OSCILADOR - vfo estabilizador huff & puff

Construir un oscilador estable es un desafío, mas si este es una parte principal de la frecuencia final de un transmisor SSB. Siempre en construcciones caseras busque la forma de armar uno tipo PLL, si bien no es imposible son complicados. El proyecto del transceptor QRP de 40 metros me llevo nuevamente en la búsqueda, y me llevo a encontrarme con los VFO estabilizados tipo Huff & Puff. Otras opciones podían haber sido la de un oscilador Vackar, que son sencillos y tienen buena estabilidad, o los módulos tipo DDS-VFO con Arduino, este ultimo método hoy en día es bastante practico y con resultados impecables, pero para este proyecto opte por una solución mas tradicional.

Volviendo a los Huff & Puff me puse a experimentar con los clásicos circuitos de la web hanssummers , empezando por el mas sencillo, seguido por otro mas complejo y termine con un 3ro que lleva un modulo oscilador y un CI de registro de desplazamiento. Los 2 primeros me dieron resultados variables, por momentos estabilizaban bien pero había veces que no había caso. Y fue revisarlos de punta a punta hasta casi dejar este método de estabilización. En cambio el 3ro fue el que me resulto de 10 , tanto en protoboard como en el armado final, y es mas queda nada por esto que lo comparto:

 

 

El circuito se conforma por un divisor binario 74HC4060 que toma la señal del VFO y saliendo de Q10 (pata 15, tome esta ya que me dio mejores resultado en la práctica),  hacia el registro de desplazamiento 74HC164, que también toma la señal de modulo híbrido de 60 Mhz. De este CI se toman las salidas Q0 y Q7 hacia la compuerta NOR formada por los diodos 4148 y el Tr BC548 el que finalmente junto a R6 y los Capacitores electrolíticos entregan la tensión de corrección nuevamente hacia el varicap del VFO.

 Frecuencia de funcionamiento y construcción de L1

 

Como este circuito lo utilice para el transceptor de 40 metros que publique en este blog, este funcionaba en una frecuencia de alrededor de 2.9 Mhz (FI 10Mhz - 2.9Mhz= 7.1Mhz), pero puede construirse para cualquier frecuencia del rango de HF. Entonces para la frecuencia mencionada la bobina L1 debe ser de aprox. 15 uHy con derivación a 20% del lado de masa para el Drenador del Fet Bf245. Se podría armar sobre cualquier forma de núcleo ajustable e ir ajustando las vueltas hasta llegar al valor, en caso de disponer un inductámetro. y sino se puede calcular con un núcleo de aire con el programa mini ring Core Calculator. Un ej. de medidas para llegar al valor requerido es con un diámetro de 15 mm 44 vueltas de alambre 0,5 mm y derivación a la vuelta 9 del lado de masa.

 

 

 Reemplazo del Oscilador Híbrido

En caso de no disponer uno y tener a mano un cristal de 20 Mhz o aproximado, puede armarse en su lugar un circuito sencillo y adaptarlo en lugar del modulo:

Los valores están indicados en el diagrama y solo debe ajustarse el trimmer hasta lograr el valor de tensión de 4 Volts en el punto 1. Si conectamos un frecuencimetro con un capacitor de bajo valor al colector del BF199 debería medir 60 Mhz

 

 

Consideraciones

Los CI tienen que ser solo de la linea HC sino no funciona. Siempre es conveniente el armado por partes e ir probando; ej el VFO, el ingreso de su señal hacia el divisor binario, se puede probar auditivamente si funciona conectando un parlante piezoeléctrico o el frecuencimetro del tester en la pata 1 del 74HC4060 (divide x 2048 dando aprox una frec. de 1464Hz). 

El valor original de la resistencia R6 es de 22K para una corrección rápida, en mi caso al utilizarlo en el Tranceptor SSB y al querer hacer un ajuste fino para clarificar, el circuito de estabilización corregía de inmediato la frecuencia, para el caso no era practico. Entonces incremente el valor de R6 a 100K para ralentizar la respuesta de corrección, eso permitió que pueda funcionar el ajuste fino del VFO.

 

La idea también es utilizar el circuito de estabilización para algún VFO de un equipo transceptor viejo por ej., y mejorarle las prestaciones. Para ello solo se utilizaría la parte de arriba del circuito e ingresando al VFO del Eq. a reformar, dentro de este se debería tomar la frecuencia de referencia y luego agregar el varicap para la corrección junto a un capacitor al conjunto oscilador.

Video funcionamiento

Por ultimo comparto un video del funcionamiento donde se compara el VFO en modo libre sin la tensión de corrección y luego cerrando el circuito y consiguiendo la estabilización del mismo. En otra pruebas practicas ha quedado fijo por horas

 

 

 

Espero que compartir mis experiencias practicas les puedan ser de utilidad de igual manera que lo fueron para mi las experiencias de otros colegas, 73s!

RECEPTOR 40 Metros SSB CON MC3362

 Buscando algún circuito sencillo pero con rendimiento aceptable me encontré con este CI, el MC3362 y aprovechando que tenia algunos que ya había comprado. La idea también era hacerlo practico y portátil, alimentado por batería, para alguna salida de campo o de ese estilo y hacer pruebas, quizá también con una antena tipo End Fed para simplificar alguna instalación para la ocasión.

Me puse manos a la obra y a probar diferentes configuraciones montando el CI en una plaqueta universal. Me decidí a usar cristales de 8 MHz para la FI, aunque en la banda de 40 Mts esta algo cerca, resulto bien.

 Como OFV,  y con interés de sintonizar la porción 7000 -7200 kHz, con la FI elegida, el mismo trabaja de 800 a 1000 kHz, una frecuencia bastante baja lo que es bueno para la estabilidad, quizá genera algún que otro pequeño batido, pero no fue mayor inconveniente. Para el mismo se uso una inductancia fija y se ajusta con un trimmer, me resulto mas estable que una bobina con núcleo ajustable. El CI tiene una salida para frecuencimetro para medir el OFV para agregar o chequear el mismo.

Para la sintonía del mismo le agregue 2 varicaps, de valor aprox. de 50 pf, o pueden usarse 1N4007, diodos leds, etc (son menos lineales) con un pote multivueltas de estos que se usaban en las tvs viejas, el CI tiene una patita para este fin con un varicap interno, pero la misma no llegaba a cubrir la variación deseada.

En la entrada se me hizo conveniente adicionar un ampli de rf de recepción, con un Fet Bf245c o 2N3819 en modo gate común, con esto mejoro notablemente la sensibilidad. Para armar las bobinas, se usaron las clásicas de fi, detección, etc, extraídas de viejos chasis de tv (adjunto una foto del detalle interno). También son típicas encontrarlas en varios aparatos. El asunto es sacarle el bobinado existente y también el capacitor que puedan tener. Para L1 se bobinaron 25 vueltas de alambre fino de cobre esmaltado, la derivación es aprox. a 1/4 del lado de masa. Para L2 también 25 vueltas para el lado primario (Fet), para el secundario (U1) 10 vueltas bobinadas sobre la mitad del primario. 

 

 

Excepto el CI y los xtales, el receptor íntegramente esta construido con materiales de desarme. Aquí agrego que los viejos chasis de Tv de tubo o viejas videocaseteras, y con la merma de casas de electrónica, son los mejores proveedores de componentes 😎

Le hice las entradas para 2 opciones de antena; la clásica de 50 Ohms con coaxil,  y la otra, como mencionaba al principio, para una tipo End Fed (alimentada al extremo). Cabe aclarar que en este caso se conecta directo (sin los adaptadores con que se construyen estas antenas) el extremo del dipolo cortado a la banda, con un  "contrapeso" de masa  (un cable de 2 metros), y se hace el ajuste de L1 y L2 para mayor recepción. Dejo un esquema (acortada con bobina) de la clásica que anda por internet y un link, es con la que estuve probando el receptor:

https://radioaficion.com/cms/antena-end-fed-para-10-20-y-40m/

 

Por ultimo se uso el tipico LM386 como ampli de audio con una configuración para limitar las frecuencias altas, y que con un parlante de Tv dio un excelente volumen.

 Aqui una imagenes del receptor ya terminado y un video con unas pruebas de recepción:

 

 

 

 

 

Saludos! 73s

AMPLIFICADOR LINEAL 40 Metros 10 Watts

Con la intención de sacarle unos vatios más al QRP que había armado para usarlo en salidas de campo o ese estilo, estuve buscando y probando varios circuitos amplificadores, con componentes discretos y lo más importante; que se alimente con 12V, para poder ser utilizado con baterías. Uno de esos circuitos fue el que usa el IRF530, que es bastante económico y dio un rendimiento aceptable

La entrada tiene un atenuador de 3dB, este puede ser opcional. En mi caso lo utilice ya que el equipo transceptor da aprox. 2 Watts y saturaba un poco el amplificador. El IRF530 tiene en el Gate la polarización con el preset de 10K. Este debe ajustarse desde el mínimo, sin señal y midiendo la corriente del Drain hasta alcanzar un valor de 10mA.Como salida se utilizó el clásico filtro pasa bajos. Las bobinas son de 1 uH, estas se pueden hacer con alambre 0,7mm 19 vueltas sobre una forma de aire de 7 mm. Para el transformador bifiliar del Drain se utilizó un toroide común tipo de fuente de pc.

En la imagen se ve el amplificador ya terminado. El disipador de calor se usó como parte del conjunto de blindaje ya que el mismo luego va metido en el transceptor. El pequeño relé se agregó, es opcional y esta para conmutar la amplificación o dejarla derecho sin efecto.

La pequeña latita (blindaje) que contiene el amplificador, ya dentro del transceptor y fijado. Restan hacer las conexiones.


Saludos! 73´s.

QRP SSB MONOBANDA 40 METROS

Hola que tal, paso a compartir mi proyecto del QRP monobanda de 40 Metros. El mismo se basa en el transceptor de 80 metros Kajmam de SQ7JHM y en las modificaciones para la banda de 40 metros de EB1DGC.

Retomando el hobby de la radio, empece a querer experimentar algo en  SSB con algún circuito de armado casero, que resulte eficiente y no sea muy complejo. Me encontré buscando en internet (en Ingles también) una gran variedad de circuitos transceptores que usan los CI NE612 (doble mezclador balanceado y oscilador),  sobre todo en diseños de otros países.

Tenia un par de estos CIs por ahí, unos cristales para el filtro,  así que me puse a armar la parte receptora que es la que siempre me motivo mas. Tome partes de circuitos de los que investigue y en una placa experimental en no mucho tiempo ya pude empezar a recepcionar varios comunicados en 40 mts. Bien!

Luego venia la parte de transmisión. Lo que generalmente hacen estos diseños, es invertir los roles de los CI´s, con reles o llaves, para poder conformar la sección transmisora. Ahí es donde seguí buscando circuitos o combinaciones de estos y me encontré con el QRP Kajman. Diseño original de SQ7JHM  para 80 metros, que luego fue tomado por EB1DGC para convertirlo a 40 metros. Me gusto el mismo, se parecía a lo que venia armando así que me volqué de lleno a armarlo, con su placa original y luego con modificaciones y mejoras que fui incorporando a medida que hacia pruebas.

Partes principales del circuito:

•  El filtro a cristales:

Hay apartados, ensayos prácticos, teóricos, mucho para investigar. Es una parte fundamental del equipo ya que determina el buen funcionamiento de este. Sin extenderme mucho, use cristales de 10 Mhz , de perfil bajo (los petisitos). Me dio buen resultado el filtrado final, a pesar de que muchos diseñadores no tiene buena referencia de los cristales de perfil bajo.

Es conveniente comprar una tanda del mismo fabricante, 10 aprox, y de estos seleccionar 4 que estén próximos en frecuencia.

Los valores de capacitores se determinaron empiricamante y analizando varios circuitos, con los que figuran en el esquema (20-68-100-68-20 pf), se logra un paso de banda aprox entre 2,7 a 3 khz.

• CIs NE612

Pueden ser también NE / SA 612 o 602. Son muy conocidos en el campo de RF.

En Argentina quizá no sean tan económicos, pero lo mas aconsejable es pedirlos de afuera, tipo en paginas Aliexpress, Banggood, etc, que tienen envíos económicos (hay que tener paciencia con la demora), y por el precio que paguemos uno acá o menos , podemos comprar 10!. En versión de superficie son mas comunes y funciona igual.

• VFO

El VFO determina por mezcla la frecuencia final de TX y Rx (en este caso 10 Mhz (fi) - 2,9 Mhz (Vfo) = 7,1 Mhz. Sabemos que en SSB un pequeño corrimiento representa perdida de la legilibilidad en la escucha x ej, por lo tanto el VFO tiene que ser lo mas estable posible.
El autor acude a un oscilador con un MC3362, del cual destaca su estabilidad.
Personalmente lo probé y no lo note tan estable, quizá no le dedique suficiente tiempo.
En mi circuito final me decidí por un oscilador con diseño aparte (lo voy a publicar en otra entrada) tipo huff & puff, es un tipo de oscilador controlado el cual se consigue mucha estabilidad. No lo agregue acá para no acomplejar el circuito. De todos modos se puede optar por el diseño original (con el MC3362, también se puede encargar de afuera por un buen precio). O cualquier otro tipo de diseño de VFO, mientras se preste especial atención en la construcción del mismo. En lo posible blindado y con regulación de voltaje independiente.

• Las modificaciones

De la experimentación se aprende y se permiten corregir cosas. En el circuito enumere las modificaciones que fui haciendo sobre la marcha. Varias se hicieron sobre la misma placa agregándolas donde había espacio. Aconsejo hacer sobre todo la 1 y 2. Comenzando por la 1, es el agregado de un transistor que conmuta a masa la entrada de recepción al transmitir, esto evito la re-alimentaciones que aparecían a reingresar la RF generada por la salida.

La 2 es el cambio de una inductancia (del circuito original) por un transformador bobinado en un toroide tipo fuente o pc. Esto da como mejora mayor potencia de salida. La 3 es el agregado adicional de aj. cero de portadora de salida, es para un ideal aunque puede funcionar sin este. La 4 es practico para generar portadora en pruebas y ajustes, sin necesidad de hablar al mic. La 5, el TDA7056 es sin letra, pero si llegamos a tener o conseguir uno /A o /B (control de vol. por CC), hay que hacer las modif. indicadas en dicho punto. La 6 es una salida de Tx que accionaria un futuro amplificador de RF que podamos agregar. 7, es el agregado de un pre para el mic electret. En lo personal no me resulto muy fuerte la modulación con el circuito original asi que decidí por colacarle este pre. Lo arme en una pequeña plaquetita vertical. Se puede ajustar el nivel con un preset. Se adjunta la imagen del mismo con las explicación de conexión

• Las bobinas

Comenzando por la recepción, Tr1 y Tr2 son iguales. Pueden usarse una amplia gama, mientras tengan un núcleo ajustable de ferrita. Yo tenia a mano de desarme bobinas chicas de FI de FM las que le saque el bobinado y también si tenían un capacitor incorporado se lo quite. No todas son iguales en su núcleo, y hay que ir jugando con las vueltas o con el capacitor en paralelo para que entren en resonancia en la banda de 40. Esto se hace ajustando a mejor recepción.

Así que a modo informativo se uso aprox 10 vueltas del lado de cap. (C34 y C36) y 2 vueltas el secundario(1/4 del primario aprox).

Tr3 y Tr4, pueden usar toroides chicos tipo de fuente de PC, luces de bajo consumo, etc. Como no se sintonizan, no es condición que sean toroides especificos, solo cumplen la función de transferir energía. Tr3 el primario que va al colector de T3 son 12 vueltas de alambre 0,5 mm y el sec. 2 vueltas en el medio del primario, del mismo alambre o alambre de conexiones forrado (tipo telefónico).

Tr4 es un poquito mas complicado, paso a explicar, son 7 vueltas y se debe bobinar tomando un par de alambres 0,7 a 0,8 mm. y se lo hacen los 2 juntos:

Se conectan como indica como indica la figura B y A", y dicha conexión va al colector del 2SC2078, los otros extremos A y B" pueden ir indistintamente a la alimentación y el otro al circuito de sintonía de salida.
Por ultimo el circuito de sintonía de salida L3 y L4, las bobinas se hacen con alambre 0,8 aprox y en un núcleo de aire de 10 mm. Este dato de las bobinas lo conseguí gracias al blog de LW3DYL, ya que el diseño original usaba toroides específicos que no conseguía por acá. Para ambas se utilizaron 12 vueltas juntas (1uH).

• Ajustes

Los ajustes los hice con lo que mas tenia a mano, es cierto que cuanto mas instrumentos tengamos mejor. Un frecuencimetro, un tester, una carga fantasma, un receptor SDR o alguna forma de receptor para saber como sale la transmisión. 

En la recepción: Con C8 (BFO) en un punto medio, conectar la antena y ajustar el VFO hasta sintonizar algún comunicado, luego ajustar Tr1 y Tr2 para mayor recepción.
Luego se puede hacer un preajuste de C8, hasta mejorar la calidad de audio de la recepción  (x ej si lo giramos a mínima capacidad, el audio se hará mas chillón hasta desaparecer), se hace en conjunto con el VFO, ya que cada vez que variemos C8 perdemos legibilidad en el audio.

En la transmisión: se conecta una carga fantasma (se puede armar una como la figura siguiente), se puede hablar al mic o si se armo modificación nr 4, generar portadora con un des-balance. Se procede a ajustar el trimer de la base de T2 para máxima salida.

El ajuste mas fino de C8: ya mencionado y preajustado en la recepción, este trimer ubica la portadora respecto a la frecuencia de paso del filtro a cristal. Como se trata de BLI nos estaríamos parando a la derecha de la curva:

Esto lo fui monitoreando con un receptro SDR conectado a una notebook. y así visualizaba que al modular se produzca una excursión pareja en la porción 0 a 3 khz que se sintoniza. 

De no disponer de un receptor SDR, podemos pedir reportes, por ej. si nos escuchan con predominancia de frecuencias bajas, estamos muy cerca con la portadora en la respuesta del filtro, debemos alejarnos un poco variando C8 (bajar la capacidad):

Por último se agregaron un frecuencimetro al VFO del tipo Kit Diy que compre en Internet de 50 Mhz, son muy económicos. Tener en cuenta el ruido que genera el PIC, y tratar de no ubicarlo cerca de la placa principal. Lo bueno que ya tiene programadas funciones de suma o resta de FI, etc:

Y un medidor S-Meter usando el mismo circuito de EB1DGC:

La resistencia de 4,7k tiene que ir conectada al punto de unión C22 con P1

Un video de mi 1er comunicado con el QRP ya terminado:

       

Un compañero modulando en el RC Avellaneda un día que lleve el equipo ahí:

Algunas fotos de la placa principal del equipo y sus partes ya armado:

Placa principal, se ve la salida blindada, la plaqueta vertical es el pre del mic, conexionados varios:

Placa principal, arriba a la derecha frecuencimetro, en la latita el OFV, abajo al medio el S-Meter y abajo a la izquierda la placa frontal con el control de Vol y entrada del Mic:

Detalle de las bobinas de salida, el toroide  y un blindaje que se adiciono (se tuvieron que re ubicar algunos componentes para poder hacerlo):

El medidor S-Meter con su plaquetita adicional:

Ubicación de componentes en la placa:

placa lado cobre en PDF tamaño real