Transceiver  Kajman                                    wrzesień 2014

Posiada stabilny generator VFO - DDS, fabryczne filtry kwarcowe 9MHz dla torów nadawczego i odbiorczego, wzmacniacz o mocy 50W, skuteczny układ ARW, specjalizowany separator wejściowy oraz układ opóźnionego przełączania zasilania toru nadawczego i odbiorczego. W układzie transceivera wyodrębniłem tor nadawczy i tor odbiorczy. Zastosowałem wskaźnik poziomu sygnału i napięcia na wyjściu antenowym w postaci diodowego bargrafu. Moduły transceivera umieściłem w obudowie aluminiowej podzielonej na trzy komory ekranujące co eliminuje wpływ i sprzężenia pomiędzy nimi. VFO jest generatorem opartym na syntezie DDS AD9850. Generator daje na wyjściu sygnał sinusoidalny o częstotliwości od 5,2MHz do 5,5MHz. Przestrajanie częstotliwości odbywa się za pomocą enkodera.  Naciśnięcie gałki strojeniowej enkodera powoduje przełączenie z krokiem 10Hz, 100Hz, 1kHz, 10kHz.
 
Transceiver  Kajman   pierwsza wersja                                                                        czerwiec 2006

                              Transceiver eksperymentalny w nowej obudowie


W tej wersji występują dwa niezależne tory, nadawczy i odbiorczy z dwoma osobnymi filtrami kwarcowymi. Pozostaje układ przełączający napięcie zasilania toru odbiorczego i nadawczego z opóźnieniem około 0,6sek. ARW obejmuje wzmacniacz MC1350 o zmiennym współczynniku wzmocnienia. Jednocześnie sygnał regulacyjny steruje miernikiem poziomu odbieranego sygnału. Jest to wskaźnik z diodowym bargrafem.

Schemat transceivera Kajman w wersji eksperymentalnej. Występują moduły: ARW, sekwencyjne załączanie odbiór-nadawanie, dwa niezależne moduły odbiorczy i nadawczy, wzmacniacz mocy 50W, przedwzmacniacz antenowy odporny na modulację skrośną.    
Widok płytki drukowanej wzmacniacza o mocy 50W z zastosowanym montażem powierzchniowym. Wzmacniacz na tranzystorach IRF510 zasilany napięciem 28V.
Widok układu generatora DDS
To ostatna, trzecia wersja analogowego transceivera Kajman. Działa w zakresie KF w paśmie 80m i 40m. Posiada wzmacniacz o mocy 20W wykonany na tranzystorach RD16HHF1, fabryczny filtr kwarcowy 9MHz wspólny dla torów nadawczego i odbiorczego. Generator VFO-DDS oparty na syntezie AD9850. Całość sterowana mikroprocesorem Atmega8. Przełączanie zakresów, zmiana częstotliwości, kroku strojenia odbywa się jedną gałką (prawa górna) enkodera z przyciskiem. Druga gałka (lewa dolna) służy do ustawienia siły głosu. Moduły transceivera umieściłem w obudowie aluminiowej. Włącznik nad gniazdem mikrofonowym pozwala załączyć generator sinusoidalny 1250Hz do modulacji nadawanego sygnału w celu strojenia antenowego tunera automatycznego.
Transceiver  eksperymentalny 80m

Moduł generatora DDS i układu sterującego pracą transiwera.
Obwody wejściowe 80m i 40m.
Widok wnętrza transiwera, widoczny wzmacniacz mocy 20W na tranzystorach RD16HHF1, które są sterowane tranzystorem 2N2078 widocznym pod poziomym radiatorem.
Widok z tyłu, radiator, gniazdo antenowe i zaciski zasilania.
Schemat transiwera Kajman. Na schemacie pokazano wersję podstawową. W wersji rozszerzonej występuje układ automatycznej regulacji wzmocnienia, układ z opóźnionym załączaniem zasilania modułów nadawczego i odbiorczego, układ zabezpieczający przed uszkodzeniem końcówki mocy oraz generator fali nośnej do strojenia  skrzynki antenowej.  
Schemat blokowy przebiegu sterowania. Na ekranach widać menu z wyborem pasma 80m lub 40m, wyborem kroku strojenia i strojeniem częstotliwości w obrębie wybranego pasma. Zatwierdzenie wyboru odbywa się przez naciśnięcie gałki enkodera. W każdej chwili, podczas pracy, można nacisnąć gałkę enkodera i ponownie przejść do menu w celu dokonania ustawień.   
Na poniższych zdjęciach przedstawiam kolejne etapy powstawania obudowy. Do wykonania obudowy stosuję profile aluminiowe; ceownik o długości 20cm, szerokości 17cm i grubości blachy 2mm oraz kształtownik o przekroju kwadratowym o boku 40mm. Profile odpowiednio przycinam i sklejam klejem dwuskładnikowym skręcając jednocześnie śrubami M3.
Widok tylnej części obudowy. Krótka ścianka na której będą zamontowane gniazdo UC1 oraz gniazda zasilania. W wolnej części znajdzie się radiator wzmacniacza mocy.
Widok przedniej ścianki i jej narożnika. Blachy sklejone i skręcone śrubami M3. Narożnik wypełniony kształtką tekstolitową. Po prawej stronie widoczne umocowanie głośnika w górnej części obudowy.
Widok przedniej i tylnej części obudowy przygotowanej do malowania. Otwory z przodu dla wyświetlacza LCD, enkodera, potencjometru z wyłącznikiem, gniazda mikrofonowego i włącznika nośnej do strojenia skrzynki antenowej. Otwory z tyłu dla gniazda antenowego UC1 i dla zacisków zasilania. Malowanie zaczynam od starannego oczyszczenia blachy rozpuszczalnikami. Po tym nakładam warstwę podkładową farby, która bardzo mocno przylega do aluminium. Po wyschnięciu całą obudowę pokrywam natryskowo czarnym, matowym lakierem w spray. 
 
W wielu przypadkach do prowadzenia łączności wystarcza prosty mini transceiver QRP zasilany z akumulatora 12V. Szczególne podczas urlopowego lub działkowego wypoczynku, kiedy wyjeżdżając z domu, tak trudno jest się rozstać ze swoim hobby. Jest to jeden z najmniejszych transiwerów KF. Podczas tworzenia projektu przyjąłem następujące założenia: zastosowanie łatwo dostępnych elementów i materiałów, powtarzalność wykonania kolejnych transceiverów, miniaturyzację i niski koszt wykonania. W wyniku optymalizacji konstrukcji ze względu na przyjęte kryteria, po wielu próbach i pomiarach, powstał  transceiver QRP działający z modulacją fonii SSB w paśmie 80m z mocą wyjściową 2W. Zastosowałem odwracalne przełączanie filtra kwarcowego za pomocą miniaturowych przekaźników dwusekcyjnych. Generatory BFO i VFO są na stałe podłączone do mieszaczy. Doboru wartości elementów filtra dokonywałem podczas punktowego pomiaru jego charakterystyki przy podłączonych przekaźnikach. Tym samym uwzględniłem wpływ pojemności między ich stykami.

Wykorzystałem mikrofon elektretowy stosowany w komputerze. W jego podstawie zamocowałem zwierny włącznik PTT. Niezwykle starannie dobierałem elementy filtra kwarcowego. W tym celu wykonałem układ generacyjny na tranzystorze BF245B i wstawiałem w podstawkę badane kwarce mierząc częstotliwość generatora. Zastosowałem kwarce HC49S w niskich obudowach. Dokonywałem dwupunktowego pomiaru częstotliwości. Pierwszy pomiar z kwarcem a drugi z włączonym szeregowo kondensatorem 22pF. Z pośród kilkudziesięciu kwarców wyselekcjonowałem cztery sztuki, których częstotliwość rezonansu różniła się od siebie nie więcej niż 20Hz. Kwarc generatora BFO powinien mieć częstotliwość wyższą od pozostałych o 1,5kHz.

Odbiór:  Przełączniki przekaźników ustawione w pozycji "o". Sygnał z anteny trafia do dwuobwodowego filtra pasmowego Tr2-C36, Tr1-C34. Transformatory nawinięto na rdzeniu Amidon T-37-2 o przekładni 50zw/8zw drutem Cu, 0,33mm w oplocie bawełnianym. Uzwojenia 50zw wraz z kondensatorami 180pF stanowią obwody rezonansowe nastrojone na środek pasma 80m, czyli ok. 3,7 MHz. Sygnał w.cz. trafia do mieszacza w układzie scalonym US2-NE612. Generator VFO wykonałem na osobnej, uniwersalnej płytce drukowanej. Kwarcowy filtr drabinkowy ogranicza pasmo przepustowe do szerokości ok. 2,8kHz. Sygnał akustyczny z mieszacza US1-NE612 zostaje odfiltrowany w dolnoprzepustowym filtrze i podany na wzmacniacz akustyczny z tranzystorem T1-BC547B i układem scalonym US3-TDA7056. Wzmacniacz na tym układzie cechuje się niezwykłą prostotą aplikacji, mocą wyjściową ok. 1W (bez radiatora), dużym wzmocnieniem i stabilnością termiczną.

Nadawanie:  Przełączniki przekaźników ustawione w pozycji "n". Sygnał z mikrofonu elektretowego zostaje zmieszany z sygnałem BFO na układzie scalonym US1-NE612. Filtr kwarcowy formuje sygnał pośredniej częstotliwości. W układzie US2-NE612 zostaje zmieszany z sygnałem generatora VFO. Tak uformowany sygnał SSB zostaje odfiltrowany w obwodzie rezonansowym i poddany wzmocnieniu na tranzystorze BF245B. W kolejnym stopniu wzmocnienia, obciążeniem tranzystora 2N2219, jest transformator Tr3 wykonany na rdzeniu Amidon T-37-2 o przekładni 60zw/10zw, nawijany drutem Cu, 0,33mm w oplocie bawełnianym. Oddzielenie składowych harmonicznych odbywa się w PI-filtrze. Indukcyjności L3 oraz L4 zawierają po 23 zwoje Cu  0,33mm w oplocie bawełnianym,  nawinięte na rdzeniu Amidon T37/2, mają wartość ok. 2,2mikroH. Indukcyjność L1 można uzyskać nawijając 50 zw. na rdzeniu Amidon T37/2. Może wystąpić potrzeba skorygowania jej wartości podczas uruchamiania nadajnika. Dławiki miniaturowe w kształcie oporników. Dławik w obwodzie zasilania o indukcyjności 22mikroH przy pełnej mocy nadajnika przewodzi prąd ok. 0,6A. Pochodzi ze zdemontowanej płyty starego odbiornika telewizyjnego.

Wykonanie: Wszystkie elementy elektroniczne lutowałem do płytki drukowanej od strony ścieżek przewodzących. Taki montaż umożliwia eksperymentowanie i wymianę elementów bez zniszczenia ścieżek przewodzących a także zastosowanie elementów technologii montażu powierzchniowego SMD. Płytkę drukowaną oraz rozmieszczenie elementów pokazuje rysunek.



          Schemat  transceivera  Kajman I


Obudowę wykonałem z aluminiowego profilu budowlanego o przekroju prostokątnym i aluminiowego kątownika. Przednia część kątownika ma przyklejoną klejem epoksydowym płytkę tekstolitową o grubości 6mm malowaną na czarno, która jest nośnikiem dla potencjometrów; strojenia zgrubnego, strojenia precyzyjnego, wzmocnienia siły głosu i diodowego wskaźnika strojenia. Diodowy wskaźnik strojenia wykonałem na układzie scalonym LM3914. Na przednią część obudowy nakleiłem wydrukowaną, kolorową, laminowaną jednostronnie czołówkę. Obudowa transceivera ma wymiary: długość 130 mm, szerokość 100 mm, wysokość 25 mm.
Widok tylnej części obudowy
Montaż powierzchniowy
Widok wnętrza obudowy
W tylnej części obudowy umieściłem gniazda: sygnałowe VFO - BNC, antenowe - BNC, mikrofonowe z PTT, zasilania i izolowane od obudowy głośnikowe gniazdo CINCH. Jeśli zastosowane elementy są dobrej jakości i mają sprawdzone parametry, uruchomienie transceivera nie nastręcza trudności. Niezbędny jest przyrząd do pomiaru częstotliwości i uniwersalny woltomierz cyfrowy. W miejsce anteny załączamy sztuczne obciążenie w postaci opornika bezindukcyjnego 50ohm. Trymerem C49 ustawiamy zakres pracy generatora VFO w granicach 6,2-6,5 MHz. Trymerem ustawiamy częstotliwość generatora BFO na górnym zboczu charakterystyki filtra kwarcowego. Praktycznie można tego dokonać w trakcie odsłuchu stacji krótkofalowych SSB. Przy włączonym przycisku PTT sprawdzamy spoczynkowy punkt pracy tranzystora mocy 2SC2078. Przy napięciu na emiterze 60mV powinien mieć wartość 40mA. Przy włączonym PTT i głośnym mówieniu do mikrofonu, napięcie skuteczne mierzone sondą na oporności sztucznego obciążenia 50ohm  powinno osiągać wartość 13V. Wykonałem kilka jednakowych transceiverów KAJMAN. Wszystkie mają bardzo zbliżone do siebie parametry, co oznacza dużą powtarzalność. Przeprowadziłem wiele łączności otrzymując dobre raporty. Zaprojektowałem płytkę drukowaną z nadrukami opisującymi elementy przystosowaną do montażu przewlekanego. Ostatnie modele Kajmana montowane są na takich płytkach drukowanych. Po zamianie dławika w stopniu końcowym z tranzystorem 2SC2078 na transformator dopasowujący toroidalny uzyskałem moc wyściową 4W. Podstawowy układ Kajmana posłużył mi do rozbudowy transceivera poprzez dobudowanie wzmacniacza o mocy 10W.

Na krajowym zlocie krótkofalowców w Różanie, w dniach 3, 4 czerwca 2006 roku transceiver Kajman uzyskał pierwszą nagrodę
w konkursie na nowatorską konstrukcję transceiverów QRP.

http://ostol.pl/konstrukcje/qrp-trx-kajman/
Tak rozmnażają się Kajmany
 
Transceiver Kajman                         Świat Radio lipiec 2014
 
 
 
Jurek  SQ7JHM
SQ7JHM