<<

Constructie aanwijzingen.
ARDFrx2m, pa0nhc 20140510 (s34p45)

Lees, voordat u begint, deze aanwijzingen aandachtig. Het voorkomt problemen. 

   Belangrijk voor de stabiliteit :
In fabriek printen worden de bovenzijde en de onderzijde van elk soldeergat door middel van een geleidend busje doorverbonden (door metalliseren). In een zelf gemaakte print is dit echter niet het geval. >> Daarom soldeer u in een zelfgemaakte print zo veel mogelijk massa verbindingen aan beide zijdes van de print. <<  Het ontwerp gaat hiervan uit.

    Meten en afregelen:
Voor het afregelen van de spoelen zijn een dip oscillator en een meetzender nodig (10,7MHz en 144-145MHz AM 80%, output -120 to  -10 dBm @ 50 Ohm). Spanningen en stromen worden gemeten mbv. een eenvoudige digitale multi meter (met 2Adc bereik). Voor L1 en L2 is een 1mm x 1mm vierkant plastic trimsleuteltje nodig.

    Spoelen wikkelen en testen.
Er is in dit ontwerp bewust geen gebruik gemaakt van zeldzaam wordende of niet verkrijgbare TOKO en NEOSID spoelen en spoelvormen. Als goed verkrijgbaar zijn spoelvormen van CONRAD.NL gebruikt. NB: bijna alle componenten zijn van Conrad betrokken omdat ze goed leverbaar en eenvoudig te bestellen zijn. Zie de componentenlijst met bestel nummers.

In het schema en op de print zijn de spoelen van BOVEN bekeken (top).
De ferriet spoelkernen van L1 en L2 alleen met PASSEND (1mm vierkant) plastic (niet magnetisch, niet geleidend) trim gereedschap afstemmen.

    Hoe L3, L4 en L6 te wikkelen:
Zie "XRAY.png" en het schema voor de spoel pen posties en nummering !
De 10,7MHz middenfrequent trafos L3,4,5,6 worden gewikkeld op FM5.1 spoelvormen van Conrad. Primair en secundair 25t. >> Let op "start winding" <<.
NB: De print is onder de spoelen koperloos, om kortsluiting met de spoel te voorkomen.

PAS OP: De spoelvormen zijn thermoplastisch. Bij te veel verhitten van de pennen raken de pennen los of gaan ze scheef staan. Bestel dus een paar extra spoel vormen. Houd bij het solderen van de draad het soldeerbit kort tegen de draad, niet tegen de spoelpen.

Wikkeldraad 0.15mm dia. lakdraad, soldeerbout temperatuur 350C, zeer fijne puntbit, harskern soldeer 0.8mm diameter.
1. Vertin 1cm lengte van het wikkeldraad (400C), en buig dit vertinde draad einde tot een haak vorm (dus niet helemaal rond buigen).
2. Haak de draad om pen 4 van de spoelvorm, met het uiteinde van de draad aan de binnenzijde.  Pen4 is de start (*) van de secundaire wikkeling.
3
. Voorkom kortsluiting tussen het zojuist gemaakte draadoog en de koperen afscherm bus. Knip het overtollige draadeinde dus kort af. 

4. Reinig en vertin het soldeerbit (350C). Houd het bit KORT tegen de draad (niet tegen de pen). Voeg meteen een klein beetje extra tin toe en
5. zodra het tin ook aan de pen gevloeid is verwijdert u snel het soldeerbit .
6. Laat de pen goed afkoelen.

7. Wind de draad nu 25 maal om de spoelvorm. Onthoud welke wikkelrichting u nu gebruikte.
8. Knik de draad om pen 5 heen. De knik in de draad markeert dan de plek waar u de draad (+ en - 1mm) moet vertinnen.
9. Haal de draad van pen 5 weg en verwijder mbv. de soldeerbout (400C) in de knik de lak van de draad. Verwijder lakresten en vertin dan de draad dun (350C). 

10. Haak het zojuist vertinde draadeinde om pen5 (het draad einde aan de binnenzijde).
11. Knip overtollig draad zeer kort af.
12. Soldeer de draad vlot aan de pen (zie 4,5 en 6).

13. Idem voor de primaire wikkeling:
14. Start (*) bij pen 3.
15. Wikkel 25 windingen  over de secundaire wikkeling heen, in dezelfde richting die u eerder van pennen 4 naar 5 toepaste.
16. Einde van de wikkeling is pen 1.
17. Stabiliseer de zelfinductie van de spoel, door een klein beetje lijm (Bisonkit transparant) op de wikkeling aan te brengen, en laat dat drogen.

    Maak het afregelen van de MF versterker makkelijk voor uzelf:
Voordat u een spoel in de print soldeert, test u deze eerst door hem mbv. een dip meter af te regelen op ongeveer 10.7MHz :

18. Soldeer een tijdelijke afstem condensator van 39pF met lange aansluit draden aan de uiteindes van pennen 4 en 5. De aansluitdraden fungeren dan als koppel winding met de spoel van de Dip Oscillator.

19. Regel de kern af voor een dip op 10.7MHz. De zelf borgende plastic kernschroef steekt dan ruim 1mm boven de spoelvorm uit.
20. verwijder de condensator.

    L1 en L2
worden op dezelfde manier wikkelen als de MF trafo's, maar op spoelvorm type FM5.2.
L1 met 4 3/4 t, L2 met 3 3/4 t. Start wikkelen op pen1.
Let op de nummering van de pennen. Stabiliseer L2 (oscillator) met een beetje lijm (Pattex MULTI). Laat de lijm drogen voordat u de spoel in de afschermbus plaatst.


    Montage:
Solderen met een soldeerbout met massa aansluiting, zeer dunne punt, regelbare temperatuur (350-400C), en dun (0.8mm) harskern soldeer.

De Fets en ICs worden als laatste gemonteerd.

- Soldeer aan de bovenzijde eerst de onderdelen met geringste hoogte :
- Soldeer eerst de IC voeten, weerstanden, ferriet parels, keramische condensatoren. NB: zo veel mogelijk massaverbindingen aan beide zijdes van de print solderen.
- Soldeer de aansluitpennen, elko's, film condensatoren, kristalfilter.
- Kit de elcos, tantalium Cs, en de ferriet parels met een druppel lijm aan het print oppervlak.

NB: ter plaatse van de spoelen is het top copper weggelaten om massasluiting van spoelen te voorkomen. De spoelbussen hoeven alleen aan de bottom copper gesoldeerd te worden.

Wikkel L3,4 en 6. Regel ze voor het installeren af op 11 MHz met een 39pF test condensator aan pennen 1 en 3. Soldeer ze daarna in de print.

Soldeer smoorspoelen L7-12.

Wikkel L1 en L2 en soldeer ze in de print.

    Halfgeleiders solderen.
De FETs en IC2 zijn statisch gevoelig. Dus ook de gain potmeter aansluiting, als de gain-potmeter niet aangesloten is.

Verbind de soldeerbout en uzelf elektrisch met een massa aansluiting van de print, om schade aan halfgeleiders door statische- en lek spanningen te voorkomen. 
- Soldeer Vr1 en FET1-5.

NB: IC1 en 2 worden niet nu, maar later geplaatst.


    De print testen:
LET OP MET METEN: Indien kortsluiting van +Bat naar massa optreedt, is D2 direct defect.

- Sluit de gain potmeter R21 aan.
- Schakel een 9V batterij in serie met een stroom meter (2Amp dc). 
- Sluit deze combinatie kortstondig aan. De opgenomen stroom is maximaal 40mA.

Indien er een te hoge voeding stroom gemeten wordt, dan de sluiting verhelpen en D2 vervangen.

- Plaats daarna IC1 en IC2, en sluit de tune potmeter R5, de hoofdtelefoon, en een signaal generator op de antenne aansluiting aan.

    Controleer de volgende spanningen : 
-
C9: 5.00V.
- D1a: ca. 0.60V.
- D2k: ca. -0.71V (gain potmeter R21 op minimum).
- C15: +0.36 (gain potmeter op maximum) tot -0.58V (gain potmeter op minimum).
Max. en min. gain zijn instelbaar mbv. R25 en R24.

- IC2p7: ca. 4.35V.
- R22: 2.0 - 3.0 V. Deze waarde is niet kritisch en afhankelijk van de spreiding in FET5. 
- Vergelijk de spanningval over de smoor spoelen L7,8 en 10 (met de gain regeling in stand max.). Deze waardes moeten ongeveer gelijk zijn (ca. 15mV). Mocht n der drie FETs defect zijn, is dat aan de spanningval over de bijbehorende smoorspoel te herkennen. Pas op voor massasluiting!

- De opgenomen batterijstroom: ca. 10mA bij min. gain, en ca. 27mA bij max gain.


    De ontvanger afregelen:
- Voer een zeer sterk (-10dBm) signaal van 10.700,0 MHz aan de antenne aansluiting toe. Regel L3,4 en 6 af op maximaal signaal.
NB: de kern schroeven steken na afregelen ca. 1mm boven de spoelbus uit.

LET OP: L1 en L2 afregelen met een plastic trim tool, vierkant 1mm x 1mm. Een door verkeerd gereedschap gebarsten kern betekent vastlopen ervan, en de spoel vervangen ! Metaal geleidt en/of is magnetisch. Dit benvloedt de afstemming. Vijl eventueel een te dikke trimsleutel mbv. een sleutelvijltje op maat.

- Voer een sterk (-35dBm) signaal aan de antenne aansluiting signaal toe.
Als de oscillator werkt, vind u (ergens tussen 100MHz en 200MHz) het meetzender signaal.
- Rgel L2 af zodat 143,950 MHz ontvangen wordt met de tune potmeter in de laagste stand, 
- Draai de tune potmeter in de hoogste stand en controleer of de hoogste ontvangbare frequentie voldoet (ca. 144,825MHz). 
Als u het afstembereik wilt wijzigen, moet u de waarde van C7 (NP0 !) aanpassen, en L2 opnieuw afregelen.

- Stem af op ca. 144.4 MHz en regel L1 op maximale sterkte af. 
NB: de kernen van L1 en L2 staan daarna onmgeveer gelijk met de bovenzijde van de spoelbus (+- 1mm).

    Controleer de frequentie stabiliteit van de oscillator: 
Laat de signaal generator en de ontvanger eerst minstens 15 min. aan staan.
Stem de generator en de ontvanger af op ca. 144.4 MHz. Monitor de generator frequentie mbv. een counter. 

Nog 15min. later mag de ontvanger niet merkbaar in frequentie verlopen zijn.

    Controleer de gevoeligheid.
Een zeer zwak antennesignaal van -120dBm moet duidelijk waarneembaar (peilbaar) zijn.

    Controleer het regelbereik van de gain potmeter.
Een antenne signaal van -35dBm moet, met de gain regeling nog iets verzwakt kunnen worden, maar hoorbaar blijven. Corrigeer indien nodig R24.

Voer een zwak antenne signaal van -110dBmBij toe.
Met max. ingestelde gevoeligheid moet op R19 ca. 1Veff onvervormd audio meetbaar zijn. Zonder signaal  mag de eigenruis van de ontvanger niet te sterk hoorbaar zijn. Corrigeer de max. gevoeligheid instelling eventueel door de waarde van R25 aan te passen.


    Het instellen van de (voor oren veilige) maximale luidheid uit de hoofdtelefoon (85dBa).
De actuele luidheid is te meten mbv, een (goedkope) dB meter, maar ook te berekenen als de fabrikant gegevens van de gebruikte hoofdtelefoon bekend zijn. De waardes van R20 en C39 moeten beide aan de gebruikte hoofdtelefoon aangepast worden. Het product (R20 x C39) moet ca. 310 uS zijn. De -3dB frequentie ca. 3kHz. 

    Voorbeeld:
Als uw hoofdtelefoon volgens de fabrikant 32 Ohm impedantie per schelp, en een gevoeligheid van 96dB heeft, dan betekent dit, dat bij een toevoer van 1mW 1000Hz sinus audio signaal per schelp, de luidheid daar 96dBspl is. Dit zou 11dB te luid zijn, omdat 85dBa als een veilige luidheid beschouwd wordt indien gedurende langere tijd daar naar geluisterd wordt. Uw ontvanger mag dus nooit luider geluid KUNNEN veroorzaken dan 85dBa.

De aan de hoofdtelefoon toegevoerde SPANNING moet dus 11dB minder worden. Pas dan in een dergelijk geval de waardes van R20 en C39 aan.

Bij een hoofdtelefoon waarvan beide kapsels van 32 Ohm parallel (=16 Ohm) aangesloten zijn is, voor een toegevoerd vermogen van 2x1mW, de aangesloten wisselspanning 0,18Veff.

Als voor bovenstaande voorbeeld de toegevoerde spanning 11dB (3,55 x) minder zou moeten worden, zou deze spanning 0,18V / 3,55 = ca. 0,05V moeten zijn.

De maximale onvervormde output van IC2 is ca.1Veff. De maximale output stroom ca. 20mA.
I(R20) = U / Rhph = 0,05V / 16 Ohm = 3,13mA.
(R20 + Rhph) = U(ic2) / I(R20) = 1 /  0,00313 Ohm = 320 Ohm. R20 wordt theoretisch 304 Ohm. Gebruik de standaard waarde 330 Ohm.
R20 vormt met C39 een laagdoorlaat filter met de -3dB frequentie bij ca. 3kHz. De waarde van C39 zou voor dit voorbeeld 0.15uF moeten zijn

    Voorbeeld2:
Als de gevoeligheid van uw hooftelefoon bij voorbeeld niet 96dBspl maar 110dBspl zou zijn (+14dB = 5x), dan zou R20 dus 5x zo groot (1k5), en C39 5x zo klein (33nF) moeten worden, om de maximale luidheid 85dBa en de -3dB frequentie op 3kHz te houden

Tabel voor twee kapsels van 32 Ohm parallel geschakeld.

Gevoeligheid
(dBspl @ 1mW)
R20
(Ohm)
C39
(nF)
90 150 470
100 470 100
110 1k5 33
120 6k8 12