Het Wiel, een DSB Transceiver voor 80, 40 of 20 Meter

Click here for English text.    Klik hier voor de overhead sheets van mijn Miniwiel presentaties.

Afmetingen 100 x 43 x 130 mm

Geluidsfragmenten


BQC Net.

Over ‘de band’ draaien.

Ned.talig Net.

TX modulatie.

Inleiding

De transceiver dankt zijn naam aan het nachtuilen-net. We kennen allemaal de uitdrukking: ‘opnieuw ‘het Wiel’ uitvinden’. Men vond dat Fred PA0MER opnieuw het wiel had uitgevonden. In dit geval een zend/ontvanger die gebruik maakt van ‘n techniek uit het verleden.

Het begon allemaal door een ontvangerontwerp, de DC-80, van Wim PA0WDW in CQ-PA, jaargang 1980. Fred PA0MER maakte daar een zendontvanger van en publiceerde deze onder de naam ‘Het Wiel’ in CQ-PA oktober 1991. Later verscheen, eveneens in CQ-PA (1992), nog een ontwerp van een ‘4-wieler’ waaraan ook Albert PA3EKN, een grote bijdrage aan de verdere ontwikkeling had geleverd. Het eerste ontwerp werd door Henk PAoGHS gepromoot in de BENELUX QRP CLUB en vele printen vonden toen hun weg naar de zelfbouwzendamateur. Het laatste ontwerp echter is nooit goed van de grond gekomen. Zelf heb ik er ook menig uurtje in gestoken en tal van veranderingen aangebracht. Het nu ontstane ontwerp heeft een geheel nieuwe print-layout met minimale afmetingen. Deze print bevat een complete transceiver voor de 80, 40 of 20 meter band met een uitgangsvermogen van ongeveer 3 Watt en draagt nu de toepasselijke naam ‘MINIWIEL’. De print zelf is 9 bij 4,5 cm en de componenten ztjn normaal verkrijgbaar; dus geen SMD. De print is enkelzijdig en heeft aan de componentenzijde een volledig massavlak.

Het hart van de transceiver

De transceiver heeft als hart een TCA440 IC, tegenwoordig ook bekend als A244D. Siemens, de oorspronkelijke producent van dit IC, heeft de rechten en originelen verkocht aan een producent in het voormalige Oostblok. Daardoor is de chip voor ons amateurs behouden gebleven. De TCA440 bevat alle actieve komponenten die nodig zijn voor een complete ontvanger. Je hoeft alleen nog maar de frequentiebepalende delen aan te sluiten. In veel amateurontwerpen kom je dit IC tegen.

Het concept van deze transceiver omvat een DC (Direct Conversie) ontvanger en een DSB (Dubbel Side Band) zender. Dat betekent dat, zowel bij ontvangst als bij het zenden, van beide zijbanden gebruik wordt gemaakt. Dit heeft wel enige nadelen maar de voordelen van dit concept zijn ook legio. Zo zijn er geen dure filters nodig, kan er worden volstaan met een simpele balansmixer en LF-filtering en kan worden volstaan met één oscillator die gebruikt wordt voor het zenden en ontvangen.

Het TCA440 IC bevat al deze functies. Het IC heeft een HF voorversterker met regelbare gain, een balansmixer, een regelbare MF/LF versterker met 100 dB gain, een AGC ver­sterker, ‘n Hartley oscillator en ‘n – voor zendamateurs – zo belangrijke aansluiting voor een ‘S’ meter.

Klik op de figuur voor een vergroting van het schema. Je kunt ook hier het schema downloaden.

De werking

Het oscillatorcircuit is opgebouwd met een Toko-spoel, een tweetal polystyreen condensatoren en een varicapdiode. De varicapspanning wordt aangebracht via een 10 KW helicoilpotmeter. Gebruik hiervoor een goede potmeter; de wat duurdere aanschafprijs valt in het ‘niet’ bij het plezier wat je er aan beleefd.

Het spoeltje behoeft enige extra aandacht. Dit moet het zgn ‘roze’ VRZA-spoeltje zijn en is zo genoemd omdat het enige jaren geleden veel in ontwerpen van deze vereniging werd toegepast. Omdat het oscillatorcircuit in de TCA440 alleen met een volledig symmetrische spoelopbouw wil oscilleren, zijn we hieraan gebonden. De spoeltjes zijn bij de BQC te verkrijgen. Het bandfilter voor ontvangst is eenvoudig van opzet en wordt eveneens met dezelfde Toko spoelen opgebouwd.

De filtering op laagfrequent niveau bestaat uit een RC filter 3k3 + 1mF bij de uitgang van de balansmixer en de ingang van de LF versterker en een LC filter met de 100mH spoelen aan de uitgang van de LF versterker. Hierdoor is een doorlaat tot 2,4 kHz verkregen.

De ontvangst is voorzien van een AGC, zodat harde en zwakke stations even sterk uit de luidspreker moeten komen. De versterker rond V12 en het gelijkrichtcircuit V9/V10 doen hiervoor het nodige werk. Het zen­dergedeelte bestaat uit een eenvou­dige N6RY versterkertrap met een gain van 16 dB. De 2SC1969 ver­sterkt daarna zo’n slordige 20 dB en brengt het uitgangsvermogen tot rond de 3 Watt DSB. Voor de harmo­nischen onderdrukking maken we ge­bruik van het bekende PI-filter. Deze tweevoudige filtering geeft voldoende onderdrukking van minimaal 40 dB. Verder zijn nog wat bekende circuit­jes aangebracht zoals RF-indicatie, microfoon versterker en omschakeling TX/RX.

Het gebruik

Indien ‘n goede dipoolantenne wordt aangesloten kun je moeiteloos verbindingen maken op de 80 meter band. De bediening is uiterst eenvoudig. Alleen een draaiknop voor de frequentie en een volume regelaar. Het signaalrapport is niet altijd S9+ 20dB maar ze horen je wel en daar valt best mee te leven, HI.

De modulatie is karakteristiek. Het is namelijk niet te voorkomen dat er een beetje ‘FM-ing’ op het signaal zit. Dit komt, omdat de oscillator op dezelfde frequentie staat afgestemd als het relatief sterke zendsignaal. Door goede afscherming en ontkoppeling is dit frequentieverloop tijdens het opmoduleren te minimaliseren. Bij het ontwerpen van de printlayout is hiermee uiteraard zoveel mogelijk rekening gehouden.

De bouw

Stuklijst

De print dient met een 0.8 mm boortje te worden bewerkt. De gaatjes voor potmeters, filters etc, die iets ruimer dienen te zijn, komen later vanzelf aan de beurt. De componentenzijde van de print is een volledig massavlak en we dienen alle gaten, met uitzondering van die gaten zoals aangegeven op de layout-tekening, te soevereinen. Op de print dienen drie draadbruggen te worden gemaakt:

  1. Van relais +T naar R9.
  2. Van relais + R naar R7.
  3. 13.8 volt naar Ni.

Aan de onderkant van de print wordt een dun coaxkabeltje gelegd van relais naar knooppunt R7/V5. Dit coaxkabeltje aan beide zijden aarden!!

De spoelen

Verwijder nu voorzichtig de piepkleine condensatoren in de TOKO-spoeltjes. Met een scherp voorwerp deze ‘breken’ en niet trachten ze te verwijderen, daar de kans bestaat dat dan de spoel wordt beschadigd. Soldeer de spoelen als eerste op de print en soldeer de behuizing vast aan de bovenzijde.

Klik op de figuur voor een vergroting van de componenten opstelling. Je kunt ook hier de hoge resolutie downloaden.

Klik op de figuur voor een vergroting van de componenten opstelling met componentnummers.

Klik op de figuur voor een vergroting van de pcb layout. !! In werkelijkheid is de pcb is 89 x 46 mm groot !!
Je kunt hier de hoge resolutie downloaden. Vervolgens zou je hem met een willekeurig fotobewerkingsprogramma kunnen bewerken om hem met een goed zwart / wit contrast en met de juiste grootte te printen om zo een ‘film’ te maken voor het belichten van fotogevoelige printpraat.

Montage

Zoek vervolgens alle componenten bij elkaar die op de bovenzijde dienen te worden gemonteerd. De condensatoren moeten ‘n steek hebben van 5 mm. De weerstanden worden rechtop gemonteerd. De layout dient als richtlijn voor het optimaal rechtop plaatsen. De TCA44O wordt met ‘n IC-voet op de print gezet, de LM386 kan direct op de print worden gesol­deerd. Soldeer het blikken afschermschotje op ‘n aantal plaatsen vast op de printplaat. Er dient ‘n keus te worden gemaakt voor welke band ‘Het wiel’ operationeel wordt gemaakt. De bandafhankelijke onderdelen zijn vermeld in tabel 1:

 

Band V4 C4 C5 R2 C8 C9/10 C42/44 C43 L13/14
80 mtr BB112 270pF 560pF 1Kohm 33pF 680pF 470pF 1nF 20wdg
40 mtr BB112 47pF 120pF 15Kohm 2,7pF 180pF 330pF 680pF 12wdg
20 mtr BB529 18pF 33pF 27Kohm 1,8pF 47pF 150pF 330pF 10wdg

De spoelen die zelf nog gewikkeld dienen te worden zijn:

 

L4 – 10 wdg trifilair 0.2 mm posyn­draad op FT37-61 ringkern
L12 – 24 wdg enkel 0,5 mm posyn­draad op FT37-61 ringkern
L13 – zie tabel, op T50-2 ringkern, 0,5 mm posyndraad
L14 – zie tabel, op T50-2 ringkern, 0,5 mm posyndraad

 

De eindtransistor moet gekoeld worden. Gebruik een koelplaatje of maak, indien mogelijk, gebruik van de behuizing. De transistor dient geisoleerd te worden gemonteerd – collector is tevens behuizing! – en dient van het merk MITSUBISHU te zijn. Andere merken voldoen niet aan de specificatie, hetgeen resulteert in te weinig output.

Sluit alle bedieningsorganen aan en vergeet hierbij niet de ‘S’meter of een 470 ohm weerstand op de s-meter/RF aansluiting te monteren, daar er anders geen output is waar te nemen. Men kan ook C45 voorlopig weglaten. Vervolgens kan de 13.8 volt worden aangesloten.

Afregelen en testen

Er zijn ‘n aantal afregelpunten. Allereerst dient de VFO in de band gebracht te worden. Draai de afstempotmeter geheel linksom en ga met een ontvanger, waarvan de antenne of oppikspoel in de buurt van het miniwiel is gebracht, luisteren op de ondergrens van de gekozen amateurband. Draai de kern van L3 zo dat je een draaggolf waarneemt op je ontvanger. Wanneer je het goed hebt gedaan zal tijdens het draaien van de afstempotmeter de frequentie oplopen tot aan de bovenkant van de bandgrens. Als de frequentie terug loopt, heb je de potmeter verkeerd aangesloten. Hierna kan L1 + L2 op maximaal signaal worden afgeregeld. Eventueel L1 maximaal op bandbegin en L2 maximaal op bandeind. Hiermee is de ontvanger afgeregeld.

De zender hoeft alleen te worden afgeregeld d.m.v de beide potmeters. Zet deze eerst in de middenstand en moduleer via de microfoon. De out­put moet ongeveer 1 a 3 watt bedragen afhankelijk van de gekozen band. Met behulp van ‘n ontvanger moet P3 worden afgeregeld op minimaal signaal tijdens een spraakpauze, waarbij de ontvanger iets naast de frequentie dient te staan zodat de draaggolf hoorbaar is (draaggolfonderdrukking). Blijft nu nog de microfoon-gain. Stel P2 zo af dat de zender goed moduleert. Pas op, niet te veel want dan veroorzaakt u, ook met QRP, spletter!! Zorg voor een goede 50 ohm afsluiting van de zender, deze dient beslist goed te zijn daar FM-ing en/of vervorming anders ernstig toenemen indien zulks niet het geval is.

Foto’s — Klik op de figuur voor een vergroting van de foto —

 

 

Bedieningsorganen

Er zijn slechts twee potmeters: een voor de afstemming en een voor het volume. Verder ‘n 13.8 volt, microfoon, PTT en luidspreker aansluiting. Gebruik een goed afgeschermde kabel naar de helicoil-potmeter.

Monteer over de ingang van de microfooningang een C-tje van 100 nF om LFD tegen te gaan. De microfoon dient een dynamisch type te zijn met een Z van 600 ohm.

U kunt een meter aansluiten die u kunt gebruiken voor de aflezing van frequentie, ‘S’ en/of RF-meter. Als meter hebt u de keuze tussen ‘n 100 mA of 1 mA exemplaar, eventueel wat met serieweerstandjes experimenteren (R26). Voor de RF-indicatie kan het nodig zijn om C45 te vergroten naar 10 pF. Indien geen ‘S’ meter wordt aangesloten dient een belasting van 470 ohm te worden gemonteerd, daar anders de output wordt beinvloed door de RF schakeling versus TCA440 pin 3 (AGC). Bij het omschakelen van de meter in de stand ‘S’meter of frequentieaflezing dient u hier ook rekening mee te houden.

Behuizing

Een metalen behuizing geniet de voorkeur. Eventueel kan een eind trapje in dezelfde behuizing worden gebouwd. Houdt echter rekening met de mogelijkheid van FM-ing. Er dient in ieder geval een goede afscherming te worden aangebracht tussen de zender en de eindtrap.