Rob's web

40 kanaals FM tranceiver voor 10 m 2

Home - Techniek - Electronica - Radiotechniek - Radio amateur bladen - CQ-PA - 40 kanaals FM tranceiver voor 10 m 2


Zendgedeelte

In het vorige nummer is een uitvoerige beschrijving gegeven, hoe een Marc setje voorzien van de Cybernet-basisprint op eenvoudige wijze kan worden omgebouwd tot een FM ontvanger met 40 kanalen en een goede selectiviteit, door handhaving van 10,7 MHz als middenfrequentie. Bovendien is het ontwerp zodanig, dat iedere amateur op zijn eigen manier op het ontwerp kan voortborduren en bovendien op speelse wijze vertrouwd raakt met PLL techniek.

In dit tweede en laatste deel komen ook de meer praktische zaken aan de orde, zoals de print lay-outs en de verkrijgbaarheid van printen en "moeilijke" componenten via de VRZA Leden-service.

Zendegedeelte

In dit gedeelte zullen we zien dat eveneens zonder al te veel problemen ook het zendgedeelte om te bouwen is voor de 10 meterband, echter met toepassing van een extra kristal. Met nadruk wijzen wij erop, dat het in bezit hebben van een kompleet omgebouwde transceiver in deze vorm door C en D amateurs.

Voor A en B amateurs kan de omgebouwde transceiver echter, ook met slechts een Watt uitgaand vermogen, erg veel plezier opleveren, zowel in lokaal verkeer als bij DX, mede door het bestaan van enkele tientallen repeaters in Amerika en West-Duitsland. Voor het werken met repeaters is wel een bijzondere voorziening of een extra kristal nodig.

Werking bij zenden

In het eerste gedeelte hebben wij uitvoerig bekeken hoe de PLL werkt. Tevens zagen we daar, dat de PLL in de stand zenden van een andere frequentie gebruik maakt, dan bij ontvangst. De mengfrequentie van de VCO, die samen met de ontvangstfrequentie de le MF 10,695 MHz moet vormen, wordt namelijk met een kristaloscillator-frequentie gemengd tot deze PLL hulpfrequentie. In ons voorbeeld betekent dit voor stand I met een kristal van 12.525 kHz, die samen met een VCO frequentie van 18.555 kHz een PLL hulpfrequentie oplevert van 6030 kHz. In de PLL wordt deze frequentie gedeeld door een getal, dat afhangt van de binaire ingangen van de PLL, bepaald door de keuzeschakelaar met de volgende formule: 2 x deelgetal + 1100. Voor stand 1 is het deelgetal 53, dus de deling wordt 2 x 53 + 1100 = 1206. De vergelijkfrequentie is dan 6030 : 1206 = 5 kHz.

In de stand zenden is de PLL hulpfrequentie echter een andere n.l. 3242.5 kHz. Omdat deze frequentie geen veelvoud van 5 kHz is, schakelt de PLL bij zenden om naar een andere vergelijkfrequentie namelijk 2,5 kHz. Dit heeft twee gevolgen:

  1. De referentiefrequentie 10.240 kHz moet door 4096 gedeeld worden in plaats van door 2048.
  2. Aan het dubbele deelgetal wordt behalve 1100 nog eens 91 toegevoegd.

De formule wordt nu: 2 x deelgetal + 1100 + 91. Voor stand 1 wordt de deling dus: 2 x 53 + 1100 + 91 = 1297. De vergelijkfrequentie is dan 3242,5 : 1297 = 2,5 kHz. Er is nog een tweede bijzonderheid voor de stand zenden. Het frequentiebereik van de VCO is namelijk beperkt. In de praktijk werkt de VCO tussen 12.000 en 22.000 kHz. De meest voor de hand liggende VCO frequentie is dus de halve zendfrequentie, in ons geval 14.625 kHz. De eerstvolgende versterkertrap fungeert als een verdubbelaar. Daarachter een goed bandfilter voor de harmonischen onderdrukking.

Berekening van het zendkristal

Zoals we dat ook gedaan hebben met het ontvangstkristal, kunnen we nu ook een berekening maken van het zendkristal. We gaan dan uit van de zendfrequentie bij stand een van de keuzeschakelaar, in ons voorbeeld 29.250 kHz. I.v.m. de verdubbelaar delen we deze waarde door 2. De VCO-frequentie moet dus 14.625 kHz zijn. De PLL-vergeijkfrequentie was eerder vastgelegd als 3.242,5 kHz. Het kristal moet dus het verschil van deze waarden zijn namelijk 11.382,5 kHz. Een dergelijke berekening kunnen we ook maken voor zenden in shift m.b.v. een extra kristal. De meeste repeaters werken met 100 kHz shift lager dan de ontvangstfrequentie, in ons geval dus 29.150 kHz. De VCO-frequentie wordt dan 14.575 kHz en de kristalfrequentie het verschil hiervan met 2.242,5 kHz ofwel 11.332,5 kHz.

Het omschakelen van de kristallen

Hiervoor is door de verschillende amateurs uit meerdere mogelijkheden gekozen. Het meest recht toe recht aan is gebruik te maken van een miniatuur relais. Voordeel is dat weinig komponenten benodigd zijn en dat bovendien direct gebruik gemaakt kan worden van de negatieve schakelspanning van de microfoon. Deze kan eenvoudig worden afgetakt van pin 13 op de print. De vaste + kan dan b.v. van pin 30 worden genomen.

Een andere manier is gebruikmaking van schakeldioden, b.v. BA 182. De oplossingen zijn weergegeven in fig. 1 en 2. De vereiste positieve schakelspanning kan eveneens verkregen worden door tussenplaatsing van een hulprelais. Hij kan ook worden ontnomen aan de DC-switch 017. Wil goed opletten dat de schakelspanning goed ontkoppeld is.

Fig 1
Fig.1.

Fig 2
Fig. 2. Frequentiekeuze met duinwielschakelaars

Tot slot kan dan via een vaste schakelaar worden omgeschakeld tussen het gebruik van het kristal zenden en zenden in shift. Hiervoor kan b.v. het schakelaartje voorkeuze kanaal 9 worden gebruikt, indien aanwezig. Uiteraard kunnen nog meerdere kristallen worden gebruikt, b.v. voor het vergroten van het bereik of 5 kHz verschil met de gebruikte frequenties, indien een transverter naar 2 meter wordt gebruikt.

In deel 1 van deze bouwbeschrijving werd al duidelijk dat een nieuwe oscillatorschakeling benodigd is (pag. 332, 5e regel van boven). Voor die schakeling werd, samen met de kristalomschakeling getekend in figuur 1, een printje ontwikkeld. Dit printje kan ook nog de in deel 1 (pag. 332 12e regel van onderen) aanbevolen verbeterde filtering bevatten. Voor de bestelmogelijkheden zie aan het eind van dit artikel.

Alternatief 1: Nieuwe kanalenkiezer met duimwielschakelaars

Voor degenen die bereid zijn wat meer te betalen en wat mechanisch werk te verzetten, is er nog een andere manier om gemakkelijk 40 kanalen te kunnen inschakelen en bovendien repeaters te kunnen werken in iedere gewenste shift en zonder extra kristal. Dit kan namelijk met 4 duimwielschakelaars met BCD-code en 10 standen. Hoewel het komplementaire (inverterende) type nodig is, hebben wij om het niet te duur te maken het standaard type gebruikt. Dan wordt echter wel naar beneden geteld bij oplopende frequentie. De schakelaars kunnen worden ingebouwd op de plaats van de oorspronkelijke kanalenkiezer. Een en ander is in fig. 2 weergegeven.

De werking is nu als volgt: Met S1 en S2 wordt de ontvangstfrequentie gekozen met behulp van de tabel uit deel 1 van deze beschrijving. In het voorbeeld is "45" gekozen voor ontvangst van 29.620 kHz. Is nu de zendfrequentie gelijk aan de ontvangstfrequentie, dan wordt het shift schakelaartje uitgeschakeld of voor zenden eveneens "45" gekozen. Wordt gewerkt in 100 kHz shift lager, dan wordt "57" gekozen voor een zendfrequentie van 29.520 kHz. Alle andere frequenties zijn op deze manier binnen het aantal beschikbare kanalen mogelijk.

Alternatief 2: Eeen scanner en digitale frequentieuitlezing

Tot slot een oplossing voor frequentie-instelling en uitlezing die een amateur waardig is, n.m. met presettable counter IC's en een E-prom voor uitlezing. De scanner is een kopie van de in CQ-PA nr. 32 van 24 september 1982 gepubliceerde schakeling t.b.v. de Icom 240 met enkele kleine modifikaties. De preset en eindwaarde zijn namelijk aangepast aan de voor deze PLL benodigde waarden. Ook de bediening hebben wij wat vereenvoudigd tot een schakelaar (scannen van hoog naar laag) en een drukknop (een kanaal omhoog in frequentie).

De voeding van de scanner/uitleesgedeelte is afwijkend, namelijk 5V bij maximaal 1A. Een eenvoudige manier om deze voedingsspanning op te wekken is het tussenplaatsen van een stabilisator IC n.l. LM 309 K of 7805. De 220V voeding van de basisset kan deze energie beslist niet leveren. In- en uitgang van het IC moeten met 1µF keramisch ontkoppeld worden De uitlezing van het ingeschakelde kanaal als echte frequentie is gerealiseerd met een E-Prom. De binaire informatie uit de teller wordt, overgebracht naar de ingangen A0 t/m A5 en omgezet in de bij de kanalen behorende decimale code van de 3e en 4e digit. De BCD waarden worden in de buffer IC's 5 en 6 omgezet in 7 segmenten displays. De konstante digits 1, 2 en 5 worden van een vaste spanning voorzien voor aanwijzing 29.xx0 MHz. Zodra de uitlezing tot stand is gekomen is IC1d vertraagd opgekomen. Zijn uitgangsspanning gaat naar de latch ingang van de buffer zodat de uitlezing niet meer kan veranderen en naar ingang A6 van de E-Prom. De uitgang van de E-Prom wordt nu gewijzigd in de benodigde PLL code.

Willen wij werken in shift dan wordt in de stand zenden A7 van de E-Prom eveneens spanningsvoerend gemaakt. De digitale uitlezing blijft echter de ontvangstfrequentie. Indien voor een shiftkanaal wordt gekozen dat inwendig geblokkeerd is dan is uitgang D7 van de E-Prom spanningsvoerend waarmee via een transistor een extra LED als waarschuwing kan worden aangestuurd.

Fig 3
Fig. 3. Scanner en digitale uitlezing

Uitvoering

We gaan er vanuit dat alle in deel 1 beschreven modifikaties voor het PLL en het ontvangstgedeelte reeds zijn uitgevoerd. Voor het geschikt maken voor zenden moet allereerst de kristalomschakeling worden gerealiseerd. Het ingeschakelde kristal is nu aan pin 1 van IC2 aangesloten.

Voor het opnieuw afstemmen van de kringen is het raadzaam de volgende condensatoren bij voorbaat te vervangen. De condensator in kring T3. Deze kring uit de set verwijderen, voorzichtig openmaken en de aanwezige condensator wegknippen. Kring T3 terugplaatsen en op de onderzijde van de print een nieuwe condensator van 56pF aanbrengen. Vervolgens C39 vervangen door 100pF. Hierdoor krijgt de drivertrap wat meer vermogen, waardoor zonder verdere modifikatie krap 1 Watt uitgaand vermogen wordt bereikt. C41 wordt vervangen door 68pF. De plastic krimpkous van L7 en L201 wordt verwijderd en de spoelen iets uit elkaar getrokken.

Met nadruk wordt erop gewezen, dat vele andere modifikaties, zoals het overbruggen van T2, het verwijderen van T4 en L201/C201 weliswaar een groter uitgangsvermogen opleveren, maar tevens zoveel vervorming tot gevolg hebben dat de harmonischen onderdrukking ver beneden de machtigingseisen blijft. In het met beleid gebouwde portotype was de tweede harmonische 55dB ende overigen meer dan 100dB onderdrukt, hetgeen in eerste instantie zeker niet onbevredigend is.

Afregelen

Na het afregelen van de juiste frequenties van de kristaloscillatoren met behulp van een frequentieteller op punt 2 of 3 van IC2 wordt het locken van de VCO m.b.v. CT1 precies zo afgeregeld als omschreven in het ontvangstgedeelte.

Na het aansluiten van een (mini)dummy en het indrukken van de zendschakelaar, kunnen nu de afgestemde kringen T2 t/m T4 alsmede L5 en L6 opnieuw worden afgeregeld.

Dit kan m.b.v. de TX aanwijzing van de set zelf, maar wel zo makkelijk is het meten van de spanning trap voor trap met een spanningsmeter met een HF meetkop. Wie deze niet in bezit heeft kan er zonder al te veel problemen een zelf maken volgens de schakeling van fig. 4. Een andere manier om het uitgangsvermogen te vergroten is het toepassen van een andere eindtransistor b.v. de MRF 237, 2N2219 of 2N3866. Wordt gewerkt met de aanwezige voedingsspanning 13,6V dan zal het uitgaande vermogen in het algemeen niet verder toenemen dan tot 2 Watt. Wordt de eindtransistor uit een extra voeding van 16 tot 24V gevoed, dan zijn vermogens tot 7 Watt gehaald. Maar let op: in de regio Dordrecht zijn meer transistors gesneuveld, dan met deze schakeling leuke verbindingen ten gevolge van meer vermogen zijn gemaakt.

Fig 4
Fig. 4. HF meetkop.

Bouw van de scanner met digitale uitlezing

Wie besluit tot nabouw vindt op nevenstaande pagina de print lay-outs met de daarbij behorende onderdelen-opstellingen. Bestudering van het schema, samen met de onderdelenopstellingen, sluit praktische problemen uit. Denk bij print B aan de twee doorverbindingen aan de onderdelenzijde en de vier doorverbindingen aan de koperzijde.

Nog een opmerking over de hier toegepaste FND357. In de onderdelenhandel worden deze tegen zeer uiteenlopende prijzen aangeboden omdat uitvalpartijen in de onderdelenhandel terecht zijn gekomen. Deze branden ongelijkmatig, de decimale punt kan ontbreken en vertonen soms anderszins gebreken. Goedkoop kan hier dus duurkoop betekenen!

Print en onderdelen-opstelling P-60, waarop diverse verspreide schakelingen en componenten zijn samengebracht.
FilteringOscillator 10,240 MHzKristal-omschakeling
FaMurata keramisch filter type CMF455 (D) op de plaats van F2C1100pFC6, C71nF
FbKeramisch filter F2 op de plaats van C69C2330pFC8, C910pF
 C333pFC10, 1122pF trimmer
C430pF trimmerX212,525 MHz X-tal
C510nFX311,3825 MHz X-tal
Xl10,240 MHzR410k
R1, R21k5R5-R81k
R382kD1,D2BA182
T1BC107 of BC547 

Fig 5

Fig 6

Verkrijgbaar bij de VRZA ledenservice

Omdat er nog al wat verschillende mogelijkheden voor nabouw bestaan werd afgezien van de levering van complete onderdelenpakketten maar beperkten we ons tot de printen en lastig verkrijgbare componenten. Bij de Leden-service kan besteld worden:

P-60 Onderdelensetje bestaande uit print P-60, twee kwartskristallen t.w. 11,3825 en 12,525 Mhz en de PLL type NEC PLL-03A. De prijs hiervan bedraagt ƒ 85,-

P-61 Onderdelensetje bestaande uit drie printjes (P61a, P61b, P61c) en de geprogrammeerde EPROM van het type 2716. De prijs bedraagt ƒ 35, - .

OPGELET: Met nadruk wordt er op gewezen dat de PLL IC C-MOS ingangen bevat die gemakkelijk te beschadigen zijn (zie pag. 329). Door die eigenschap komt dit IC niet voor garantie in aanmerking.

Deel 1 - Deel 2

PA0VDO, Harry van Dormolen.