Homodyna z układami scalonymi Wiktora Chojnackiego SP5QU (1979)

 

opracowanie: Wiktor Chojnacki (SP5QU, 1979)

opracowanie: Wiktor Chojnacki (SP5QU, 1979)

W odpowiedzi na zapytanie pewnego innego, też chyba tak samo jak i ja, początkującego czy średnio zaawansowanego (???) radiokonstruktora takaż otoż elaboracja mojaż (umieszczam tutaj, bo na sp7pki mam problem z zarejestrowaniem konta w oparciu o mailową domenę yahoo.de, a po pomyślnym dodaniu użytkownika z domeny wp.pl konto się pojawia, ... ale i tak, póki co, niczego napisać nie można):

Cześć Kolego, tutu masz schemacior i opis w PDF:

https://disk.yandex.com/i/PZ9AHbfvMAoJNA

To było w „Biuletynie PZK” 2/1979, opracował Wiktor Chojnacki SP5QU (SK 1985). Wejściowy filtr pasmowy trudny do ogarnięcia dla ludzi, którzy nie mają w rupieciach polferowskiego obwodu p.cz. z serii 12x12 o oznaczeniu podobno 3-23A4 (według mnie tam może być też i chochlik drukarski i powinno być może raczej 3-26A4, a więc także nominalnie/maksymalnie 72 mikrohenry na pierwotnym, czyli 55 zwojów plus jakieś trzy ... cztery zwoje na wtórnym, drutu gdzieś tak do 0.2 mm grubość mniej więcej), no ale można wykopać dane z katalogu polferowskiego (link poniżej) i nawinąć na piechotę na byle czym podobnym z gwintowanym ferrytowym rdzedniuszkiem-pokręcuszkiem o podobnej typowej przenikalności magnetycznej „µ” gdzieś tak na poziomie 3 ... 5 najlepiej i powinno śmignąć. Tych zwojów na pierwotnym może oczywiście być znacznie mniej, bo z prostej rozkminki matematycznej wynika, że już np. około 19 µH tutu (= we filtrze BPF) wystarczy spokojniście, żeby z równoległym kondziorem 100 pF rezonans w okolicach 3.65 MHz zrychtować. Od biedy możesz też dobrać podobny polferowski obwód p.cz. 7x7 (dobroć mają odczuwalnie niższą, ale też spox), a ideałem byłoby dorwanie starożytnych korpusów telewizyjnych od PRL-owskiego środkowogierkowskiego OTV czarno-białego „Libra” (średnica zewnętrzna karkasu 7 mm, czyli najwyższą dobroć idzie z tego wycisnąć i filtr wejściowy naprawdę najlepiej śmiga).

A teraz moje trzy grosze w odniesieniu do mieszacza, gdyż mieszacze robione "na piechotę" z diodek to było dla majsterkowiczów koszmarne ze względu na "popieprzone" nawijanie tryfilarnych indukcyjności na toroidach czy "kombinowanych jak koń pod górę" trafach na rdzeniach dwuotworowych, więc zajrzyj do SP9ADU (link też pod spodem) lub przyjrzyj się poniższym podpowiedziom:

inspiracja: harcmistrz Andrzej Pelczar (SP9ADU)

rysunek: harcmistrz Andrzej Pelczar (SP9ADU)

Diody w mieszaczu germanowe (lub „szotki” BAT85 itp. też podejdą dobrze) można dobrać podobne parametrowo jak najbardziej identyczne (miernik uniwersalny wystarczy w trybie testu diodowego i maksymalnie podobny spadek napięcia dobierać). W mieszaczu można użyć niemal dowolnych toroidów ferrytowych lub proszkowych lub rdzeni dwuotworowych. Liczba AL tych rdzeni jest sprawą drugorzędną, ale sugerowałbym, żeby raczej nie była to wartość większa niż, powiedzmy, 300.

Filtr wejściowy (pasmowy, BPF) można również wykonać na dwóch rdzeniach dwuotworowych i obowiązuje tu zasada mówiąca, że transformacja i przekaz sygnału RF odbywa się jedynie wtedy, kiedy oba uzwojenia (pierwotne rezonansowe oraz wtórne sprzęgające) przechodzą wspólnie przez ten sam otwór. Ilość zwojów na pierwotnym (= rezonansowym LC) będzie zależała od liczby AL użytego rdzenia dwuotworowego, a sposób ustalania AL nieznanego rdzenia oraz metodę obliczania potrzebnej ilości zwojów opisano już w jednym z wcześniejszych blogowpisów.

źródło: "Přijímače s přímým směšováním" (Jan Bocek i Jaroslav Winkler, Hronov, rok 1983)

W ramach nawijania uzwojeń na rdzeniach typu zamkniętego (toroid lub "lornetka") jest jeszcze jedna ważna zasada, która powiada, że jeden zwój to jedno przejście drutu przez otwór rdzenia.

Filtr wejściowy (BPF) można wykonać oczywiście również na dwóch toroidach i w ich przypadku obowiązują te same zasady i wzory, którymi posługujemy się w odniesieniu do dwuotworowców.

Do pomiaru i ustalenia indukcyjności w obwodach typowo rezonansowych (LC) w filtrze wejściowym (BPF) oraz w oscylatorze jakaś L-miarka byłaby mocno wskazana (choć niekoniecznie, bo matematycznie też można wszystko wyliczyć przecież, jeśli się jest staranny i skrupulatny). Mieszacz nie jest typowym obwodem rezonansowym sensu stricto, więc pomiar indukcyjności jego uzwojeń jest nieistotny, gdyż tam obowiązuje transformacja sygnału oraz dopasowanie poziomu impedancji według ściśle określonej "przekładni".

Aha, 7400 trza zasilić stabilizowanym napięciem DC 5 V (plus na nogę 14, minus na nogę numer 7), a tego Wiktor nie wrysował jednoznacznie na schemacie, bo uznał, że początkujący to mają niby wiedzieć, a nie wszyscy wiedzą przecież, więc pinout do 7400 też podaję w linku poniżej. Zakładam, że kiedy przed laty próbowałeś uruchomić ten odbiornik, to nie podałeś 9 V na 7400, bo jeśli tak, to go na bank zjarałeś. Do jego zasilania na nogi +14/-7 musisz podać 5 V z odrębnego stabilizatora (np. 7805 czy 78L05).

Uruchomienie odbiornika zaczynasz od sprawdzenia wzmacniacza audio na UL1496 i upewnienia się, że na 7400 masz prawidłowe 5 V na nodze numer 14. Potem sprawdzasz, czy oscylator pracuje (sonda wielkiej częstotliwości lub oscyloskop za kondensatorem 1 nF, tym idącym do pierścionka tworzącego mieszacz). Sondę wielkiej częstotliwości łatwo zrobić, ale jeśli nie masz, to do mieszacza można zbliżyć małe radyjko tranzystorowe z zakresem KF nastrojone na okolice 7 MHz, czyli na harmoniczną 3.5 MHz (pownieneś usłyszeć zanik szumów, wzgl. odrobinę terkotu prostokątnego z oscylatora na 7400).

Ta cewka W2K w oscylatorze (na korpusie kubkowym z rdzeniem dostrojczym) to najprawdopodobniej by miała coś koło takiej wartości według mnie raczej (7.5 µH) --->

https://disk.yandex.com/i/TyvTMYO6wSP4uQ

Powyżej umieściłem słowo "raczej", bo sam autor użył w tytule swojego artykułu określenia "homodyna", ale radiotechnika zna również "homodyny", gdzie oscylator podaje f/2, czyli połowę z częstotliwości odbieranej i te układy także działają znakomicie (= do mieszacza i tak dotrze pierwsza harmoniczna), więc zostawiam sobie furtkę poprzez użycie słowa "raczej" i zachęcam do własnych eksperymentów, bo na f/2 też zafunguje ...

To jest homodyna, czyli oscylator ma zasadniczo wypluwać z siebie taką częstotliwość jak częstotliwość odbierana (oczywiście z niezbędną odchyłką rzędu do plus/minus 1.5 kHz, żeby zdemodulować CW czy SSB) i do stacji dostrajasz się pokręcając rdzeniem dostrojczym w kubku ferrytowym od W2K (wstępny wybór pasma) oraz przede wszystkim kondensatorem strojeniowym 50 pF. Powinien to być bezwzględnie zamknięty i stabilny mechanicznie ferrytowy korpus kubkowy, a jeśli zrobisz toto na innym mniej zalecanym dla tej konfiguracji (np. 12x12, a nawet 7x7), to blaszaną jego obudowę obowiązkowo łączysz z masą odbiornika. No i kondzior 220 pF dajesz stabilny termicznie, czyli NP0/COG/MLCC, a jeśli go nie masz, to przynajmniej (od wielkiej biedy) porządnie oblej go grubo bryłą parafiny ze świeczki lub oblep plasteliną. Nie zaszkodziłby jakiś miernik częstotliwości lub oscyl cyfrowy współczesny, bo było by Ci łatwiej trafić w pasmo 80-metrowe i ujrzałbyś na ekranie prostokąta (bo to nie podaje sinusa, co się wielu radiotechnikom nie zawsze podoba, ale skoro spełnia swoje zadanie, to i tym lepiej).

Filtr wejściowy zestrajasz na środek pasma 80-metrowego najlepiej i gdybyś nie miał wystarczającej ilości tych obwodów 12x12, to bardzo nieśmiało proponuję samoróbkę na czymś podobnym, czyli np. 182 pF pojemność plus 10 mikrohenrów indukcyjność równoległa i toto powinno dać odpowiedni rezonans na np. 3.65 MHz, a wtórne uzwojenia porobić gdzieś na 3...4...5 zwojach circa about, a dokładnie w razie potrzeby do rezonansu dostroisz rdzeniuszkami-pokręcuszkami ferrytowymi w TR1 i TR2 lub dasz stałą indukcyjność i trymery podoczepiasz równolegle do odpowiednio dobranych stałych (pomniejszonych lekko) kondziorów rezonansowych dla dokładnego podstrojenia. 

Matematyka każdego z subobwodów wejściowego filtra BPF (dla oryginalnego konceptu Wiktora SP5QU) ma być taka oto (teoretycznie) ---> 18.99 µH plus 100 pF = 3.65 MHz (tak zestrajasz wewnętrzne na schemacie uzwojenia pierwotne w obydwu obwodach 3-23A4/3-26A4, czyli rdzenie ich są dość zauważalnie wykręcone w górę, żeby zejść z fabrycznych nominalnych 72 µH do 18.99 µH wymaganych i wstrzelić się w rezonans właściwy, czyli około 3.65 MHz). Sprzężenie między obydwoma 12x12 robisz trymerem 40 pF w taki sposób nim kręcąc, aby uzyskać maksimum sygnału (wskazany generator, jakiś prosty nadajnik lub od biedy robimy to „uchofonem” odbierając jakąś dobrze czytelną stację z pasma 80-metrowego). Blaszanki od filtrów 12x12 tworzących wejściowy filtr pasmowy łączysz do masy odbiornika (bo tam ma być porządniejsze ekranowanie).

Tranzystor BF520 łatwo zastąpisz BF214 (i jego kapturek, czyli właściwą odpowiednią czwartą nogę, też dajesz do masy) lub sięgniesz po coś współcześniejszego z podobnym hFE, np. 9018. Za UL1496 możesz też wstawić podobny np. UL1498 (schemat będzie bez zmian). Pamiętaj, że ten RX nie jest odporny na odwrotne podpięcie biegunów zasilania (od razu uwalisz 7400 i scalaka audio na bank), więc zabezpieczenie na diodzie zawsze wskazane.

Powodzenia. Jak to w końcu ogarniesz, to Ci się mózgoczaszka ogromnie powiększy i humor się poprawi, bo odpalisz coś sprzed lat, co Ci nie działało, a teraz, miejmy nadzieję, w końcu zadziała, a to jest bezcenne, bo daje satysfakcję jak nie wiem co.  

sznurek do katalogu polferowskiego --->

https://disk.yandex.com/i/8PuuIDrSAwRhgg

zalinkowanie do SP9ADU --->

https://disk.yandex.com/i/KzWRU9vuGh_JpQ

pinout do 7400 --->

https://disk.yandex.com/i/k8FQPSJZzWBcdw

No i może jeszcze jeden poniżej zalinkowany odbiornik Ci polecę, koncept SP5AHT, czyli Andrzeja Janeczka, czyli polskie odległe forkowe echo dawnego RFN-owskiego "Atlasa" z czasów późnego Gierka i kanclerza Schmidta; to jest z MT z roku 1992 i stało się totoż kanwą do powstania "najuboższej" (DSB) odmiany "Bartka" dla najbardziej początkujących pod nazwą "Bartek Zero" --->

https://disk.yandex.com/i/cXSzOdGlPlhe2A

... któregoż to wykonałem w podstawowej konfiguracji RX (wzm. m.cz. z przycięciem pasma akustycznego do 300 Hz ... 3 kHz na UL1498, filtr wejściowy samorobny na jednym podwójnym zespolonym 12x28 kombinowany dwuwarstwowo drutem na piechotę przy pomocy L-miarki, mieszacz na UL1242 oraz VFO dwutranzystorowe z najlepiej kondziorami NP0, żeby jak najmniej pływało i zamiast zenerki 78L08 zapakowałem i stoi względnie betonowo, tzn. w ciągu godziny więcej jak o 15 ... 20 Hz nie odjeżdża, o ile w zimie okna przy mrozie nagle nie otworzę na dłużej, czyli całkiem rozsądnie, choć nie miałem jeszcze wtedy, kiedy to robiłem, kondziorów NP0 i obłożyłem moje kaszaniaste tanie zwykłe chamskie ceramiczne kondensatory plasteliną grubo, żeby dać jakąś znośną wstępną izolację termiczną, a precyzer strojenia do VFO taki na warikapie i potencjometrze se dodałem, bo bez niego to krew człowieka naprawdę zalewa, żeby się do SSB dostroić normalnie po ludzku jakoś --->

https://antytuman.blogspot.com/2023/12/sprawdzony-warikapowy-precyzer.html

Powyższy odbiornik (ten na UL1242, czyli de facto "Bartek Zero" w wersji okrojonej do samej sekcji RX) znakomicie ściąga mocne stacje (tych raczej pobliskich stuwatowców z regionu oraz odleglejszych półkilowatowców z terenu całej Polski czy zagranicznych bardzo dobrze słychać wieczorem), a do odbioru dalszych słabszych watowo korespondentów to trzeba o jakimś choćby jednotranzystorowym wzmacniaczu wejściowym antenowym, nawet takim aperiodycznym bezcewkowym nierezonansowym, pomyśleć i nad anteną mocno popracować, tudzież wszechobecnego syfu cywilizacyjnego elektrosmogowego unikać. No, ale na początek jest to chyba bardzo OK. No i zaleta jest taka, że mieszacz i VFO tego odbiornika na UL1242 jest już przygotowany do przekształcenia w TX DSB, czyli jeśli masz ochotę na RX, to już jest gotowy, a jeśli chcesz go przerobić na TRX DSB, to dodajesz mikrofon na W66, przełącznik/przekaźniki komutujące oraz stopień mocy (2 waty PEP na np. BD136 lub jeszcze jeden stopień na BD(AP)... i będzie np. 10 watów, o ile poradzisz sobie z dość kłopotliwymi indukcyjnościami w tych obu PA). Przeróbki z RX na TRX jeszcze póki co nie inicjowałem, więc akurat nie będę w stanie służyć radą.

Tu masz mój domorosły samorobny wstęp do indukcyjności, bo bez tego chyba ciężkawo się w temat rezonansowy LC wprowadzić --->

https://antytuman.blogspot.com/2023/04/zrozumiec-indukcyjnosc-cewki-1.html

Sprawdzony windziany uniwersalny kalkulator LCf Henia Wydmucha (SP3JCG) masz tutu --->

https://disk.yandex.com/d/59xBDBtJeO__UQ

Pozdro z SP6 bardzo, kciuki trzymam za Twoje zmagania. Jeśli byś poległ na tych starożytnych obwodach polferowskich, to na współczesnych Amidonach (np. T37-2, liczba AL = 4, czyli dla 7.5 µH dajemy 44 zwoje, dla 10 µH dajemy 50 zwojów, a dla 20 µH dajemy 71 zwojów, czyli niezbyt gruby drut, bo inaczej nie wlezie), a nawet na większych rdzeniach dwuotworowych, najlepiej takich z konkretniejszym AL na poziomie np. kilkudziesięciu (takich jak w symetryzatorach do anten TV) poszłoby to prościej, a podstrajać można trymerem. Takie sprawy wyliczysz se z wzorów lub darmowym programem mini Ringkern-Rechner (ewentualnie jest jeszcze nieobowiązkowe uaktualnienie do niego). Uzwojenia wtórne w tych samych otworach, np. 3 ... 4 zwoje.

No i na koniec jeszcze jedna sugestia. Istnieje coś takiego jak uproszczony filtr wejściowy (pasmowy) na zakres 80 metrów, zrobiony z gotowych fabrycznych kupnych dławików osiowych 10 µH na trochę większą moc (np. półamperowych lub mocniejszych, bo jeśli wsadzisz taki malutki wielkości mrówki, to dobroć będzie fatalna i filtr będzie nędzny). Do tego dodajesz sztywne pojemności 182 pF i działa to niewiele gorzej od indukcyjności samodzielnie nawijanych, ale pamiętaj, że to muszą być większe gabarytowo dławiki z rozsądniejszą dobrocią Q (czyli te większej mocy). Kiedy się ta koncepcja na przełomie wieków pojawiła w prasie specjalistycznej, to wielu konstruktorów kręciło nosami, że to nie ma prawa dobrze działać, ale życie udowodniło, że jest całkiem nieźle, więc rozważ też i taką uproszczoną możliwość:

https://disk.yandex.com/i/myHrL6hbNgSw7w

Powyższy uproszczony filtr BPF można również wykonać na toroidach, "lornetkach", rdzeniach walcokształtnych (= wsuwanych nawet i "paluchami", czyli ręcznie do karkasu), a nawet na ułomkach antenowych prętów ferrytowych, a w najbardziej desperackiej ostateczności wręcz próbować męczyć się z cewkami powietrznymi (podstawa zwana "ground plane", montaż typu "Manhattan", metalowe chasis, ekrany itp.), np. na plastikowych rurkach wodociągowych. Zaletą wersji uproszczonej jest brak konieczności wykonywania uzwojeń sprzęgających.

No, mam nadzieję, że Ci za bardzo w głowie nie namieszałem, ale chciałem pokazać, że w radiotechnice każdą sprawę można realizować wieloma sposobami, w zależności od tego, co nam zalega w rupieciach i co jest dostępne w handlu. Części różne, ale matma i fiza niezmiennie ta sama, co jest najbardziej zaj*** w tym hobby.

(Marcin Perliński)

literatura dodatkowa