Amatorski transceiver SSB QRP „KAJMAN”
Jerzy Mroszczak SQ7JHM

W wielu przypadkach do prowadzenia łączności wystarcza prosty mini transceiver QRP zasilany z sieci lub akumulatora 12V. Szczególne podczas urlopowego lub działkowego wypoczynku, kiedy wyjeżdżając z domu, tak trudno jest się rozstać ze swoim hobby. Podczas tworzenia projektu przyjąłem następujące założenia: łatwo dostępne elementy i materiały, powtarzalność wykonania konstrukcji, 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. Widok ogólny przedstawiłem na rysunku 1.

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 pojemnościowy stosowany w komputerze. W jego podstawie zamocowałem zwierny włącznik przekaźników nadawania i odbioru. Niezwykle starannie dobierałem elementy filtra kwarcowego. W tym celu wykonałem układ generacyjny na tranzystorze BF245B z podstawką układu scalonego, w którą wstawiałem 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 zbliżoną do pozostałych. Również kondensatory C13, C14, C15 powinny być dobrane, tak aby różnica pojemności między nimi była jak najmniejsza.

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, Φ 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 US3-NE612. Generator VFO wykonałem na osobnej, uniwersalnej płytce drukowanej z układem US5-MC3362. Jego struktura wewnętrzna zapewnia względnie stabilną częstotliwość podczas odbioru i nadawania. Kwarcowy filtr drabinkowy ogranicza pasmo przepustowe do szerokości ok. 3kHz. Sygnał akustyczny z mieszacza US1-NE612 zostaje odfiltrowany w dolnoprzepustowym filtrze C11, Dł3, C18 oraz podany na wzmacniacz akustyczny z tranzystorem T1-BC547B i układem scalonym US4-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 pojemnościowego zostaje zmieszany z sygnałem BFO na układzie scalonym US1-NE612. Filtr kwarcowy formuje sygnał pośredniej częstotliwości. W układzie US3-NE612 zostaje zmieszany z sygnałem generatora VFO. Tak uformowany sygnał SSB zostaje odfiltrowany w obwodzie rezonansowym L1-C32 i poddany wzmocnieniu na tranzystorze T2-BF245B. W kolejnym stopniu wzmocnienia, obciążeniem tranzystora T3-2N2219, jest transformator Tr3 wykonany na rdzeniu Amidon T-37/2 o przekładni 60zw/10zw, nawijany drutem Cu, Φ 0,33mm w oplocie bawełnianym. Oddzielenie składowych harmonicznych odbywa się w filtrze C44, L3, C45, L4, C46. Indukcyjności L3 oraz L4 zawierają po 23 zwoje Cu Φ 0,33mm w oplocie bawełnianym, nawinięte na rdzeniu Amidon T37/2, mają wartość ok. 2,2µH. Indukcyjność L1 można uzyskać nawijając 50 zw. na rdzeniu Amidon T37/2. Może wystąpić potrzeba skorygowania jej wartości podczas uruchamiania nadajnika. Dł1, Dł2, Dł3, Dł4 oraz L5 to typowe miniaturowe dławiki w kształcie oporników. Dławik Dł5 o indukcyjności 22µH 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 4.

Ponieważ zakończyłem eksperymenty i modyfikacje, w ostatnim modelu Kajmana zastosowałem profesjonalnie wykonaną płytkę drukowaną do montażu z otworami. Płytka została zaprojektowana i wykonana w systemie PROTEL. 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.

W tylnej części obudowy umieściłem gniazda: sygnałowe VFO - BNC, antenowe - BNC, mikrofonowe z PTT, zasilania i izolowane od obudowy głośnikowe gniazdo CINCH.

Uruchomienie:
Jeśli zastosowane elementy są dobrej jakości i mają sprawdzone wartości, 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 50?. Trymerem C49 ustawiamy zakres pracy generatora VFO w granicach 6,2 - 6,5MHz. Trymerem C8 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 T4- 2SC2078. Przy napięciu na emiterze ok. 0,06V powinien mieć wartość ok. 40mA. Przy włączonym PTT i głośnym mówieniu do mikrofonu, napięcie szczytowe mierzone sondą na oporności sztucznego obciążenia 50 Ohm powinno osiągać wartość 13V. Wykonałem kilka jednakowych transceiverów KAJMAN. Wszystkie mają bardzo zbliżone do siebie parametry, co oznacza dużą powtarzalność. Przeprowadziłem na nich wiele łączności otrzymując dobre raporty.

Wykaz elementów:
R1, R3, R10 10kOhm
R2, R8, R11 1kOhm
R4 470kOhm
R5, R18 2,2kOhm
R6, R7 330Ohm
R9 12kOhm
R12, R15, R19 22Ohm
R13 6Ohm
R14, R16 820Ohm
R17 1,5Ohm /0,5W
R20 68kOhm
C1, C2, C4, C19, C20, C22, C25, C26, C30, 0,1µF
C33, C38, C39, C40, C48, C51, C53 0,1µF
C3, C5, C11, C18 22nF
C6, C7, C50 47pF
C8, C49 5-40pF trymer
C9, C10, C21, C27, C28, C29 470pF
C12, C16 12pF
C13, C14, C15, C35 33pF
C17, C52 220µF
C23 10nf
C24, C41, C42, C43, 0,22µF
C31 10pF
C32, C34, C36 180pF
C37, C54 1nF
C44, C46 750pF
C45 1,5nF
C47 2200µF
X1, X2, X3, X4, X5 rezonatory kwarcowe 10MHz, HC49S,
US1, US3 - NE612,
US2 - LM7806, US4 - TDA7056, US5 - MC3362,
T1 - BC547B, T2 - BF245B, T3 - 2N2219, T4 - 2SC2078,
D1 - 1N4001, D2, D3 - 1N4148,
Głośnik 8Ohm/5W,
Potencjometry P1-10kOhm/B, P2-1kOhm/A, P3-10kOhm/A
Gniazda: BNC (2szt), izolowane CINCH, koncentryczne zasilania, mikrofonowe,
N1, N2, N3 - przekaźniki dwusekcyjne JRC-19f-12VDC