch in anderen ZF-Frequenz - Bereichen. SDR-TRX könnte ebenfalls realisiert werden, wobei alternativ der 9 MHz Ausgang verwendet werden könnte. Abmessungen Platinen: Das Platinenlayout wurde im INCH Maßsystem ausgelegt. Das basiert auf der Tatsache, daß die Bauteilabstände (pins) im englisch sprachlichen Raum festgelegt wurden. So sind die meisten der Platinen normativ im Raster 0,05 Inch festgelegt. Daher ergeben sich bei der Umrechnung in das Dezimalsystem zwangsläufig krumme Werte. 4

5 Die Abmessungen aller Platinen finden sich in einer gesonderten Excel Datei. Design/Layout und zukunftsbezogene Änderungen: Grundplatine: Die Grundplatine wurde zweiseitige aufgebaut. Multilayer Platinen kamen wegen zu aufwändigen Aufbaus nicht infrage. Die erste Frage bestand darin, wie die Größenordnungen beziehungsweise Abmessungen der auf der Grundplatine stehenden und liegenden sein müssten. Aufgrund der Tatsache, dass einige Baugruppen mehr und andere Baugruppen weniger Platz brauchen, wurden die Abmessungen der Module festgelegt. Eine Überlegung die Abmessungen in Europa Karten Standard festzulegen, gelang aufgrund der geringen Flexibilität deren Abstufungen nicht. Da das Boardlayout im Inch Raster angelegt wurde, ergaben sich ebenfalls die Außenabmessungen der Platine in Inch. Da den Platinenherstellern vollkommen egal ist, ob in Inch oder metrisch geroutet wurde, sollte das also kein Problem sein. Sollte man für bestimmte Module mit der Fläche nicht auskommen, so können diese durchaus mit einer weiteren Platine aufgestockt werden. Eine weitere Überlegung war, wie eine Stromversorgung für alle Module sein soll, und welche Leitungen auf der Grundplatine sein sollten. Einige Module beziehungsweise Baugruppen brauchen unbedingt stabilisierte Spannungen, und können nicht mit der 12 V Haupt-Stromversorgung betrieben werden, da diese zumindestens im Sendefall bei Akkumulator- Betrieb schwankt. Deshalb ist auf der Platine eine Spannungsversorgung mit dem LM 1117 vorgesehen. (low drop) Nun könnte man darüber nachdenken, für alle Versorgungsspannung an den Modulen step up Regler einzusetzen. Da derzeit nicht gesagt werden kann, ob diese Regler mit den Hoch- Frequenz Teilen Interferenzen durch Oberwellen bilden könnten, habe ich diese Technik nicht weiterverfolgt. (Es bietet sich alternativ eine step up Möglichkeit direkt hinter dem Akkumulator an.) Die Platine musste in den wichtigsten hochfrequenten Versorgungsleitungen auf 50 Ohm Technik optimiert werden. In vorliegender Überlegung trat in der Praxis im ersten Aufbau die Tatsache 5

6 auf, dass in der HF Leitung zwischen dem Bandfilter Modulausgang und dem Eingang des 1. Mischers Reflexionen auftraten. Diese sind unbedingt zu verhindern, da dann eine optimale Anpassung zwischen dem Bandfilter, der Notch und dem Mischer sonst nicht gelingt. Diese Leitung musste getrennt werden, und die Verbindung wurde mit einem Koaxialkabel hergestellt. In der letzten Version sind diese Leitungen auf der Platine nunmehr auf 50 Ohm Technik optimiert worden. Falls wieder Reflexionen auftreten, ist wie vorgesagt, ein Koaxialkabel mit 50 Ohm Impedanz einzufügen. Es wurde Wert darauf gelegt, dass möglichst viele Module liegend angeordnet sind. Das erfordert zwar mehr Platz auf der Grundplatine, hat gegenüber stehenden Anordnungen einen besseren Stand und bessere Zugänglichkeit bei Messungen, Einstellungen oder Fehlersuche. Die Abmessungen der einzelnen Module basieren auf die jeweiligen Anforderungen. So benötigt z.b. eine HF-Verstärkergruppe weniger Platz als 6 Filterbaustufen. Sollte man dennoch mit einer Modulfläche auf der Grundplatine nicht auskommen, so kann man die angrenzende Modulplatine überlappen, sofern die Pfosten entsprechend höher sind. Auch ist eine Sandwichbauweise möglich. Die Module werden gesteckt. Hierbei werden fast überall vergoldete Pfostenbuchsen und Stecker verwendet, welche verschiedene Distributoren im Programm haben. Denn nur diese haben die ausreichende, dauerhafte HF- Kontaktsicherheit! (Siehe Hinweise Hersteller und Bestellnummern unter Kapitel 6, Allgemeines) Die Bauteile sind ausschließlich bedrahtet, oder haben Pins. Das gewährleistet einen sicheren Nachbau. Einzig allein die Entkoppelungskondensatoren, der Regler on Board und einige Bauteile sind in SMD. (komplette SMD-Platinen sind natürlich möglich) Auf der Grundplatine befinden sich: Stromversorgung aller benötigten Spannungen in möglichst gleicher, logischer Reihenfolge zu den Steckpfosten Benötigte, kurze HF-Verbindungen zwischen den Pfostensteckern und den Modulen entsprechend der Logik eines ZF Transceivers. Signalleitungen. Jeweils 1 Paar 6-8 polige Pfosten für jedes liegende Module. 6

7 Pfosten für stehende Module. 3-6 polige Pfosten für Flachkabelanschlüsse zwischen den Komponenten, die außerhalb der Hauptplatine liegen. Rückseitige Grundplatine: Eine weitere Basisplatine befindet sich an der Gehäuserückseite. Sie beinhaltet den Stromversorgungsanschluss 12 V, die Relaisgruppen S/E, das SWR-Meter, die Eingangs-Ausgangs Tiefpassfilter und die letzte HF-Verstärker Endstufe (PA) bzw. die Überbrückungsplatine. Seiten-Grundplatine: Eine Basisplatine befindet sich rechts, und beinhaltet den Spot und das NF-CW-Filter und neuerdings die Spannungsversorgung 5/10V. Grundplatine Frontseite: Die letzte Basisplatine befindet sich an der Frontseite und enthält den Arduino, den DDS mit der Nachverstärkung, die Steuerlogik, die Frequenzanzeige und die Potenziometer bzw. Drehgeber. 03 Transceiver Funktionsbeschreibung: (siehe auch Blockdiagramm.sch) Empfang: Das Antennensignal gelangt durch die SWR-Baugruppe, den schaltbaren Tiefpässen (Relais), und zu den ebenfalls schaltbaren RX-Bandfiltern (Dioden). Das Signal gelangt weiter auf den 1. Schottky - Diodenmischer. In diesem wird ebenfalls die bandspezifische LO Frequenz eingespeist, so dass sich am Mischerausgang immer eine 9 MHz ZF Frequenz einstellt. Die Oszillatorfrequenzen werden synthetisch von einem DDS Generator mit einem Sinus Signal erzeugt. Eine 2-stufige HF-Nachverstärkung mit einem Tiefpass hebt diesen Pegel für die erforderliche Ansteuerung der Schottky Mischer an. Das 9 MHz Signal gelangt an die erste ZF-Verstärkerstufe und wird hier angehoben, bzw. selektiv verstärkt. Ein ZF-Abschwächer (Poti) senkt zu hohe Eingangspegel ab. Die HF gelangt weiter in das 9 MHz Quarzfilter zur Selektion der Bandbreite entspr. SSB oder CW. (z.zt. nur SSB) Diese HF gelangt in die 2. ebenfalls geregelte 9 MHz Verstärkerstufe. 7

8 Danach führt das Signal in den 2. Schottky Mischer, das Carriersignal mit der Seitenbandwahl gelangt ebenfalls zum Mischer und es entsteht die demodulierte NF entsprechend der Seitenbandwahl. Hiernach wird die AGC/ALC erzeugt und auch der NF-Verstärker wird angesteuert. Senden: (SSB) Der 1. Mischer wird von der Mikrofon NF angesteuert, sowie von dem 9 MHz Carrieroszillator entsprechend der Seitenbandwahl. Das so erzeugte 9 MHz Signal wird in der 1. selektiven Verstärkerstufe angehoben. Die ZF-Regelung wird aufgehoben, so das mit max. Pegel verstärkt wird. Die Selektion übernimmt danach die folgende Quarzfilterstufe. Das Signal führt weiter zur 2. selektiven Verstärkerstufe. Im folgenden 2. Mischer wird die LO-Frequenz entsprechend der Bandwahl hinzugefügt. Es entsteht das Sendesignal im Seitenband. Nachfolgend wird über Pin-Dioden schaltbare Bandfilter das Signal selektiert. Die nun folgende Vorverstärker/Treiberstufe gibt eine Ausgangsleistung von ca. 1,2 W/50 Ohm ab, und kann nach Durchlaufen der Tiefpassfilter und der SWR Platine, optional an die Antennenbuchse geschaltet werden. Das Modul PA auf der rückseitigen Platine kann für eine Nachverstärkung auf ca W eingebunden werden. CW-Senden: Sendemäßig ist ein CW-Betrieb vorgesehen. Es gibt zwei Möglichkeiten: In der ersten Variante wird mit einer kleinen Gleichspannung der 1. Mischer derart aus der Balance gebracht, dass das anliegende 9 MHz Carrier Signal alle Stufen durchläuft. Im folgenden 2. Mischer wird die LO-Frequenz entsprechend der Bandwahl hinzugefügt. Es entsteht das Sendesignal im Seitenband. Das von der Gegenstation empfangene Signal erscheint mithin im Schwebungsnull und muß durch eine Ablage hörbar gemacht werden. (A1A, Morsetelegrafie mit getastetem Träger) Bei der zweiten Variante wird ein getastetestonsignal in den Mic-Verstärker eingespeist, und durchläuft das Procedere wie bei SSB-Betrieb. 8

9 (A2A, Morsetelegrafie mit moduliertem Hilfsträger) Ich habe mich für die traditionelle A1A Modulation entschieden. CW-Tastung Wie schon dargestellt, wird für CW im Carriermodul ein separater Quarz (Oszillator) aktiviert, dessen Frequenz auf 9,0002 MHz liegt. Damit wird ein Signal bei 800 Hz richtig und transceive eingestellt. Der Spot signalisiert dieses bei Empfang, sofern man etwa bei 800 Hz transceive stellt. Bei CW senden, wird der 1. Mischer beim Senden (CW-PTT mit Haltezeit) mit einer Gleichspannung aus seiner Balance geschoben und der anliegende 9 MHz Träger gelangt durch die HF-Stufen. Im 2. Mischer wird die DDS- Injektionsfrequenz hinzugemischt. Die Tastung erfolgt in der 2. HF Verstärkerstufe. Das IC MC1350p (Radio and TV amplifier), kann an Pin 5 mit einer variablen Gleichspannung von 5-7 Volt normativ zur Regelung von AGC/ALC verwendet werden. (Datenblatt: 5 V normal, 7 V -65 db) Dieses wird für Tastung ausgenutzt. Das CW-Modul auf der Frontplatine wird mit der Taste angesteuert und schaltet am Ausgang die Relais auf Senden und die CW-Zeichen zum Pin 5 des MC Taste aus-, Spannnung 5,7 Volt gelangt an Pin 4 des MC 1350 und die HF ist um 68 db gedämpft. (kein Signal an den 2. Mischer) Taste ein, Punkt oder Strich, Spannung wird gegen Masse wie üblich kurzgeschlossen und es liegt die interne 4,04 V an. (keine Dämpfung) Hierbei schaltet das Modul unmittelbar durch, verzögert die Zeichen etwa um 27 ms (veränderlich im Prog. des ATtiny) und leitet die Tastspannungen an Pin 5 des MC1350 weiter. Die einstellbare PTT Haltezeit wirkt auf das Senderelais. FET-Schalter Die Umschaltung der LO-und Carrier Oszillatoren erfolgt über FET-Schalter. Das Carriersignal (Träger) wird auf einer einzelnen Platine erzeugt. Die Module im folgenden: Rückseite: 9

10 6 Tiefpassfilter mit Ringkernen 1 Relaisplatine. 1 SWR Platine event. mit ALC 1 HF-Endstufe10-15W (wahlweise, kann mit Leerplatine überbrückt werden.) Grundplatine: 6 St. RX-Bandfiltermodule auf einem Grundmodul. (3-Kreis) 1 St. Notch Filter 9 MHz 1. Mischer 2. Mischer 1. ZF-Verstärker, 9 MHz 2. ZF-Verstärker, 9 MHz 1 SSB Filter 1 AGC/ALC Modul 1 NF-Verstärker 1 Mikrofon Vorverstärker 1 Platine Carrieroszillator 1 Platine FET-Schalter 6 St. TX-Bandfilter auf einem Grundmodul.(2-Kreis) 1 Vorverstärker mit Treiberstufe für Sendebetrieb, 1-1,5 W. 1 Buchsenreihe für HF-Vorverstärker, optional. 1 Buchsenreihe S-Meter Ausgang 1 Buchsenreihe AGC Ausgang 1 Buchsenreihe PTT 1 Buchsenreihe ALC Ausgang 1 Spannungsversorgung 12 V, 12 V-S, 12 V-E, 9-10V variabel, 5 V, zus V variabel on Board 1 Buchsenreihe Spannungsversorgung Ausgang Seitenplatine: CW-Spot für transceive Kontrolle ca. 800 Hz NF-CW Filter die Spannungsversorgung für die Frontplatine. Frontseite: Bandoszillator synthetisch (LO), mit Prozessor und Controller nach dem Arduino Uno Konzept: 1 Modul LCD Anzeige 2 x 16 Zeichen, hintergrundbeleuchtet. 1 Modul LED Zustandsanzeigen für RX/TX, Spot, + 2 LED Reserve, z.b. SWR- Vor-SWR-Rück. 10

11 CW-Steuerplatine Spannungs-Steuerplatine für Bandfilter,Tiefpass und CW-Betrieb. AD 5850 Modul, fertig LO Nachverstärkermodul mit Tiefpass. Buchse Key (an der rechten Seite). Buchse Mic Schalter Ein/Aus Potenziometer Drehgeber Modul Arduino+DDS steuert: 6 Tiefpassfilter schaltbar mit 12 Relais a`15 ma gegen GND. 6 x 2 Gruppen mit Diodenumschaltung +12 V für die Bandfilter. Bedientaste (n) Bandumschaltung, 8 Bänder 160/80/40/20/17/15/12/10 m Band. Schrittweiten für den Drehgeber Frequenzeinstellung. Memory der zuletzt eingestellten Frequenzen und Schrittweiten auf allen Bändern. Seitenband USB/LSB/CW mit Memory. Quarzfilter schalten: Stufe SSB/CW (CW Filter optional) S-Meter Messeingang (AGC für ca. 4,04-4,63V) CW Tasten, Eingang Punkt-Strich. Muss ca. +8V auf GND schalten können. CW-Vox Haltezeit für semi BK mit Einstellung Schnittstelle USB Ausstattung: Bandumschaltung der Bandfilter über Pin- Dioden und Bandumschaltung der TP-Filter mit Relais. Taster Frequenzschritte. Taster Bänder Taster Toggle: CW (Vox), USB-LSB (Normal/Reverse) S-Meter Anzeige, Bargraph Automatische Spot-Anzeige bei CW Betrieb (Modul Spot) Technologie zum Oszillator (LO): DDS oder Chip Si570, wobei letzterer erheblich weniger birdies machen soll, spektral reiner ist, jedoch eine Umschaltzeit von 10 ms mit sich bringt? DL9GTD hat auf Arduino Uno Basis und einem AD 9850 einen LO aufgebaut, der bei uns verwendet wird. Die Arduino Platine und die DDS Platine ist ein Fertigprodukt und wird auf die 11

12 Front-Grundplatine aufgesteckt, auf der auch die AD9850 Platine aufgesteckt oder eingelötet wird, und weiterhin sich hier der Inkrementalgeber, die Tasten, der LO-Nachverstärker, ein Tiefpassfilter usw. befinden. Birdies sind fast nicht vorhanden, und wenn, dann nur am Bandanfang. Eine Erklärung, warum das Konzept spektral relativ rein ist, haben wir derzeit nicht. Wir vermuten, das die Taktfrequenz und der Platinenaufbau etwas damit zu tun hat. LO-Oszillator: Der Oszillator basiert auf einem Arduino Bord mit dem AD 9850 Prozessor. Die für die Bänder zu produzierenden LO-Frequenzen liegen im Bereich 5,0-20,7 MHz. Die erwarteten Oberwellen, welche bei anderen Projekten und auch in kommerziellen Geräten in den Empfangsbändern auftauchten, traten bei diesem Konzept nicht auf. Möglicherweise ist das im DDS Oszillator Modul befindliche Tiefpassfilter von Haus aus schon gut konzipiert. (cut etwa 50 MHz) Trotzdem ist nach dem DDS Oszillator und folgender Verstärkerstufe ein Tiefpassfilter mit einem cut von 30 MHz nachgeschaltet worden (kann für die ersten Erprobungen überbrückt werden). Dabei wird der 1.Mischer von eventuell auftretenden weiteren Oberwellen entlastet. Wie vorgangs schon erwähnt, muss alles in 50 Ohm Technik realisiert werden. Im Gegensatz zu anderen, externen Projekten zu DDS-Oszillatoren, ist die Bedienung und Ausstattung wie Bandschaltung, Bedienungen über Taster vorerst bewusst einfach gehalten worden. LEERTEIL 12

13 Kapitel 2: Platinen-Module-technisches Wissen-Haupt-Grundplatine 04 Hauptgrundplatine (Mainboard) Die Grundplatine befindet sich im unteren Bereich des Chassis. Sie ist abgesehen einmal von dem Arduinomodul (Front), die Aufnahmeplatine für die wesentlichen Bausteine. Entweder senkrecht oder waagerecht gesteckt. Die Steckplätze bleiben auch in der Zukunft bei Veränderungen und Optimierungen in ihrer Pinanzahl und Plazierung unverändert, um abwärtskompartibel zu bleiben. Die Platine stellt gewissermaßen die NORM als Grundlage für Änderungen oder Optimierung der Einzelplatinen dar. Die Platine ist sonst wie im vorherigen Kapitel ausführlich beschrieben. 05 Grundplatine zu den Bandfiltern: Die Grundplatine RX und TX wurden überarbeitet und auf 50 Ohm optimiert. (Vers. 1.3) Hier liegen die Schaltspannungen mit den entsprechenden Drosseln, Kondensatoren und Widerständen an. Die Drosseln liegen im HF-Zweig und sollen die HF gegen die Versorgungsspannung abblocken. Daher muss der Scheinwiderstand X L der Drosseln auch im 50 Ohm Bereich liegen. Wer es sich zutraut, baut diese mit Ringkernen auf. (Ringkernrechner) Die HF führenden Leiterbahnen sollten konsequenter Weise in 50 Ohm Technik ausgeführt werden. Das kann zur Zeit nicht durchgängig realisiert werden. W1FB verfolgt ein etwas anderes Konzept zur Diodenumschaltung, wobei die Primär- und Sekundärspule jedoch traditonell an einem Ende an Masse geht. Trotzdem er für einen Bandpass 4, statt 2 Dioden benötigt, sollte man seinen Artikel aber unbedingt lesen und vielleicht später versuchsweise nachbauen. 06 Bandfilter Es wurden zwei Typen von Bandfiltern auf Einzelplatinen entworfen. 1. Zwei Schwingkreise mit Primär und Sekundärwicklung, kopfgekoppelt 2. Dreikreis-Integralfilter nach T. Red bzw. Reinhard Birchel 13

14 Zu 1. ist der Aufbau einfacher, 2. arbeitet mit Spulenanzapfungen, hat teilweise etwas niedrigere Dämpfungen, ist schmalbandiger und lässt sich trotzdem noch komfortabel abgleichen. Weiterhin ist die Impedanzanpassung 50 Ohm im Frequenzbereich konstanter. Also ausprobieren! (siehe Filterkurven in PDF xx) Im RX Zweig benutze ich 3-Kreis-Bandfilter.(ausgen. 160m Band) Dimensionierungsvorschläge für die 3-Kreis-Bandfilter findet man im Buch HF-Module in 50 Ohm Technik von Eric T. Red/Reinhard Birchel. Da dieses Buch sehr gute Bauvorschläge und Erklärungen bietet, sollte man es unbedingt erwerben. Für die 3-Kreis Bandfilter Berechnungen kann meine Excel Tabelle verwendet werden. Danach in RfSim99 simulieren. (Auch hierfür kann ich ich Beispiele zur Verfügung stellen.) Die Bandfilter zu 1) habe ich im TX Zweig eingesetzt. Hier überzeugt die etwas größerer Bandbreite beim Senden ohne Einbrüche der Ausgangs-Leistung. Die verwendeten Ringkerne von Amidon sind vom Typ T 37-2, T37-6, T30-6, T25-6. Kerne benutze ich mit ausreichender Güte, abgestimmt auf deren Frequenzbereichen gemäß Amidon Diagrammen. Die Txx-2 Typen bis etwa 14 Mhz, die Txx-6 ab 15 Mhz bis 30 MHz. Im 20 m Band sind Überschneidungen problemlos. Anmerkung: Da die Bandfilter in diesem Konzept der Diodenumschaltung im Eingang und Ausgang nicht an der Eigangswicklung kurzgeschlossen werden dürfen, wurde am kalten Ende der Wicklung mit einem Kondensator abgeschlossen. Die Ergebnisse waren zuerst nicht zufriedenstellend, da die Bandfilterkurven zu den niedrigen Frequenzen äußerst wellig waren. Erste Hauptursache waren Intermodulationen an den Dioden, als Wechselwirkung mit den Bandfiltern zu verstehen. Es gibt reichlich Foren, welche über geeignete Dioden diskutieren und auch kommerzielle Geräte damit Probleme haben sollen. Ich bin Pragmatiker: Also baute ich ein Testbord für die Bandfilter auf und testete viele Dioden mit einem NWT. Vorgeschlagene 1N4148 waren nicht optimal! Die BA243 ging recht gut, Die BA 379 ist etwas besser. Die Diode 1SV 308 wird noch getestet. 14

15 Mit der BA243 sind die Intermodulationen gering, diese Diode verwende ich. (Pollin, ausreichende Mengen bestellen!) Die Rest-Welligkeit zu unteren Frequenzen stammen vom Filter selbst. Irgendwie sah das wie eine Elliptic Charakteristik aus, aber teilweise mit geringer (-35dB) Dämpfung. Da musste noch geforscht werden. Ich vermute, das meine NWT HF-Messspannung zu hoch ist. Ich stellte weiterhin fest, dass die Kondensatoren, welche die kalte Spulenseite HF- mäßig erden sollten, ebenfalls Einfluss auf eine teilweise schlechte Filterdämpfung im Sperrbereich hatten. Der Erdungs Kondensator muss unmittelbar und direkt am Spulenende angelötet werden. Einer reichte nicht, da die Leiterbahnverbindung zum 2. Kreis als Stripline funktionierte und mithin den Kreis negativ beeinflusste. Abhilfe: Zwei SMD Kondensatoren unmittelbar an den Erdungspunkt (GND) der Spule gegen Masse anlöten. In der Version 2.0 wurde dieser Sachverhalt berücksichtigt. 07 Notch: Ein Signal nahe 9 Mhz kann direkt in die ZF mischen. Daher ist es bei diesem Prinzip üblich, ein 9 Mhz Notch-Filter hinter die Bandpassgruppen einzufügen. Das muss nicht sofort geschehen und kann später erfolgen. Steckbrücke 7pol, Drahtbrücke 1+7. (Die Notch macht nur Sinn, wenn die Bandfilter höher als 9 Mhz liegen. Darüber wirkt ohnehin der Tiefpass ebenso gut. 08 Bandfilter-TX (sendeseitig): Mit eigener Band-Grundplatine, 50 Ohm optimiert.( Bandfilter RX siehe 04.) 09 HF/RX Vorverstärker: Auf der Platine ist Platz für einen optional zu verwendenen Vorverstärker enthalten. Dieser macht erst bei höheren Frequenzen Sinn. Neben dieser Pfostenbuchse befindet sich dafür eine weitere für die Reed-Relaisumschaltung Vorverstärker ein/aus. Im Vergleich mit meinem Yaesu FT-ONE sehe ich derzeit keinen Anlass den Vorverstärker einzusetzen. Hinweis: Wird der Vorverstärker nicht eingebaut, so muss an der Buchse SV32 eine Brücke über Pin 7+8 gelegt werden. 15

16 Mischer: Der Mischer ist ein sogenannter passiver Schottkydioden-Ringmischer der mid level Klasse von Minicurcuits. (IE 500, SRA1, SRA 1W) Der SRA-1 dämpfte die Frequenzen unterhalb 1,8MHz besser als der IE 500. Wie dargestellt, muss unbedingt der Mischer an seinen Eingängen mit 50 Ohm angepasst werden. Das muss insofern getätigt werden, da sonst die Bandfilteranpassung eindeutig schlechtere Eigenschaften besitzt. Der NWT zeigt die Eingangs- Anpassung am Mischer übrigens nur ordnungsgemäß an, wenn das Träger und das LO Signal anliegt. Der LO Oszillator muss am Ausgang etwa 7 db, also 1,4 V erbringen. Deshalb haben wir unserem Arduino DDS Bord einen Nachverstärker hinzugefügt. Der Ausgang ist wie schon gesagt, 50 Ohm. Der Widerstand R9 auf der Frontplatine sorgt für die korrekte Spannung des LO. (unbedingt die Applikationen von Minicurcuits lesen, auch der Artikel zum Verständnis der Anpassung) Mischer: Siehe 1. Mischer ZF Verstärker: Aufgebaut mit dem Transistor 2N5109 oder Der Eingang ist mit einem HF-Trafo an den Mischerausgang angepasst. In dieser Stufe kann die HF bei starken Signalen abgesenkt werden. Bringt am Eingang des Transistors die Konfiguration eines Diplexers eine bessere Anpassung an dem Mischer? Ausprobieren! Der Ausgang ist selektiv. 13. SSB/CW Quarzfilter: Die Platine wurde vom KVG Typ auf 9MXF24D umgestellt. Dieser ist beim Funkamateur-Online Shop erhältlich. Ein CW-Filter für 9 MHz scheint es nicht zu geben. (Selbstbau erforderlich) Dann würde ich aber eine Quarz-Schaltung mit variabler Bandbreite ausprobieren. Da ich für CW mit einem seht gutem, aktiven NF - Filter arbeite, brauche ich kein Quarz-CW Filter. 16

17 ZF-Verstärker: Der 2. Verstärker ist mit dem IC MC1350p aufgebaut. Ursprünglich für Video-ZF Anwendungen konstruiert, eignet er sich gut für unsere Zwecke. Dabei wird entsprechend bei 7 V die Gain um -65dB abgesenkt werden. Hier liegt erstens die AGC Spannung aus dem NF-AGC-ALC Modul an. Zweitens wird an Pin 5 die CW Tastung realisiert. 4,04 V =Zeichen, 5-7 V für Sperrung. Das high/low Signal für CW wird im Modul CW, befindlich an der Frontplatte, erzeugt. Um die CW Tastung universell zu gestalten, könnte ebenfalls an der Treiberstufe getastet werden. Deshalb liegen in beiden Zuleitungen, also ZF-Verstärker und Treiber jeweils ein Jumper. Für unser Konzept ist der Jumper SJ 1 mit Lötzinn zu überbrücken, Jumper SJ2 bleibt offen. 15. Carrieroszillator: Die Quarze für USB, LSB und CW werden über eine geregelte Schaltspannung von etwa 8-9,5V jeweils am Schwingkreis des Oszillators aktiviert. Das Konzept des Atlas sah für CW vor, dass der USB Quarz mit einer zuschaltbaren Kapazität gezogen wurde. Da Seitenbandquarze nicht viel kosten, ist für CW ein dritter Quarz vorgesehen. Meines Erachtens eine saubere Lösung. Atlas verwendete für den Betrieb auf allen Bändern mit LSB auf den unteren Bändern und USB auf den oberen nur den USB Quarz bzw. deren Frequenz. Leider wurde nie erklärt, wie das erfolgen sollte, nannte er nämlich den Betrieb nur normal oder opposite. Die Erklärung: Die LO Injektionsfrequenzen werden additv oder subtraktiv mit den Bandfrequenzen gemischt, um bei Empfang auf die ZF von (hier) 9 MHz zu kommen. Beim Senden erfolgt dann die Mischung im 2.Mischer. Additiv: f HF + f LO Subtraktiv: f LO - f HF Wenn die f LO größer als die f HF ist, wird das Trägersignal invertiert und es erscheint beispielsweise bei Benutzung der LSB Bänder der Träger nunmehr nach Durchlaufen des Quarzfilters dieser im USB Bereich. In diesem Konzept sind deshalb die LO-Frequenzen derart gewählt, dass ein Umschalten zwischen LSB und USB bei Bandwechsel unnötig wäre, aber möglich ist. 17

18 16. FET-Schalter: Zur Umschaltung für LO und Carriersignal dient ein symmetrischer FET Umschalter. Eine etwas ältere Lösung, aber nachbausicher. 17. NF Vorverstärker, AGC, ALC: In der ersten Transistorstufe wird der NF-Pegel für den NF-Verstärker angehoben. Die weiteren Stufen richten die NF gleich und dienen der AGC und ALC. (Die ALC kommt von der SWR - QRP Platine. noch nicht realisiert) Die Schaltung ist schon etwas betagt dafür einfach und sie funktioniert einwandfrei. Die alten Transistoren können auf derzeit erhältliche kompatible ausgetauscht werden. Eine interne Stromversorgung beinflusst den Regeleinsatz der AGC! Diese ist deshalb stabilisiert. 18. NF-Verstärker Der NF-Verstärker wurde mit dem LM 386N aufgebaut. Die Schaltung entspricht der Applikation des Herstellers. Eine Frequenzbeinflussung ist durch einen Widerstands-Kondensator Tiefpass vorhanden. Der Cut liegt mit den Werten bei 4000 Hz. Eventuell setze ich den cut auf 3000 Hz. (mit RFSim dimensionieren) Wer kein CW macht, könnte das NF-CW-Filter als Tiefpass auslegen. Die Platine ist dafür vorgesehen. Einen Mithörton gibt es z.zt. nicht. 19. Mikrofon Vorverstärker: Das ist eine einfache, 3 stufige gegengekoppelte Vorverstärker-Einheit mit Gegenkopplung und ist soweit simpel aufgebaut. An SV2, Pin 2 steht eine Schaltspannung CW mit 8-9 V an. Hiermit wird bei CW-Betrieb der Eingang mit einem FET kurzgeschaltet. (nur dynamische Mikrofone) Es gibt von mir einen Entwurf mit dem Kompressor IC SSM Das Sendesignal soll angeblich dann bei SSB um 2 S-Stufen auf der Gegenseite besser hörbar sein. Sinvoll kann diese Platine nur in SMD- Technik aufgebaut werden.(ist schon entworfen+vorhanden) 20. HF-Treiberplatine mit kleiner PA: (auf Grundbord) Das Sendesignal aus den Bandfiltern gelangt an die 1. FET Stufe und wird in 18

19 zwei Treiberstufen auf etwa max.1-2 Watt Ausgangsleistung angehoben. (Emitterwiderstand nicht unter 0,5 Ohm!) Es wird zurzeit der etwas ältere Typ 2N3375 eingesetzt. Für höhere Leistung des PA-Transistors wird statt eines untergeschraubten gerippten Kühlkörpers ein Aluminium Kühlblock benötigt, welcher durch den Ausschnitt der Grundplatine gesteckt wird. Dieser Kühlblock wird unten am Chassis verschraubt. 21. Spannungsregler: Es gibt eine neue Version des Spannungsreglers. Dieser befindet sich auf der Seitenplatine rechts. Damit werden nunmehr die Verbindungskabel nicht mehr behindert. Auch werden die Kühlungsprobleme der Regler beseitigt. Die Spannungsregler der Platine auf dem Seitenbord zur Stromversorgung 5V und 9-11 V (regelbar, SMD) sind mit Low Drop Reglern und Schutzdioden ausgestattet. Hiermit wird die Frontplatine (Arduino, CW usw.) versorgt. Einstellungen: 1. Regler 5V Festwert 2. Regler, 10 V einstellen LEERTEIL 19

20 Kapitel 3 Platinen-Module-technisches Wissen- Rückplatine 22. Rückplatine: Auf dieser Platine sind die Band-Tiefpässe mit den Relais gesteckt. Geschaltet werden diese nach Massepotenzial (erst kurz zum Ausprobieren mit einem Kabel nach Masse), später erfolgt dieses mit dem Controller IC. Die Sende und Emfangsumschaltung erfolgt über zwei Relais auf einem Steckmodul. Eine Umschaltung über Leistungs FET ist noch nicht vorgesehen. Es gibt Hinweise auf Intermodulationen und eine höhere Dämpfung des Eingangssignals hin. Es ist eine einfache Messbrücke realisiert über zwei LEDs für die vor-und rücklaufende Welle und zeigt über eine weitere LED das Sendesignal. (DJ4UF) (Die alte SWR Platine ist ungültig und passt nicht mehr) Schließlich befindet sich auf der Rückplatine noch ein PA-Sendemodul. Für normalen 1-2 Watt Betrieb, wird nur die Überbrückungsplatine benötigt. Bei einer höheren Leistung kann die Gegentakt-Endstufe für 15W als Modul eingesetzt werden. Sie wird dann von der Driver-Platine angesteuert. Dann muss aber über den Emitterwiderstand des Treibertransistors eventuell seine Ausgangsleistung reduziert bzw. angepasst werden. (ca. 1-1,5W) Wiederum befindet sich ein Platinenauschnitt für einen Kühlblock der PA auf der PA-Platine, der rückwärtig verschraubt wird. Hinweis: Der Kühlklotz wird zur besseren Wärmeableitung gefräst, um glatte, plane Oberflächen zu erhalten. Das lichte Tiefenmaß wäre eigentlich von der Kühl- Anschlussfläche des/der Leistungstransistoren bis zur Aluminium-Rückwand. Die Gefahr würde sein, das bei zu geringer Toleranz das PA-Modul beim Verschrauben mit hereingezogen wird. (durchbiegen) Da die Steckerpins relativ lang sind, sind eben diesem Maß noch etwa 3 mm hinzuzufügen. (Gilt auch für die Treiberplatine) Hierzu gibt es eine Maßskizze. 23. Tiefpassfilter: Die 6 St. Tiefpassfilter stehen auf der Rückplatine. Sie werden mit Amidonkernen T65-2 bis T65-6 bestückt. 20

21 Ich stellte fest, dass das 14 Mhz RX-Bandfilter noch mit etwa -45 db eine Selektivität im 3,6 MHz Bereich aufweist. Begründung: Mischung der Frequenz z.b. 5,3 LO - 9 MHz= 3,7 MHz, also 80 m Band. Das starke 49m (Tropenband) machte zwar selten, doch ebenfalls Ärger. Die 20m Tiefpass Version erhält deshalb zusätzlich jeweils einen Sperrkreis für das 49+80m Band. Hier werden Kerne T68-xx verwendet. Tobias DG3LV verwendet ohne Probleme auch T50-xx auf allen Tiefpässen. Die Kondensatoren sind vom Typ Styroflex oder Glimmer und müssen mindestens 100 V und bei Sendeleistungen über 20 Watt V aushalten. Um die errechneten, meist krummen Werte zu erhalten, sind teilweise Parallelschaltungen von Kondensatoren nötig. Die Berechnung aller Filter (incl. Integral) erfolgte mit dem Programm RFSim. Die Berechnung der Ringkerne, der Windungen und Drahtstärken kann händisch erfolgen, oder mit dem erstklassigem Programm mini - Ringkern - Rechner von DL5SWB. Nachgerechnet habe ich diese Filter mit dem Programm RfSim. Die TP werden über Relais geschaltet und vom Front-Controller angesteuert. 24. Relaisplatine Die Versorgungs - Spannungen und die Umschaltung der HF Empfang-Senden erfolgt mit zwei Relais. 25._PA-Platine nur zur Überbrückung, oder PA Die Leerplatine dient nur zur Weiterleitung des Sendesignals vom Treiber an die Antenne. Auf einer separaten Platine kann z.b. eine Gegentakt Endstufe aufgebaut werden. (ist fertig und liegt anbei) PA-Platine 15 W: Die PA wurde nach dem Entwurf von TF3LJ nachgebaut, sowie mit vielen wesentlichen Verbesserungen von Tobias, DG3LV. Die PA wird mit den FET RD16HHF aufgebaut und arbeitet im Gegentakt, Ausgangstrafos sind zwei Stück. 21

22 Im Eingang befindet sich ein Abschwächerglied und führt auf einen Anpasstrafo welcher ein symmetrisches Ausgangssignal erzeugt. Eingang und Ausgang sind auf 50 Ohm ausgelegt, und vermeiden somit Fehlanpassungen. 26. SWR und Sendeanzeige: Das Modul ist nach einem Entwurf von DJ4UF /DF3OS aufgebaut, jedoch hier ohne Antennenanpassung, welche sowieso falsch entworfen wurde. Es ist für 15W ausgelegt. Die Leuchtdioden werden von dem Widerstandsquerstrom angesteuert, welcher aus der vor-und rücklaufenden Spannung des Ringkerntrafos erzeugt wird. Es scheint, dass eine HF-Spannung an den LED anliegt, sodaß diese auf der Verbindungsleitung zu den LED`s vorne etwas bedämpft wird. Ich sehe da noch etwas Handlungsbedarf und experimentiere noch mit Optokopplern. LEERTEIL 22

23 Kapitel 4 Frontplatine - Platinen - Module - technisches Wissen: 27. Frontplatine: Der Arduino Uno könnte theoretisch ersetzt werden durch neuen Typ Nova. LO-Signal Erzeugung durch das DDS Modul AD 9850 # Auf der Frontplatine befinden sich das LCD Anzeigemodul Buchsen auf der Rückseite (Bot) # Das Arduino Bord (Stecker, lang, einlöten auf Frontseite). # Die DDS-Oszilatoreinheit mit dem Tiefpass (stecken oder direkt einlöten auf der Vorderseite (Top). # Die Steuerplatine zum Schalten der Tiefpass und Bandfilter und der Modi USB-LSB-CW (Buchsen auf Vorderseite) # Die Steuerplatine für die CW-Vox (Buchsen auf der Vorderseite) Alle Taster und Potis, so wie der Inkrementalgeber auf Bottom. LED-Anzeigen für SWR, Senden und Spot auf Bot. Um dem Inkrementalgeber an der Achse eine bessere Führung zu geben, wird eine zusätzliche Gleit-oder Kugellagerführung entwickelt. Es reicht derzeit auch, wenn die Buchsenbohrung in der Alu_Frontplatte präzise und passig hergestellt wird. (Reibahle!) Die Buchse für das Mikrofon (Japan-Norm) und der Hauptschalter wird direkt in die Alu-Frontplatte eingebaut. Der NF-CW-Filter-Schalter kommt auf die rechte Gehäuseseite mit der Key Buchse. Im Frontbord ist der Ausschnitt auszusägen. Der Arduino weist keine Programmierung irgendwelcher Messungen oder Parameter von außen über die Tasten auf. Das ist so gewollt! Es lassen sich die Seitenbänder, SSB oder CW Betrieb für jedes Band einstellen. Die Frequenz wird über den Inkrementalgeber gewählt. Die Abstimmschritte hierzu über die Tasten. Schaltet man zwischen den Bändern, bleiben die Einstellungen erhalten. Dieses gilt ebenfalls sobald man das Gerät erneut einschaltet. (Eine Programmierung des Arduinos kann eventuell DL9GTD übernehmen 28. HF-DDS Nachverstärker(Front): DDS-Modul mit AD9850: Das DDS Signal muß am Mischer mindestens +7 db bzw. +1,4V haben. 23

24 Daher ist ein 2 -Transistor Nachverstärker Modul vorgesehen. Ein Tiefpassfilter kann bestückt oder überbrückt werden. Cut bei 30 MHz. (Mit RFSim99 ausrechnen) 29. Steuerplatine/Front: Die Steuerplatine auf der Frontseite schaltet die Tiefpassfilter-Relais und die Bandfilter. Die Relais werden gegen Masse geschaltet, für die Bandfilter wird eine 9-10 Volt Spannung zugeschaltet. 30. S-Meter: Die ausgegebene Spannung der AGC/ALC reicht zur Ansteuerung des Arduino aus. Für das Prog: gemessen an Grundplatine SV46, Pin2 (ZF-Regler hoch) ohne Signal: 3,46V (auf Dummy Load) S 9: 4,08V S9+13dB: 4,43V Die S-Meter Anschlussplatine mit Begrenzer geht auf SV3 der Frontplatine. Thomas (DL9GTD) hat den Arduino für diese Werte programmiert. 31. CW-Steuerplatine Die CW Platine auf der Frontseite beinhaltet eine CW-Vox (PTT mit einstellbarer Haltezeit) und eine einstellbare Zeichenverzögerung, da das erste Zeichen durch die Relaisträgheit beim ersten Zeichen verstümmelt würde. Zu dieser Beschreibung gibt es eine separate Dokumentation. Deshalb in Kürze: Die Morsetaste setzt den ATtiny Prozessor auf low, dieser schaltet durch. Pin3 schaltet das PTT-Relais an und kann dieses für eine einstellbare us Zeit halten. Pin2 geht auf Schalttransistoren welche mittels eines Widerstand-Netzwerkes über Q2 den 1. Mischer derart mit einer Gleichspannung debalancieren, so dass dieser das 8,9992 Mhz Signal an die ZF-Stufen durchlässt. Der Transistor T2 bzw. Q1 setzt die Gain-Regelstufe des 2. Mischers (MC1350 entspr. auf high oder low für Sendesignal. CW-AGC Spannung an Pin 5 MC1350p: Die Morsezeichen ergeben am Ausgang einen high/low Pegel. High= 5,47 V entspr. nicht senden 24

25 Low = 4,09V entsprechend Zeichen senden Auf der Grundplatine-Front ist an SV45 Pin 2+4 zu überbrücken. Spannung am 1. Mischer bei CW-PTT: Verbindung zu SV4 der Grundplatine. Verbindung SV6 zur PTT der Grundplatine LEERTEIL 25

26 Kapitel 5 Seitenplatine rechts - Platine - Module - technisches Wissen 32. Zusatz Grundplatine rechts: Es gilt die neu entwickelte Seitenplatine Ver.1.2 Die Module Spot, Spannungsversorgung und CW-Filter befinden sich auf dieser Platine. Normalerweise bekommen Spot und CW-Filter ihre Versorgungsspannung aus +12V/Empfang. Es ist möglich, diese Spannungsversorgung aus Energieersparnis (Akku) oder bei SSB oder anderen Betriebsarten auszuschalten. Der Controller auf dem Frontbord steuert mit einer 9-10V Spannung jeweils die Schwingkreise der Carrierquarze an. Bei CW gelangt diese Spannung ebenfalls auf die Buchse Spot und somit zur Seitenplatine. Hier wird über eine FET Schaltstufe an den Spot und an das CW Filter die Spannung +12V/E bei CW Empfangsbetrieb angelegt. Dabei sind entsprechend lt. Schaltplan die Jumper zu überbrücken. Das würde ich allerdings erst einlöten, wenn Spot und CW-Filter funktionieren. Praxis: Vorerst SJ3 + SJ4 überbrücken. Für Stromsparbetrieb die FET`s und Baureile später bestücken und Brücken auf SJ1+SJ2 schließen und SJ3+SJ4 öffnen. 33. Spot: Der Spot zeigt über Leuchtdioden an, wenn ein empfangenes CW-Signal auf etwa 800 Hz liegt. (siehe hierzu die Artikel von DL2LTO und DK3RED, vielen Dank) Er arbeitet mit einem IC vom Typ NE 567 oder LMC 567 und wertet die Tonfrequenz des CW Signals aus. (z.b. 800 Hz). Bei Erkennung leuchtet eine LED zuverlässig und empfindlich auf. Die Kondensatoren müssen hochwertige Bauteile sein. 34. CW-Filter: Entweder für 800Hz Centerfrequenz und einer Bandbreite von 200Hz bauen, oder eigene Berechnungen anstellen. 26

27 35. Spannungsversorgung Auf der Seitenplatine ist die Spannungsversorgung 5/10V direkt untergebracht. 5V ist ein Festwertregler, der 10V Regler ist variabel einstellbar. LEERTEIL 27

28 Kapitel 6 praktischer Aufbau des TRX 36. Allgemeines, praktischer Aufbau des TRX mit seinen Platinen: Für den Bau des Transceivers ist das Verständnis zur Transceivertechnik nötig. Spätestens bei der Suche nach selbstproduzierten Fehlern ist dieses außerst wichtig. Ich empfehle unbedingt zuerst die Grundlagen über die TRX-Technik nachzulesen! Im Ordner Dokumentationen_TRX-Verständnis habe ich einige wichtige Beiträge hierzu aufgelistet. Auch ist es unbedingt lohnend sich im QRP-Projekt die FI`s Werkstattfibel herunter zu laden. Studiere weiterhin zuerst im Ordner Eagle-sch-brd.PDF _Unterordner Prinzipschemen, die Grundlagen über den Aufbau dieses TRX. Sorgfältiges und richtiges Löten ist unbedingt nötig. Hier entstehen die meisten Fehler. ( Edsyn Fluid verwenden) Später wasche ich eventuell die Rückseite der Platinen mit Defluxer, einem Pinsel und wische mit einem Tuch ab. Zum Schluss mit Feuerzeugbenzin oder Bremsenreiniger gründlich einsprühen und die Platine abschütteln. Es kann vorkommen, daß man Bauteile wieder auslöten muss! Zweibeiner wie Widerstände kann man auslöten, in dem man die Lötstelle heiss macht und mit einem kleinen Uhrmacher Schraubenzieher den Widerstand abhebelt. Bei Drei-und Mehrbeinern geht das nicht. Diese werden geopfert, inden man die Bauteile abknipst oder wegfräst und dann den Rest der Pins auslötet. Danach mit Entlötlitze die Stellen absaugen. Eventuell mit einem 0,6mm Bohrer per Hand die Stelle vorsichtig ausbohren. Für das richtige Wickeln der Induktivitäten gibt es ausreichend Literatur (z.b. OM Solf oder Wippermann) Bandfilter: Um experimentieren zu können, wurden die Layouts für 2-Kreis und 3-Kreisfilter geroutet. Entscheide selbst, wo du die besten Ergebnisse erzielst. 3-Kreis Filter: Da hier unsere Induktivitäten (Filter) Anzapfungen haben, können wir nur hintereinander Wickeln. Die minimalen Windungen nutzen den Ringkern 28

29 zwar nicht aus, jedoch scheint die Berechnungsgrundlage von T. Red darauf abzuzielen. Ich spreize die kleinen Windungen auf dem Kern etwas auf. So etwa 2x Drahtabstand. Bei Primär und Sekundärwicklungen der 2-Kreisfilter, wird auch die kleinere Wicklung fast über den ganzen Kern gewickelt. Ringkerne werden nur bis etwa 270 bewickelt! Wer kann, soll kalt nachmessen und event. die Wicklungen etwas schieben und danach fixieren. Zum Berechnen oder Nachrechnen der Filter, des Tiefpasses und der Notch sollte man verschiedene Software benutzen, da jede über gewisse Schwächen und Stärken verfügt. Meine Favoriten: RFSim99 und Filter Designer für Tiefpass- und Bandfilter, und Ansoft Designer SV2 für die Notch. Der Messplatz benötigt ein digitales Multi-Voltmeter, ein geregeltes Netzteil mit Überstromabschaltung, einen Oszillographen, einen Rauschgenerator und ganz optimal einen Netzwerktester. Letzterer zeigt ja nicht nur Bandfilterkurven, sondern ebenfalls Impedanzen, Induktivitäten und beinhaltet einen abstimmbaren DDS-Oszillator. Die Spannungs-Abblockkondensatoren befinden sich mehrfach auf den Grundplatinen, diese sind aus HF-technischen Gründen in SMD Bauweise. Da die Kondensatoren für die Baureihen G 1206 vorgesehen sind, ist eine Verlötung noch möglich. Die Kondensatoren müssen mindestens aus dem Material X7R oder besser Y5V sein. ( lese auch den Artikel von DL1SNG ) Vertikale Platinen: Die Stecker an den vertikalen Platinen wie z.b. Tiefpässe, Filter usw. werden ausschließlich auf die Vorderseite gelötet. Die vertikalen Platinen wackeln im gesteckten Zustand! Um dieses zu verhindern, können Konterleisten zwischen den Buchsen und der Platine verklebt werden. Es gehen die Materialien Holz-Epoxy-Pertinax oder PVC Leisten. Conrad bietet PVC Leisten für den Modellbau 5 x 5 x L an. Pertinax und PVC verklebt sich schlecht, daher geeigneten Epoxy 5 min. Kleber verwenden. Eine kleine Epoxy Platte Abschnitt, D=1,7mm leicht einfetten, stecken, sichern und 29

30 Leiste auf dem Bord gegenkleben. Vorher die Grundplatine und die Leiste mit einem Glasfaserstift aufrauen. Hier noch einmal die maximalen Maße: Bandfilter: 12 St. 5 x 5 x 18 mm (B x H x L) Notch: 01 St. 5 x 5 x 16 mm Carrier/FET/NF Verstärker: 03 St. 5 x 5 x 25 mm Mic-Vorverstärker: 01 St. 5 x 5 x 18 mm Die Module werden gesteckt. Hierbei werden überall präzisions- gedrehte Pfostenbuchsen und vergoldete Stift-Stecker verwendet, welche verschiedene Distributoren im Programm haben. Denn nur diese haben die ausreichende, dauerhafte HF- Kontaktsicherheit! Präzisionsbuchsenleiste,vergoldet, 1x36 pol. Conrad, Best. Nr Stiftleiste, vergoldet, gerade 1x40 pol. Conrad, Best. Nr Stiftleiste, vergoldet, gewinkelt, 1 x8 pol, Conrad, Best. Nr Alternativ: Buchsenleiste,verg., gedr. Kontakte Reichelt, Best. Nr. MPE xx 2,54 Stiftleiste, verg., gerade Nr. SL1X--OG xx 2,54 (vorg. Artikel teilweise auch bei Pollin) (vergoldete Teile am besten im Laden z.b. bei Conrad anschauen!) Folgendes: Die Präzisionsbuchsenleiste von Conrad ist zwar teuer, aber die erste Wahl! Die Buchsenleiste von Reichelt Nr. BL 1X10G 2,54 ist ebenfalls vergoldet, aber hat keine gedrehten Kontakte, und greift weniger fest und sollte deshalb nicht verwendet werden. Für die Arduino-Platine benötigen wir längere Stiftleisten. Es gibt sie bei Conrad. Die Pfostenstecker auf der Grundplatine und den Modulen müssen unbedingt genau und im rechten Winkel aufgelötet werden. Dazu benutze ich die passende Platine zum Grundbord, stecke die Stecker lose darauf und füge die Pfostenbuchsen unten hinzu. Das Ganze stecke ich auf die Grundplatine und verlöte dann von unten, und danach wenn die Stecker gedreht wurden die kleine Platine von oben. Einen Pin verlöten, und erst einmal optisch überprüfen! Zwar verlötet sich die Platine recht gut, zur Sicherheit benutzte ich ein Lötfluid, z.b. das FL 88 C Fluid von Edsyn. (Conrad oder Reichelt) 30

31 Sind die Pfostenstecker verlötet, werden sodann die niedrigen Teile wie Widerstände angebracht und im Weiteren mit den dann höheren Teilen bestücken. (gilt ebenfalls für alle Module) Möglichst keine Test-Kabel Verbindungen mit 1 Stecker versehen, also male. So ein Einzelpin lockerte die Buchsen nach einiger Zeit aus. Weiterhin lockern sich gerne die Pins am Kunststoff, wenn man ein Bandkabel direkt auflötet, daher eine kleine Epoxy Adapterplatine oder mit Epoxyd verkleben. Vertikale Platinen an Stecker löten: Den passend abgeschnittenen Stecker in die Platine einfügen und sodann eine lose Printbuchse zur Zentrierung aufstecken. Heriumdrehen, auf eine plane Unterlage legen und von dieser Rückseite verlöten. Ein Rauschgenerator reicht vorerst für den ersten Test und groben Abgleich. Ein NWT (Netzwerktester) erleichtert die Prüfung und den Abgleich der Tiefpässe, Bandfilter, Hf-Stufen usw. jedoch erheblich! Dafür müssen zwei 50 Ohm Prüfkabel entsprechend mit 3 pol. Steckern und zwei 50 Ohm Prüfkabel entsprechend mit 4 pol. Steckern konfektioniert werden, wobei am anderen Ende ein BNC (SMA) anzulöten ist. Man geht von der logischen Schaltung und Platinenfolge bei dem Aufbau aus, und prüft nacheinander deren Funktion. So lötet, arbeitet und testet man sich bis zur NF-AGC durch. Es ist ratsam, zur Überprüfung jedes Moduls, jeweils die anderen zu ziehen, um im Fehlerfall nichts zu zerstören. Es versteht sich von selbst, vor dem Stecken von Platinen, die Stromversorgung immer auszuschalten. Die Grundplatine liegt auf dem Tisch, die Rückplatine dahinter usw. Die Verbindungen zu dem Rück- Frontbord usw. werden mit den entsprechenden Steckern, den angelöteten kleinen rechteckigen Lochrasterplatinen und Flachbandkabel unserer Norm vorgenommen. Alle Flachkabel-Verbindungen werden an Epoxyd Lochraster-Platinenstücken, Höhe etwa 17mm mit Winkelstecker und Kabel angelötet. Zuerst bohrt man im oberen Bereich die erste Lochreihe auf 1mm auf, und fädelt hier die Bandkabel mit der Isolierung durch und lötet an den nächstliegenden Bohrungen fest! Dadurch ergibt sich eine gute Zugentlastung. 31

32 Heißkleber als Festpunkt hat sich nicht bewährt! Eine Alternative ist das Auflöten der Kabelanschlüsse direkt auf die Kontaktstifte, wobei ich die Lötanschlüsse mit der Kabelisolierung Vor-und Rückseitig satt mit 5- Minuten Epoxydkleber bestreiche. Beim Löten der Kabelanschlüsse spanne ich die gegenüberliegenden Kontakte (Stecker) in einen Metall-Schraubstock, um das Schmelzen der Plastikhalterung zu verhindern. Die Dimensionen und Abmessungen aller Kabel finden sich in der Datei Steckverbindungen.xls 37. Rückplatine: Die Drain Spannungsversorgung zu den PA-Fet`s wird nicht über das Senderelais geschaltet, sonder direkt angelegt, um die Strombelastung von etwa 3-4A über diesem zu vermeiden. Die Gate_Steuerspannung wird jedoch nach wie vor über das Relais beim Senden angelegt und aktiviert dann die Endstufe. (+12V-S) Die SWR Platine erhält für eventuelle Modifikationen, an SV4, Pin 3 eine 12V Dauerspannung. Mit dem Platinenlayout, welches vorher im Papierdruck auf Maßhaltigkeit geprüft wird, das Blech der Rückseite für BNC-Buchse, Befestigungen, Powerpole - Ausschnitt usw. Sägen und bohren. Dann werden mit einer Laubsäge (Blatt für Metallbearbeitung) die Platinenausschnitte gefertigt. Dann wird die BNC Buchse angebracht und die Rückplatine bestückt. An drei Punkten schraube ich die BNC-Buchse mit Polyamid Schrauben fest, die 4. Ist aus Messing, wobei eine Lötösenverbindung mit der Masse_Vorderseite hergestellt wird. Sodann folgen die SMD Kondensatoren, dann die vergoldeten Pfostenstecker und zum Schluss die Wago Klemme und die Kondensatoren. Die Verbindung Power Pole mit der Wago Klemme erst herstellen, wenn der Schalter an der Frontplatte benutzt wird. Deshalb Stromversorgung vorerst direkt an die Wago-Klemme anschrauben. Die Verbindung zum Schalter wird bei mir lösbar im Bereich zwischen Grundund Frontplatine mit Lüsterklemmen hergestellt. Somit kann jederzeit die Front+Rückplatte mit der Platine herausgenommen werden.thomas hat den Schalter einfach fortgelassen. 32