Samogradnja HF postaje

[Lovro7]

Tukaj bom opisal postopek, kako sem se lotil izdelave in načrtovanja radijske postaje. Ni nujno, da je pravilen bo pa mogoče koga navdusil nad samogradnjami.

Torej prvi korak je, da postavim zahteve in določim funkcije ki jih mora podpirati.
-področje od 3,5MHz do 30MHz,
-SSB, CW in AM načini dela,
-4 stopnje vhodne atenuacije
-nastavljivo RF RX ojačanje
-AGC: off, fast, slow
-izhodna moč QRP, 10-50W (kasneje 100W) nastavljivo
-off, fast, slow AGC
-SSB nastavljiv filter 2,1kHz - 2,7kHz
-CW filter
-AM nastavljiv filter cca. 6kHz
-grafičn prikazovalnik
-približno merjenje SWR
-analgni prikazovalnik za: Oddajno moč, napajalno napetost, mod, S meter in SWR.
-8 CW tonov od 400Hz do 800Hz
-prikaz uglašenosti CW
-squelch
-VOX
-klasične funkcije, ki jih imajo vse postaje
-še nekaj manjših podrobnosti

Ko sem poznal funkcije sem moral ugotoviti koncept: analogna ali digitalna postaja? Odločil sem se za kompromis - digitalno krmiljenje in analogni RF del od antene do zvočnika. Na tej točki sem se moral tudi odločiti, kako bom naredil postajo. RF del bo narejen na laminatu v manhattan stilu, digitalni del pa bo narejen na tiskanem vezju. Vsak modul na blok shemi bo narejen svoji plosčici, povrzoval pa jih bo koaks s SMA konektorji. (Še dobro da imamo aliexpress, kjer je to poceni).

Ko sem si zadal koncept pa sem se lotil blok sheme z vsemi povezavami. Tukaj je prva verzija:

IMG_3452.jpeg

Blok shema se je skozi delo malo spremenila a osnova ostaja enaka.

Nato je bilo potrebno izračunati medfrekvece in frekvence VFO. Za prvo MF sem izbral 78MHz zaradi dobrega image rejectiona. Taka MF bi omogočala tudi 6m band. Druga MF pa bo 12MHz zaradi kristalov, ki jih imam doma.

Na MF in VFO bo najbolj vplival kristalni filter, zato sem najprej izdelal tega. Trenutno sem naredil SSB, kasneje pa pride še za CW in AM. Za AM bo verjteno iz tuljav in kondenzatorjev.

Tukaj bi bilo dobro izračunati tudi moči v posameznih stopnjah. Treba je paziti, da pri vhodnem signali 59+60 (-13dBm) ne bo nobena stopnja prišla v nasičenje. Tukaj bo pomagal tudi AGC na drugi MF.

Ko sem izračunal nivoje v posameznih stponjah sem se lotil izdelave RF im MF ojačevalcev. RF ojačevalec bo imel nastavljivo ojačanje med 2 in +20dB, izklopila pa ga bo tipka IPO.

Atenuator je tudi že dizajniran in testiran po posameznih modulih. Zaradi velikega števila kondenzaotrjev pa gam bom izdelal v SMT tehnilogiji.

Ko dokončam vse komponente za sprejem pa sledi uglaševanje frekvenc. To pa bom naredil tako:
Yeasu postajo bom prek odjemalnika priklopil na vhod moje postaje. V postajo bom spustil 1kHz ton iz računalnika in gledal izhod iz predojačevalca postaje. Ko bo izhodna frekvenca točno 1kHz potem bodo frekvence uglašene. To bom moral ponoviti za vsak način dela.

Ko pa bo RX/TX del deloval pa se bom lotil izdelave močnostnih ojačevalnikov. Najprej bom naredil osnovni ojačevalnik 5W, ko pa bo ta deloval pa bo v isto ohišje prišel še močnejši ojačevalnik okoli 50W. QRP ojačevalnik bo kasneje služil kot pobuda za močnejšega.

V to temo bom objavljal načrte in rezultate testiranj.

[S53DZ]

Lovro,
pogumna odločitev. Bravo!
Ali si morda videl prispevek Iva S50IH v reviji CQ ZRS?
On je objavil gradnjo QRP all mode all band postaje.
CQZRS 2/2024, 2 in 3/2025.
Morda ti članek kaj pomaga pri načrtovanju.

73 Bojan

[Lovro7]

Lovro,
pogumna odločitev. Bravo!
Ali si morda videl prispevek Iva S50IH v reviji CQ ZRS?
On je objavil gradnjo QRP all mode all band postaje.
CQZRS 2/2024, 2 in 3/2025

73 Bojan

Seveda sem prebral. Prispevek mi je pomagal tako pri idejni zasnovi kot pri načrtovanju.
Malo sem pošpegal tudi v uBITX in SolderSmoke SDR challenge.

[VolkD]

Malo sem pošpegal tudi v uBITX in SolderSmoke SDR challenge.

Takoj pozabi na uBITX! Ima povsem zgrešen koncept. To je postaja, ki nebi smela obstajati. Pol leta sem vlagal vanjo, da bi na koncu ugotovil, da je zanič in še huje, da se ne da izboljšati (ni čisto res, a tu nekje).

Več o uBITX!

[Lovro7]

Takoj pozabi na uBITX! Ima povsem zgrešen koncept. To je postaja, ki nebi smela obstajati. Pol leta sem vlagal vanjo, da bi na koncu ugotovil, da je zanič in še huje, da se ne da izboljšati (ni čisto res, a tu nekje).
Več o uBITX!

Ja, sem prebral tako uBITX kot uBITX izdelava. Od uBITXa sem vzel samo generacijo CW signala v mixerju. So pa bile zanimive tudi nadgradnje in razna popravilo, ki so objavljena na internetu. Me pa nekako moti, da generira CW signal prvi mešalni stopnji in tega signala ne filtrira. Moja postaja ga bo generirala v zadnji stopnji.

[S53DZ]

Lovro,
zgleda, da imaš v mislih za naprej tudi VHF: 40MHz in 50MHz.

[Lovro7]

Lovro,
zgleda, da imaš v mislih za naprej tudi VHF: 40MHz in 50MHz.

Hardware do zadnjega ojačevalnika in predojačevalnika bo omogočal tudi 40MHz in 50MHz. Bo pa potem veliko dela z wide band predojačevalnikom in končno stopnjo. Tako da imam najprej v planu do 30MHz, kasenje pa bom mogoče celo naredil kakšen upgrade.

Bo pa pred tem postaja za 2M band, da se bom lahko prek nje javljal na lokalne skede.

[Lovro7]

Trenutno izdelujem ATT + IPO ploščico. Na plosčic so kot že ime pove attenuator, prvi nastavljiv RF ojačevalnik in IPO. Čez kakšno minuto gre v jedkanje, nato pa me čaka še malo spajkanja.

IMG_3693.jpeg

Narejena je (bo) z termo prenosom tonerja.

[Lovro7]

Vezje je že končano in diode so na svojem mestu. Sedaj me čaka še malo spajkanja potem pa meritve.

IMG_3696.jpeg

[Lovro7]

Vezje je sestavljeno in testirano. Ker nisem imel SMd tuljav sem uporabil THT tuljave. Vrednosti pa žal niso zanane oziroma so med 10uH in 100uH.

IMG_3698.jpeg

Torej ima 4 nastavitve izgub:
Povprečna izguba | ripple
-2,4dB | 0dB
-4,8dB | 0,4dB
-10dB | 0,2dB
-20dB | 1,2dB

Za ripple mi je bolj kot ne vseeno ker izdelujem radijsko postajo in ne merilnega instrumenta.
Edina slaba stvar pa je tistih 2,4dB izgube linji z nazivno izgubo 0dB. Bom poizkusil povečati kondenzatorja pri 0dB linji, da bo nižja reaktanca.

Če pa ne bo šlo drugače pa bo to izgubo izenačil ojačevalnik.

Na plošči pa je še vrsta lukenj katere so prazne. Sem bo prišel ojačevalnik. V vezje se spajka, da ga bom lahko menjal, če bom dobil kakšno boljšo idejo.

[dejko1]

Katera stvar vpliva na izgube pri veji brez atenuatorja?

Pri enostranskih vezjih, kjer nimaš neke definirane impedance linij, bo verjetno tudi okolica vplivala na odziv. Če so načrtovane kot CPW linije, bi jaz dodal vse GND mostičke pred meritvijo. Zdaj ko imaš vezje je relativno enostavno tudi preizkusit kaj vpliva na izhod in kaj ne.

Jaz bi tuljave premaknil čimbolj k linijam in razmislil o tem, da se morda vsak par diod napaja preko para tuljav (potem rabiš dve tuljavi manj na vejo). Hmm, zdaj ko štejem tujave na sliki eno pogrešam? Diode lahko obrneš tudi tako da se na sredini atenuatorja zaključujejo proti zemlji (odvisno od izbranih vrednosti).

[Lovro7]

Katera stvar vpliva na izgube pri veji brez atenuatorja?

Pri enostranskih vezjih, kjer nimaš neke definirane impedance linij, bo verjetno tudi okolica vplivala na odziv. Če so načrtovane kot CPW linije, bi jaz dodal vse GND mostičke pred meritvijo. Zdaj ko imaš vezje je relativno enostavno tudi preizkusit kaj vpliva na izhod in kaj ne.

Jaz bi tuljave premaknil čimbolj k linijam in razmislil o tem, da se morda vsak par diod napaja preko para tuljav (potem rabiš dve tuljavi manj na vejo). Hmm, zdaj ko štejem tujave na sliki eno pogrešam? Diode lahko obrneš tudi tako da se na sredini atenuatorja zaključujejo proti zemlji (odvisno od izbranih vrednosti).

Pri debelini linji sem upošteval “rule of thumb”, da impedanca linje ni tako pomembna če he dolžina nižja od 10% lambda. Me pa še čaka nekaj mostičev, ker nisem imel časa, danes pa sem že na smučanju.

Glede parov tuljav pa je tako:
Sem že testiral in sem ugotovil, da upori za atenuacijo preveč dušijo DC napetost in se 2. dioda ne vklopi in so posledično izgube prevelike

[Lovro7]

Trenutno se malo mučim z AGC. Ideja je, da bi prvi AGC postavil v prvo medfrekvenco, ker ni potrebe da dizajniram wide band AGC.
Za AGC bi uporabil diodo, ki bi služila kot atenuator, ki bi znižal nivo signala pred prvim IF ojačevalnikom. Ker pa bi dioda obratovala v nelinearnem področju bi nastal problem pri vhodni frekvenci IF/2 (39MHz). Na drugi strani diode bi nastal 2. harmonik katerega moč bi bila -20dBc. Zato bi pred diodo dodal visoko prepustni filter, ki bi imel na 39MHz med 50 in 60dB izgub. Za AGC atenuatorjem bi bil IF ojačevalnik, za nim pa pasovno prepustni filter. Diodo pa bi krmilil s povratno vezavo za IF ojačevalnikom.
Z diodo bi lahko dobil 30dB nastavljivega obsega, če bo potrebno pa dodam še en AGC v drugo medfrekvenco.

Ali je takšna zadeva smiselna, ali se bolj splača narediti ojačevalnik z nastavljivim ojačanjem in povratno zanko.