30m Version 7.8.05
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30m Version 7.8.05
Stand:7. August 2005 DL-QRP-AG Sparrow, Monoband CW Superhet Transceiver 30m Version © QRPproject Motzener Straße 36-38 12277 Berlin http://www.QRPproject.de Telefon: +49(30) 85 96 13 23 e-mail: [email protected] Handbucherstellung: FIservice Peter Zenker DL2FI email:[email protected] 1 Von: Peter Solf, DK1HE Projektkoordination und Bearbeitung: Peter Zenker, DL2FI Mit heftiger Unterstützung durch Jürgen, DL1JGS (Prototypen, Handbuch) und Wolf, DL2WRJ (Programmierung DDS VFO) Vorwort: Auch im Zeitalter moderner Allbandtechnik erfreuen sich Monoband QRP–CW Transceiver noch immer großer Beliebtheit.Meistens in Bausatzform angeboten sind sie in der Regel einfach und schnell aufzubauen und somit für Neueinsteiger ab er auch "alte Hasen" als überschaubares Bastelprojekt bestens geeignet.Das Gefühl mit einem selbstgebauten einfachen Transceiver problemlos mit anderen OM's QSO fahren zu können ist mit keiner noch so teueren "Yen–Box" zu erleben; man sieht sich förmlich zum Ursprung des Amateurfunks zurückversetzt– back to the roots. Die auf dem Markt erhältlichen Bausätze lassen sich grob in zwei Gruppen einteilen: 1. sogenannte "Fun–Transceiver" deren Entwicklungsziel es war, mit möglichst geringem Schaltungsaufwand + Bauteilezahl QRP–Betrieb zu ermöglichen. 2. Monoband–Transceiver mit anspruchsvoller Technik und somit weitaus größerem Schaltungsaufwand welche im praktischen Betrieb fast keine Wünsche hinsichtlich Komfort und Performance mehr offen lassen. Bei den Geräten der 1. Kategorie kommen in der Regel simple Direktüberlagerungskonzepte oder "Einfach"– Super zur Anwendung. Es gibt aber auch gut durchdachte Ausnahmen! Oftmals mangelt es an Stufenverstärkung und magere Grenzempfindlichkeit ist damit die Folge. Die Oszillatorfrequenz wird meistens mit gezogenen Quarzen erzeugt; entsprechend gering ist der erzielbare Frequenzvariationsbereich. Wegen "sparsamer" RX–Vorselektion treten oftmals im 40m–Band Intermodulationsprobleme durch starke BC–Sender auf. Ein Abschwächerpoti lindert zwar das Problem macht aber den Empfänger zusätzlich taub. Eine entweder nicht vorhandene oder nur bescheiden wirkende AGC zwingt den OP öfters die Lautstärke den Signalstärken anzupassen. Wegen steigender Anforderungen an das Schaltungskonzept auf den höheren Bändern endet das 2 Bausatzangebot meistens beim 20m–Band. Die Transceiverbausätze der 2. Kategorie erfordern in Folge der aufwendigeren Schaltung und damit verbundener größerer Bauteilzahl mehr Zeitaufwand zu deren Fertigstellung, außerdem ist der Abgleichaufwand des fertigen Gerätes entsprechend komplizierter. Mancher Einsteiger traut sich mangels praktischer Erfahrung nicht an ein solches Projekt heran, da er ohne großes Risiko schnell und einfach QRV werden möchte. Beiden Bausatzvarianten ist die Tatsache gemeinsam, dass sie zu 80% aus Ländern des angelsächsischen Sprachraums stammen (warum eigentlich?) und somit bedingt durch die hohen Importkosten unverhältnismäßig teuer angeboten werden. Auf Wunsch der DL–QRP–AG entwickelte ich den nachfolgend beschriebenen Monoband CW–Transceiver, welcher den überschaubaren Aufwand der 1.Bausatzgruppe mit den guten Schaltungsdaten der 2. Gruppe vereint. Peter, DL2FI taufte ihn auf den Namen "Spatz" (zu Neudeutsch "Sparrow") "Spatz" steht dabei für "klein aber oho". Technische Daten: – 10,100 MHz bis 10,200 MHz – DDS VFO, Quarzstabil – hohe RX–Grenzempfindlichkeit (typ. 0,3µV) – hochselektives RX–Vorfilter (gutes IM–Verhalten auf 40m) – 8pol Cohn–Filter mit 400Hz Bandbreite – Regelumfang ZF+NF–Teil größer 90dB – QSK–fähig – RIT, XIT – Ausgabe der Frequenz in Telegrafie – Anschlussmöglichkeit für externes Frequenzdisplay (mit ZF–Offset) – Anschlussmöglichkeit für rel. Feldstärkeanzeige – Sender–Weichtastung – Sendeleistung auf der Platine einstellbar (100mW–6W) – robuste Senderendstufe (2SC1969) – direktes Mithören des eigenen Sendesignals – hohe Dämpfung von Nebenaussendungen – geringe Stromaufnahme (RX=80mA; TX=630mA bei 5W Out) – geringer Verdrahtungsaufwand durch Print–Steckverbinder – leicht herstellbare Toroidspulen Stand:7. August 2005 Monoband QRP–CW Transceiver "SPARROW" – Standard Gehäuse (Teko CH2) mit gedruckter Frontplattenfolie Beschreibung der Einzelstufen: 1. LO–Frequenzaufbereitung: Die für die S/E–Mischung erforderliche Oszillatorfrequenz wird nach dem Prinzip eines Super–VFO's erzeugt. Dieses Verfahren gestattet es durch Mischung eines stabilen DDS– VFO –Signals mit einer Quarzfrequenz (Bandsetzquarz) das für das jeweilige Band gewünschte Lokal– Oszillatorsignal zu generieren. Durch diese Maßnahme kann selbst noch im 6m–Band ein stabiles LO–Signal erzeugt werden. Stand:7. August 2005 zur Schaltung: Der DDS VFO erzeugt ein quarzstabiles Signal zwischen 7995 und 8100 kHz. Es wird über den Trenntransistor T2 in den Gilbertzellen Mischer IC 4 eingespeist. Hier erfolgt die Mischung mit einer intern erzeugten, von dem Bandsetzquarz Q6 bestimmten Quarzfrequenz. Kommen dabei Obertonquarze zur Anwendung (höhere Bänder), dient Dr.1 zur Unterdrückung der Grundtonerregung. Auf den Mischerausgang folgt ein lose induktiv angekoppelter hochselektiver Parallelkreis mit L5, welcher aus dem Mischer–Ausgangsspektrum die gewünschte LO–Nutzfrequenz ausfiltert. C38/ C39 dienen zur möglichst belastungsfreien Ankopplung der in Gate–Schaltung arbeitenden nachfolgenden Verstärkerstufe T1 .Der Ausgangskreis mit L4 verbessert zusätzlich die spektrale Reinheit des nunmehr verstärkten Nutzsignals. Über C9, bzw. den Teiler C35/C36 wird die Ausgangsspannung den S/E–Mischern als Oszillatorsignal zugeführt. Die optionale JFET–Trennstufe mit T8 dient zur belastungsfreien Auskopplung des LO–Signals für die Weiterleitung an eine externe Frequenzanzeige. 2. Empfangsteil: Das von der Antenne kommende Empfangssignal durchläuft das Sender– Ausgangsfilter und gelangt über den abstimmbaren Serienkreis C75/L9 zum RX–Preselector. Da während des Empfangsmodus der PA–Transistor T7 gesperrt ist (C–Betrieb), ist Tr.2 nur mit seinem relativ hohen induktiven Blindwiderstand wirksam und belastet damit das Antennensignal kaum. Die während des Sendebetriebs durchgeschaltete Diode D13 schützt den Empfängereingang vor zu hoher HF–Spannung. Der Pre–Selektor besteht aus einem 2–kreisigen, kapazitiv–hochpunktgekoppelten Bandfilter mit hoher Einzelkreisgüte. Die damit verbundene hohe Selektivität beeinflusst vor allem im 40m–Band das Intermodulationsverhalten positiv. D1 wirkt während des Sendemodus als Dämpfungswiderstand und schwächt das TX– Signal soweit ab, dass keine zu hohe AGC–Spannung aufgebaut wird und somit noch relativ leise Empfangssignale in den Tastpausen mitgelesen werden können (QSK–Betrieb). Bei Empfang wird D1 von der Spannung an der Z–Diode D2 gesperrt und somit sehr hochohmig. Mittels der optionalen Diode D14 kann das Sendesignal wenn nötig noch weiter reduziert werden. Um zusätzliche Intermodulationseffekte auf Grund nichtlinearer Diodenkennlinien zu vermeiden, kommen für D1 und D13, sowie D14 PIN– Dioden zur Anwendung, welche sich wie steuerbare lineare Widerstände verhalten. Das selektierte Empfangssignal wird induktiv aus L2 ausgekoppelt und dem Eingang des nachfolgenden Empfangsmischers IC1 symmetrisch zugeführt. Hier die Simulation des gesamten Eingangs für 40m mit RFSIM99. Die Software ist Freeware, sie ist auf der dem Bausatz beiliegenden CD 3 Ursprünglich als AM–Empfängerschaltkreis entwickelt, wird er im "Sparrow" etwas "zweckentfremdet" eingesetzt. Der integrierte geregelte Eingangsverstärker arbeitet hierbei als 4915KHz (4000KHz)–ZF–Verstärker; die nachfolgende Mischstufe erhält die Funktion eines Produktdetektors; die Oszillatorstufe dient nunmehr in Verbindung mit Q5 als BFO; der ursprünglich als geregelter 455KHz–ZF–Verstärker fungierende Schaltungsteil 4 wird zum geregelten NF–Vorverstärker umfunktioniert. Mittels C94 ( BFO–Frequenz) lässt sich die gewünschte CW–Tonhöhe einstellen. Das an Pin7 anstehende NF–Signal wird mittels C29 auf eine Bandbreite von 0–1500Hz begrenzt (Tiefpass). Die nachfolgende RC– Kombination C28/R11/R12/C30 arbeitet als passiver Bandpass mit einer Mittenfrequenz von etwa 750Hz (Wien–Glied) und speist danach den AGC– Verstärker (1/2 IC3).Das um etwa 26dB verstärkte NF–Signal erzeugt mittels der Delon–Verdopplerschaltung D3/D4 eine der NF–Amplitude proportionale Gleichspannung, welche dem Regelspannungseingang (Pin 9) von IC2 zugeführt wird.C27/R7 bestimmen dabei die abklingende Regelzeitkonstante. R13 definiert die Anstiegszeit. Über R9 lässt sich ein optionales 100µA–Messwerk zur rel. Feldstärkeanzeige anschließen. Wird der Spatz ohne S–Meter betrieben, muss der Pfostenstecker mit einer Brücke kurzgeschlossen werden. Da ZF + NF–Teil parallel geregelt werden ergibt sich ein Gesamt–Regelumfang von über 90dB!! Empfangssignale von 500mVeff werden noch verzerrungsfrei ausgeregelt. Auf einen weiteren 1500Hz– Tiefpass R14/C32 folgt danach der Kopfhörer–Endverstärker (1/2 IC3). P4 dient zur Lautstärkeeinstellung. Der resultierende Frequenzgang des Gesamt–NF–Teils ergibt ab 1Khz eine Tiefpasscharakteristik mit einer Flankensteilheit von etwa 24dB/Oktave. Das Leerkanalrauschen ist sehr gering und klingt für das Ohr angenehm weich (keine frequenzselektive Rauschanhebung wie bei schmalbandigen CW–Filtern). 3. Sendeteil: Die Erzeugung der Sendefrequenz erfolgt durch Mischung des LO–Signals und einer 4915KHz (4000KHz)–Trägerfrequenz. IC6 arbeitet dabei als Sendemischer. Der interne Oszillator generiert zusammen mit Q8 die 4915KHz (4000KHz)–Hilfsfrequenz. Das nachfolgende 2–kreisige kapazitiv gekoppelte Bandfilter mit L6/L7 selektiert die Nutzfrequenz aus dem Mischer–Ausgangsspektrum. C58/C59 dienen zur Widerstandstransformation des hohen Resonanzwiderstands des Filter–Sekundärkreises auf den Eingangswiderstand der nachfolgenden Verstärkerstufe T4. Mittels P5 kann der Emitterstrom und somit die Stufenverstärkung eingestellt werden. Der Kollektor von T4 arbeitet auf den Parallelkreis L8/C62. Durch die relativ schwache induktive Ankopplung an T4 wird eine hohe Betriebsgüte und damit zusätzliche Verbesserung der spektralen Reinheit des Sendesignals Stand:7. August 2005 zusammen mit den Simulationen des SPATZ enthalten so dass jeder etwas mit den Bauteilen spielen kann. In IC1 erfolgt die Mischung des Empfangssignals in Verbindung mit dem LO– Signal auf die 4915KHz (4000KHz)–ZF– Ebene. Der Kreis L3/C10 transformiert den symmetrischen Mischerausgangswiderstand von IC1 (ca. 3KOhm)impedanzrichtig auf den unsymmetrischen Eingangswiderstand (ca.180 Ohm) des sich anschließenden 4915KHz (4000KHz)–Quarzfilters. Im vorliegenden Fall kommt ein 8–poliges Cohn– Filter zum Einsatz, welches sich durch einfache Dimensionierung der Abzweigkondensatoren und sauberer Durchlasskurve auszeichnet. Die 3dB– Bandbreite beträgt etwa 400Hz. R3 bildet den Filter– Abschlusswiderstand. Im nachfolgenden Schaltkreis IC2 erfolgen ZF– Verstärkung, Demodulation, –sowie NF–Vorverstärkung. Es handelt sich dabei um den betagten TCA440 / A244, dessen exzellente HF–Eigenschaften von keinem Nachfolge–IC je mehr erreicht wurden. Stand:7. August 2005 erreicht. Über C63 erfolgt lose Ankopplung des nunmehr verstärkten Sendesignals an die folgende Treiberstufe. T5 fungiert als Spannungsfolger mit resultierendem hohem Eingangswiderstand und somit geringer Bedämpfung des Kreises L8/C62. Der niederohmige Ausgang von T5 ist galvanisch mit der Basis von T6 gekoppelt.R30/R31 legen den Arbeitspunkt von T6 in den B–Betrieb (kleiner Ruhestrom ~ 5mA). Die dynamische Verstärkung der Stufe wird vom Gegenkopplungs–Netzwerk R34/C66/R33 bestimmt. Der nachfolgende Übertrager Tr.1 dient zur Leistungsanpassung des Ausgangswiderstands von T6 an den sehr niederohmigen (~5 Ohm) Basisbahnwiderstand des PA–Transistors T7. Über C68/D12 erfolgt eine Verbesserung des dynamischen Aussteuerungsbereichs von T7 bei nicht exakt sinusförmigen Signalen (Klemmschaltung). Durch R35 arbeitet T7 im C–Betrieb. Der Ausgangsübertrager Tr.2 transformiert den Kollektorwiderstand von T7 auf die 50 Ohm–Ebene. C71 dient auf den höheren Bändern zur Kompensation des nicht mehr vernachlässigbaren induktiven Blindanteils der Primärwicklung (Verbesserung des Stufenwirkungsgrads). Im anschließenden 3–stufigen Sender–Ausgangsfilter mit L10/L11/L12 erfolgt eine Dämpfung der Oberwellen auf mindestens – 50dBc. 5. Spannungsstabilisierungsstufen: Um die spannungsrelevanten Parameter der einzelnen Schaltungsteile von Schwankungen der Versorgungsspannung unabhängig zu machen, werden diese von den Spannungsreglern IC8/IC9 mit konstanter Betriebsspannung versorgt. Das Gerät ist somit in einem Bordspannungsbereich von 10 bis15V funktionsfähig. 4. Sendertastung + RIT: Die RIT wird genau wie die XIT (Senderfeinverstimmung bei stabiler RX– Frequenz) direkt im DDS VFO realisiert. Der Sender wird über den Schaltransistor T3 weich getastet wie im folgenden Teil beschrieben: C69 wird über R24 mit einer Zeitkonstante von etwa 5mSec entladen. Ab dem Erreichen der Gate –Schwellspannung wird T3 zunehmend leitend und versorgt den Senderzug mit Betriebsspannung. Bedingt durch den "langsamen Anstieg" der Versorgungsspannung wird die max. Sendeleistung ebenfalls nach etwa 5mSec erreicht (verrundete Anstiegsflanke und somit Sender–Weichtastung). Nach dem Loslassen der Taste wird C69 über R24 mit einer Zeitkonstante von wiederum etwa 5mSec aufgeladen. Nach dem Erreichen der Gate–Schwellspannung sperrt T3 zunehmend und verringert somit "langsam" die Betriebsspannung des Sendezugs. Die Sendeleistung wird innerhalb etwa 5mSec auf Null zurückgefahren (verrundete Abfallflanke und somit Sender–Weichtastung). Durch die leistungslose Steuermöglichkeit von T3 lässt sich auf einfache Weise definierte Steilheit der Tastflanken realisieren. Tastklicks werden durch diese Maßnahme sicher vermieden. 5 DIE ERSTEN SCHRITTE Was Du wissen solltest musst. (auch nicht sollst) Du musst kein Elektronik–Experte sein , aber Du solltest Dich aber ein wenig in den Grundlagen auskennen, bevor Du Dich in dieses Abenteuer stürzt. Löten Hoffentlich ist dies nicht Deine erste Begegnung mit einem Lötkolben. Falls doch, oder dies ist Dein erstes Halbleiterbauprojekt, hier einige Tips um Deinen Erfolg zu sichern. FARBKENNZEICHNUNG: (Widerstände, Kondensatoren, Drosseln) Du solltest dich mit der Standardarbkennzeichnung auf Bauteilen auskennen. Wenn Du nicht sicher bist, überprüfe den Wert mit einem Ohmmeter. Ungefär 8% der männlichen Bevölkerung ist rot/grün blind. Viele von ihnen wissen das gar nicht. Gehörst Du zu diesen, so solltest Du alle Widerstände vor dem Einbau mit einem Ohmmeter überprüfen. Lötkolben: Benutze möglichst einen Lötkolben mit einer Leistung zwischen 50 und 80 Watt. Halte die Lötkolbenspitze sauber. Benutze einen feuchten Schwamm oder ein feuchtes Küchentuch aus Leinen, um die Spitze regelmäßig zu reinigen, wenn du arbeitest. Für die Leiterbahnen ist eine 0,8mm Bleistiftspitze ideal. Auf der Massefläche macht diese Spite aber manchmal Probleme, da ist die breitere Hammerspitze wegen der besseren Wärmeabgabe von Vorteil. Erhitze die Lötstelle nur so viel, wie für eine gute Lötverbindung nötig ist. Ein kleiner „Schraubstock“ zum Halten der Leiterplatte macht die Arbeit leichter. Wert Multiplikator Schwarz 0 x1 Braun1 x 10 Rot 2 x 100 Orange 3 x 1k Gelb 4 x 10k Grün 5 x 100k Blau 6 x 1M Violett 7 Grau 8 Weiß 9 Silber – x 0,01 Gold – x 0,1 Die Spatzen– Leiterplatte ist beidseitig beschichtet und alle Löcher sind durchkontaktiert. Das heißt, dass Du NICHT auf der Bestückungsseite löten 6 So sehen eine korrekte und eine unkorrekte Lötstelle aus: GUT SCHLECHT ideal: der Lötpunkt ist Lötzinn ist zugeführt gerundet und konkav. bis nichts mehr passt Stand:7. August 2005 Farbe Berühre Leiterzug und Bauelementeanschluss gleichzeitig mit der Lötspitze. Führe das Lötzinn innerhalb von ein oder zwei Sekunden zu und Du wirst sehen, wie das Zinn in die Lötstelle fließt. Ziehe den Lötzinn und dann den Lötkolben weg. Widerstehe der Versuchung, soviel Zinn in die Lötstelle zu stopfen, bis Stand:7. August 2005 nichts mehr reinpasst. Zuviel Lötzinn führt meist zu Schwierigkeiten, denn es könnten sich Zinnbrücken über dicht benachbarte Leiterzüge bilden. Alle Baeum elent wedren zum löten so weit es geht auf die Paltn ie gedrückt. Das ist keine Frage der Ästhetik, sondern eine hochfrequenztechnische Notwendigkeit. Widerstände liegen also mit dem Körper flach auf der Platine auf, wenn sie nicht gerade stehend eingelötet werden. Kondensatoren gehören ebenfalls bis runter auf die Platinen. Mit anderen Worten: es gibt keine Bauteile mit langen Beinen. BITTE LESE DEN FOLGENDEN ABSCHNITT, BEVOR DU BAUELEMENTE VON DER LEITERPLATTE ENTFERNST OH NEIN! Früher oder später muss man Bauelemente entfernen, die falsch eingelötet sind oder ein Teil muss zur Fehlersuche entfernt werden. Besorge Dir eine Rolle Entlötlitze. Lege das Ende der Litze auf den zu entfernenden Lötpunkt und drücke die Lötspitze auf die Litze. Nach einigen Sekunden siehst Du, wie die Litze das Lötzinn aufsaugt. Die Litze entfernen (senkrecht hocheben, nicht seitwärts wegziehen) und den Vorgang mit einem neuen Stück Litze wiederholen bis die Lötstelle sauber ist. Es kann nötig sein ,die Lötstelle beim Herausziehen des Bauelementes zu erhitzen. Die Lötstelle nur so lange wie nötig erhitzen; die Leiterbahnen könnten sich vielleicht von der Leiterplatte lösen ,wenn sie überhitzt werden. TO–92 Lötpunkte sind besonders klein und Anschlüsse lassen sich einzeln besser auslöten, um das Risiko die Lötpunkte abzuheben zu minimieren. Nach dem Entfernen eines Bauelemente wird das Loch wahrscheinlich noch mit Zinn verstopft sein. Nimm eine Seziernadel, eine Zahnarztsonde oder eine große Nähnadel, erwärme gleichzeitig Leiterzug und Nadel bis Du die Nadel durchschieben kannst. Stahlnadeln nehmen keinen Lötzinn an, das Loch wird auf diese Art frei. Wenn man nicht mehr weiter weiß? Dann wendet man sich vertrauensvoll an mich. Das geht einfach und sicher per email an [email protected] oder per Telefon unter 030 859 61 323. Und damit Du eine Vorstellung hast, mit wem Du es dann zu tun hast, hier eines der seltenen Fotos von mir. DL2FI, Peter, genannt QRPeter. Funkamateur seit 1964. Ich bin Bastler und QRPer aus Leidenschaft seit vielen Jahren und der festen Überzeugung, dass die große Chance des Amateurfunks in der Wiederentdeckung des Selbstbaus liegt. Mein Wahlspruch: Der Amateurfunk wird wieder wahr, wenn Amateurfunk wird, wie er war. Aus dieser Überzeugung heraus habe ich auch im Jahre 1997 die DL–QRP–AG, Arbeitsgemeinschaft für QRP und Selbstbau ins Leben gerufen. Die Arbeitsgemeinschaft hat inzwischen mehr als 2300 Mitglieder und ihre Mitglieder haben mit vielen hervorragenden Geräte Entwicklungen zum internationalen Erfolg der QRP und Selbstbau Bewegung beigetragen. Seit dem Jan. 2002 investiere ich viel Zeit in mein Amt als Distriktsvorsitzender Berlin des DARC e.V. da es meinem Naturell entspricht, lieber selbst etwas zu tun, als nur zu meckern. Die internationale QRP Bewegung hat mich als erstes deutsches Mitglied in die QRP Hall of Fame aufgenommen. Ich wünsche Dir viel Spaß beim Aufbau des Spatz und 73 de Peter, DL2FI Falls das noch nicht hilft, muss man den Bauelementeanschluss abschneiden und mit einer Zange herausziehen. Setze Dich mit DL2FI wegen in Verbindung. Falls Du einen Transistor entfernen musst, empfehle ich dringend ihn zu opfern, indem Du ihn auf der Oberseite der Leiterplatte abschneidest. Die 7 8 Stand:7. August 2005 Stand:7. August 2005 achten. Außen auf dem Gehäuse ist ein Minus Zeichen angebracht, das längere Bein ist der Pluspol des Elko. [ ] C85 1µF radial [ ] C86 1µF radial [ ] C87 47µF radial Der jetzt noch übrig gebliebene 0,22µF MKS Kondensator ist ein Wickelkondensator. Diese Typen werden immer dann eingesetzt, wenn es auf hohe Güte, meist im NF Bereich ankommt. MKS Kondensatoren dürfen auf keinen Fall gegen X7R Kondensatoren des gleichen Wertes getauscht werden. [ ] C69 0,033 µF Folie 5mm Baugruppe 1, Spannungsstabilisierung, Taststufe. In der ersten Baugruppe werden die benötigten Spannungsregler zur Stabilisierung der verschiedenen Spannungen und die Taststufe aufgebaut. Man beginnt üblicherweise mit den Bauteilen, die die niedrigste Aufbauhöhe haben, meist mit den Widerständen und kleinen Kondensatoren. [ ] R24 27k Es folgt ein kleiner Kondensator mit der Aufschrift 104, das bedeutet 100nF Diese Art Kondensatoren vom Typ X7R wird in der Regel nur zum Abblocken von Hochfrequenz benutzt. Ihre Güte ist nicht besonders hoch, was sie für den Einsatz in Schwingkreisen usw. untauglich macht. [ ] C93 100nF 104 Als nächstes die Elektrolyt Kondensatoren. Bitte unbedingt auf die Polarität Viele Kleinleistungs–Transistoren und Spannungsregler werden im TO 92 Gehäuse hergestellt. Die Bestückungspläne zeigen alle Bauteile grundsätzlich in der Ansicht, also von oben. Beim Einbau darauf achten, dass die Rundung immer in die Richtung zeit, die auf dem Bestückungsplan zu sehen ist. Bitte die beiden Regler im TO92 Gehäuse nicht verwechseln (Aufschrift LO8 für den 8V Regler und LO6 für den 6 Volt Regler). Spannungsregler dieses Typs sehen so einfach aus, sind aber innen ziemlich kompliziert. Sie enthalten jeweils mehrere Dutzend Bauteile, die so lange eine konstante Ausgangsspannung liefert, wie die Eingangsspannung mindestens 1 Volt höher ist als die Ausgangsspannung. [ ] IC8 78LO6 [ ]IC9 78LO8 Die Dioden haben zur Kennzeichnung der Kathode ein Band um den Körper herum gezeichnet Bei Dioden im Plastik Gehäuse ist das leicht zu erkennen, bei den Dioden im Glasgehäuse manchmal etwas schwieriger. In der Baugruppe wird eine große 1N5402 im Plastikgehäuse als Schutzdiode gegen Verpolung eingesetzt. [ ] D10 1N5402 Der Stecksockel für den 13,5V Anschluss hat eine Sicherungsnase. Achte beim Einbau auf die richtige Positionierung, damit später nichts schief geht. Die Seite mit der Nase ist im Bestückungsplan markiert. [ ] 2 pol. 12V Anschluss [ ] 2 pol. Key Anschluss [ ] Brücke laut Bestückungsplan und 2k2 Widerstand auf Platinenunterseite Wenn alles eingebaut ist bitte die Prüfung laut Handbuch Anhang A durchführen 9 10 Stand:7. August 2005 [ ] C28 0,01µF Folie RM5 [ ] C29 0,22µF Folie RM5 [ ] C30 0,01µF Folie RM5 [ ] C32 0,047µF Folie RM5 Nun gleich noch die Diode im Plastikgehäuse, bitte an den Kathodenring denken! [ ] D5 1N4004 (oder ähnliche) Stand:7. August 2005 Baugruppe 2: NF Endstufe, NF Vorstufe. Beginne wieder mit den Widerständen. R10 und R12 werden stehend eingebaut. Dazu wird ein Beinchen auf einer Seite parallel zum Widerstand zurück gebogen. Im Bestückungsplan wird durch den Kreis angedeutet, auf welcher Seite der Widerstand stehen soll. [ ] R10 560R [ ] R12 18k [ ] R11 18k [ ] R14 22k Es folgen die Folien Kondensatoren. Die WIMA Folienkondensatoren sind unpolar, die Einbaurichtung ist im Prinzip egal. Es ist aber gute Praxis, dass man sie so einbaut, dass später die Aufschrift noch gelesen werden kann. Es folgt nun ein neues Bauteil, ein integrierter Schaltkreis TDA7050 im DIP Gehäuse. Bedingt durch die Herstellung sind die Beine solcher ICs immer leicht nach außen gebogen. Damit das IC in die vorgesehenen Löcher der Platine passt, müssen die Beine etwas vorgebogen werden. Dazu „rollt“ man es wie in der Zeichnung gezeigt auf einer glatten Fläche bis die Beine genau 90 Grad zum Gehäuse stehen. Pin 1 des IC erkennt man an der Markierung auf der IC Oberseite. Das ist entweder eine Kerbe, oder ein Punkt. Im Bestückungsplan ist als Markierung die Kerbe gezeichnet. Das IC wird zum einlöten entsprechend der Zeichnung eingesetzt und es werden als erstes zwei diagonal gegenüber liegende Beinchen festgelötet. Danach wird erst kontrolliert, ob das IC wirklich flach auf der Leiterplatte aufliegt und dann die restlichen Beinchen verlötet. [ ] IC3 TDA7050 Die 3 Elkos dürfen nicht verkehrt herum eingebaut werden. Wie war es noch bei Elkos? Richtig, das lange Bein ist die Plus Seite. [ ] C31 10µF rad [ ] C33 100µF rad [ ] C34 47µF rad [ ] R41 10R Zum Schluss noch die beiden Steckpfosten (Markierung!) [ ] Kopfhörer Anschluss [ ] Lautstärkeregler Anschluss [ ] C105 100nF, der in der Schaltung zu finden ist, wird erst bei der Endverdrahtung direkt auf die Kopfhörerbuchse gelötet. Nun, nach Abschluss der Arbeit und Sichtkontrolle bitte Test laut Anhang B durchführen. 11 12 Stand:7. August 2005 [ ] C11 220pF NP0 [ ] C13 220pF NP0 [ ] C15 220pF NP0 [ ] C12 220pF NP0 [ ] C14 220pF NP0 C18 und C19 gehören zum Oszillatorkreis des 2. Mischers und müssen ebenfals NP0 oder COG Kondensatoren sein. [ ] C18 150pF NP0 [ ] C19 150pF NP0 Während die nächsten vier Kondensatoren wieder einfache Abblock C´s aus X7R Material sind. [ ] C16 [ ] C25 22nF 100nF [ ] C20 [ ] C22 22nF 100nF C17 ist ein Abgleichwert, er wird nur nötig, falls der BFO sich nicht weit genug ziehen lässt und wird daher jetzt nicht bestückt. Bevor es mit den Elkos weitergeht, ist jetzt ein guter Zeitpunkt, den Sockel für IC 2 einzulöten. Wir nehmen an dieser Stelle ausnahmsweise einen Sockel, weil die großen IC sehr schwierig auszulöten sind und wir im Fehlerfall mit dem Sockel bessere Chancen haben. Achte bei dem Sockel auf die Kerbe, die analog zu der Kennzeichnung des ICs selbst zu sehen ist. Wieder erst zwei diagonal gegenüberliegende Beinchen anlöten, und erst weiter verlöten, wenn Du den flachen Sitz überprüft hast. Stand:7. August 2005 Baugruppe 3, ZF Verstärker Wir starten wieder mit den Widerständen. [ ] R3 220R [ ] R4 18k [ ] R5 120R [ ] R6 2k2 [ ] R7 56k [ ] R8 27R [ ] R9 1k5 [ ] R13 470R Es folgen einige Kondensatoren mit sehr hoher Güte, die Ableitkondensatoren des Quarz Filters. Wir setzen an dieser Stelle entweder Keramik Kondensatoren oder Vielschicht –Kondensatoren aus NP0 Material ein. Es geht in diesem Fall dabei nicht um den Temperatur Koeffizienten, sondern ausschließlich um die Güte. [ ] IC Sockel 16 polig flach Nun die Elkos einbauen, dabei auf die Polarität achten! [ ] C21 100µF 16V rad [ ] C27 33µF 16V rad Jetzt folgen als neue Bauteil einige Tantal Kondensatoren Diese sind ebenfalls polarisiert, ihr findet in der Regel den Wert als Text auf dem tropfenförmigen Körper aufgedruckt und an einem der Beinchen ein PLUS Zeichen. Tantal C´s werden von den Entwicklern häufig dann genommen, wenn es auf geringe Leckströme bei hoher Kapazität ankommt. [ ] C26 10µF Tantal [ ] C23 10µF Tantal 13 [ ] IC2 A244 oder TCA440 in den Sockel stecken, auf PIN 1 achten! Zum Baugruppentest Anhang C des Handbuchs wechseln. Wenn der Test ok ist, beschäftigen wir uns erst einmal mit Ringkernen und danach bauen wir den DDS VFO auf, da wir diesen zum Test der Baugruppe 4 brauchen. Stand:7. August 2005 [ ] C24 1µF Tantal Rechts oberhalb des IC Sockels findet der Folientrimmer seinen Platz, den wir später brauchen, um den BFO einstellen zu können. Vorsicht bei löten, diese Plastikteile schmelzen leicht weg. [ ] C94 Folientrimmer 7mm 2,5–50pF schwarz Die Dioden D3 und D4 sind Germanium Dioden im Glasgehäuse. Vorsicht beim Umbiegen der Anschlussdrähte, Glasgehäuse brechen leicht! Beide Dioden werden stehend eingebaut, wozu der Anschlussdraht auf der Kathodenseite (mit Band gekennzeichnet) VORSICHTIG parallel zum Glaskörper zurück gebogen wird. Die Diode kommt zum Einbau an die Stelle, die im Bestückungsplan mit einem Kreis gekennzeichnet ist.. [ ] D3 AA143 abgebogenes Ende= Kathode [ ] D4 AA143 abgebogenes Ende= Kathode 14 Zur Baugruppe 3 gehören 5 Quarze mit dem Aufdruck 4,000 MHz Q1 bis Q4 befinden sich in einer extra Tüte. Diese 4 dürfen auf keinen Fall mit den anderen 4 MHz Quarzen durcheinander gebracht werden. Der Grund: um ein gutes, steilflankiges und schmales Quarzfilter bauen zu können, müssen die benutzten Quarze gepaart sein. Die vier Filter–Quarze in der extra Tüte wurden bei QRPproject einzeln eingemessen und gehören zusammen. ACHTUNG: Beim Einlöten der Quarze kann durch die Kapillarwirkung der Durchkontaktierung Lötzinn unter den Quarz kriechen und einen Kurzschluss verursachen. Wenn im Bausatz Unterlegscheiben zu finden sind (Lieferproblem) dann unbedingt unter jeden Quarz eine Unterlegscheibe legen. Wenn nicht, muss jeder Quarz ganz leicht oberhalb der Platine eingebaut werden. Ein guter Trick ist, zwischen Quarz und Platine ein angeschnittenes Widerstandsbein als Abstandshalter zu schieben und dann den Quarz einzulöten. Ist der Quarz verlötet, vergiss nicht, das Beinchen wieder herauszuziehen. [ ] Q1 [ ] Q2 [ ] Q3 [ ] Q4 [ ] Q5 Oberhalb von Q1 und rechts neben Q4 befinden sich 2 Bohrungen in der Platine. In diese Bohrungen werden 2 abgeschnittene Beinchen von Widerständen oder andere Drahtenden eingelötet und etwa in halber Höhe der Quarze rechtwinklig abgebogen. Jeweils auf halber Höhe der vorderen und hinteren Schmalseiten der Quarze werden die beiden Drähte mit allen 4 Quarzen verlötet. Auf kurze Lötzeit achten, ein heißer Lötkolben verkürzt die Lötdauer. Die Quarze können Schaden nehmen, wenn zu lange auf ihnen herum gebraten wird. [ ] Quarzgehäuse auf Masse löten Jetzt noch den Verbindungsstecker für das Feldstärke Messgerät einbauen [ ] FS Meter Verbinder 2polig Kleine Ringkern und Bauteilschule Ringkernspulen Im folgenden Bauabschnitt werden Dir sogenannte Ringkerne (Torroide) begegnen. Wir benutzen in unseren Bausätzen genau wie unsere QRP Freunde aus den USA hochwertige Ringkerne der Firma AMIDON. Im Allgemeinen Anhang des Handbuches findest Du aus der FAQ der DL–QRP–AG einige grundsätzliche Aussagen zum Thema Ringkern. Solltest Du mit ihnen bisher nicht vertraut sein, kannst Du Dich dort darüber informieren. Im 40 Meter Spatz werden verschiedene Ringkerne benutzt: Im Tiefpassfilter T37–6, Kennfarbe gelb, in den Bandpässen und Resonanzkreisen T37–2, Kennfarbe rot (Außer L3, da wird der etwas größere T50–2 benutzt). Die PA Drossel wird auf einen FT37–43 Ring gewickelt und der Ausgangsübertrager TR2 auch auf den größeren Eisencarbonyl Ring T 50–2. Stand:7. August 2005 Grundsätzlich kann man sich merken, dass die Eisencarbonyl Ringe für schmalbandige Anwendungen und die Ferrite für breitbandige Anwendungen benutzt werden. Auf der CD findet ihr das Programm Mini RK von Wilfried, DL5SWB. Mit diesem kleinen, aber sehr hilfreichen Programm kann man kinderleicht für jeden Ringkern die benötigten Windung für eine bestimmte Induktivität berechnen, man bekommt aber auch umgekehrt die Induktivität heraus, wenn man die Windungszahl eingibt. Das Wickeln der Ringkerne erzeugt immer noch bei einigen Bastlern Angstzustände. Völlig zu Unrecht, wie ich meine. Wenn man unvoreingenommen heran geht und sich einige Grundlagen vor Augen hält, dann kann eigentlich nichts schief gehen. Wichtig ist:: ein Draht durch den Ring gesteckt ist bereits eine Windung. Zur Übung solltest Du mal einen Ringkern bewickeln, wir nehmen einfach mal L4, das ist eine Spule, die in der Baugruppe 4 benötigt wird. Schneide Dir ca. 25cm vom 0,3mm CuL–Draht ab Nimm nun den Kern in die Hand und stecke ein Drahtende hindurch. Damit ist bereits die erste Windung fertig, aber STOP!!!! Schau dir Dein Werk noch einmal an und überlege, wie Du den Draht durch den Ring gesteckt hast. Es gibt nämlich zwei Möglichkeiten. Du kannst den Draht von hinten nach vorne durch den Ring stecken, wie es die Mädchen früher beim Sticken gemacht haben oder von vorne nach hinten. Aus Sicht der Hochfrequenz ist es natürlich egal, wie rum der Draht durchgesteckt wird, für den späteren Einbau ist es aber sehr wichtig, weil die Löcher in der Platine einen bestimmten Wickelsinn voraussetzen. Es soll jeder die Durchsteckrichtung nehmen, die ihm angenehmer ist. Es folgt aber dann anschließend zwangsweise eine bestimmte Wickelrichtung, weil sonst die Geometrie der Spule nicht stimmt. Wenn Du den Draht von hinten nach vorne durchgesteckt hast, dann musst Du die nächsten Windungen im Uhrzeigersinn weiter wickeln, um sie für den Spatz in die richtige Geometrie zu bringen. Hast Du den Draht von vorne nach hinten durchgesteckt, so geht es folgerichtig gegen den Urzeigersinn weiter. Diese Regel gilt übrigens so erst mal nur für den Spatz. Auch die Entwickler haben ihre Eigenarten. Wayne, der Konstrukteur des K2 wickelt z.B. genau anders herum als unser DK1HE. Aber wenn man einmal weiss, worauf es ankommt, kann man mit einer kleinen Probewicklung schnell herausfinden, wie es der Konstrukteur haben möchte. Wickel nun 23 Windungen breit verteilt auf den Ring. Wenn Du die Windungen INNEN im Ring zählst, kannst Du nichts verkehrt machen. Die Spule auf dem Bild hat z.B. 8 Windungen. Breit verteilt bedeutet, dass die gewünschte Windungszahl über etwa 270 Grad des Ringes verteilt werden. Das ist so in etwa der übliche Bereich für Ringkernspulen (Im amerikanischen Sprachbereich übringens als Torroid bekannt) Wenn Du schon beim Wickeln daran denkst brauchst Du hinterher nicht die Windungen auseinanderziehen, was in gewissen Grenzen aber möglich ist. Die Windungen einer Wicklung dürfen sich auch nicht überschneiden sonder 15 Schneide den restlichen Draht nicht zu knapp ab und verzinne die Enden. Wie geht das am besten? Darüber streiten sich die Gelehrten. Der Lack auf den im Bausatz benutzten Drähten ist lötbar, das bedeutet, er zersetzt sich bei Löttemperatur. Bei dünnen Drähten bis etwa 0,8 mm reicht die Wärmekapazität eines Standard Lötkolbens völlig aus, um den Lack einfach abzubrennen. Zu diesem Zweck berühre einen der beiden Drahtenden mit der Lötkolbenspitze so nah es geht am Spulenkörper und gebe reichlich Lötzinn dazu. Es sollte ein richtiger Tropfen entstehen. Nach kurzer Zeit beginnt der Lack sich zu zersetzen, es steigt Rauch auf. Es ist ratsam, die Nase etwas entfernt zu halten, der Rauch ist sicherlich nicht unbedingt gesund. Sobald der Rauch aufsteigt, bewege den Lötkolben ganz langsam gegen das äußere Drahtende, bis Du etwa 1cm des Drahtes verzinnt hast. Wenn es nicht so richtig fließen will, hilft weitere Zufur von frischem Lötzinn. Die zersetzten Rückstände werden bei dieser Methode mit dem Lötzinntropfen weggeschoben. Wenn Du fertig bist kontrolliere, ob der Draht auf der ganzen Strecke rundherum verzinnt ist. Das ist wirklich wichtig, die meisten Fehler bei Selbstbau Transceiver rühren von schlecht eingelöteten Spulen mit Kupfer Lackdraht CuL her. Bei dickeren Drähten muss man den Lack bevor man mit dem Lötkolben rangeht vorsichtig mit einem Tapetenmesser (Cutter) abkratzen. Wirklich vorsichtig, damit der Draht nicht gekerbt wird und eine Sollbruchstelle erhält. Verfahre mit dem zweiten Drahtende genau wie mit dem ersten, und die einlagige Ringkernspule ist fertig. Manchmal braucht man Spulen mit einer Koppelwindung. Diese kann je nach Schaltung symmetrisch oder unsymmetrisch benötigt werden. Symmetrisch bedeutet in diesem Fall immer erdfrei. Kein Ende der Spule geht an Masse oder an einen Abblockkondensator. Solche symmetrischen Spulen werden immer so aufgebaut, dass die Koppelwicklung mittig zwischen die Hauptwicklung gewickelt wird. Nehmen wir als Beispiel dafür L5 aus der Bauguppe 4. Die Hauptwicklung 16 soll 23 Windungen haben, die Koppelwicklung 8. Um die Koppelwindung symmetrisch zu platzieren, müssen wir INNEN im Ring abzählen. 23 geteilt durch 2 ist 11,5, die Mitte ist also bei 11,5 Windungen. Die 8 Windungen der Koppelwicklung müssen also 4 plus 4 vor und nach der 11,5. Windung aufgebracht werden. Mit den halben Windungen ist das bei Ringkernen so eine Sache, es gibt si nämlich nicht, da jedes Mal wenn der Draht innen durch den Ring läuft eine komplette Windung entsteht. Wir müssen also eine leichte unsymmetrie in Kauf nehmen und entscheiden uns entweder für 11 oder 12 als Mitte. 11 minus 4 gleich 7, die Koppelwicklung beginnt also nach der 11. Windung der Hauptwicklung. Auf dem Bild habe ich, damit es nicht völlig überladen wird nur eine Spule mit 14 Windungen Haupt und 4 Windungen Koppelwicklung gezeichnet. Die hälfte von 14 ist 7, davon die halbe Koppelwicklung abgezogen ist 5. Wie Du auf dem Bild sehen kannst, fängt die Koppelwicklung nach der 5. Windung an. Anders ausgedrückt, die Koppelwicklung ist symmetrisch in der Mitte der Hauptwicklung, vor und nach der Koppelwicklung sind jeweils 5 Windungen der Hauptwicklung zu sehen. VORSICHT: Im Bausatz sind die Nummerierungen der Windungen nicht für alle Spulen gleich: L2 und L3 haben die Resonanzwicklung mit 1und 2 bezeichnet. Das ganze hört sich komplizierter an als es ist. Wenn man es einmal gemacht hat, wird es plötzlich ganz einfach. So weit die Praxis. Im folgenden Teil will ich für alle, die ihren Spatz auch verstehen wollen, ein wenig auf die Berechnung der Spulen eingehen. Stand:7. August 2005 werden grundsätzlich einlagig nebeneinander gewickelt. Achte beim Wickeln darauf, dass jede Windung richtig stramm gezogen wird. Bei den Eisenpulver (Eisencarbonyl) Ringen ist das überhaupt kein Problem, weil die Kanten schön glatt abgerundet sind. Bei manchen Ferriten ist es etwas problematisch, weil der Ring scharfe Kanten hat . C1 C3 x (C1 + C2) C2 = Cges. x (C3 + C2 + C1) Und die Multiplikation mit Cges: L Nun bleibt nur noch die Division durch (C3+C2+C1) und wir haben Cges isoliert: (C1+C2) x C3 Cges= C1+C2+C3 C3 C3 x (C1 + C2) Die Bandfilter und Schwingkreise im Spatz sind bis auf einen alle Parallelschwingkreise wie links am Beispiel des Eingangs gezeigt.. Da Ringkernspulen nicht variabel sind, arbeiten wir mit einem variablen Kondensator. Die Gesamtkapazität berechnet sich wie dargestellt. Wir gehen bei Rechnungen mit dem Taschenrechner davon aus, dass der variable Kondensator sich in Mittelstellung befindet. Auf der CD befindet sich ein EXCEL Tabellenblatt, dass gleich mit Anfangs und Endwert rechnet. Für die Berechnung der Spule bei gegebener Frequenz brauchen wir als erstes die Gesamtkapazität im Kreis. Als erstes müssen wir die Kondensatorschaltung auflösen. C1 und C2 sind parallel geschaltet, die Kapazitäten addieren sich also. C1/2 = C1 + C2 C1/2 und C3 sind in Reihe geschaltet. Bei Reihenschaltung ergibt sich die Gesamtkapazität nach der Formel 1 Cges. 1 = + (C1+C2) 1 C3 Wir lösen weiter auf, in dem wir beide Seiten der Gleichung mit C3 multiplizieren: C3 Stand:7. August 2005 Cges. = C3 (C1+C2) + 1 Jetzt die Multiplikation mit (C1+C2) C3 + C2 + C1 Cges. C3 + C1 + C2 Cges. Umstellen der Thomsonschen Schwingungsform f 1 = 2 LC 1. Mutliplikation mit Wurzel L C 1 LC f x = 2 2. Division durch f LC = 1 2 f 3. Quadrieren LC 1 = 2 4 f 2 4. Division durch C 1 2 L = 2 4 f C C3 x (C1 + C2) = = = 1 39,48 2 f C Wenn die Gesamtkapazität bekannt ist, können wir mit der bekannten Thomsonschonschen Schwingungsgleichung die nötige Induktivität bei gegebenr Frequenz berechnen: Wie wir sehen, brauchen wir zur Berechnung der Induktivität nur noch die gewünschte Frequenz und den frisch berechneten Wert für die Gesamtkapazität einzugeben, und wir erhalten als Ergebnis die benötigte Induktivität für den Resonanzfall. 17 Die Werte für L,f und C sind in dieser Formel übrigens in Henry, Hz und Farad, also recht unhandlich. Wenn wir f in MHz und C in pF einsetzen, können wir direkt mit den Zahlen rechnen und erhalten als Ergebnis die Induktivität in Henry. = 10 und 4 Nullen = 10 0000pF = 100nF Jetzt fehlt nur noch die Berechnung der Windungszahl für den Ringkern. 1p5 = 1,5 pF 2n2 = 2,2 nF In einem anderen Verfahren wird genau wie bei den Widerständen häufig der Dezimalbezeichner als Trennzeichen benutzt: 18 = Stand:7. August 2005 100 An Stelle des p für Picofarad findet man oft auch ein J. Das J gibt an, das es sich um einen Kondensator mit 5% Toleranz handelt. 100J steht auf L in µH AL jeden Fall für 100pF+/– 5% und 150J steht für 150pF +/– 5% A L entsprechend des verwendeten Kerns Weitere Bezeichner für die Toleranz sind: L fü r T37-2 A L = 40 µH pro 100 Wdg. J ±5% fü r T37-6 A L = 30 µH pro 100 Wdg. B ±0,1pF C ±0,25pF K ±10% Die Formel lautet für Eisenpulver Ringkerne: D ±0,5pF M ±20% F ±1pF(wenn > 10pF dann ±1%) S –20...+50% G ±2pF (wenn > 10pF dann ±2%) Y 0...+100% Auf der CD befindet sich das kleine Programm Mini RK, mit dem sich solche H ±1,5pF Z –20..+80% Berechnungen direkt durchführen lassen. Einige davon sind aber so selten, dass ich sie noch nie gesehen haben. 5% Kondensatoren ist eigentlich der üblichste Wert. . Diese Bezeichner finden wir hauptsächlich bei Kondensatoren in Scheibenform. Für Kondensatoren haben sich in den letzten Jahren verschiedene Normen für die Kennzeichnung des Wertes entwickelt, die vielfach zu Verwirrung Folienkondensatoren haben in der Regel als Grundgröße meistens das führen. µFarad. Ich will mal versuchen, etwas Klarheit in das Wirrwar zu bringen. 0,22µF = 200nF Eine Methode, die gerne für Industrietypen und besonders für Vielschicht– 0,033µF = 33nF Typen (das sind die kleinen kissenförmigen Cs, meist in braun oder blau 0,0015µF = 1,5 nF anzutreffen) benutzt wird, kennzeichnet die Kondensatoren als Potenz .Als Grundgröße, auch bei sehr hohen Werten, wird das Picofarad (pF) benutzt. Keramikkondensatoren haben meist eine zusätzliche Farbkennzeichnung. Der Code besteht aus 3 Ziffern wobei die letzte Ziffer einfach die Anzahl Diese kennzeichnet in der Regel den Temperaturkoeffizienten. Für uns Nullen angibt: wichtig sind dabei die Kenzeichnung mit einem schwarzen, gelben oder 100 = 10 und 0 Nullen = 10pF violetten Balken. Schwarz ist gleich NP0, Gelb ist gleich NP220 und violett = 10 und 1 Null = 10 0pF ist gleich NP750. Es gibt noch jede Menge andere, die kommen aber in der = 10 und 2 Nullen = 10 00pF = 1nF Praxis selten vor. = 10 und 3 Nullen = 10 000pF = 10nF N Sehr wichtig ist für uns noch das Einsatzgebiet der verschiedenen Kondensatortypen. Das Material, aus dem der Kondensator aufgebaut ist, entscheidet letztlich über die Verwendung. Grund ist in erster Linie die unterschiedliche Güte der verschiedenen Materialien. Keramik Kondensatoren haben meist eine sehr hohe Güte. Sie werden bevorzugt in HF Kreisen als Kreis Kondensatoren eingesetzt, also z.B. als Paralllel C in einem Schwingkreis. Keramikkondensatoren gibt es meist in Form von Scheiben oder kleinen Vierecken. Vielschicht Kondensatoren gibt es als NP0 Kondensatoren ebenfalls mit sehr hoher Güte. Ihr Vorteil für uns Bastler ist, dass sie lackiert sind und die Beschriftung sich nicht so leicht abschabt, wie das bei Keramik Cs der Fall ist. Vielschicht Kondensatoren sind meist in Kissenform aufgebaut. Leider kann man sie äußerlich nicht ohne weiteres von den einfachen Abblockkondensatoren aus den Materialien X7R oder ZU5 unterscheiden. X7R und ZU5 sind Materialien minderer Güte. Sie sind gut als Abblock Kondensatoren, wenn ein Schaltungteil HF–mäßig auf Masse liegen soll, gleichstrommäßig aber nicht. Es sind meist Werte zwischen 1nF und 100nF, die zum Einsatz kommen. Stand:7. August 2005 Wer sich selbst Kondensatoren bestellt, oder welche aus alten Geräten ausbaut, muss sich also sehr genau darum kümmern, welchen Kondensator er wofür einsetzt. Bei den Bausätzen braucht ihr nicht so sehr darauf zu achten, dass haben die Entwickler und QRPproject schon für Euch gemacht. 19 Unser QRP–Freund Steven Weber, KD1JV, aus den Weißen Bergen von New Hamshire vertritt eine ähnliche Philosophie wir die DL–QRP–AG: Wenn man eine gleich gute, preiswerte Lösung finden kann, ist diese vorzuziehen. Er hat einen DDS Baustein entwickelt, der als Ersatz für jeden VFO innerhalb des Frequenzbereiches 100 kHz bis 9,5 MHz dienen soll. Dazu braucht es keinen teuren Baustein, und keinen teuren Hochfrequenzoszillator. Auf meine Bitte hin hat er das komplette Projekt der DL–QRP–AG übergeben, damit auch unsere Mitglieder an einen preiswerten DDS VFO in Bausatzform herankommen. Für den Spatz wurde die Firmware des DDS etwas modifiziert. Wenn der VFO ein Bereichsende erreicht hat, blinkt die RIT LED in schneller Folge. Das Bereichsende gilt immer dann als erreicht, wenn versucht wird Frequenzen ober– oder unterhalb der programmierten Grenzfrequenzen einzustellen. An dieser Stelle wird der VFO automatisch auf die programmierte Eckfrequenz gestellt. Anders wäre es nicht möglich mit anderen als der niedrigen 10 Hz pro Step Rate bis zur Eckfrequenz abzustimmen. Die LEDs sind beim SPATZ nicht bestückt, jeder User kann sich bei Bedarf aber diese beiden LEDS in die Frontplatte einbauen. RIT (R)eceiver (I)ncremental (Tuning), Empfänger Feinverstimmung. Die RIT wird durch den RIT Schalter eingeschaltet, die zugehörige LED zeigt an, das die RIT in Funktion ist. Bei Betätigung des Abstimmknopfes verändert sich ab jetzt nur noch die Empfangsfrequenz.. Die Abstimmrate entspricht der zuletzt gewählten. Die RIT– Abstimmrate kann jedoch ebenfalls durch Betätigung der RATE Taste verändert werden. Bei Abschalten der RIT werden automatisch die alte Rate des VFOs und die ursprüngliche Frequenz wieder eingestellt. Die Funktionen des DDS: 1. VFO 7,900 MHz bis 7,800 MHz DDS ergibt eine LO Frequenz von 14,100 MHz bis 14,200 MHz. Gemischt mit der ZF von 4MHZ ergibt sich eine RX/TX Frequenz von 10,100 bis 10,200MHZ. XIT Wählen der Abstimmrate Eine elektronische Taste für Geschwindigkeiten zwischen 10WPM (50BPM) und 40WPM(200BPM) ist in den VFO integriert. Wird während PowerOn der Punktkontakt geschlossen gehalten, so wird der interne keyer abgeschaltet und der punktkontakt kann als Eingang für eine Handtaste oder eine externe Taste benutzt werden. Kurzes Drücken des VFO Abstimmknopf schaltet die nächst niedrigere Abstimmrate ein. Die ausgewählte Rate wird durch Blinken der RIT LED angezeigt: Je nach Stufe blinkt die LED 1 - 4 mal: Stufe 1= 10Hz, Stufe 2= 30Hz, Stufe 3 = 100 hz, Stufe 4 = 1000Hz Die Stufe 3 ist die Standardrate nach dem Einschalten, damit kann man das Band gut absuchen. Findet man eine interessante Station kann man schnell in die Rate 2 schalten und feiner abstimmen. Ist man in der niedrigsten Stufe 1 angelangt und möchte wieder schneller abstimmen, so kommt man einfach durch erneutes Drücken des Ratetasters wieder in die Stufe 4. Bereichsendeanzeige: 20 (X)mitter (I)ncremental Tuning, Sender Feinverstimmung. In Stellung XIT bleibt die Empfangsfrequenz konstant, die Sendefrequenz wird verstimmt. Einschalten der XIT durch drücken der Memo Taste wenn die RIT aktiv ist. CW–keyer TTastgeschwindigkeit verändern: Die Tastgeschwindigkeit wird geändert, indem man den Rate Taster und die Paddels gleichzeitig benutzt. Der Rate Taster hat eine 0,5 s Verzögerung, bevor die Rate gewechselt wird. Wird innerhalb dieser Zeit ein Paddel betätigt, so ändert sich die Tastgeschwindigkeit. Ist der VFO einmal in diesem Modus, so bleibt er solange darin, bis der Rate Taster losgelassen wird. Das Punkt – Paddel erhöht die Tastgeschwindigkeit, das Strich–Paddel erniedrigt sie. Während der Geschwindigkeitsänderung ist die Sendertastung Stand:7. August 2005 Der DDS VFO für den Spatz Im nächsten Schritt bauen wir erst den DDS VFO auf. Wer ihn fertig aufgebaut bestellt hat, liest sich vielleicht die Beschreibung und Bedienung durch, damit er später mit dem VFO umgehen kann. außer Betrieb und über den Mithörton wird der Buchstabe „A“ ausgegeben um dem Benutzer ein Gefühl für die aktuelle Einstellung zu geben. Festhalten der Paddels führt zu einer fortlaufenden Änderung des Tempos bis hin zu den Bereichsenden. Die Veränderung geschieht in 2WPM (10BPM) Stufen. Wird während power on der Punkt-Kontakt geswchlossen gehalten, wird der interne keyer abgeschaltet. Der Punktkontakt kann jetzt für eine Handtaste oder eine externe Taste benutzt werden. Memo Ein langer Tastendruck (> 1 s) auf den Memotaster speichert die aktuelle Frequenz in einen temporären Speicher. Die RIT LED blinkt zweimal zur Bestätigung. Ein kurzer Tastendruck wechselt von der jeweils aktuellen Frequenz auf die gespeicherten Frequenz. Die RIT LED blinkt einmal, wenn die Frequenz gewechselt wird. Erneutes kurzes Drücken des Memotasters läßt den VFO auf die vorherige Frequenz zurückkehren. Nach dem Einschalten des Spatz ist die Anfangsfrequenz 7,030 MHz bereits im Memospeicher abgelegt, so dass man durch kurzes Drücken des Memotasters leicht zur QRP-Frequenz zurückkehren kann. AFA (A)udio (F)requenz (A)usgabe. Ein langer Druck auf den Abstimmknopfes gibt die aktuelle Frequenz in CW über den NF Verstärker des Spatz aus. Es werden die Werte für 100khz, 10kHz und 1kHz ausgegeben. Zum Beispiel wird die Frequenz 7,0154 MHz durch die Ziffernfolge 0-1-5 angesagt. Stand:7. August 2005 Bedingt durch die immer vorhandene Ablage des Bandsetzoszillators kann es zu einer Differenz zwischen Sendefrequenz und AFA um etwa 1kHz kommen. Mit einem Referenzempfänger, z.B. dem Trx einer befreundeten YL oder eines befreundeten OM, kann die tatsächliche Frequenz leicht überprüft werden. Bei RIT/XIT-Betrieb wird von der AFA nicht die aktuelle Frequenz sondern die Ablage der Empfangs- bzw. Sendefrequenz in 100Hz-Schritten angegeben. Befindet sich bei RIT-Betrieb z.B. die Empfangsfrequenz 1,2 kHz über der Sendefrequenz, so wird die Ziffernfolge 0-1-2 ausgegeben. Liegt die Empfangsfrequenz unter der Sendefrequenz hört man vor der Ziffernfolge noch ein Minuszeichen(-....-). Stückliste Spatz DDS VFO nach Steve Weber 0.1 uF SMD 0805 0.01 uF SMD 0805 100 pF SMD 0805 (war 120p) 22 pF SMD 0805 220 pF SMD 0805 (war 270pF) 33 pF SMD 0805 100 uH SMD 1008 2.2 uH SMD 1008 (war 2,7 uH) 10 k SMD 0805 22 k SMD 0805 270 R SMD 0805 3k9 SMD 0805 470 R SMD 0805 68 R SMD 0805 2N3904 SOT–23 SMD 0.1 uF CERAMIC MONO 22 uF /10VSUB–MINATURE 4x7 mm Diode 1N4148 LED rot 3,3 V Spannungsregler 100 R 5% 1/4W 10 k 5% 1/4W CARBON FILM 220 R 5% 1/4W 2N7000 TO–92 MOSFET CLOCK 25.000 MHz CMOS 1/2 SIZE DIP CPU ATMEL A90S2313–PC10, programmiert DDS ANALOG DEVICES AD9835BRS Dreh Encoder Quarz 4096 kHz Transistor 2N3904 Leiterplatte 2 11 2 2 1 3 1 2 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 21 22 Stand:7. August 2005 [ ] AD9835 [ ] C2 100nF [ ] R4 270R [ ] C4 100p [ ] C3 10nF [ ] C7 33pF [ ] L1 2,2µF [ ] R3 3,9k [ ] C5 220pF [ ] C9 10nF [ ] C1 100nF [ ] L2 2,2µF [ ] C8 33p [ ] C6 100p [ ] C10 10nF [ ] C13 10nF [ ] R5 10k [ ] Q2 2N3904 [ ] R8 470R [ ] R6 68R [ ] C15 33pF [ ] R7 22k [ ] C14 10n [ ] L3 100µF [ ] C21 10nF [ ] R9 68R [ ] C16 10nF [ ] C23 10nF [ ] C22 10nF [ ] C17 10nF [ ] C11 22pF [ ] C12 22pF [ ] C18 10nF ACHTUNG, MODIFIKATION: 470pF von PIN 1des Prozessors nach Masse und 10kOhm von PIN 1 nach 20 [ ] 25 MHz Oszillator [ ] IC Sockel [ ] R2 10k [ ] Q3 2N7000 [ ] Q1 2N3904 [ ] R12 100R [ ] D7 1N4148 [ ] X1 Quarz 4,096 MHz [ ] U1 3,3 V Regler, auf Einbau achten, schräg! [ ] C19 22µF [ ] R10 220R [ ] C20 100nF [ ] R1 220R [ ] Anschlussdrähte für RIT LED [ ] Anschlussdrähte für Rate Taster Der DDS VFO wird mit dem 20mm Abstandshalter und der langen M3 Schraube auf die Position vorne rechts geschraubt: TEST Um den VFO grob testen zu können, müssen die Anschlüsse des großen Steckers J1 beschaltet werden. Nimm den Verdrahtungsplan zu Hilfe, um den Drehgeber (Drehencoder) richtig anzuschließen. Wenn Du an den Punkt RF out auf der Unterseite der Platine ein Stück Draht (10 cm) anschließt, dann kannst du den DDS VFO auf eine Empfänger abhören. Die Initialisierungsfrequenz ist 8030 kHz, mit dem Drehgeber muss sich der VFO von 7995 kHz bis 8100 Khz verstellen lassen. Bereite J1 vor. Im Bausatz liegt der Stecker und entsprechend viele Crimpkontakte. Da kaum jemand eine spezielle Crimpzange für diese kleinen Kontakte hat, löten wir die Anschlussdrähte an die Crimpkontakte an. Dazu wird der Draht in das Oberteil des Kontaktes eingelegt und das Oberteil mit einer Spitzzange leicht zusammen gedrückt. Anschließend werden Draht und Kontakt Oberteil mit WENIG Zinn verlötet. Der Kontakt mi eingelötetem Draht wird in den Halter so eingeschoben, dass die kleine Raste, die ihn gegen das Herausrutschen sichern soll in das zugehörige Loch einrastet. Teste de VFO wie im Anhang beschrieben. Stand:7. August 2005 Wenn alles funktioniert, wie es soll, bauen wir nun in der nächsten Baugruppe den Heterodynmischer auf, der die DDS Frequenz mit dem Bandsetzquarz mischt um die benötigte LO (Local Oszillator) Frequenz zu erzeugen. 23 24 Stand:7. August 2005 [ ] C91 10nF [ ] C96 Keramiktrimmer 10–50pF [ ] C98 Keramiktrimmer 10–50pF [ ] C40 entfällt [ ] DR1 entfällt L 4 ist eine einfache, einlagige Spule mit 0,3mm CuL. Beim Wickeln muss darauf geachtet werden, dass sich die Drahtenden zum Schluss an der Stelle befinden, wo die Bohrungen auf der Leiterplatte sind. Dazu ist die richtige Wickelrichtung zu beachten: Wer den Draht von hinten nach vorne durch den Ring fädelt, wickelt im Uhrzeigersinn. [ ] L4 Ringkern T37–6 (gelb) 23 Wdg 0,3mm CuL Stand:7. August 2005 L5 bekommt eine Koppelwicklung. Wie man dem Schaltplan entnehmen kann, wird diese symmetrisch aufgebracht. Dazu wird sie symmetrisch zwischen die Windungen der Resonanzwicklung gewickelt. Wichtig ist hierbei, dass die Windungen in die gleiche Richtung gewickelt werden. Die Zeichnung verdeutlicht das. ACHTUNG: Die Zahl der Windungen in der Zeichnung entspricht NICHT der geforderten Windungszahl. 3/4 ist die Resonanzwicklung, 1/2 die Koppelwicklung. Baugruppe 4 VFO–Mischer und Counter readout. [ ] R19 47K [ ] R18 47K [ ] R16 2k2 [ ] R17 2,2K [ ] Dr.1 entfällt [ ] R15 1k [ ] R37 100K [ ] R38 1K [ ] C50 100pF [ ] C89 22nF [ ] C45 10nF [ ] C46 22nF [ ] C44 47nF [ ] C42 56pF [ ] C41 82pF [ ] C43 1000p COG [ ] C39 390pF COG [ ] C38 68pF [ ] C36 68pF [ ] C35 390pF NPO [ ] C37 22nF [ ] C90 10pF [ [ [ [ [ [ ] ] ] ] ] ] L5 Ringkern T37–6 (gelb) 23/8 0,3mm CuL IC4 NE612/SA612 T1 BF244A T2 BF199 T8 BF244A Q6 22,0MHz/32pF HC18U [ ] C47 entfällt [ ] C48 entfällt [ ] C49 entfällt [ ] C40 entfällt [ ] C51 entfällt Soll ein Zähler angeschlossen werden, können die Lötaugen bei Counter benutzt werden. Abschluss der Gruppe mit den Tests in Anhang D 25 26 Stand:7. August 2005 Es folgen wieder die Kondensatoren: [ ] C1 22nF [ ] C2 82pF [ ] C3 820pF COG [ ] C4 22nF [ ] C5 3,9pF /3,3pF [ ] C6 3,9pF/3,3pF [ ] C7 82pF [ ] C8 22nF [ ] C9 220pF COG RM5[ ] C10 220pF COG RM5 [ ] C70 22nF [ ] C76 120pF [ ] C77 120pF COG [ ] C78 270pF COG [ ] C79 270pF COG [ ] C80 270pF COG [ ] C81 270pF COG [ ] C82 150pF COG [ ] C83 120pF COG [ ] C104 22nF optional [ ] C75 Folientrimmer grün [ ] C97 Keramiktrimmer 5mm 10–50pF [ ] C99 Keramiktrimmer 5mm 10–50pF [ ] C100 Keramiktrimmer 5mm 10–50pF [ ] L1 Ringkern T37–2 rot 24 Wdg 0,3mm [ ] L2 Ringkern T37–2 rot 23/4 Wdg 0,3mm CuL Achtung, 3/4 = Koppelwicklung Stand:7. August 2005 Baugruppe 5: RX Eingangsteil inkl TPF. [ ] R1 470R [ ] R36 1K [ ] R2 1k [ ] R40 Abgleichwert (optional) Bitte auf die richtige Orientierung des IC achten. Pin 1 ist dort, wo sich die Kerbe befindet. [ ] IC1 NE612/SA612 Die folgenden Dioden müssen mit der Lupe identifiziert werden, sie sehen teilweise äußerst gleich aus. Auf dem Glaskörper befindet sich die Beschriftung klein, aber lesbar in Klarschrift. [ ] D1 PIN–Diode BA479 [ ] D2 ZPD 4V7 [ ] D13 PIN–Diode BA479 [ ] D14 PIN–Diode BA479 (optionals) L3 wird auf einen 50er Ring gewickelt, dass ist der einzige größere von den roten Ringen. [ ] L3 Ringkern T50–2 rot 35/10 Wdg 0,3mm CuL CuL ACHTUNG 3/4 = Koppelwicklung [ [ [ [ ] ] ] ] L9 L10 L11 L12 Drossel 15uH SMCC Ringkern T37–6 gelb 19Wdg 0,5mm Cul Ringkern T37–6 gelb 21Wdg 0,5mm CuL Ringkern T37–6 gelb 19Wdg 0,5mm Cul Wenn alles aufgebaut ist, folge der Testanleitung in Anhang E 27 28 Stand:7. August 2005 ACHTUNG: L7 genau andersherum wickeln als die anderen Spulen! [ ] Dr.2 [ ] IC6 [ ] T3 [ ] D11 verwechseln [ ] Q8 Drossel 47µH SMCC NE612/SA612 BS250 TO92 ZPD 5V6 (Auf Beschriftung achten, nicht mit 1N4148 4,0 MHz Quarz HC18U Stand:7. August 2005 Führe den Test entsprechend Anhang F durch. Baugruppe 6 TX Mischer bis Eingang T4. [ ] R25 330R [ ] R26 22K [ ] R27 18K [ ] R28 3,3K [ ] C52 47nF [ ] C53 22nF [ ] C54 220pF COG [ ] C55 220pF COG [ ] C56 82pF COG [ ] C57 4,7pF [ ] C58 100pF [ ] C59 680pF COG [ ] C64 47nF [ ] C65 47nF [ ] C88 4,7pF [ ] C101 Keramiktrimmer 5mm 10–50pF [ ] C102 Keramiktrimmer 5mm 10–50pF [ ] L6 Ringkern T37–2 rot 23/8 Wdg CuL 0,3mm [ ] L7 Ringkern T37–2 rot 22 Wdg CuL 0,3mm 29 30 Stand:7. August 2005 [ ] C103 [ ] T4 [ ] T5 Keramiktrimmer 5mm 10–50pF BF199 BF199 + Ferritperle auf Kollektorbein Anschlussschema des BF199 links, achtet darauf, dass es nicht die übliche EBC Beschaltung ist. Der Treiber 2N2219 ist im TO39 Metallgehäuse untergebracht. ACHTUNG, das Gehäuse ist mit dem Kollektor verbunden, liegt also auf Plus Potential. Hier werden besonders bei Messungen leicht Kurzschlüsse gemacht. [ ] T6 Stand:7. August 2005 Baugruppe 7 Vortreiber, Treiber bis incl TR1/C86. [ ] R29 2k2 Abgleichwert [ ] R30 [ ] R31 8,2K [ ] R32 [ ] R33 10R entfällt wenn zu viel Leistung [ ] R34 10R [ ] C60 47nF [ ] C61 [ ] C62 82pF [ ] C63 zu wenig Leistung,, kleiner wenn zu viel [ ] C66 47nF [ ] C67 [ ] C74 100nF [ ] C92 47µF auf Polarität achten 33K 150R Ansicht von unten 2N2219A mit Unterlegscheibe [ ] L8 Ringkern T37–2 rot 22 / 13 Wdg 0,3mm CuL Weniger Koppelwindungen wenn zu viel Leistung [ ] Dr.3 Drossel 47µH SMCC [ ] Tr.1 Doppellochkern klein primär 5 Wdg 0,2CuL Sec 1Wdg 0,5mm CuL Eine genaue Beschreibung, wie TR1 gewickelt wird, findest Du im Anhang I [ ] P5 Trimmpoti 10k PT6LV Test der Baugruppe wie in Anhang G beschrieben. 47nF 18pF (22pF wenn 47nF 31 32 Stand:7. August 2005 macht. Vorsicht bei Messungen ist auch hier wieder angebracht, der Kollektor ist mit dem Gehäuse verbunden. Aus diesem Grund muss er auch isoliert aufgebaut werden. Er wird so in die LP eingebaut, dass er bündig mit der hinteren Kande der LP abschließt. Als Kühlfläche wird später, nach dem Einbau in das Gehäuse die Rückwand dienen. Zwischen Transistor und Gehäuse kommt zur Isolierung eine graue Silikongummischeibe, die Schraube wird durch ein Isolierhütchen geführt. [ ] 2SC1969 [ ] Tr.2 FT50–43 prim 4 Wdg isol. Schaltdraht sekundär 7Wdg 0,5mm CuL auf den größeren Anthrazitfarbenen Ring wickeln. Stand:7. August 2005 Baugruppe 8 Baugruppe PA [ ] R35 47R [ ] D12 1N4148 [ ] C71 entfällt [ ] C72 100nF [ ] C73 1µF 63V MKS2 RM5 [ ] C68 22nF [ ] Dr.4 Drossel 47µH auf FT37–43 = 11 Wdg 0,5mm CuL auf den kleineren Antrazit farbenen Ringkern wickeln. ACHTUNG DR4 wird anders als bisher gegen den Uhrzeigersinn gewickelt, damit sie geometrisch in die vorgesehenen Löcher passt. Es wird zuerst diSekundärwicklung gewickelt.. Von hinten nach vorne gegen den Urzeigersinn, 7 mal durch den Ring. Nun die Primärwicklung: den Schaltdraht von hinten links durch den Ring und dann IM UHRZEIGERSINN 4 mal durch den Ring. Jetzt kann der Test entsprechend der Anleitung im Anhang H durchgeführt werden. Der Leistungstransistor 2SC1969 ist für unseren QRP Spatzen reichlich überdimensioniert, was ihn im praktischen Betrieb nahezu unkaputtbar 33 34 Stand:7. August 2005 Einbau in das Gehäuse. Im Bausatz findest Du die bedruckten Folien für die Front und die Rückseite, jeweils eine Abdeckfolie für Front– und Rückseite, die Abrieb verhindern soll, und drei Bohrpläne. Bohre als erstes die vier Löcher für die Leiterplatte. Die LP muss so eingebaut werden, dass die Rückseite der Platine an die Rückwand heranragt, damit der PA–Transistor später direkt auf die Rückwand geschraubt werden kann. Lege zum bohren IMMER ein Stück Holz unter, damit die Löcher nicht ausreißen. Bohre Front und Rückseite entsprechend der Bohrvorlage, stecke probeweise jedes Bauteil in die entsprechende Bohrung um zu testen, ob etwas nach zu feilen ist. Stand:7. August 2005 Baue die Platine in das Gehäuse ein, benutze dazu die 8mm Abstandsbolzen und die kurzen M3 Schrauben. Bau die Potis, Buchsen und Schalter entsprechend dem nebenstehenden Verdrahtungsplan ein. Vergiss nicht, die im Verdrahtungsplan eingezeichneten externen Bauteile mit einzubauen. Kürze die Drähte der 2 und 3–poligen Steckverbinder so, dass sie nicht zu knapp, aber auch nicht zu lang zu den Peripherie Bauteilen führen. Der Sicherungshalter lässt sich optimal oberhalb des PA Transistors auf die Rückwand montieren. Der DDS VFO wird mit dem 20mm Abstandsröllchen und der langen M3 Schraube auf die Position vorne rechts geschraubt. Stecke alle Steckverbinder ein, schließe die Spannungsquelle an und wiederhole den Abgleich alle Trimmer. Stelle mit dem Poti P5 die Leistung auf den gewünschten Wert ein. [ ] 1 Abstandsbolzen 20mm [ ] 1 Schraube M3x25 [ ] 2 100nF [ ] 4 Schrauben M3x5 [ ] 1 1kOhm Unter das Gehäuse kommen die 3 Gummifüße. Zwei vorne, 1 hinten hat sich sehr gut bewährt. 4 Füsse führen eher zu eine wackeligen Spatz Teileliste für Zusammenbau: [ ] 1 Gehäuse Spatz [ ] 1 Poti 2k2log (Volume) [ ] 1 Stereobuchse KH [ ] 1Stereobuchse keyer [ ] 1 2,1mm Hohlklinkenstecker [ ] 1 Schalter 1 x ein RIT [ ] 1 Schalter 1 x ein Power [ ] 1 Sicherungshalter [ ] 1 Feinsicherung 1A [ ] 4 Abstandsbolzen 8mm 35 Test der Baugruppe 1 1. Sichttest. Als erster Test wird bei jeder Baugruppe grundsätzlich erst einmal mit Hilfe einer Lupe die Leiterplatte auf mögliche Kurzschlüsse untersucht. Bitte nimm diesen Test wirklich ernst. Selbst einem Meister des Lötens passiert es, dass ein umgebogenes Bauteilebein oder ein Lötzinnspritzer einen Kurzschluss verursachen kann. Nicht weniger unangenehm machen sich übersehene Lötstellen bemerkbar. Es passiert häufiger als Du denkst, dass ein Bauteil übersehen wurde und noch gar nicht verlötet ist. Check auch noch mal alle Bauteile, ob der richtige Wert an der richtigen Stelle sitzt. Elkos alle richtig herum eingebaut? Diode? 2. Widerstandstest Messe mit einem Ohmmeter den Widerstand zwischen dem Plus und dem Minus Anschluß der Platine. Der Messwert ist so lange ok, wie du keinen Kurzschluss misst.. 3. Rauchwolkentest Hat der Spatz den Widerstandstest bestanden, so kannst du Spannung an die Platine anlegen. Sinvoll ist es, für solche Zwecke ein geregeltes Netzteil mit Strombegrenzung zu benutzen. Vor dem Anschluss wird die Strombegrenzung auf minimalen Wert eingestellt. Bei dieser Gelegenheit vielleicht der Hinweis, dass man IMMER erst das Netzteil, und dann das Gerät einschaltet. Das gilt nicht nur für die Zeit des Bastelns, sondern generell. Der Grund: Viele Netzteile erzeugen beim Einschalten eine kurze Spannungsspitze, die unter Umständen so groß sein kann, dass das Gerät zerstört wird. Ist der Spatz an das Netzteil angeschlossen, dann wird mit dem einen Auge die Stromaufnahme und mit dem anderen Auge die Platine beobachtet. Sieht man Rauch aufsteigen, so ist das ein ziemlich eindeutiger Hinweis auf eine Fehlfunktion. Gleiches gilt für Stromfluß > 10 mA. Die Schutzdiode D10 ist so geschaltet, dass bei Verpolung der Spannung sofort ein Kurzschluss erzeugt wird. 4. Spannungen messen. MP 1 Sollwert + 8V gegen Masse MP 2 Sollwert + 6V gegen Masse MP 3 Sollwert + 8V gegen Masse, auf 0V wenn key Anschluss kurz geschlossen wird. Fehlt eine Spannung, so fang noch mal mit dem Sichttest an. Wenn alles ok 36 ist, kann mit Baugruppe 2 weiter gemacht werden. Anhang B Test der Baugruppe 2 Sichttest Widerstandstest Rauchwolkentest. Funktionstest. Schließe an den Pfostenstecker „Earphone“ einen Kopfhörer an. Am sichersten funktioniert das, wenn du die Kopfhörerbuchse entsprechend der Zeichnung im Verdrahtungsplan an die Kabel des 2 poligen Steckers anschließt. Nimm die Kabel so wie sie sind, in voller Länge. Kürzen kannst du sie später, wenn alles in das Gehäuse eingebaut wird. Schließe das Lautstärke Poti (Volume) an ein 3 poliges Kabel an, wie im Bestückungsplan gezeigt. Der Test: Wenn du mit einem Schraubenzieher auf den mittleren Anschluß des Volume Potis tippst, dann wirst du im Kopfhörer lauten Brumm hören, möglicherweise sogar Rundfunk. Letzteres ist sehr stark davon abhängig, wie nahe Du am nächsten Rundfunksender wohnst oder wie viel Antennen– Enden in deinem Arbeitsraum herum hängen. Je mehr HF im Raum, um so eher wirst du Rundfunk hören. Gleiches gilt für MP 4, denke aber daran, dass die Lautstärke jetzt natürlich von der Stellung des Volume Potis abhängig ist. Hat es gebrummt, mach mit Baugruppe 3 weiter. Wenn nicht, fang noch mal beim Sichttest an, es ist wahrscheinlich eine Lötstelle nicht in Ordnung oder ein Bauteil falsch. Anhang C Test der Baugruppe 3 Sichttest Widerstandstest Check ob IC 2 RICHTIG HERUM im Sockel steckt! Rauchwolkentest. Funktionstest. Stand:7. August 2005 Anhang A Stand:7. August 2005 Schließe ein FS Meter(Feldsterkämesse = 50–100mA Messinstrument oder eine Kurzschlussbrücke an de Pfosten FS Meter an. Dieser Punkt ist wichtig, weil der ZF Verstärker des Spatz ohne Meter oder Brücke etwa 60dB abgeregelt bleibt. Schließe das Volume Poti und den Kopfhörer an Wenn du nun mit einem Schraubendreher auf MP 5 tippst, solltest du bei aufgedrehter Lautstärkeregelung im Kopfhörer irgend welchen Grumpelmumpf von der Kurzwelle hören. In HF–schwachen Gebieten ist dafür möglicherweise ein Stückchen Draht nötig. Dieser Test zeigt, dass ZF Verstärker, BFO und NF Vorverstärker, die sich alle in IC2 befinden funktionieren. Hörst du gar nichts, dann starte gleich noch mal mit dem Sichttest. An MP 6 reicht der Handtest nicht aus, hier brauchst du ein 4MHz Signal. Ich schreibe bewusst 4 MHz und nicht 4,000 MHz, weil die Quarze zwar auf 50 Hz genau ausgemessen wurden, die absolute Frequenz aber durch die Schaltung etwas verschoben ist. Test 2, Methode 1 Wenn du einen durchstimmbaren Sender besitzt, kannst du diesen mit kleinster Leistung auf etwa 4 MHz an einer Dummy Load betreiben. Schließe an MP6 ein Stück Draht als Hilfsantenne an. (Nicht einlöten, es macht zu viel Mühe, das Loch später wieder frei zu putzen. Steck einfach ein abgeschnittenes Widerstandsbein lose in das Loch und löte den Draht an das Widerstandsbeinchen. Das Beinchen bekommt durch Schräglage genug Kontakt zur Platine. Test 2, Methode 2 Wenn du keinen Sender hast, der auf 4 MHz senden kann, bau die einen kleinen Testoszillator und verwende den übrig gebliebenen 4MHz Quarz dafür. Das Signal dieses Generators reicht für den Funktionstest aus. Du kannst für diesen Test natürlich auch den kleinen HF Generator Bausatz von QRPproject nehmen (Bestellnr. SignGen) Die Schaltung für einen Testoszillator und für den Signalgenerator findest du auf der CD. Test 3, Methode 3 Diese Methode gibt dir nicht nur Auskunft über die Funktionsfähigkeit des ZF Teils, sondern gleichzeitig eine Aussage über die Qualität des Filters. Schließe einen Rauschgenerator an MP6 und Masse der Platine an. Den Rauschgenerator, falls Du keinen hast, kannst du ihn Dir schnell zusammenlöten. Auf der CD findest du eine Schaltung dafür, bei QRPproject gibt es den Rauschgenerator als Bausatz. (Bestellnr. RauschGen) An die Kopfhörerbuchse wird mit einem Stereokabel (2xKlinke 3,5mm) die Soundkarte eines PC angeschlossen, auf dem eine Analyzer Software läuft. (Freeware GRAM als Beispiel auf der CD) Der Rauschgenerator erzeugt ein breitbandiges Rauschen von 1 bis > 30 MHz. Unser bisher aufgebautes ZF/NF Teil des Spatz lässt davon nur soviel durch, wie es der Filterkurve entspricht. Da der BFO das Signal in ein NF Signal entsprechender Frequenz erzeugt, zeigt der NF Analyzer auf dem PC dann die Durchlasskurve des Filters und des NF Teils. Anhang D Test Baugruppe 4 Sichttest Widerstandstest Rauchwolkentest. Funktionstest. Für diesen Test brauchen wir den DDS VFO. Er wird mit einem kurzen Stück R174 Koax Kabel an den Punkt MP´7 angeschlossen. Bitte sieh dir den Verdrahtungsplan an, damit du den richtigen Punkt findest. Wenn alles richtig aufgebaut wurde, liegt am Counter Output (Lötstützpunkt auf der Platine) die LO Frequenz an. Wenn du einen durchstimmbaren RX hast, dann schließe an Counter out ein Stück Koax Kabel an. (zwei verdrillte Drähte tun es genau so gut ) Das andere Ende der Leitung schließe an deinen RX an und suche Dir in der Gegend von 14116 kHz das Signal des LO (22 MHz vom Band Xtal –7884kHz vom VFO in Initialposition = 14116kHz). Stelle C98 und C96 etwa auf Mittenstellung. Die Mittenstellung ist eingestellt, wenn die Schraube in Richtung auf die beiden Anschlussbeine zeigt. Wenn du das Signal gefunden hast, trimme die Keramik Kondensatoren C98 und C96 abwechselnd auf maximale Feldstärke am Empfänger. C99/C96 sind die Kreiskapazitäten des Bandfilters. Bei optimaler Einstellung wird die Sollfrequenz durchgelassen und die unerwünschten Mischprodukte werden stark unterdrückt. Wenn kein RX mit 14 MHz zur Verfügung steht, dann müssen die beiden Kreise mit Hilfe eines Oszilloskops oder eines HF Tastkopfes abgeglichen werden. Einen sehr einfachen Tastkopf als Vorsatz für ein Multimeter kannst du Dir leicht selbst bauen. 37 HF Tastkopf Anhang E Multimeter + A n L P – Ma s s e Multimeter – Löte zwei Dioden und zwei Kondensatoren wie in der Zeichnung gezeigt auf ein Stück Platine oder Lochraster oder freitragend zusammen. Wenn vorhanden, dann kannst du statt der gezeichneten Siliziumdioden auch Germaniumdioden benutzen, der Tastkopf wird dann empfindlicher. Wenn du diesen Tastkopf zwischen den Testpunkt C79 und dein Multimeter schaltest, kannst du damit direkt HF messen. Die Anzeige ist nicht genau in mV kalibriert, aber uns reicht es jetzt zu sehen, ob HF da ist oder nicht. Der Nachteil dieses Tastkopfes ist zweifellos, dass er relativ unempfindlich ist. Man braucht schon einiges an HF Spannung, damit er anspricht. Besser ist ein echter, linearisierter Tastkopf, wie er im Bausatzprogramm von QRPproject zu finden ist. Wiederhole die Messungen, die du am Counter Output gemacht hast am MP 7 Ist einer der Trimmer auf Maximum, so bleibt leider nichts über, als die dazugehörige Spule auszubauen und sie mit einer Windung mehr neu zu wickeln. Ist der Trimmer auf Minimum, so muss von der Spule eine Windung abgewickelt werde Die Zeichnung zeigt die Minimum Einstellung! 38 Der Spatz ist jetzt als Empfänger voll funktionsfähig und wir gehen daran, den Sender aufzubauen. Stand:7. August 2005 ZumTestpunkt Test Baugruppe 5 Sichttest Widerstandstest Rauchwolkentest. Funktionstest. Die Baugruppe 5 vervollständigt praktisch unseren Empfänger. Wenn alles gut geht, kannst Du gleich mit dem Spatz die ersten Signale hören. Schließe wieder den Kopfhörer, das Volume–Poti, das FS–Meter bzw die Kurzschlussbrücke und den VFO an. Benutze zwei kurze Drahtstücke, um die Antennenbuchse provisorisch an die beiden Punkte bei ANT anzuschließen. An die Antennenbuchse kommt entweder ein Signalgenerator, oder wie schon gehabt, ein Sender kleiner Leistung mit Dummy Load. Ein kleiner Signalgenerator, der für diesen Abgleich geeignet ist, ist bei QRPproject als preiswerter Bausatz erhältlich. Zur Not tut es wahrscheinlich aber auch eine Antenne, da der Spatz sehr empfindlich ist und starke Signale auch bei verstimmtem Empfängereingang zu hören sind. Stelle zu Beginn C75, C97, C99 und C100 und Mittenstellung. Drehe die Abstimmung des Signalgenerators oder des Senders etwas hin und her, bis du es im Kopfhörer hören kannst. Arbeitest du an einer Antenne, so drehe am Drehgeber des VFO um ein hörbares Signal zu finden. Hörst du ein Signal, so stimme C75, C97, C99 und C100 auf Maximum ab. Ist einer der Trimmer auf Maximum, so bleibt leider nichts über, als die dazugehörige Spule auszubauen und sie mit einer Windung mehr neu zu wickeln. Ist der Trimmer auf Minimum, so muss von der Spule eine Windung abgewickelt werden. (Der Kreis C97/L3 zeigt kein richtiges Maximum und ist äußerst unkritisch, da hier eigentlich eher die Transformation gebraucht wird.) Nebenstehende Abbildung zeigt die MINIMUM Einstellung Anhang F Test Baugruppe 6 Sichttest Widerstandstest Rauchwolkentest. Funktionstest. Schließe den VFO an und überbrücke den Tasteingang KEY. Stelle die Trimmer C101 und C102 auf Mittelstellung. An MP 8 kannst du ein 10116 MHz Signal messen, welches durch Mischung des LO mit dem 4,00 MHz Quarz entsteht. Dazu machst du eine Verbindung zwischen MP8 und deinem durchstimmbaren RX, wie Du es schon beim Empfängeraufbau getan hast. Diesmal muss der RX aber auf etwa 10116 kHz stehen. Die beiden Trimmer C101 und C102 werden auf maximales Signal am Testpunkt abgestimmt. Arbeitest du mit dem Tastkopf oder Skope, so wird ebenfalls auf maximales Signal abgeglichen. Wenn das Maximum sich einwandfrei einstellen lässt, kannst Du zur nächsten Baugruppe übergehen. Ist einer der Trimmer auf Maximum, so bleibt leider nichts über, als die dazugehörige Spule auszubauen und sie mit einer Windung mehr neu zu wickeln. Ist der Trimmer auf Minimum, so muss von der Spule eine Windung abgewickelt werden. Nebenstehende Zeichnung zeigt einen auf Minimum eingestellten Trimmer. Stand:7. August 2005 Anhang G Test Baugruppe 7 Sichttest Widerstandstest Rauchwolkentest. Funktionstest. Der Testpunkt ist direkt das Gehäuse des Transistors T6. Damit der Trafo 1 richtig abgeschlossen ist, lege einen 25 Ohm Widerstand von TR1 PIN 3 gegen Masse. Messe mit dem HF Tastopf, dem Scope oder dem RX das HF Signal und trimme den Keramiktrimer C103 auf maximales Signal. Mit dem Potentiometer P5, TX Output Adj. kann die Verstärkung der Baugruppe eingestellt werden. Wenn der Trimmer im Minimum oder Maximum steht, muss wie schon gehabt die Spule geändert werden. Anhang H Test Baugruppe 8 Sichttest Widerstandstest Rauchwolkentest. Funktionstest. Die letzte Baugruppe. Hier gibt es nichts mehr einzustellen, sondern nur noch zu messen. Bitte achte darauf, dass du den Sender immer nur für wenige Sekunden einschaltest, so lange der Spatz nicht in sein Gehäuse eingebaut ist. Schließe an den Antennenanschluss ein DummyLoad an. Wenn vorhanden, dann solltest Du ein Wattmeter benutzen. Die im AFU Kommerzhandel erhältlichen Wattmeter zeigen einigermaßen an, erwarte aber keine Genauigkeit besser 10–15% vom Endausschlag. Genauer ist die Messung am Dummy mit einem HF Voltmeter oder einem Skope (Umrechnung Spite/ Spitze auf Effektivleistung nicht vergessen!) Besonders gut ist natürlich die Leistungsmessung mit einem kalibrierfähigen Wattmeter für QRP wie z.B. dem OHR WM2 durchzuführen. Schließe den Tasteingang kurz messe die Leistung. Wenn es mehr als ein Watt ist (mit P5einstellen) dann brauchst Du nicht weiter zu testen, dann kannst du den Spatz gleich in sein Gehäuse einbauen und nach dem Einbau alle Trimmer noch mal auf Maximum abgleichen. 39 Anhang I vier, fünf und die primär Windung ist komplett. Wickelanleitung Trafo TR1 Fehlt noch die Sekundär Wicklung. Da der Endstufen Transistor am Eingang niederohmig ist, transformieren wir abwärts, die Sekundärwicklung erhält nur eine Windung aus 0,5mm CuL. Damit der Einbau einfacher ist, hat unser Konstrukteur TR1 so angelegt, dass die Sekundärwicklung genau auf der gegenüber liegenden Seite angebracht wird. Nehme ein 6–7cm langes Stück des 0,5mm Drahtes, und führe ihn vorsichtig von rechts nach links durch das obere Loch und von links nach rechts durch das untere Loch wieder zurück. Fertig ist die Sekundär Windung. Der Trafo kann jetzt eingebaut werden. Die Sekundärwicklung kommt an 4/ 3, die Primärwicklung an 2/1 Stand:7. August 2005 Der Trafo 1 wird auf einen Doppellochkern gewickelt, den wir unter uns scherzhaft Schweinenase nennen. Lege die Schweinenase so vor dich hin, dass die beiden Löcher von links nach rechts verlaufen. TR 1 erhält primär 5 Windungen und sekundär 1 Windung. Wie in den meisten anderen Zeichnungen für Übertrager seht ihr auch hier eine Windung mit einem Punkt bezeichnet. Der Punkt kennzeichnet immer den Anfang einer Wicklung (gilt auch bei Spulen.) Schneide ein 20cm langes Stück von dem 0,2 mm Draht ab und fädele ihn durch die Schweinenase, wie im Bild gezeigt. Eine Windung entsteht, wenn du durch ein Loch hoch und durch das andere wieder runter fährst. Wickel also erst mal 2 Windungen: Durchs obere Loch nach rechts (etwa 2cm links raushängen lassen). Und durch untere Loch zurück, das ist die erste Windung. Nun weiter: durchs obere wieder hoch, durchs untere zurück und Windung 2 ist fertig. Zerre den Draht nicht zu sehr über die Kanten, die Lackierung des Drahtes ist sehr verletzlich. Weiter im gleichen Sinn mit Windung drei, 40 41 Stand:7. August 2005 42 Stückliste Spatz Peripherieteile Gehäuse Spatz 1 Stereobuchse 2 Mikrotaster 1 2,1mm Hohlklinkenbuchse 1 Hohlklinkenstecker 2,1mm 1 Schalter 1 x ein 2 Feinsicherung 1,25A 1 Sicherungshalter 1 100nF 2 1 Poti 2k2log (Volume) 1 Abstandsbolzen 8mm 4 Schrauben M3x4 8 Schraube M3x10 1 Mutter M3 2 100kOhm 1 Abstandsbolzen 20mm 1 Schraube M3x25 1 Frontplattenfolie 1 Rückseitenfolie 1 Schutzfolie 2 Bohrschablone Boden 1 Bohrschablone vorne 1 Bohrschablone hinten 1 Knopf 30mm 1 Knopf 12mm 1 Abdeckscheibe für Knopf 1 Gummifüße 3 BNC Buchse 1 Leiterplatte 1 CuL o,3mm Messingfarbe 4m CuL 0,3mm rot 2m CuL 0,5mm 2m CuL 0,2mm 0,5mm Packliste Versand Baugruppe 1–8 [ ] Peripherie incl. LP [ ] Gehäuse [ ] Bohrschablone vorne, hinten, Boden [ ] Folie vorne, hinten [ ] Abdeckfolien vorne, hinten [ ] Handbuch [ ] DDS Bausatz [ ] Controller Chip 40m [ ] Stand:7. August 2005 Stückliste Spatz DDS VFO 1 0.1 uF CERAMIC MONO 1 22 uF /10VSUB–MIN. 4x7 mm 1 Diode 1N4148 1 LED rot 1 LED Fassung 1 3,3 V Spannungsregler 1 100 R 1 10 k 1 220 R 1 2N7000 TO–92 MOSFET 1 CLOCK 25.000 MHz CMOS 1 CPU ATMEL A90S2313–PC10 1 Dreh Encoder 1 Quarz 4096 kHz 1 Transistor 2N3904 1 Buchse 7pol 1 7fach Crimp Stecker 1 0.1 uF SMD 0805 11 0.01 uFSMD 0805 2 100 pF SMD 0805 2 22 pF SMD 0805 1 220 pF SMD 0805 3 33 pF SMD 0805 1 100 uH SMD 1008 2 2.2 uH SMD 1008 1 10 k SMD 0805 1 22 k SMD 0805 1 270 R SMD 0805 1 3k9 SMD 0805 1 470 R SMD 0805 2 68 R SMD 0805 2 2N3904 SOT–23 SMD DDS AD9835 BRS 1 4,7pF SMD 0805 (extern) Leiterplatte DDS 43 Stand:7. August 2005 44 Stand:7. August 2005 45 Stand:7. August 2005