Under construction...laatst bijgewerkt 02-3-16

De ombouw van mijn 40 meterband transceiver van een analoog VFO naas DDS.


Opmerking: Weer zult u geen complete bouwbeschrijving aantreffen. Ik zou zeggen, maak de bout warm, pak er de nodige boeken bij en zoek die schakelingen uit die je wilt gebruiken. Het belangrijkste is:

Gebruik zoveel mogelijk onderdelen die je al hebt. Ik wil na je constructie "bijna" lege laatjes zien  Ik zie zelfbouw als een avontuur, als het ware een ontdekkingsreis door laatjes, kastjes en knarsende hersencellen! 



Even voor Bernard (PA0ES) Het kastje met het groene en rode lampje boven de scoop, is jouw oude WX-ontvanger, waarvan de ingewanden vakkundig zijn verwijderd en daar in plaats is een goed werkende spectrumanalyser gebouwd, na het principe van W7ZOI en K7TAU, gepubliceerd in QST jaargang augustus 1998.

Het is al weer wat jaartjes geleden dat ik mijn 40 meterband transceiver heb gebouwd. De ontvanger vind ik persoonlijk uitstekend. Het eigenbouw x-talfilter is wat aan de smalle kant, maar één keer goed op een station afgestemd, klinkt de audio zeer duidelijk. Ook het uitgangssignaal met bijna 20 watt uit een IRF510 is niet slecht te noemen.
Enige problemen noem ik eerlijkheidshalve toch maar:

  1. De x-talfilters voor zenden en ontvangen zitten in de doorlaatfrequentie iets naast elkaar. Waarschijnlijk ligt dat aan de aangesloten impedantie, die voor de zender anders is dan voor de ontvanger. Klachten die ik hoorde: "Je zit enige honderden herz naast de frequentie. Ik lostte dit op om de RIT-control in te laten staan. De zend- en ontvangstfrequentie zitten nu eigenlijk naast elkaar, maar dit wordt door de RIT-control opgevangen. Zo gedaan was het kennelijk goed. Maar toch……Het is niet zoals het hoort.
  2. De vertraging voor de afstemming is eigenlijk onvoldoende, waardoor je voor het afstemmen "Fingerspitzengefühl" moet hebben. Een mooi Duits woord om mijn bedoelingen kort aan te geven.
Mijn oog viel op een DDS VFO van N3ZI. Met een DDS vfo worden frequenties digitaal opgewekt en daarna in analoog omgezet, zodat deze voor menging kunnen worden gebruikt in zend-ontvangers en meetapparatuur.
Hieronder een demo van dit VFO. Het toont ook tevens de iet wat ongemakkelijke bediening aan. Maar dat is een kwestie van wennen:
 
Ik bestelde er eentje in Texas. Kreeg het ding keurig thuisbezorgd. Alleen verlangde de Oostenrijkse douane invoerrechten, voor een apparaatje dat toch al niet zo goedkoop is. Maar na de betaling hiervan, was ik alleen geconcengtreerd op de bouw van het DDS-VFO, want dat moest je zelf nog in elkaar zetten. Alle onderdelen zijn concreet en leveren dus geen problemen op bij het in elkaar zetten. Op één IC´tje na, zeg maar ter grootte van een halve Beatrixpostzegel, met aan elke zijde 10 pootjes. Het dunste soldeerstiftje bleek nog veel te dik. Naar mijn beste kunnen heb ik dit ding er in gesoldeerd en daarna de overige onderdelen.

Na alles nogmaals gecontroleerd te hebben en met een loep het postzegel IC´tje extra veel aandacht gevende, besloot ik er toch maar een spanning op te zetten, om te kijken of het werkt. En?…..Nee hoor het werkte niet! De eerste gedachte: "Waar ben ik aan begonnen!" maar dan een helder moment, waarbij ik dacht dat het alleen aan het ICtje kon liggen. Als je deze hobby zo in je eentje bedrijft, moet je oppassen dat je niet met jezelf in discussie gaat.
In ieder geval zag ik tussen de pootjes geen sluiting o.i.d. Toen las ik in het Lidl reclameblad dat er een USB microscoop te koop was voor niet teveel geld. In de auto gesprongen en zo´n ding gehaald. De software op de PC geinstalleerd en daarna het printje onder de microscoop, waarna ik het beeld verder uitvergrootte met Adobe fotoshop.Toen zag ik een klein soldeerkorreltje tussen twee pootjes liggen. Met een naaldje was het soldeerkorreltje zo verdwenen. Dan nog maar eens testen, maar helaas, het vfo werkte nog steeds niet. Ik heb het ICtje nogmaals op het uitvergrootte beeld bestudeerd en toen zag ik dat één pootje niet was vast gesoldeerd. Het betreft hier n.l. smdtechniek. Na dit euvel verholpen te hebben, werkte het VFO zoals het hoort.
  
Op de linker foto de als eerste ingesoldeerde chip. Dit moet wel als eerste gebeuren, anders kun je er helemaal niet meer bij als de overige onderdelen op hun plaats zitten. Op het schema rechts, staan strepen door de gedeelten in de transceiver die verwijderd dienen te worden.
 
 Om vervolgens plaats te maken voor de DDS VFO. Zie schema hierboven.
Hierboven werkt de DDS-vfo samen met mijn eigenbouw buizenontvanger op de korte golf. Omdat het uitgangsvermogen van het VFO slechts 250  mV is, was er wel een extra versterkertje nodig. Daarna besloot ik de transceiver toch maar om te gaan bouwen en sloopte dit VFo weer uit de buizenbak.
De ombouw is niet eenvoudig, want een vast schema heb ik eigenlijk niet.

De voordelen van een digitaal VFO ten opzichte van het analoge VFO:
Je hebt geen mengproducten en harmonischen, veroorzaakt door een eventuele mengoscillator zoals dat bij een analoog VFO  wel het geval is, want het DDS VFO maakt direct de benodigde hoge frequentie, die in stabiliteit het analoge ook overtreft.
Een nadeel vind ik, zoals eerder gezegd, een beetje gecompliceerde afstemming om snel van de ene frequentie naar de andere te gaan.
 
Op de linker foto, aan de linker zijde de door mij gebruikte MF-strip, die naar mijn smaak zeer goed werkt en een zeer goede agc-werking heeft. Het schema komt uit het, door mij stuk gelezen,  ARRL radiohandbook 1982. Alleen het zelfbouw x-talfilter zal worden vervangen  door een fabrieksmodel MQF 10.7/0003/6, iets te breed SSB filter (3 Khz.)

De rechter print, zal vervangen worden. en wordt moderner van opzet, alhoewel de draaggolfonderdrukking en de modulatie goed waren.
Op de rechter foto is de chaos nog groter. Dit komt van de onderzijde van de transceiver en bevat o.a. De rf-voorversterker, een highlevelmixer met skottkydioden.
Het LF gedeelte en de driver. Verder een heleboel filters die nadien zijn ingebouwd. (Bij mij is het nooit "af") De transceiver heb ik vroeger op mijn werk kunnen testen, dus was het ook mogelijk om er voor te zorgen dat er een "schoon" signaal naar de antenne zou gaan. Ik had de beschikking over alle meetapparatuur, zoals meetzender, die de uitgangsignalen o.a. en Dbm aangeeft en een spectrumanalyser. Ik liet me wel eens verleiden om dit afregelen in de baas zijn tijd te doen. Mijn baas, die helemaal geen verstand van techniek had, overviel mij een keer, toen ik voor mezelf met die tranceiver aan het afregelen was.
"Zo Gejo. Goed bezig? daarbij mijn geopende apparaat bestuderend. Er kwam nog een vraag: "Wat is dat?" "Dat is een apparaat om bewakingscamera´s op afstand te kunnen besturen!" was mijn antwoord. "Goede zaak! Ga door zo!". Dit deed ik dan ook. Ook de laatst genoemde print gaat in zijn geheel op de schop......
Zo, nu is de kast leeg.
Ik wil deze kast graag hergebruiken. Als eerste het probleem: "Hoe krijg ik de s-meter, die ik wil behouden, want je moet toch wat te kijken hebben als het kastje aan staat, met alle andere bedieningsorganen op de frontplaat."
Uiteindelijk is het me dan toch gelukt.

Maar ondanks dat ik minder onderdelen gebruik, is het kastje nog steeds zo vol als voordien.
 
Om het compact te houden, heb ik de voorversterker,de bufferversterker, die ook zorgt voor de 50 ohm aanpassing voor de SBL-1 mixer, gevolgd door een uitgangstrapje, die een output en tevens aanpassing geeft op de 10.7 Mhz middenfrequentie, opgebouwd in een oud Tekokastje. De schakelingen zijn zo overgenomen uit mijn oude transceiver. Alleen gebruik ik nu een andere mixer. Op de rechter foto het gesloten kastje. Tevens is het kastje van de zijbandoscillator. Dit is de onderzijde van de transceiver. Verder is nog een gedeelte van de eindtrap te zien. Geheel onder, op deze foto, de nieuwe SSB-exciter met links het x-talfilter. Geheel boven een gedeelte van de driver, van het zendgedeelte. Op de foto hieronder de driver die ik zeer compact heb opgebouwd, om plaats te besparen..

De bovenzijde van de transceiver (foto beneden) is ook al weer volgebouwd. De stekkertjes, die ik gebruik, zijn van het type SMA. Goedkope dingetjes van Van Dijken electronica uit Groningen. Daar koop ik regelmatig in de 1 Euro winkel.

Op de foto boven ziet u links de bestaande MFstrip en rechts achter de TX mixer en rechtsvoor het DDS VFO. De meeste knopjes zitten er weer aan.
Nog even over de nieuwe ssb exiter. Deze is afkomstig uit het ARRL handbook jaargang 2012.
(foto hieronder)

Hieronder het schema:

De schakeling is opgebouwd rond het ic, de MC1496P.
Het verschil met de oude schakeling:
Met de oude exciter, opgebouwd met een aantal transistoren en eigenbouw dioderingmixer kon ik microfoonsignaal helemaal open sturen, zonder vervorming te krijgen. Ook de zijbandoscillatoren werken met een redelijk vermogen, zodat er ook nog een redelijke output overblijft na het SSB x-talfilter. Ook kon ik met het instelpotmetertje en het trimmertje aan één zijde van de ringmixer, bijna oneindig doorgaan, om de draaggolf te onderdrukken. In de praktijk verliep deze onderdrukking, afhankelijk van de temperatuur ook nauwelijks.
Bij bovengenoemde schakeling is het oppassen dat je niet met teveel injectiesignaal aanstuurt en verder is het ook van belang om het audo in de gaten te houden. Mogelijkerwijze, zou enige begrenzing bij geheel opengedraaide mikegain, uit voorzorg, een goede optie zijn. Dus alle nieuw is niet direct beter.
Ter uwer herinnering, hieronder nogeens de oude, vervangen ssb exciter met mixer die het signaal naar 7 Mhz brengt..



 
En dan....alles werkt. Stabiel signaal. Niet zoveel output als in de oude configuratie, maar dat komt waarschijnlijk omdat de respectievelijke signalen, zoals de ssb-exciter en de mengsignalen zwakker zijn. Een watje of 8 komt er uit. Het stroomverbruik is teruggegaan. Na een aantal dagen het tranceivertje uitgeprobeert te hebben en langdurig aan laten staan, raakte ik toch wel tevreden. Alleen kwamen plannen in me op om er een eindtrapje achter te bouwen.......

Dan op een goede dag. Ik draai aan de afstemknop, doch de frequentie verandert niet en soms met sprongen. Ook de andere besturingsknopjes, om het interne softwareprogramme te besturen, werken ineens zeer slecht. Ik dacht: "Wat is dat nou?".
Terwijl ik dit dacht, brak me het zweet uit. Niet dat ik een financiele catastrofe aan zag komen, maar eerder: "Alle werk voor niets geweest? Had ik het maar bij het oude gelaten.Vervolgens heb ik het DDS vfo uitgebouwd om te zien of er misschien een kabelbreukje als oorzaak aangewezen kon worden. Maar helaas:
De software start op, zoals altijd, maar gaat dan niet verder. Wat in een grote computer gebeurt, kan ook natuurlijk in zo´n klein ding gebeuren, maar waarom bij mij? (egoistische gedachten foei!) Een z.g. softwarebuck? Om zélf dit euvel op te lossen stuit ik toch wel aan mijn grenzen en ik weet ook niemand die dit voor mij op kan lossen.

Intussen staat de geopende transceiver op mijn bureau. Ik heb geen zin om weer zo´n DDS kastje te bestellen en dacht weer terug aan die oude gloriedagen, van analoge electronica. Altijd werken en nooit geen problemen, op een klagend tegenstation na, met de mededeling dat je er een paar honderd herz naast zit. Twintig jaar geleden kon je deze paar honderd herz niet eens meten en was het afstemmen op het gehoor.
Maar ja, we leven in andere tijden. Omdat ik toch nog het analoge VFO ter beschikking had, besloot ik eens te gaan meten wat het frequentieverloop was. Een hele avond stond het ding aan en na een kwartier opwarmen, bleef te tolerantie binnen enkele tientallen herz. Ik moet er dan wel vanuit gaan dat mijn frequentieteller ook stabiel is.

Hierboven het vfo, dat geheel zwevend is opgebouwd. De aansluiting van de draaicondensator, vindt plaats links onder op het kastje en wel direct aan de luchttrimmer, waarmee je de afstembandbreedte in kunt stellen. De oscillator werkt op 5 volt gestabiliseert en de buffer, nabij de rode amodon ringkernspoel, werkt op 9 volt gestabiliseerd. Achter de afscherming nogmaals een buffer (2N5109) op 12 volt en een laagdoorlaatfilter op 4,5 Mhz. Het vfo werkt van 3.7 tot 3.9 Mhz. (wordt later 1 Mhz hoger, omdat dit beter uitwerkt om mengprodukt- en harmonischenonderdrukking. Hieronder he schema, dat op de foto te zien is als het eerste kamertje met trimmer en rode ringkern.
Ik besloot dit VFO maar weer in te bouwen......."Back to the basics" Of te wel zoals een dol enthousiaste jonge hond van zijn baas te horen krijgt: "Op je plaats!"

De inbouw, had direct weer mechanische problemen, zoals de draaicondensator weer voor het oorspronkelijke gat op het frontpaneel te krijgen. Het hele middenchassis schoof daarom weer een centimeter omlaag. Toch wilde ik digitale uitlezing hebben. Daartoe had ik nog een frequentieteller van het type.........weet ik even niet meer.......Deze wilde ik wel gaan gebruiken om nauwkeuriger af te stemmen. Ik besloot de x-tal mengoscillator van 14 Mhz ( +3.7 = 17.7 - 10.7 MF = 7 Mhz.) op de onderzijde aan te brengen, samen met de zendermixer en het bandfilter voor 17.7 tot 17.9 Mhz. In ruime opzet. Ik plaatste er nog een x-taloscillator bij, die als RIT-control moet functioneren.
Zie de foto hieronder:
De X-talletjes zullen nog worden vervangen door 13 Mhz x-tallen, zodat de VFO frequentie ook 1 Mhz omhoog zal moeten gaan. Het x-talletje van 14.025 Mhz, moet als niet serieus worden beschouwd. Gewoon geplaatst om de RITfunctie te controleren. De dubbel balancemixer komt uit de oude transceiver en is opgebouwd rond 4 schottkydioden. Boven, in het midden het genoemde bandfilter. Ik kan alles prachtig afregelen met mijn home made spectrumanalyser.
Omdat ik de zaak toch open had liggen, heb ik ook eens gekeken wat zo´n teller in de ontvanger doet. Zonder aangesloten antenne hoorde ik verschillende fluitjes en piepjes. Met de scoop gemeten zag ik dat signalen uit de teller, via de voedingslijnen naar buiten kwamen. Na een aantal filters in de voedingslijn geplaatst te hebben, kon ik in ieder geval met de scoop niets meer meten. Toch bleven nog een aantal onverklaarbare piepjes hoorbaar.
Hieronder: Meten aan de x-taloscillator in opbouw:


De oscillatoren zijn van het type colpits (capacitieve aftakking voor de terugkoppeling) Ik kon het 14 Mhz signaal niet helemaal op deze frequentie krijgen. Lager als deze frequentie ging niet, dus 78 Herz te hoog, voor de kniesoor. Er vanuit gaande dat de teller goed afgeregeld is en dat geloof ik zelf niet.
Als laatste was de driver weer aan de beurt met enige veranderingen. Het oorspronkelijke schema staat hieronder weergegeven:



Hieronder een foto van de ruim opgezette driver:

 
Het eerste torretje is een universeel npn ding met een hoge Hfe. Dan komt een 2N5109. Eerst gebruikte in de 2N4427, maar ik doe in zulke gevallen alleen nog zaken met de 2N5109. Deze zijn nog volop te krijgen omdat ze vroeger dienst deden als powerversterkers in centrale antennesystemen. De uitkoppeling naar de eindtransistor is op de wijze als in het schema te zien is.

De eerste twee transistoren werken in klasse "A", daarom heeft de 2N5109 een flink koelblok. De laatste transistor werkt in klasse AB. Daarom is spanningstabilisatie op de basis van deze transistor noodzakelijk. Zoals aangegeven wordt de biasregeling gedaan met een weerstand van 470 Ohm en een uitgezochte seliciumdiode. Elke diode heeft zijn eigen kniespanning waarbij de stroom gaat lopen. Dit is rond de 0,7 volt. (voor selicium) Een lagere kniespanning geeft een lagere ruststroominstelling. Bij oude diodes vind je veel variatie. Dus goed zoeken in de voorraadbakjes. Verder vertrouwde ik het niet om uit te gaan van 12 volt. Als er met de diode iets gebeurt, gaat ook de transistor kapot. Ik heb de 12 volt middels een stabilisator teruggebracht naar 5 volt, gevolgd door een instelpotmeter en een weerstdand. Zodat maximaal 1 volt over de diode kan komen te staan.

Trouwens deze laatste transistor is een 2SC1945. Kom er vandaag de dag maar eens om. Ze waren duur in aanschaf. Het maximale uitgangsvermogen is 14 Watt op 27 Mhz. Maar wat het meest bijzondere is: "De emiter van deze tor zit aan het koelplaatje." Dus je kunt deze transistor zonder isolatie op een koelplaat gebruiken! Ik heb er nog een paar en ben er zuinig op. De ruststroom is 50 mA. De diode met koelpasta aan de transistor monteren. Als na uitsturing in SSB, de ruststroom langzaam weer terug gaat naar de oude instelling, is de regeling goed. Blijft de ruststroom na uitsturing, in rust oplopen, is of de koelplaat te klein, of de diode maakt geen contact met de transistor. Direct de spanning afschakelen, want dat op hol slaan kan zeer snel gaan!
Het uitgangsfilter is afgestemd op 7 Mhz, en brengt de impedantie naar 50 ohm. Dit omdat de eindtrap met de IRF510 ook een 50 ohm ingang heeft. Het filter is een z.g. T-filter, opgebouwd rond twee rode ringkerntjes. Bij mij kwam er ook nog een keramische trimmer op de collector naar aarde te zitten (max350pF). Gezien vanaf de tor heeft de eerste ringkern 7 wdg en de tweede 14. De middentrimmer is een z.g. compressietrimmer. Op deze plaats zijn waarden tot 1000 pf geen zeldzaamheid. Gewoon uitproberen tot de de maximale output bij 50 Ohm hebt gevonden Dus afregelen met een outputindicator en 50Ohm dummyload. Je kunt er op die manier, met deze configuratie wel een aantal wattjes uithalen. Teveel natuurlijk voor de IRF eindtrap. Probeer de aanturing zo te maken dat je een Watt uitgangsvermogen hebt.

En daar staat hij dan weer. Analoog, met digitale teller. Het frontje moet nog aangepast worden, omdat het display van de teller veel korter is dan van het DDS display. Je kunt nu zo naar binnen kijken en de ingewanden zien. De transceiver werkt en heeft een output van ongeveer 10 Watt.

Op de linker video is de transceiver in werking met analoge schaalindeling en homebrew X-talfilters. Op de rechter video, zoals de transceiver nu is. Het ontvangstgedeelte is nagenoeg hetzelfde gebleven.


Aan de eindtrap met de IRF 510 zijn geen veranderingen aangebracht. Dat ding werkt zeer stabiel en is eigenlijk niet kapot te krijgen.
Ik dank u voor uw aandacht. Hebt u op- of aanmerkingen of kritiek, dan hoor ik dat graar. Ik wens u allen veel plezier met de hobby.
'73 OE7LFJ Gejo