Zum Einführungsartikel zu diesem Projekt
Ein paar Worte voraus…
Der Sender für diesen Transceiver ist so ausgelegt, dass er auf allen Bändern von 80 bis 15 Metern eine Hüllkurvenspitzenleistung (PEP) von 10 Watt liefert. Aufgrund seiner Auslegung für die Verstärkung von SSB-Signalen, ist er natürlich ein linearer Verstärker.
Die Schaltung ist mit 5 Stufen ausgestattet, wobei die erste eine Verstärkungssteuerstufe ist, die einen Dual-Gate-MOSFET enthält, dessen Gate 2 von einer Verstärkungsspannung von einem Digital-Analog-Wandler (DAC), einem MCP4725, gesteuert wird. Deren Werte sind definiert und werden im Mikrocontroller (MCU) gespeichert. Dadurch kann die Schaltung die mit der Frequenz abnehmende Verstärkung kompensieren, wenn der Sender auf höheren Frequenzen betreiben. Die Werte werden einmal ermittelt, im Controller festgehalten, und dann beim Bandwechsel wieder abgerufen. Die restlichen Stufen des Senders sind dann mit Bipolartransistoren bestückt.
Die Eingangsstufe dieses Senders verwendet eine handelsübliche integrierte Schaltung (SSM2166 von Analog Devices), welcher eigentlich ein Mikrofonkompressor für Computeranwendungen ist.
Der dem Kompressor nachgeschaltete DSB-Generator ist ein integrierter Mischer vom Typ AN612.
Danach folgt der Sendermischer (NE612, ein aktiver “Gilbert Cell”-Mischer). Nach der Signalverarbeitung durch das Bandpassfilter für das jeweilige Band (BPF) bringen die fünf Stufen des Senders das gefilterte Signal auf den vorgesehenen endgültigen Leistungspegel:
- Vorstufe mit Verstärkungsregelung (40673, ein Dual-Gate MOSFET)
- Vorverstärker (2N2222)
- Vortreiber (2SC2314)
- Treiber (2x2SC2078)
- Endverstärker (2x 2SC1969)
Audiostufe, Zweiseitenbandgenerator (DSB) und Sendermischer
Dieses Gerät ist für die Verwendung mit einem Elektretmikrofon ausgelegt. Die Versorgungsspannung wird in einer Kette aus 2 in Reihe geschalteten 3,3k-Widerständen, einer 4,7V-Zenerdiode und einem Abblock-/Glättungskondensator erzeugt. Es folgt ein integrierter Schaltkreis (IC), der SSM2166, der ein Mikrofonverstärker plus eine Kompressorschaltung darstellt.
Ein integrierter Mischer AN612 bildet in dieser Schaltung den DSB-Generator. Es gibt kein Potentiometer zur Trägerunterdrückung, im Allgemeinen kann mit dieser einfachen Schaltung eine Trägerunterdrückung von >45dB erreicht werden, was weitere Maßnahmen für ein QRP-Gerät nicht erforderlich macht.
Das resultierende DSB-Signal wird in das SSB-Filter eingespeist, das sich im Empfängerteil befindet. Die Verwendung von abgeschirmten Kabeln mit hoher Abschirmkapazität ist hier zwingend erforderlich, um das Filter mit dem weiteren Senderteil zu verbinden.
Der Sendermischer ist ein NE612, der ausgangsseitig symmetrisch beschaltet ist. Diese Maßnahme führt zu einigen zusätzlichen dB Ausgangsverstärkung.
Die Leistungsverstärker
Beim Bau des eher als Experiment gedachten 6-Band-Transceivers wurde viel einführende Forschung zu einem Multiband-QRP-Leistungssender mit 10 Watt Pep-Leistung durchgeführt. Das allgemeine Problem bei einem Breitband-Leistungsverstärker ist der Verstärkungsabfall, der auftritt, wenn der Sender über einen sehr großen Frequenbereich (mehrere Oktaven) betreiben wird. 3dB Verstärkungsverlust pro Oktave ist eine bekannte Faustregel, die in der Literatur mehrfach erwähnt wird und die sich in praktischen Untersuchungen als richtig erwiesen hat.
Eine einfache und zuverlässige Möglichkeit, diesen allgemeinen Verstärkungsverlust zu kompensieren, kann mit einer durch Software realisierten Verstärkungsregelung am Eingang der Senderkette erreicht werden. Eine entsprechende Anwendung wird hier durch die Verwendung eines Dual-Gate-MOSFET-Transistors erreicht, dessen Gate 2 direkt über einen programmierbaren I2C-Digital-Analog-Wandler (DAC) gesteuert wird. Dieser DAC (MCP4725) ist 12Bit breit, daher ermöglicht die Software in der MCU dem Benutzer, die Verstärkung in 4096 Schritten über die Bedienelemente einzustellen und den jeweiligen Wert für jedes Band im EEPROM des Microcontrollers zu speichern. Nach jeder Bandumschaltung wird der entsprechende neue Wert aufgerufen und man stellt damit anschließend die Verstärkung der Stufe ein.
Die hier vorgestellte Verstärkerzug beinhaltet 2 Gegentaktstufen als Treiber und Endverstärker. Im Gegensatz zum 6-Band-Sender gibt es keinen „Zwischen“-Tiefpassfilter.
Alle Spulendaten sind im Schaltplan angegeben. Pig-Nose-Kerne werden in den letzten Verstärkerstufen verwendet.
Nach dem Leistungsverstärker endet die Schaltung mit dem abschließenden Tiefpassfilter. Es werden einfache 5-Elemente-Filter verwendet.
Wenn Sie die Schaltung auf einer Leiterplatte oder einem Veroboard aufauen wollen, denken Sie daran, dass der 15-m-Filterteil sher nahe am Eingangs-/Ausgangsanschluss platziert werden sollte, einfach um Leitungslänge zu sparen! Oder anders gesagt: Man kehre die Filterreihenfolge im Schaltplan um!
Vy 73 de Peter (DK7IH)!