Vizitatori

Avem 13 vizitatori și nici un membru online

adaptare-XF9-VARIANTA1-pasul1---diagramaA412 si realizarea filtrelor trece-banda

Una dintre problemele spinoase ale constructorilor de transceivere a fost dintotdeauna realizarea bobinelor, dar mai ales a filtrelor trece-banda utilizate atat pentru partea de receptie, cat si pentru cea de emisie. 

(versiunea 1.0-2001 cu corectii la 01 Dec 2013)

Generalitati.

In cazul lui A412, placa A contine un set de 6 filtre trece-banda (FTB) care sunt utilizate în comun, emisie / receptie. In documentatia elaborata de autor exista un "algoritm" de constructie si reglaj al circuitelor acordate, dar explicatiile, cu toate ca se întind pe mai multe randuri, nu ating esentialul. Multi dintre cei care au realizat FTB-urile dupa documentatia A412 nu au fost prea încantati de rezultatele obtinute, acuzand transceiverul ba de sensibilitate scazuta la receptie, ba de emisie cu putere scazuta in anumite benzi.

In acest material, voi descrie atât o modalitate de realizare a FTB-urilor (suficient de exacta pentru a nu fi necesara utilizarea unui vobuloscop) cât si modificarile minime necesare în placile A412 pentru a realiza un aparat competitiv. Trebuie sa mentionez ca metoda este inspirata dintr-o experienta proprie, fundamentata teoretic de sfaturile bunului meu prieten, ing. Gabriel Patulea, VA3FGR, caruia îi multumesc si pe aceasta cale pentru rabdarea si amabilitatea de care a dat dovada de-a lungul timpului.

Rezultate obtinute.

In urma refacerii filtrelor trece-banda dupa metoda descrisa in prezentul articol, cupland o sarcina artificiala neinductiva de 50 ohmi /60W, am constatat urmatoarele:

• atenuarea FTB (raportul tensiunilor RF de intrare-iesire): max. 3 dB;
• liniaritatea în banda de trecere: mai buna de 3 dB;
• datorita minimizarii atenuarii, a crescut simtitor sensibilitatea (sa tinem cont de faptul ca la A412, iesirea FTB-urilor ataca direct mixerul comun emisie-receptie);
• imbunatatirea protectiei fata de frecventa imagine.

De asemenea, datorita celorlalte modificari (cresterea nivelului RF la iesirea VFO-ului, marind astfel si nivelul de injectie in mixerul echilibrat cu diode, executia ingrijita a modulatorului echilibrat, etc.) am mai remarcat:

• nivel de intermodulatie sensibil redus;
• semnal foarte curat la iesire, atat în CW cat si în SSB; în SSB, purtatoarea a fost suprimata foarte bine, astfel încat la iesirea etajului final de emisie nu am înregistrat reziduuri, iar forma semnalului SSB este foarte corecta;
• tensiunea RF la iesire, în modul de lucru CW, este de 35 Vvv (3 W) pe sarcina de 50 ohmi.

Dupa aceste verificari, am cuplat antena (dipol cu lungimea de 40m, simetrizat cu balun si adaptata prin transmatch). Rezultatele au fost cel putin peste asteptarile mele! Efectiv, fata de vechea placa A412-A (front-end-ul lui A-412), am auzit cum "ieseau" posturile din banda! Fata de ce era înainte, acum banda bubuia, trasnea! Nu am receptionat statii YO sub 56, majoritatea sosind cam din toata tara la 58, 59 si chiar 59+. Acul S-metrului, calibrat, statea mai mult spre capul scalei.

La emisie, cu numai cei 3 W în antena am primit 58 de la YO5AY (Vasile, Baia-Mare), 57 de la YO8RIB (Roman) si 59+ de la YO9FL (Calarasi). In Bucuresti am fost auzit peste tot cu 59++, doar doua statii din cartierul Colentina mi-au oferit la un moment dat numai 52, respectiv 57 (!). Culmea este ca dupa ce am plusat, ca la jocul de poker, mentionand ca am cuplat un "corector de propagare" de 100 w, cele doua statii mi-au "umflat" RS-ul la 59+ !!! De, asa mai poti cîstiga concursuri...

Dar sa trecem peste "reclama" si sa derulam materialul.

Echipamente de masura si control necesare.

• generator RF care sa poata debita macar 3-4 Vvv pe o sarcina de 50 ohmi;
• atenuator de cel putin 20dB / 50 ohmi;
• un instrument cat mai liniar cu care sa putem citi valorile tensiunii RF în diversele puncte de masura;
• frecventmetru digital.


Generatorul RF. Personal am improvizat un generator RF din vechiul VFO al transceiverului (placa A412-C), caruia i-am modificat circuitele oscilante in asa fel încat sa poata genera semnal în benzile 3-6 MHz, 6-9 MHz, 8.7-11 MHz,13.8 -19 MHz, 21-25 MHz si 26-32 MHz. Am acoperit astfel si valorile frecventelor intermediare mai des utilizate. Dupa ultimul tranzistor am mai adaugat un etaj de amplificare avand ca sarcina un tor de ferita din material F4 (marcaj cu punct alb), pe care am bobinat 3 x 14 spire torsadate. Am obtinut astfel o tensiune RF de min. 4 Vvv pe sarcina de 50 ohmi, în gama 26-32 MHz si de aprox. 6 Vvv în benzile inferioare. Nu este un generator foarte "cinstit", dar a dat rezultate !

Drept instrument de masura, va recomand osciloscopul (eu am folosit un aparat rusesc C-118 cu doua spoturi, care functioneaza excelent pana la 35 MHz, cu toate ca documentatia specifica limita superioara la 20 MHz). Daca nu aveti nici macar posibilitatea de a împrumuta un astfel de aparat sau de a va efectua reglajele in laboratorul altcuiva care poseda osciloscop, si nu aveti nici vreun voltmetru RF cu sonda industriala, puteti incerca sa construiti o sonda RF simpla, pe care o veti cupla la un AVO-metru digital care sa aiba impedanta de intrare în jurul a 10 Mohmi ( majoritatea instrumentelor digitale din comert ofera aceste caracteristici). Nu sunt admise aparatele analogice! Oricum, o sonda RF autoconstruita este neliniara, asadar indicatiile nu vor avea precizia celor obtinute pe un osciloscop, dar va poate ajuta, in ultima instanta.

Atenuatorul folosit poate fi construit cu usurinta, dar trebuie sa aveti in vedere o realizare îngrijita. Folositi numai rezistoare de calitate, de 0.5W. In ordinea descrescatoare a calitatii, puteti folosi:

• rezistoare cu pelicula metalica de fabricatie autohtona, care este superioara MLT-urilor rusesti;
• MLT sovietic, sau rezistoare volumice;
• rezistoare chimice obisnuite.

UPDATE 04.04.2021:  articolul este destinat incepatorilor, dar se cuvine sa mentionez ca prin expresia "rezistor de calitate" am vrut sa indic spre rezistorii cu cel mai mic grad de reactivitate la frecventa de masura. La vremea cand am scris articolul (2001), nu dispuneam de astfel de rezistori, care erau foarte scumpi. Ulterior, s-au putut gasi pe piata rezistori in capsula TO-220 (de putere), dar care prezinta o reactanta neglijabila (aproape nula) in banda de interes (0-30 MHz). Puteti citi o analiza a unui astfel de rezistor in articolul " Sarcina artificiala din rezistori 100 ohm/ 50W (capsula TO-220) "


Sub nici o forma sa nu încercati sa construiti atenuatorul cu rezistoare semireglabile, bobinate sau învechite, uzate, etc.! Pentru o atenuare de 20 dB (:10 ori) valorile rezultate din calcul sunt: R1,R3 = 61,1 ohmi si R2 = 247,5 ohmi. Intrucat acestea nu sunt valori standard, se poate accepta o abatere relativa, astfel încat veti putea utiliza practic valorile de 62 ohmi si 240 sau 250 ohmi, standardizate si procurabile din comert.

image001

Verificarea corectitudinii executiei atenuatorului o puteti face în urmatoarele moduri:

a) prin masurare cu ohmetrul:

• cuplati la intrarea atenuatorului (de fapt, punctele de intrare-iesire sunt simetrice) o sarcina rezistiva de aprox. 50 ohmi (47 sau 51 ohmi);
• masurati iesirea atenuatorului cu un ohmetru (preferabil numeric); trebuie sa gasiti valori cuprinse intre 49.7 ohmi si 50.8 ohmi. Daca valorile citite difera mult fata de cele mentionate, înseamna ca ceva nu este in regula - valorile rezistoarelor sunt diferite, ati executat gresit conexiunile sau ceva asemanator.

b) verificare practica în curent continuu:

• veti utiliza o sursa de tensiune care sa fie reglata la 9.00 V cc;
• inseriati cu iesirea sursei o rezistenta de 47 ohmi sau 51 ohmi;
cuplati atenuatorul;
• masurati tenisunile în urmatoarele puncte: înainte de rezistenta de 50 ohmi (9.0 V); dupa aceasta rezistenta, adica chiar pe intrarea atenuatorului, va trebui sa masurati o tensiune foarte apropiata de jumatatea tensiunii de atac (9V / 2 = 4.5 V); la iesirea atenuatorului trebuie sa masurati o tensiune de 10 ori mai mica fata de intrare (atenuata cu 20 dB) adica 4.5V /10 = 0.45 V;

• la iesirea atenuatorului trebuie sa masurati o tensiune de 10 ori mai mica fata de intrare (atenuata cu 20 dB) adica 4.5V /10 = 0.45 V atunci cand aveti iesirea inchisa pe sarcina de 50 ohmi. Daca veti lasa iesirea atenuatorului in gol, trebuie sa regasiti 0.9V (dublu fata de situatia in care aveati iesirea inchisa pe 50 ohmi - vedeti figura de mai jos:

image006

c) verificare practica cu tensiune RF:

Aici va trebui sa va folositi de osciloscop sau de o sonda bine executata. Pasii sunt asemanatori cu cei de la punctul b), exceptand nivelele tensiunii RF debitate de generator. De asemenea, nu se mai inseriaza rezistorul de 50 ohmi cu generatorul!

Frecventmetrul utilizat este autoconstruit, dupa binecunoscuta schema a lui YO3AVE, publicata si in revista, respectiv almanahul "Tehnium" (Frecventmetru reversibil). Puteti consulta schema chiar pe acest site. Oricare alt frecventmetru digital poate fi de asemenea utilizat fara probleme.

Recomandari practice

Ca regula generala, trebuie sa retineti ca tensiunea debitata de generator la bornele unei sarcini de 50 ohmi nereactive trebuie sa fie foarte aproape de jumatatea tensiunii debitate în gol. Stiind acest lucru, reglajul circuitelor acordate va fi mult mai usor !

In orice caz, va sfatuiesc sa nu va grabiti a trece imediat la partea practica. Reproduceti mai întai experimentul descris mai sus, legat de constructia si verificarea atenuatorului - acesta fiind un element cheie in reglajele pe care le veti avea de efectuat. Abia dupa ce va veti convinge de realitatea practica a celor expuse, puteti sa va apucati de treaba, adica de constructia si reglajul filtrelor trece-banda. In acest sens, trebuie sa retineti urmatoarele aspecte:

• pe toata durata reglajelor, FTB va fi atacat prin atenuatorul de -20 dB si va fi permanent inchis pe o sarcina de 50 ohmi;
• bobinele pentru benzile inferioare (80m si 40m) vor fi executate pe carcase cu diametrul de 8 pana la 10 mm si cu înaltimea de min. 15 mm (aceasta duce la cresterea factorului de calitate Q);
• bobinele pentru benzile superioare (de la 20m în sus) pot fi executate pe carcase din blocurile de frecventa intermediara (cale comuna) din TV Sport, cu diametrul de 6 mm;
• sarma utilizata este din CuEm (preferabil cu matase) de 0.25 mm, pentru toate benzile; daca aveti posibilitatea de a bobina cu un pas egal cu diametrul sarmei, va fi cu atat mai bine - se va micsora astfel atenuarea de insertie si ca rezultat, va creste factorul de calitate Q.

Trebuie sa mai precizez ca în principiu, calitatea materialului din care sunt executate miezurile pentru bobine are efecte directe asupra factorului de calitate. In general, un Q minim de 50-60 este acceptabil. Reamintesc ca factorul de calitate Q este dat de raportul dintre frecventa centrala a benzii de trecere si diferenta dintre frecventele adiacente corespunzatoare atenuarii la 3 dB. Pierderile de semnal se pot datora lipsei de adaptare sau cuplajului mult subcritic (daca adaptarea este corecta).

Rezultate bune am obtinut utilizînd carcasele cu miez din blocul de US al radioreceptorului Albatros. Si mai bune au fost cele extrase din circuitele de intrare ale unui radiocastofon mai vechi "AIWA". Desigur puteti utiliza si alte miezuri; nu este gresit sa folositi miezuri care au functionat în blocurile de FI pe 38 MHz (cale comuna) din TV; in acest caz, retineti ca inductanta specifica Al a acestor miezuri este mai mica si din acest motiv, va trebui sa mariti numarul de spire - lucru nu întotdeauna de dorit mai ales datorita înaltimii carcaselor.

Executia practica

In continuare, voi descrie modalitatea de executie si reglaj al FTB pentru banda de 80m, urmînd ca dvs. sa continuati, dupa refacerea pas cu pas a acestei metode, constructia FTB-urilor pentru celelalte benzi. Daca veti întîmpina dificultati, recititi articolul si cautati sa întelegeti explicatiile. In mod normal, metoda trebuie sa functioneze.

Consideram FTB avînd structura de mai jos:

image004

Privind figura de mai sus, prin simplificare veti constata ca acest FTB este identic cu cel din A412. Aplicînd formula lui Thompson, vom calcula inductanta unei bobine cu un singur strat de spire, alegînd arbitrar frecventa de rezonanta si condensatorul de acord. Pentru banda de 80m avem f0 = 3650 kHz si alegem un condensator de acord de 330 pF.

Din cunoscuta formula image003 rezulta image004, unde:

• L este inductanta, exprimata în H (henry);
• ¶ este vestita constanta, egala cu 3.1415927;
• C este capacitatea, exprimata în F (farazi);
• f este frecventa, exprimata în Hz (hertzi)

Asadar, dupa efectuarea calculelor, rezulta L = 5.761 uH.

Pentru cei care poate nu-si mai aduc aminte, reamintesc submultiplii unitatilor de masura enuntate mai sus:

"mili" = 10-3
"micro" = 10-6
"nano" = 10-9
"pico" = 10-12

De exemplu, 330 pF înseamna 330*10-12 F, adica 33*10-11 F iar 3650 kHz mai înseamna si 365*104 Hz. Rezultatul final fiind exprimat direct în Henry (unitatea de masura in sistem international SI), puteti sa îl înmultiti cu valoarea corespunzatoare submultiplului în care intentionti sa îl exprimati.

Pentru a determina numarul de spire necesar pentru ca circuitul LC respectiv sa rezoneze pe frecventa dorita, va propun o metoda practica, care nu a dat gres pâna în prezent si este binevenita mai ales atunci când nu cunoasteti caracteristicile miezului folosit:

• bobinati un numar arbitrar de spire (de ex. 10) pe carcasa cu miez ce va fi utilizata si conectati apoi, în paralel pe bobina rezultata, condensatorul de acord;
• injectati semnal în circuitul LC paralel astfel construit, prin atenuatorul de 50 ohmi, cupland sistemul printr-un condensator de valoare mica (5.6 pF);
• baleiati spectrul radio pana când observati punctul în care circuitul ajunge la rezonanta (iesire de semnal maxima); în acel punct, cititi frecventa generatorului - care corespunde frecventei de rezonanta a circuitului LC.
• in functie de indicatia citita si de nivelul de reglaj al miezului, mai scoateti sau mai adaugati spire (creste/scade) pentru a ajunge la frecventa dorita;
• pentru a putea citi nivelul de iesire al circuitului LC, puteti recurge la urmatorul "truc": înfasurati lejer o spira mai mare din sarma izolata cu PVC în jurul circuitului de proba si legati capetele la sonda osciloscopului sau a voltmetrului RF. Frecventa o puteti masura direct din iesirea generatorului, eventual printr-un condensator de valoare mica. 

Dupa ce ati stabilit numarul de spire al înfasurarii de acord, conform metodei de mai sus, treceti la montarea componentelor FTB. Executati si cea de-a doua bobina. Pentru început, înfasurarea de cuplaj a fiecarei bobine va contine doar 3 spire. Montati toate componentele FTB pe o placuta de circuit imprimat pe care ati executat în prealabil insulite cu ajutorul unui vârf din otel vidia. Pentru banda de 80m, condensatorul de trecere C2 (vezi Fig.3) va avea 15-22 pF. Sarma utilizata este CuEm 0.25mm, preferabil cu matase.

Metoda de acord este urmatoarea:

• se injecteaza semnal RF din generator, in mijlocul benzii (3650 kHz), prin atenuator, in L1 (TR1); aveti grija ca sarcina de 50 ohmi sa fie cuplata la iesirea FTB!!
• cuplati un condensator Cx în paralel pe CI (L2); Cx trebuie sa aiba capacitatea de aproximativ 5 ori mai mare decât C1;
• se regleaza celula de iesire TR2 pentru a obtine maximum de semnal pe sarcina de 50 ohmi;
• deconectati Cx si cuplati-l în paralel pe C3 (L3);
• se regleaza celula de intrare TR1 pentru a obtine maximum de semnal pe sarcina de 50 ohmi;
• se baleiaza banda de trecere a FTB si se verifica corectitudinea acoperirii; folositi-va de graficul din Fig. 2 pentru a stabili valoarea exacta a condensatorului de trecere C2.

Acordul primar fiind realizat, puteti trece la finisarea acordului pe 50 ohmi a înfasurarilor de cuplaj L1 si L4. In acest sens, procedati dupa cum urmeaza:

• fixati o tensiune de aprox. 3 Vvv din generator si masurati tensiunea rezultata dupa atenuatorul de -20 dB (U1);
• cuplati apoi în paralel pe iesirea atenuatorului o sarcina de 50 ohmi (rezistor de 51 sau 47 ohmi) si masurati din nou tensiunea rezultata (U2), care va trebui sa fie foarte aproape de jumatate din tensiunea "în gol" U1. Revedeti în acest sens explicatiile de la constructia atenuatorului.
• daca relatia U2 = ½*U1 se verifica, îndepartati sarcina de la iesirea atenuatorului si injectati semnal (tot prin atenuator !) în TR1 de la FTB. Aveti grija ca la iesirea FTB (L4) sa existe sarcina de 50 ohmi!
• cupland iesirea atenuatorului pe L1 si masurand tensiunea RF în acest punct, veti putea sa apreciati "cât de apropiata" este înfasurarea de cuplaj L1 fata de 50 ohmi. Daca tensiunea masurata este mai mare decat cea debitata de atenuator in gol, înseamna ca L1 are prea multe spire. Daca este sub U1/2, are prea putine spire. Modificati numarul de spire pâna când veti obtine ca pe L1 sa existe jumatatea tensiunii RF debitate de atenuator în gol.
• dupa ce aceasta "minune" se va realiza, procedati similar si la iesire. Tensiunea RF masurata pe sarcina de 50 ohmi va trebui sa fie jumatate din tensiunea RF debitata în gol de înfasurarea L4.

image005

Odata stabilit si numarul spirelor de cuplaj, treceti totul "pe curat", adica pe placa utilizata în transceiver. Ulterior va trebui sa reveniti usor asupra acordului pe maxim al FTB, dupa care puteti rigidiza cu ceara pozitia miezurilor bobinelor. Daca veti lucra îngrijit, cu multa rabdare si migala, veti obtine niste filtre trece-banda foarte bine acordate, ceea ce va ameliora din plin performantele ransceiverului. Cam asta ar fi !

As fi deosebit de încantat ca cei care vor fi abordat reglajul FTB-urilor prin metoda descrisa in acest material, sa-mi comunice rezultatele obtinute. In speranta ca cei care sunt la început vor fi încurajati de nota (sper eu !) optimista a acestui material, le urez succes si traditionalul 73 !

sign cezar