Kmitočtová ústredňa pre VR21
(nie
len na PR)
Ing. Jozef Illés
OM3WBC
Úvod:
Po uverejnení článku o prestavbe rádiostanice VR21, sa na mňa viacerí obrátili s návrhom, aby som poskytol základné informácie potrebné k preladeniu rádiostanice a upravil dosku oscilátora tak aby rádiostanica bola schopná pracovať aj ako obyčajný FM transceiver. Tento problém je tiež riešiteľný, treba však mať na zreteli, že pôvodne tieto rádiostanice boli navrhnuté na simplexnú alebo na duplexnú prevádzku s kmitočtovým rozdielom 4,5 MHz. Tento rozdiel kmitočtu je zabezpečený obvodom VCXO, čo kmitá buď na 6,2 alebo na 15,2 MHz. Pretože rádioamatéri používajú odskok 600 kHz, preto musíme vybrať rádiostanicu s VCXO na 10,7 MHz, a odskok zabezpečiť prepínaním kmitočtu VCO. Samozrejme keď rádiostanicu budeme používať ako FM transceiver, nebude nám stačiť jeden kmitočet, ale budeme chcieť kmitočty prepínať. V tomto smere máme dve možnosti. Buď vyrobíme nový ovládací obvod aj s nízkofrekvenčnými zosilňovačmi a komfortným programom, podobným ako majú moderné stanice alebo zvoliť jednoduchšiu cestu a vystačiť s 12 kanálmi súčastne. Zvolil som tú jednoduchšiu cestu a používam pôvodnú ovládaciu skrinku.
Popis konštrukcie:
Celá konštrukcia
oscilátorovej dosky je navrhnutá tak, aby vyžadovala čo najmenej úprav
v samotnej rádiostanici. Pretože
pri prevádzke FM používame aj prevádzače, kde treba zabezpečiť odskok,
musíme na dosku oscilátora priviesť PTT dodatočne.
Hľadajme rádiostanicu bez
selektívnej voľby! Ušetríme tým veľa práce, lebo nízkofrekvenčnú časť nemusíme
vôbec upravovať. Na prednom paneli je 12 polohový prepínač, čo znamená že
môžeme súčasne mať k dispozícii 12 kanálov. Kmitočty sú programovateľné,
aby každý mohol používať 12 kanálov podľa vlastného uváženia.
Úprava rádiostanice:
Odmontujeme prednú časť
rádiostanice a otvoríme spodný aj horný kryt. Vyberieme oscilátorovú dosku
(strana prijímača). Odstránime kryt (spodná časť je pricínovaná na niekoľkých
miestach k doske plošných spojov). Vysokofrekvenčná časť novej dosky je viac-menej
totožná so starou, preto cievky ako aj ostatné súčiastky môžeme použiť na novej
doske. Je nutné prekontrolovať kondenzátory pod krytmi cievok
a v prípade nutnosti vymeniť podľa výkresu. Z cievky násobiča
odstránime kondenzátor úplne. Ak máme trošku šťastia, tak cievky nie je treba
prevíjať (ja som neprevinul ani jeden kus, všade stačila výmena kondenzátora,
preto nie je uvedený počet závitov na výkrese).
Nový plošný spoj (skutočný
rozmer 85x81,5 mm) vyrobíme z dvojstrannej dosky, kde na strane súčiastok
je súvislá zem. V miestach, kde vývody súčiastok prechádzajú na stranu
spojov, vrtákom 2,5 až 3 mm odvrtáme medenú fóliu. Takisto odstránime medenú fóliu z hornej strany dosky
v mieste kontaktných plôch v celej dĺžke (nie je bezpodmienečne nutné).
Dosku osadíme, na integrované obvody PIC16F627 a SAA1057 použijeme
objímky.
Oživenie:
Keď je doska osadená, bez toho aby sme dali IO do
objímok, vizuálne prekontrolujeme kvalitu spojov a pripojíme napájanie
9,5V. Za stabilizátorom napätia musí byť napätie od 4,75 do 5,25V. Medzi vývody
č. 15, 16 a 6 integrovaného obvodu SAA1057 dáme odporový trimer 10k (bežec
na vývod č. 6). Na bežci nastavíme napätie 1,2V. Jadrom cievky oscilátora (L1)
sa snažíme nastaviť kmitočet 133,3 MHz. Za bežných okolností sa nám to podarí.
Keď nie, prekontrolujeme, či sme nezabudli odstrániť pôvodný kondenzátor, ktorý
je pod krytom cievky. V opačnom prípade musíme upraviť počet závitov cievky L1.
Trimer vytočíme na maximum. Kmitočet musí byť minimálne 135,5 MHz. Trimrom
nastavíme kmitočet približne na stred pásma (134,3 MHz) a doladíme cievky
L2 a L3 na maximálnu výstupnú úroveň signálu (musíme mať maximum 2x
a ladíme na väčšie maximum – jadro vo vnútri cievky – v opačnom
prípade musíme vymeniť kondenzátor pod krytom cievky). Rádiostanice na kmitočet
nad 170 MHz už majú pod krytom kondenzátor s kapacitou 12 pF, ale majú
menej závitov. Odpojíme odporový trimer a vložíme do objímok integrované
obvody. Procesor PIC je naprogramovaný tak, že v prípade keď je osadený
JUMPER P1 (pin č.2 IO1) automaticky nastaví kmitočet oscilátora na 134,3 MHz.
Presnú hodnotu nastavíme zmenou kmitočtu referenčného oscilátora (kapacitný
trimer C3). V závislosti od výrobcu IO SAA1057 alebo kryštálu sa môže
stať, že nevieme nastaviť presný kmitočet. V tom prípade treba pripojiť
kondenzátor asi 10 až 15 pF paralelne k C3.
Ak nová doska oscilátora
funguje bezvadne, zakrytujeme ju a dáme na pôvodné miesto. Spojíme bod PTT
na doske oscilátora s kolíkom č 16 na konektore rádiostanice. Prekontrolujeme,
či doska dostáva napájanie cca 9,5V. Z dôvodu nepresnosti plošného spoja
sa môže stať, že kontaktná plocha napájania na doske sa dotýka vedľajšieho
kontaktu v konektore. V tomto prípade doska bude napájaná napätím
13,8V, čo neprospeje ani obvodom na doske oscilátora, ani súčiastkam
v zdroji. Keď je napätie v poriadku, jemne doladíme cievky L2, L3
a pustíme sa do preladenia ostatných dosiek.
Preladenie rádiostanice:
Doska prijímača – Ak máme stanicu, ktorá bola na kmitočet od 146
do 174 MHz, tak vstupnú jednotku prijímača ani nemusíme vymontovať. Keď však
bola stanica na kmitočty od 118 do 136
MHz, tak pravdepodobne budeme musieť všetky cievky otvoriť a vymeniť
kondenzátory. Vysokofrekvenčný signál pustíme do anténneho vstupu
a sledujeme signál na doske v kontrolnom bode za 6. cievkou (bez
signálu z oscilátora). Woblerom preladíme prvých 6 ladených obvodov.
Poslednú cievku ani nemusíme ladiť, je už naladená na 10,7 MHz. Dosku
medzifrekvencie neladíme – môžeme ju však prekontrolovať.
Doska vysielača – Obsahuje obvod PLL, preto musíme najprv
prekontrolovať činnosť tohto obvodu. Do konektora pre anténu pripojíme umelú
záťaž. Prepneme stanicu na vysielanie. Kontrolujeme kmitočet 10,7 MHz
v bode 46. Kmitočet oscilátora nastavíme na 134,3 MHz (kmitočet vysielača
145 MHz). Tento kmitočet prekontrolujeme v bode 51 (koniec koax. kábla na
doske). Ladíme cievku O503 (pod krytom). V bode 53 najprv bude striedavé
napätie (PLL sa snaží zasynchronizovať). Po naladení cievky na požadovaný
kmitočet, v tomto bode bude jednosmerné napätie, ktoré bude závislé od
polohy jadra v cievke. Nastavíme hodnotu 4,5 až 4,7 V. Cievku O506
nastavíme na maximálnu úroveň signálu v bode 54. Kmitočet musí byť 145,000
MHz. Prípadný rozdiel korigujeme odporovým trimrom R452, vedľa VCXO. Ďalšie dve
cievky neladíme, teoreticky sú obidve naladené na 10,7 MHz. Môžeme ich však kontrolovať
v bodoch 46 a 52, a ladiť na maximálnu úroveň. Modulátor tiež
môžeme prekontrolovať ale v prípade, že rádiostanica bola funkčná nie je
to potrebné. V prípade nutnosti odporovým trimrom R411 nastavíme
citlivosť, R418 nastavíme symetriu a R423 nastavíme zdvih.
Doska koncového stupňa - Keď máme dosku vysielača naladenú, môžeme ladiť
koncový stupeň. Do konektora pre anténu zapojíme umelú záťaž s meračom
výkonu, alebo aspoň PSV meter, aby sme mohli indikovať výkon z vysielača.
Otáčaním kapacitných trimrov sa snažíme nastaviť maximálnu úroveň výstupného
výkonu. Postupujeme odzadu. Keď nevieme indikovať výkon wattmetrom, môžeme si
pomôcť VF indikátorom a indikovať VF medzi jednotlivými stupňami. Podľa
polohy kapacitných trimrov v prípade nutnosti pridáme paralelný kondenzátor.
Výkon musí byť 8 až 10 W. Odporovým trimrom nastavíme výstupný výkon podľa potreby.
Ak bola rádiostanica funkčná pred
úpravou, tak naša práca je ukončená, môžeme stanicu naprogramovať a vyskúšať. Nezabudnúť
na P1. JUMPER treba odstrániť.
Programovanie:
Programovanie môžeme previesť malým prevodníkom úrovne z RS232 na TTL
(rozmer dosky 32x39 mm). Iniciovať ho môžeme tak, že pri zapínaní stanice
podržíme PTT. Celý proces programovania frekvencií je veľmi jednoduchý
a nepotrebujeme k tomu žiadny špeciálny program na PC. Stačí spustiť
terminálový program (napr. Hyper Terminál pod Windows) a nastaviť
parametre prenosu na 9600 Bd a 8N1 t.j. 8 bitov, žiadna parita a 1
stopbit. (Samozrejme nastaviť COM port podľa toho, kde sme pripojili prevodník.)
Postupujeme takto:
1.
Odpojíme
nízkofrekvenčnú časť od rádiostanice a pripojíme prevodník
2.
Spustíme
terminálový program na PC
3.
Nakonfigurujeme
sériovú linku (COM1(2),9600Bd,8N1)
4.
Pripojíme
prevodník k PC
5.
Zapneme
rádiostanicu tak, že pri zapínaní spojíme na konektore rádiostanice kolíky 12
a 16 (aktivujeme PTT)
6.
Rádiostanica
sa nám má ohlásiť cez sériový port textom:
FORMAT: NNN.NNN.N FREQUENCY: 144.000.0-145.987.5 STEP: 12,5kHz
POSITION 01 RECEIVER: 14
7.
Rozpojíme
PTT
8.
Napíšeme
kmitočty pre jednotlivé pozície osobitne pre prijímač a vysielač. Prvé dve
číslice nám rádiostanica ponúkne automaticky, ako aj bodky medzi MHz, kHz a
100Hz
9.
Ak sú všetky
kmitočty v poriadku, po 12.
pozícii nám rádiostanica vyšle OK
10.
Odpojíme
rádiostanicu od napájania
11.
Odpojíme
prevodník a pripojíme nízkofrekvenčnú časť
Ak nechceme často meniť kmitočty a nechceme vyrobiť prevodník
k sériovej linke, pri naprogramovaní procesora zapíšeme kmitočty priamo do
EEPROM. Štruktúra je nasledovná: 0-tý byte je nevyužitý, 1. až 12. sú kmitočty
príjmu a 13. až 24. kmitočty vysielania, čísla korešpondujú s polohou
prepínača (adresa kmitočtu vysielača = poloha prepínača+12). Základ je 144 MHz,
k tomu sa pripočíta kmitočet po krokoch 12,5 kHz. Používame vzorec (f-144.000,0)/12,5
a výsledok prevedieme do dvojkovej sústavy. Príklad: 144.875,0 = 46H,
145.000,0 = 50H, 145.500,0 = 78H. Program v procesore prevedie základnú
kontrolu kmitočtu, snažte sa však zadať správnu hodnotu kmitočtu, ktorá je
deliteľná s 12,5.
Záver:
Prajem Vám veľa zábavy so supermoderným
transceivrom 21. storočia HI!