Lezione 17 – Riccetrasmettitore SSB-CW-7 Mhz-10W.
Autore: Giovanni LENTO- IT9AQF-Via Laudano,16,98122 MESSINA.
E mail: sglent@tin.it
A cura: IK0WPR
PREMESSA
VFO. MODULO “A”
AMPLIFICATORI A R.F.- MODULO “B”
AMPLIFICATORE LINEARE A.R.F. MODULO “C”
REALIZZAZIONE E TARATURA
CONCLUSIONE
PREMESSA
E’ da diverso tempo che mi si chiede la costruzione di un apparato ricevente-trasmittente di facile realizzazione ed alla portata di tutti quelli che hanno frequentato il corso di Elettrotecnica e quello di Elettronica. Costruzione che richieda una minima spesa, molta volontà e normali attrezzature di laboratorio.
Ebbene il www.cedicet.it si è dato da fare; ha dato l’incarico a Valentino Vellone di anni 18 di Latina (Licenza Liceo Scientifico) a svolgere il “problema” con il sistema di arrangiarsi solo ed esclusivamete con le sue semplici attrezzature e rottamerie elettroniche varie compreso bachelite forata commerciale. Pertanto, tutto, in modalità precaria. Il risultato è stato positivo e soddisfacente.
Premesso quanto sopra, lo schema seguito scrupolosamente da Valentino, e quello che ci propone il nostro amico IT9AQF, Giovanni Lento da Messina.
Ecco, qui di seguito, cosa ci scrive e ci consiglia l’amico Giovanni:
Il progetto e la realizzazione del ricetrasmettitore che presento sono legati all’articolo di I7SWX dal titolo “Epifiti per il Terzo Mondo” (Io, direi che va benissimo anche per il nostro mondo. NDR) apparso sul n. 10/99 di Radio Rivista, tratto da “Epiphites for Third World” del Rev. Gorge Dobbs, G3RJV (Inghilterra).
Si tratta di un ricetrasmettitore di concezione molto semplice, che il suo autore VE7QK (Canada) ha realizzato per proporlo ai radioamatori del Terzo Mondo, i quali per ovvi motivi, non possono permettersi l’acquisto di un apparato commerciale. Il nome Epifite, che VE7QK ha dato, richiama quello di una pianta che cresce in simbiosi su alcuni alberi delle foreste tropicali (Come una specie della nostra “Edera” che si arrampica sui muri e su alberi.NDR.).
I7SWX, nel presentare lo schema dell’Epifite ne evidenzia la semplicità, dichiarando che lo scopo del suo articolo è quello di “invogliare molti colleghi a provare e rischiare un’autocostruzione con poco investimento e togliersi quella patina di pigia bottoni di scatole nere che ci caratterizza ingiustamente”. Io ho raccolto questa sfida, ma ho seguito l’Epifite soltanto nella sua parte essenziale.
Queste le principali differenze: l’Epifite è concepito per operare su 80 metri, ha un filtro di MF su 455 KHz e in trasmissione fa precedere il mosfet finale da un integrato di vecchio tipo, la cui resa non supera i 5 MHz, essendo stato concepito per l’uso in bassa frequenza. L’uscita in RF è di 5 W.
Il ricetrasmettitore che presento opera su 40 metri, ha una MF su 10 MHz e in trasmissione ricorre ad una circuiteria di provata esperienza personale, con un’uscita in RF di 10 W abbondanti. Inoltre si differenzia nel VFO, nell’oscillatore a quarzo, nei filtri passa-banda, per l’uso della preamplificazione dei segnali sia in alta che in bassa frequenza, per la possibilità di essere utilizzato anche in CW e per essere dotato di S- meter e di un controllo automatico della sensibilità.
La media frequenza a 10 MHz, anziché a 455 KHz, ha consentito l’utilizzo di quarzi a basso costo, come quelli utilizzati nei computer, ma soprattutto ha facilitato il lavoro del filtro passa-banda a 7 MHz, che svolge meglio il compito di eliminazione delle componenti del mixer. Infatti la frequenza del VFO a 3 MHz e quella di media frequenza a 10 MHz sono molto più distanti da quella di utilizzo che se si utilizzasse una media frequenza a 455 KHz.
Nella sezione trasmittente ho introdotto un trimmer multigiri allo scopo di ottimizzare l’annullamento della portante di cui rimaneva una traccia consistente.
Infine la commutazione ricezione-trasmissione avviene per via elettronica anziché a mezzo relè.
Da quanto detto è risultato un ricetrasmettitore alquanto più complesso dell’originale, ma anche più affidabile, che ha consentito collegamenti con ottimi rapporti e di notte anche il DX.
Pertanto coloro che volessero realizzare, “per togliersi la patina di pigia bottoni di scatole nere”, non correrebbero alcun rischio per la maggiore complessità dell’apparato, tenuto conto del fatto che vengono qui presentati i circuiti stampati in grandezza naturale (Attenzione solo su Radio Rivista n.4|2003 pag.20.Probabilmente anche quelli riportati su questo web potrebbero essere a grandezza naturale. NDR.), la disposizione dei componenti sugli stessi e le relative foto.
Il progetto si compone di tre moduli. Il modulo “A” contiene tutto il ricevitore e l’eccitatore SSB-CW; il modulo “B” accoglie due stadi di amplificazione a RF ed i circuiti di commutazione; il modulo “C” il Lineare.-
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VFO. MODULO “A”
Ai meno esperti lo schema del modulo “A” può sembrare a prima vista di una certa complessità, ma se lo individuano e si comprendono i circuiti con cui si ha maggiore dimestichezza (Come il VFO, l’oscillatore a quarzo, il preamplificatote di antenna, i circuiti relativi alla bassa frequenza), ciò che rimane, ossia la parte centrale dello schema, appare in tutta la sua semplicità.
Il VFO consta di due stadi, il primo, costituito attorno ad FT1, è un classico oscillatore Colpitts. La sua frequenza, è variata a mezzo del Varicap BB112 e del potenziometro multigiri R3 e può essere letta su uno strumento da 50-100 microampere, dopo averne regolato il fondo scala a mezzo del trimmer R1; il secondo, costituito da Ft2, funziona da separatore. L’alimentazione dello stadio oscillatore è stabilizzaa a 5 V a mezzo dell’ integrato IC1 che provvede ad alimentare anche l’oscillatore a quarzo da 10 Mhz.
Quest’ultimo, costruito su FT3, è del tutto convenzionale: il quarzo è inserito tra gate e drain e la sua frequenza è ottimizzata dal compensatore C17.
Poiché il ricetrasmettitore lavora in banda 40 metri (7MHz) con una MF a 10 MHz, la frequenza del VFO è di 3 MHz ( 10 – 3 = 7). La stabilità si è rivelata ottima sin dai primi momenti dell’accensione dell’apparato.
La parte centrale dello schema costituisce ciò che ho conservato dell’Epifite originario ed è il cuore di tutto il sistema.
Si tratta del circuito attorno ad IC4, FL, IC5. Tale circuito provvede sia alla ricezione che alla trasmissione.
Ciò che avviene mediante lo scambio della frequenza del VFO e dell’oscillatore a 10 MHz a mezzo dell’integrato MC4066 (IC2) inserendo semplicemente la tensione positiva a livello di alimentazione sui piedini 12 e 13 di detto integrato quando si va in trasmissione e sui piedini 5 e 6 quando si passa in ricezione.
In trasmissione IC4 (Un integrato del tipo NE602, NE612) funge da modulatore bilanciato con soppressione della portante a mezzo di trimmer multigiri da 20 K.
Sul piedino 1 si riceve il il segnale del microfono amplificato da IC3 e regolato da R10; sul piedino 6 si riceve il segnale a 10 MHz.
Sul piedino 1 riceve il segnale del microfono amplificato da IC3 e regolato da R19; sul piedno 6 riceve il segnale a 10 MHz.
All’uscita si ha un segnale in DSB a 10 MHz che, applicato al filtro a quarzi, ne sopprime la banda laterale superiore.
Ne risulta un segnale in SSB a 10 MHz da convertire a 7 MHz per la trasmissione in banda 40 metri.
Allo scopo provvede IC5, un secondo NE602 che riceve il segnale a 10 MHZ sul piedino 1 ed il segnale del VFO a 3 MHz sul piedino 6.
All’uscita del piedino 5, si ha una frequenza a 13 MHz (10+3) ed un’altra a 7 MHZ (10-3).Il filtro passa-banda che segue, costituito da L2-L3, sintonizza il solo segnale a 7 MHz che viene applicato per una prima amplificazione a FT4 TR1.
In ricezione il segnale a 7 MHz, captato dall’antenna e regolato da R32, viene applicato al filtro passa-banda costituito da L4, amplificato da FT5 ed applicato attraverso L5 al piedino 2 di IC4.
Questa volta IC4 riceve sul piedino 6 la frequenza del VFO a 3 MHz.
All’uscita (Piedino 4) le due frequenze ottenute da battimento vengono applicate al filtro a quarzi che lascia passare soltanto i 10 MHz.
A questo punto IC5 funge da rivelatore a prodotto.
Infatti sia sul piedino 1 che sul piedino 5 sono presenti 10 MHZ.
La bassa frequenza che ne risulta viene prelevata dal piedino 4 ed applicata alla prima sezione del doppio operazionale IC6 che funziona da preamplificatore di bassa frequenza.
All’uscita il segnale tramite il potenziometro del volume R43 viene trasferito all’integrato IC7 che provvede all’amplificazione di potenza e ad alimentare l’altoparlante.
E’ da sottolineare il fatto che, durante la trasmissione, l’ingresso di antenna del ricevitore dovrà essere rigorosamente posto a massa.
Infatti tale ingresso fa parte dello stesso integrato che svolge la funzione di modulatore bilanciato per cui una immissione di radiofrequenza non solo sbilancerebbe il circuito, ma provocherebbe anche dei fastidiosi rumori.
Per porre a massa l’ingresso in parola si utilizza un relè ad una via e due posizioni comandato dal circuito di commutazione (Modulo B). Il segnale del S- meter ed il CAS è prelevato all’uscita del preamplificatore di bassa frequenza, tale segnale, ulteriormente amplificato dalla seconda sezione di IC6, viene rettificato da D2 e D3 e livellato da C60.
Si ottiene così una tensione continua, che varia al variare del segnale in arrivo e che il transistor TR2 amplifica ed applica allo strumento S-meter , tramite una resistenza R48 inserita tra l’emettitore e la massa.
Dall’emettitore di TR2, a mezzo di R49, lo stesso segnale del S-meter viene prelevato per il circuito CAS. Questo agisce sul segnale captato dall’antenna attenuandolo se supera un certo livello. Infatti il transistor TR3, regolato dal trimmer R50, tende, tramite C62, a portare verso massa il segnale captato riducendone all’occorrenza l’inensità.
Sul modulo “A” prende posto una minuscola scheda su cui è montato il filtro da 10 MHz. si tratta di un filtro facente uso di tre quarzi, che in SSB costituiscno un minimo per ottenere un discreto risultato, ma è importante che essi presentino, per quanto possibile, la stessa frequenza di risonanza.
I dati relativi alla realizzazone del filtro sono ricavati dalla seguente formula:
½ mfR moltiplicato 1.000.000, ove f è la frequenza espressa in MHz e R l’impedenza di ingresso del filtro. Il ricavato della formula, moltiplicato per il coefficiente nello schema del filtro, vicino ad ogni capacità dà l’esatto valore in pF della capacità stessa. Per una perfetta messa a punto del filtro sarebbero necessari un oscilloscopio e un vobulatore a scansione rallentata. Personalmente, non essendo munito di vobulatore, ho otenuto un discreto risultato assegnando il valore di 12 pF a C1 e C4 e di 33 pF a C2 e C3.
Come accennato sopra, il ricetrasmettitore munito anche di CW, per il quale è necessaria l’introduzione della portante. A questo punto si provvede semplicemente, come mostra lo schema, ponendo a massa il piedino 1 di IC4.
AMPLIFICATORI A R.F.- MODULO “B”
Come già accennato, il modulo “B” accoglie i due stadi di amplificazione a RF destinati a precedere il lineare ed i circuiti di commutazione ricezione-trasmissione.
Osservando la parte relativa alla RF, si nota che il segnale proveniente dal modulo “A” viene amplificato da TR1 in un circuito accordato sulla frequenza di lavoro da L1. Segue lo stadio costruito su TR2, un amplificatore munito all’uscita di bobina a larga banda (L2) e controreazionato da R6 e C8 per prevenire l’insorgenza di auto oscillazioni. Il segnale da inviare al lineare è prelevato a mezzo di C10.
I circuiti di commutazione comprendono i transistor da TR3 a TR7. TR3 è un PNP che entra in conduzione quando si aziona il PPT o il tasto telegrafico.
A tasto o PTT sollevato conduce soltanto TR5 ed alimenta la sezione ricevente del modulo “A”, mentre il relè, la cui bobina ai punti X Y, resta diseccitato.
A tasto o PTT abbassato TR5 si diseccita e toglie l’alimentazione alla sezione ricevente, mentre il relè scatta e pone a massa il cavo d’antenna del ricevitore. Contemporaneamente entrano conduzione TR6 e TR7 che provvedono all’alimentazione di TR1, ed inoltre all’alimentazione della sezione trasmittente del modulo “A” e del punto A del lineare.
Il circuito costituito da D1, C17 determina, con la regolazione di R12, il ritardo dell’attivazione del ricevitore, impedendone il funzionamento durante la trasmessone dei segnali.-
AMPLIFICATORE LINEARE A.R.F. MODULO “C”
Si tratta di un amplificatore lineare che fa uso di tre transistor giapponesi tipo 2SC1969. Il segnale proveniente dal modulo “B” viene iniettato a mezzo di C1, sulla base di TR1, uno stadio amplificatore, munito di trasformatore a larga banda (T1) e provvisto di circuito di controreazione costituito da R4 e C3.
T1 è avvolto su un nucleo in ferrite a doppio foro del tipo usato per la costruzione di balun. Ha un primario costituito da 4 spire di filo smaltato da 0,5 mm. E un secondario di 2 spire di filo isolato in plastica con presa centrale.
Segue un secondo stadio con TR2 e TR3 in circuito push-pull, le cui basi sono polarizzate da una tensione regolata dal trimmer R7 attraverso un’impedenza formata da una perlina in ferrite con avvolte tre spire. E’ da notare, in questa parte del circuito, che D1 è incollato sul corpo di TR2. Anche questo stadio fa uso di un trasformatore a larga banda (T2) formato da due ferriti dello stesso tipo precedente. Ciascuna delle due ferriti ha un primaro costituito da una sola spira di filo isolato in plastica ed il secondario da due spire di filo smaltato da 0,5 mm: le due ferriti sono affiancate, come visibile nella foto, e i primari e i secondari uniti in serie. Si ha così un trasformatore unico con il punto di saldatura dei due primari facente da presa centrale. Per evitare autooscillazioni lo stadio è munito di controreazione (C9-R10, C10-R13).
Al secondario di T2 segue un filtro passabasso che ha il compito di lasciar passare la frequenza di lavoro e di attenuare le frequenze immediatamente superiori, impedendo l’irradiazione di armoniche. E’ costituito dalle bobine L1 e L2 e dalle capacità C15, C16, C17, C18, C19. Le bobine sono avvolte su toroidi Amidon tipo T50/2 e costituite: la prima da 19 spire di filo smaltato da 0,5 mm e la seconda da 18 spire dello stesso filo.
In ricezione il segnale, attraverso il filtro, passa all’antenna del ricevitore a mezzo di C14 e dei diodi D2 e D3. Chi volesse usare per lo scambio dell’antenna un relè non dovrà montare C15 e i diodi D2 e D3.
In questo caso il relè da adoperare sarà lo stesso da inserire sui punti XY del modulo “B”, ma avrà due vie e due posizioni, una per lo scambio d’antenna ricezione-trasmissione e l’altra per cortocircuitare a massa l’ingresso antenna della sezione ricevente durante la trasmissione,come già detto in precedenza.-
REALIZZAZIONE E TARATURA
Per la realizzazione del progetto una cura particolare va posta nella preparazione e negli avvolgimenti delle bobine. Per tutte si è adoperato un supporto da 5 mm di diametro per MF, munito di nucleo regolabile e del relativo schermo.
Nel modulo “A”, la bobina L1, ossia quella del VFO, richiede 48 spire da 0,16 mm.
Tutte le altre bobine, compresa L1 del modulo “B” sono costituite da un avvolgimento di 32 spire da 0,22 mm. Tre bobine sono munite di secondario ( L4 e L5 del modulo “A” e L1 del modulo “B”): questo è costituito per tutte da 8 spire avvolte sul primario e nello stesso senso, sulla parte superiore dell’avvolgimento e quindi dalla parte del nucleo regolabile. Molta attenzione va posta nel collegamento dei terminali allo zoccolo delle bobine.
Il terminale, che dallo schema risulta collegato a massa, dovrà essere quello dell’avvolgimento situato nella parte superiore. Questo vale anche per il secondario. I terminali di massa di L5 del modulo “A” e di L1 del modulo “B” vanno collegati ai rispettivi positivi di alimentazione, da considerare a massa per la radiofrequenza per la presenza dei condensatori di fuga. L2 del modulo “B” è una bobina a larga banda, costituita da due spire da 0,4 mm su due perline in ferrite, affiancate e montate verticalmente.
Lo schema elettrico del modulo “A” riporta la resistenza R15, necessaria quando viene usato un microfono elettrete, che necessita di una polarizzazione. Tale resistenza non compare tra i componenti montati sulla relativa basetta, avendo optato per un microfono dinamico. Il trimmer R19, che regola il guadagno dell’amplificatore microfonico, può essere sostituito da un potenziometro da montare sul pannello frontale del ricetrasmettitore, purchè i collegamenti siano rigorosamente effettuati a mezzo di cavetto schermato.
Per quanto concerne il modulo “B” è da sottolineare che il transistor TR2 dovrà essere munito di dissipatore. Sulla basetta del lineare (Modulo “C”) dovranno essere praticate, a mezzo di seghetto usato per traforo, tre finestre rettangolari per permettere ai tre transistor di essere imbullonati direttamente sulla piastra metallica di sostegno e quindi di dissipatore termico, il quale, come visibile dalla foto, dovrà essere opportunamente dimensionato. Naturalmente i transistor dovranno essere accuratamente isolati da massa a mezzo degli appositi isolatori e spalmati per una buona aderenza, con del grasso ai siliconi.
Tutti i collegamenti relativi ai segnali di bassa frequenza andranno esguiti con cavetto schermato. E’ bene usare del cavetto schermato anche per i collegamenti del potenziometro di sintonia. Per i collegamenti di AF tra i moduli e nei circuiti di antenna si dovrà usare del cavetto cassiale (50 Ohm RG.174). Per la taratura si inizia con il VFO. E’ necessario montare il potenziometro di sintonia (R3) e ruotarlo tutto verso massa. In questo caso il Varicap è alla massima capacità. Collegando un frequenzimetro all’uscita di FT2 e regolando il nucleo di L1 si dovranno leggere esattamente 3 MHz. Senza frequenzimetro si potrà eseguire l’operazione ascoltando il segnale del VFO a mezzo di un ricevitore, dopo aver munito l’uscita di FT2 di uno spezzone di filo a guisa di antenna. La taratura dell’oscillatore a quarzo avverrà a montaggio ultimato, in fase di trasmissione, mediante la regolazione del compressore C17, ascoltando la modulazione con un ricevitore in posizione LSB.
Per la taratura del modulo “A”, sia della sezione ricevente che di quella trasmittente, si richiede l’uso di un generatore di RF o di un Dip-meter e di una sonda a RF. In posizione ricezione si inietta un segnale a 7.050 (Metà gamma dei 40 metri) nel circuito di antenna e si regolano i nuclei di L4 e L5 per il massimo segnale da leggere sulla sonda a RF connessa all’Uscita di L5. Chi non avesse la strumentazione, ma almeno una sonda a RF, potrà ugualmente eseguire la taratura captando il segnale di un trasmettitore. La stessa procedura vale per la taratura in posizione trasmissione. In questo caso si stacca l’integrato IC5, si inietta il segnale sul piedino 5 dello zoccolo dell’integrato e si regolano i nuclei di L2 e L3 per la massima uscita, letta sul terminale di C38. Senza strumentazione si può eseguire la stessa operazione, servendosi di un trasmettitore e inserendo sul piedino 5 uno spezzone di filo a guisa di antenna, i nuclei delle bobine subiranno un ulteriore e definitivo ritocco in fase di funzionamento.
In fase di funzionamento si procede anche alla taratura del S-meter e del CAS.
Per la taratura del S-meter si regola il trimmer R48 facendo riferimento all’indicazione dello strumento di un altro ricevitore, mentre per la taratura del CAS si regola il trimmer R50 partendo dalla posizione di cursore a massa. Il punto ottimale si trova sperimentalmente dopo aver centrato una stazione.
La messa a punto del modulo “B” si effettua quando il montaggio di tutto l’apparato è stato completato, inserendo la sonda all’uscita di TR2 (Terminale di C10) e regolando il nucleo di L1 per la massima lettura in posizione CW.
Il lineare, se bene eseguito, ha bisogno della sola regolazione del trimmer R7, che, dopo prove, è stato sostituito da un resistitore fisso da 150 ohm.-
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CONCLUSIONE
E qui, Ik0WPR, si permette di fare delle conclusioni.
Punto primo, non ritengo che l’ apparato fin qui descritto, perfetto nella tecnica costruttiva e nel funzionamento, sia stato realizzato solo per quelli che non hanno possibilità economiche. Da una certa angolazione, potrebbe sembrare anche così come il primo autore VE7QK lo definisce stando a quanto già scritto in precedenza da G3RJV che lo descrive sotto il titolo: “Epiphites for Third World”.
Lasciamo al loro divertimento radioamatoriale i cosiddetti “Pigia bottoni” che, fra l’altro, una grande percentuale di questi, non sa nemmeno cosa ci sia dentro la loro scatola nera costosa quanto un’autovettura utilitaria (Ricetrasmettitore sofisticato “Full optional”) e soprattutto come e quanti siano i suoi innumerevoli stadi interni siano essi elettronici e digitali nonché come funzionino. Queste scatole nere non hanno bisogno di nulla, è tutto automatico: basta connetterle all’alimentazione e ad una antenna peraltro non home made ma anche questa costosa e di buona marca ed il giuoco è fatto. Non occorre nemmeno parlare per fare chiamate foniche o telegrafiche: basta registrare quello che si vuole ed il giuoco è fatto anche qui. E’ l’era del consumismo, del divertimento e dell’ ignoranza in materia per la quale si è “ottenuta” la prescritta autorizzazione. Mi sembra che da anni siamo caduti nello hobby ricreativo e non più nello studio delle varie materie elettroniche – digitali ed informatiche (Materie che si evolvono e si arricchiscono mese per mese con novità importanti). Per questi, la sperimentazione del “Radiante” (Nel 1950 e prima ancora così venivano chiamati gli attuali radioamatori), non sanno nemmeno ove sia di casa.
Praticamente il loro hobby amatoriale è identico a quello del Pescatore o del Cacciatore. Con una sola differenza: I Pescatori ed i Cacciatori per essere autorizzati debbono fare trafile burocratiche molto lunghe e molto costose. A questo punto quindi – non passerà molto tempo – il Ministero delle Telecomunicazioni effettuerà una nuova ripartizione delle frequenze radio differenziando i veri “RADIANTI” da quelli che esercitano l’attività solo per HOBBY (Contest, diplomi, spedizioni, agonismo inutile nella competizione di amplificatori lineari tromboni a RF, egocentrismo e mancanza completa della deontologia del radiantismo e dell’umiltà).
Bene, tornando al discorso di questo ricetrasmettitore descritto nella presente lezione, non credo che sia solo per radioamatori con scarsi mezzi economici ma per tutti i veri radioamatori amanti dell’autocostruzione e della sperimentazione.
Nella eventuale costruzione di tale apparato non bisogna avere fretta; fare prima un piano di programmazione nel tempo e se veramente vi deciderete vi assicuro che alla fine vi sentirete completamente appagati e nel vostro intimo vi sentirete un vero “Radiante”.
L’autore mi prega di scrivere che egli è a completa disposizione per ogni suggerimento ed inoltre, per chi lo desidera, aggiunge anche che sono disponibili presso la sua sede indicata all’inizio della presente trattazione, tutti i circuiti stampati occorrenti, stagnati e già forati. Buon lavoro.