Antek 3,5 MHz - dziennik budowy

Po nabraniu doświadczenia w budowie skomplikowanych urządzeń nadawczych typu Antek, na podstawie rozwiązań z poprzednich wersji na 3,5 MHz i 14 MHz, postanowiłem zakupić kolejny kit i zmontować go powtórnie w wersji na 80 m. Skłoniła mnie do tego znakomita praca wersji na 20 m, opisywanej na tej stronie.

Pierwszy Antek zmontowany (a raczej wymęczony) kilka lat temu na pasmo 80 m ciągle działa, lecz w związku z ówczesnym brakiem sprytnych przyrządów (analizator, wobulator) oraz fachowej wiedzy, jego praca pozostawia wiele do życzenia.

Będę starał się na tej stronie przekazać jak najwięcej bieżących informacji z pola walki (czyli mojego warszatu) - może komuś przydadzą się do uruchomienia własnego egzemplarza.

03.10.2009 - Start

Pracę zacząłem od wlutowania przekaźników, gniazda zasilania, mostków doprowadzających napięcie do stabilizatorów i układów NE612 oraz samych stabilizatorów wraz z kondensatorami (dodatkowo kondensatory blokujące 0,1 uF od strony wejścia stabilizatora). Następnie na płytce przeciąłem obwód masy, co w wersji na 14 MHz znacząco zapobiegło wzbudzaniu się nadajnika. Drugie cięcie pokazane na poniższym zdjęciu ma na celu ominięcie filtra dolnoprzepustowego nadajnika w czasie odbioru (sygnał zyskuje kilka decybeli), ale o tym później.

W urządzeniu stosuję wyłącznie rezystory metalizowane (dużo mniejsze szumy własne) oraz dobrej jakości kondensatory - monolityczne i trudno już dostępne styrofleksowe. Może to lekka przesada w sprzęcie amatorskim, ale... czemu nie?

17.10.2009 - Obwody wejściowe

Filtr wejściowy, ze względu na ważną rolę pełnioną w odbiorniku, został potraktowany bardzo poważnie. Dzięki pomocy Ryszarda SP9FYS, Antek otrzymał dobrej jakości trzyobwodowy filtr wejściowy z właściwym dopasowaniem.

Cewki zostały nawinięte na toroidach Amidona FT37-2 o AL = 5, a cały filtr po wlutowaniu w płytkę zestrojony "na sucho" za pomocą analizatora MAX-4. Delikatna korekcja została wykonana już po włożeniu mieszacza NE612, mierząc sygnał na wyjściu kostki. Poniższa charakterystyka wygląda dosyć obiecująco, dając nadzieję na prawidłową pracę odbiornika. Proszę nie sugerować się wielkością tłumienia w dB, tak naprawdę nie wiem i nie mam pomysłu na zmierzenie tłumienia filtru, ze względu na różne oporności we/wy. Dla ciekawostki - nawinąłem te same indukcyjności na rdzeniach FT37-43 o AL = 420 (wyszło dużo mniej zwojów), ale w żaden sposób nie mogłem uzyskać wyraźnych rezonansów! Tak więc, na cewki tylko rdzenie FT37-2!

Wmontowanie trzyobwodowego filtra wymagało przecięcia dwóch ścieżek i kilku wierceń. Można podpatrzeć na zdjęciach mój sposób lub wykonać to według własnego pomysłu. Trymery są niezbędne do finalnego "wypieszczenia" charakterystyki. Jeżeli wobulator nie jest dostępny, można próbować stroić filtr za pomocą generatora i sondy w.cz. W ostateczności pozostaje wlutowanie podanych indukcyjności i pojemności bez strojenia, ale nie polecam tej metody.

Dla dwóch cewek użyłem drutu 0,4 mm w bawełnie - taki akurat miałem pod ręką.

24.10.2009 - Filtr kwarcowy

Jako częstotliwość pośrednią wybrałem 8,86 MHz ze względu na dobrą opinię o tych rezonatorach i prawidłowe działanie filtru w wersji na 20 m. Pojemności zostały dobrane na podstawie fantastycznej książki T.Red "Arbeitsbuch fur den HF-Techniker", dostępnej w wersji rosyjskiej tutaj. Bardzo pomocne okazały się materiały ze zbiorów Rzyszarda SP9FYS w postaci opisów budowy filtrów kwarcowych (metody G3JIR i F6BQF, RA3RBE) oraz arkusza kalkulacyjnego do wyznaczania pojemności przy różnych ilościach ogniw.

Kwarce 8,86 MHz zakupiłem w firmie TME - 25 sztuk, z których bez problemu wyselekcjonowałem dwie "czwórki", różniące się częstotliwością nie więcej niż 30 Hz.

Moja metoda budowy filtru była następująca:

- wyliczenie ze wzoru pojemności dla przyjętej oporności filtru 800 om i spodziewanego pasma 2,1 kHz

- wlutowanie do układu i pomiar charakterystyki - niestety wyszło 4 kHz w paśmie przenoszenia!

- zwiększanie pojemności przy zachowaniu stosunku C1/C2/C3/C4/C5 równego (zgodnie ze wzorem) 0,414/1,820/2,828/1,820/0,414

- każdorazowy dobór rezystancji wejściowej i wyjściowej filtru (podkówki) - główny prametr decydujący o zafalowaniu w paśmie przenoszenia

- finalne dobranie pojemności C1 i C5 (trymery) na najlepszą stromość zbocza i małe zafalowanie w paśmie przenoszenia

Był to dosyć czasochłonny cykl, który jednak przyniósł dobry efekt. Przyjąłem następujące pojemności: 15 p, 68 p, 110 p, 68 p, 15 p oraz dodatkowy rezystor obciążający 510 om. Trymery jako C1 i C5 pozwoliły ostatecznie dopieścić charakterystykę - okazało się, że C1 musi mieć 44 p zamiast 15 p, co pewnie jest związane z dopasowaniem do wyjścia NE612. C5 został zmianiony na 22 p a do C2 dodałem jeszcze 10 p dla wyrównania poziomu charakterystyki w paśmie przenoszenia. Ostateczny schemat oraz charakterystykę zdjętą wobulatorem przedstawiam poniżej (sygnał podany na wejście pierwszego NE612 a zdjęty wyjścia drugiego NE612). 

Przyjęta szerokość pasma przenoszenia wynosząca 2,3 kHz jest komromisem pomiędzy względnie szerokim (nawet 3 kHz) filtrem, jaki powinien pracować w części nadawczej a wąskim (np. 1,9 kHz), jaki powinna posiadać część odbiorcza. Przeprowadzone później odsłuchy pasma oraz testy nadajnika potwierdziły prawidłową pracę filtru.

Obudowy kwarców zostały połączone do masy dla ograniczenia zakłóceń. Lutowanie należy wykonać bardzo szybko a wcześniej delikatnie oczyścić miejsce lutowania ostrym narzędziem. Kondensatory monolityczne posiadają możliwie jak najkrótsze wyprowadzenia.

Dopiero po zbudowaniu powyższego filtru sięgnąłem po kwarce, które są dołączone do kit-u Antka, aby sprawdzić ich jakość. I tu niespodzianka - kwarce były selekcjonowane przez producenta! W moim przypadku zmierzone częstotliwości to 5.997.746 Hz, ...741, ...761, ...783, ...739, czyli różnica zawiera się w 42 Hz. Również zdjęta charakterystyka wygląda interesująco - kwarce 6 MHz mają bardziej strome zbocza niż kwarce 8,86 Hz. Oznacza to, że filtr zbudowany przy ich pomocy powinien mieć nie gorsze parametry niż opisywany (ja jednak tego nie sprawdziłem). Jedynie tłumienie w paśmie przenoszenia zawierało się w przedziale 0,92 do 1,73 dB, przy 0,56 dB dla kwarców 8,86 MHz.

05.11.2009 - Generator VFO

Generator VFO został zbudowany według oryginalnego schematu przy proporcjonalnie zmienionych wartościach pojemności i indukcyjności tak, aby uzyskać częstotliwość w zakresie 12.360..12.660 kHz. Wybrałem częstotliwość VFO większą od pośredniej (8,86 MHz) z powodu mniejszej możliwość powstawania produktów mieszania przeszkadzających w odbiorze. Ze względu na zastosowanie stabilizacji VFO w późniejszym etapie budowy Antka, nie bałem się przyjąć tak dużej wartości częstotliwości. Jak się okazało, VFO po moich przeróbkach (jeszcze bez stabilizacji) znakomicie trzyma częstotliwość, umożliwając nasłuch oraz przeprowadzanie krótkich łączności.

Pierwsza próba zmontowanego generatora pokazała spore niedoskonałości produkowanego sygnału.

Wiele prób z róźnymi wartościami pojemności doprowadziło do uzyskania ładnego przebiegu o zawartości - 40dB drugiej harmonicznej i -30dB trzeciej harmonicznej.

Ostateczny schemat VFO przedstawiam poniżej. Pojemności dzielnika 1nF/22pF nie są błędem! Tak wyszło z pomiarów.

Rezystory w obwodzie potencjometru wieloobrotowego będą dobierane dopiero po zamontowaniu stabilizatora VFO, na razie można wlutować zworki albo dobrać tymczasowo dla właściwego odbioru pasma 80 metrów. Potencjometr zasilam napięciem takim samym jak VFO. Osobny stabilizator US9 będzie użyty do zasilania układu stabilizacji VFO.

Wszystkie kondensatory z wyjątkiem 6,8pF są monolityczne lub SMD. Cewka została nawinięta na rdzeniu ferrytowym Amidon FT37-2, który ma bardzo mały współczynnik temperaturowy - tylko 95 ppm (dla przykładu rdzeń FT37-43 ma 10.000 ppm!). Pozwala to zachować mały dryf temperaturowy generatora. Po nawinięciu cewka została zamoczona w rozgrzanej parafinie w celu unieruchomienia uzwojenia (nie powinno się stosować lakieru!) i przyklejona do płytki. Zastosowałem (jak w całym Antku) trymer płytkowy powietrzny o doskonałej jakości (nie bardzo wiem jak go nazwać - jest widoczny na zdjęciach). Małe trymerki ceramiczne, stosowane obecnie powszechnie w układach elektronicznych, nie nadają się do naszych poważnych celów - szkoda nerwów! Moje egzemplarze powędrowały do kosza ze względu na brak trzymania pojemności i koszmarną regulację.

Generator VFO wytwarza napięcie w.cz. o poziomie 250mVsk, czyli w zakresie zalecanym przez producenta NE612 (200..300mVsk).

Na zdjęciach można zobaczyć szczegóły konstrukcji.

Tak jak wspomniałem, VFO zachowuje się bardzo stabilnie. Przypuszczam, że zamknięcie go w ekranie i wypełnienie kuleczkami steropianu dla izolacji cieplnej powinno wystarczyć do komfortowej pracy bez stosowania dodatkowej stabilizacji.