Transkript

1 Roèenka ELECTUS 2003 V tomto se itì Ná rozhovor... 1 Transceiver 1296 MHz pro PR... 3 Generátor DTMF volby s PWM Programovatelný automat Hladinový spínaè Kuchyòské stopky Èasový spínaè Dodatkový indikátor Jednoduchý inteligentní cyklovaè stìraèù Laboratorní zdroj 170 V/0,5 A Zajímavá a praktická zapojení Radiotechnika Nf technika Rùznì aplikovaná elektronika Mikroprocesorová jednotka se simulovaným rozhraním I2C Elektronické telegrafní klíèe Ná rozhovor (dokonèení) EH antény - rozporuplné diskuse Zajímavé upozornìní ohlednì programovatelných oscilátorù Moravané v Malajsii Od Dorette pøes RF-11 k Orlíku ELECTUS 2003 Speciál, roèenka èasopisu Praktická elektronika A Radio Vydavatel: AMARO spol. s r. o. Redakce: éfredaktor: ing. Josef Kellner, redaktoøi: ing. Jaroslav Belza, Petr Havli, OK1PFM, ing. Milo Munzar, CSc., sekretariát: Eva Kelárková. Redakce: Radlická 2, Praha 5, tel.: , tel./fax: , sekretariát: , l Roz iøuje ÚDT a. s., Transpress spol. s r. o., Mediaprint & Kapa a soukromí distributoøi. Pøedplatné v ÈR zaji uje Amaro spol. s r. o. - Hana Merglová (Radlická 2, Praha 5, tel./fax: , ). Distribuci pro pøedplatitele také provádí v zastoupení vydavatele spoleènost Mediaservis s.r.o., Abocentrum, Moravské námìstí 12D, P. O. BOX 351, Brno; tel: ; fax: ; abocentrum@mediaservis.cz; reklamace - tel.: Objednávky a predplatné v Slovenskej republike vybavuje Magnet-Press Slovakia s. r. o., Teslova 12, P. O. BOX 169, Bratislava 3, tel./fax (02) predplatné, (02) administratíva; magnet@press.sk. Podávání novinových zásilek povoleno Èeskou po tou - øeditelstvím OZ Praha (è.j. nov 6005/96 ze dne ). Inzerci v ÈR pøijímá redakce - Michaela Jiráèková, Radlická 2, Praha 5, tel.: , tel./fax: (3). Inzerci v SR vyøizuje Magnet-Press Slovakia s. r. o., Teslova 12, Bratislava, tel./fax (02) Za pùvodnost a správnost pøíspìvkù odpovídá autor (platí i pro inzerci). Internet: pe@aradio.cz Nevy ádané rukopisy nevracíme. ISSN , MKÈR 7409 AMARO spol. s r. o. s Pavlem írem, OK1AIY, z Mrklova v Krkono ích, celo ivotním konstruktérem radioamatérských a radiokomunikaèních zaøízení, pøi pøíle itosti jeho 60. narozenin (* ). Úspì ná práce na mikrovlnách, øada hezkých spojení, mnohdy prvních a neopakovatelných, zdaøilé konstrukce pøijímaèù i vysílaèù, dobøe fungující pomùcky slou ící u celá desetiletí ostatním radioamatérùm, kteøí na mikrovlnách aktivnì tvoøí 60 let - to je pøíle itost k zamy lení a polo ení nìkolika otázek. Jak toho v eho mù e radioamatér dosáhnout? Abych pravdu øekl, mìl jsem vlastnì tìstí, e jsem s radioamatéøením zaèal v létech, kdy to vlastnì ani moc ne lo. Pro lep í pochopení je tøeba se pøenést o nìkolik desítek let zpìt, do zaèátku edesátých let minulého století. Bylo mi dvacet, chu nìco tvoøit byla velká, ale moderní souèástky, jak je teï známe, nebyly, a tak se muselo dìlat z toho, co bylo k dispozici. Dìlali to tak v ichni a byla to nepøetr itá improvizace. Jak èas el a moderních souèástek velmi pomalu pøibývalo, situace se zlep ovala. Zaèalo to jednodu ími konstrukcemi, které byly funkèní, a jakmile se objevilo nìco, èím by se zaøízení vylep ila, ihned jsem to do nich zaèlenil. Byla to mnohdy úmorná práce, ale zaèalo se pomalu daøit. Jak ses k radioamatérskému hobby vlastnì dostal? Radiotechnika mne zajímala u ve kole a kabinet s èetnými pomùckami byl kouzelné místo. V padesátých létech tu ím v 6. tøídì jsem tøídní uèitelce zkonstruoval dvoulampovku. ásko se v emi ivými èástmi se jí moc nelíbilo a donutila mì na to udìlat døevìnou skøíòku s brokátem a stupnicí. Bylo to hrozné pøemáhání, ale nakonec fungovala i prosvìtlená stupnice. Cívková souprava (stála tenkrát 30 Kès) mìla i rozsah KV a na 40 m pásmu bylo mo né poslouchat radioamatérský provoz. Pásmo 7 MHz mìl i rozhlasový pøijímaè KONGRES a fonická spojení bylo zajímavé poslouchat. Dodnes si vzpomínám, jak to nìkterým stanicím dobøe fungovalo. Pak jsem mìl tìstí, kdy mì vzali do uèení ve Vrchlabí, kde bylo pøi n. p. Tesla støedisko, kde se uèili áci pro v echny podniky v Èeskoslovensku napø. pro Teslu Vr ovice, Teslu Hole ovice, kde v ude se pracovalo s vakuem. kola to byla tenkrát velmi dobrá a bylo mo né se tu hodnì nauèit. První rok se strojaøi kompletní zámeènièinu, druhý a tøetí rok u elektrotechniku v eho druhu. Mne v echno zajímalo, a tak jsem se hodnì ptal dokonce se v mém posudku objevilo, e jsem pøíli zvìdavý, ale dodnes nevím, jestli to bylo dobøe nebo patnì. Jako perlu bych rád uvedl, e mechanikem vakuových zaøízení (jak se uèební obor jmenoval) se vyuèil i známý umìlec Josef Laufer. Poznal jsem ho u závìreèných zkou ek (uèil se o nìjaký ten rok døív), a byl bohémem u tenkrát. Pavel ír, OK1AIY V roce 1960 jsme u chodili na praxi do hlavního závodu Tesla. Nejdøív jsme pro li v mìsíèních intervalech v echna oddìlení moje první bylo ve výrobì, kde jsem getroval elektronky PABC80. To se nedá zapomenout. Ve stejném roèníku se uèil i Miloslav Zemek, OK1DCC, Václav Vilímek, OK1AQZ (pozdìji DJ0IV) a Karel Horáèek, OK1ATT. Mìli jsme tenkrát tøi stejné dvoulampovky a poslouchali na KV. Nakonec jsem zakotvil ve vývojovém oddìlení a to bylo mo ná opìt tìstí. Vyvíjet, nebo jen jak se øíkalo opajcovat elektronky a výbojky svìtové provenience nebylo v èeských pomìrech jednoduché a tady jsem zapadl mezi lidi, kteøí to umìli. Na bizarních technologických zaøízeních se tu vyrábìly a do sériové výroby pøipravovaly v echny mo né elektronky, stabilizátory a výbojky. Vakuová technika tu mìla dlouhou tradici ve 40. létech sem toti pøesunuli vývoj od firmy LORENZ z Berlína poté, co to tam spojenci vybombardovali. Ve Vrchlabí se pak vyvíjely a vyrábìly unikátní elektronky pro wehrmacht (star ím radioamatérùm známé), napø. RV12P2000 a do konce dubna 1945, ale v malých sériích je tì obèas i dlouho potom. Mnoho pøístrojù se zachovalo jak v technologii, tak i v laboratoøích a slou ily a do zaèátku 90. let, kdy skonèily ve rotu. (Profilprojektory od firmy HAUSER a dal í - vlastnì v echno.) Dìlal jsem údr bu i konstrukce technologických zaøízení na výrobu elektronek, tenkrát u byly první s rámeèkovými møí kami, které mìly velkou strmost a odkmitat zahoøovací rám se stovkou E180F nebo E88CC bylo opravdu kus kum tu. Na ty èasy vzpomínám rád, proto e ve vedlej ím oddìlení pracovalo nìkolik vìhlasných radioamatérù. Jirka, OK1FT, a Pavel Urbanec, OK1GV, v té dobì udávali radioamatérskému ivotu jak se øíká takt a dívat se jim na ruce bylo neocenitelnou kolou. Pavlovy konstrukce pro KV i VKV byly v té dobì pièkové a znaèka OK1KVR figurovala tenkrát na prvních místech. Ono toti je velmi dùle ité mít blízko nìkoho, za kým mù ete pøijít a na cokoliv se zeptat. Takoví spolupracovníci tenkrát byli stále na dosah a vzájemný lidský kontakt býval lep í. To èlovìk ocení a tehdy, kdy ubìhnou léta a u není za kým jít Nejsem si jist, zda Internet v dne ní dobì tohle zcela nahradí. Jaké byly nejdùle itìj í momenty pøi tvém úspì ném startu? Bylo jich hodnì, ale vzpomínám na úplné zaèátky honu na li ku (dnes rádiový orientaèní bìh, ARDF). Druhý roèník soutì e se konal v Harrachovì a kdo mìl nìjaký ten pøijímaè, zúèastnil se. Osahat si prakticky, jak se KV a VKV íøí v terénu, jak se odrá ejí, a dojít a k samému zdroji signálu jen podle nasmìrované antény to byla velká kola. Mìl jsem tenkrát na 2 m elektronkový superhet se superreakèní mezifrekvencí na 45 MHz. Jirka, OK1FT, vyrobil konvertor s bateriovými elektronkami 5875 (1AD4) z meteorologických sond, který fungoval ne- 1

2 obyèejnì dobøe. Poradil mi, jak na to, a dal potøebný nedostatkový materiál, takže prvního mistrovství svìta (toho východního), které se zaèátkem 60. let v Harrachovì konalo, jsem se také zúèastnil. Jako liškaøi zaèínali mnozí velmi úspìšní radioamatéøi prakticky všichni, kteøí v té dobì vzešli z èetných zájmových kroužkù, které v radioklubech i na školách byly. Dnes je ROB samostatnou disciplínou. V té dobì jsem udìlal i první krystalem øízený vysílaè s 6L41 na konci a zaèal to zkoušet i na pásmu jak jinak než naèerno pod znaèkou mého dobrého pøítele Rudy Šubrta, OK1HK. Jak vypadala v šedesátých létech prùmìrná radioamatérská zaøízení pro VKV? Na 2 m se ještì dlouho používaly elektronkové vysílaèe øízené krystaly a oddìlené pøijímaèe. Transceivery tenkrát ještì bìžné nebyly. Modulace vìtšinou AM a samozøejmì CW. Konvertory osazené PCC84, pozdìji E88CC, pøipojené k inkurantním pøijímaèùm. Podobnì tomu bylo i na 70 cm, elektronky tu ještì fungovaly, takže výkony øádu wattù až desítek wattù již tenkrát byly bìžné. Antény se používaly prakticky jako dnes, snad jen koaxiální kabely jsou nyní kvalitnìjší. Spojení bylo ale možné uskuteènit i s QRP (malými výkony). Do módy pøišly konstrukce malých pøenosných zaøízení napájených z baterií. Velmi oblíbený byl závod BBT (Bavorský horský den), kde zaøízení bylo omezené hmotností, takže i výkony tomu odpovídaly. Byly to vìtšinou desítky až stovky mw. To se mi velmi zamlouvalo a v roce 1963 jsem takové zaøízení postavil. V Rožnovì pod Radhoštìm se tenkrát zaèínaly vyrábìt tranzistory OC170, které se na to ani vlastnì nehodily, a aby bylo možné rychle zkusit nìjaký lepší, byly v paticích. Rozdíl s okolním svìtem tenkrát nebyl zas až tak velký, ale venku se dìlaly i lepší, a tak soustavné zlepšování bylo možné. Výkon 5 mw, který tenkrát zaøízení napájené dvìma plochými bateriemi dávalo, byl opravdu nepatrný, ale spojení se s tím dala navazovat až neuvìøitelnì dobøe. Je pravda, že mi to uèarovalo a zaøízení jsem postupnì udìlal nìkolik. Firma Texas Instruments vyrábìla tenkrát tranzistor 2N1141, který dával na 2 m nìkolik stovek mw. Bylo to ohromné zlepšení. Za krátkou dobu již v Tesle Rožnov vyrábìli typ GF501 ale ten tak dobrý nebyl. Je vidìt, že právì na toto období rád vzpomínáš. Jaké zlomo- 2 Tranzistorový vysílaè pro 144 MHz, výkon 5 mw pro AM, CW (rok 1963) Pøijímaè 2 m pro hon na lišku, 7elektronkový superhet se superreakèní mf na 45 MHz (rok 1961) vé okamžiky z hlediska pokrokù v radiotechnice pro tebe byly dùležité v tvé práci na VKV? Tenkrát se toho hodnì událo. Práce kolem konstrukcí bylo tolik, že dìlat po celou noc až do rána nebylo nic neobvyklého. A také se daøilo. Každé zlepšení se ihned projevilo ve výsledcích na pásmu. V roce 1963 se také podaøilo nemožné - v takøka beznadìjné situaci mi Bohouš Klepal, OK1ADC, vybìhal koncesi. Ano, øíkejme tomu tøeba tak; byly mezníky, které pøinášely v práci nìjaký výraznìjší posun dopøedu. V 60. letech se toho opravdu hodnì dìlo. Èasopisy byly plné inspirujících èlánkù, vyšla knížka od Rambouska o VKV konstrukcích a na 2 m pásmu bylo každý veèer živo. Jindra Macoun, OK1VR,,jezdíval ze Snìžky a ukazoval, co všechno se na VKV dá dìlat, zvláš když pøišly lepší podmínky šíøení. Pøínosem byly i majáky OK1KCU/1 a OK1KVR/1. Na pásmu byl již nìjaký stálý signál, což velmi usnadnilo práci. Zlomový okamžik pøišel v roce 1967; zprovoznil jsem SSB vysílaè, pøeladitelný v celém 2 m pásmu. Další takový moment byl v sedmdesátém roce, kdy se mi podaøilo sehnat MWeC a udìlat k nìmu konvertor. Pavel, OK1GV, mìl vymyšlený elektronkový s dvojím smìšováním, a tak jsem jej udìlal v tranzistorovém provedení s dvouhradlovými FETy. 3N141, 3N200 a byly tenkrát právì nové a to pøedstavovalo v konstrukcích také zlomový moment. Nakonec se mi podaøilo pomocí jednoduchého premixeru obì zaøízení ztransceiverovat, takže se MWeCem ladil i vysílaè. Moc dobøe se s tím,jezdilo a pøi závodech byla radost dìlat stovky spojení. V kotelnì horského hotelu Panorama na Benecku bylo útulno a celá rodina pana vedoucího Josefa Kloudy mi velmi pøála. V té dobì totiž bývaly trvale dobré podmínky šíøení VKV a po Evropì se SSB zaøízení stavìla. První SSB zaøízení pro 2 m u nás mìl již v roce 1964 Pribin, OK1AHO (provedení fázovou metodou). Firemní zaøízení už také existovala, ale 90 % provozovaných zaøízení bylo zhotoveno podomácku. Bylo totiž chloubou každého poøádného,vékávisty si SSB transceiver udìlat sám upøímnì øeèeno ono ani vìtšinì nic jiného nezbývalo. Dalším mezníkem v práci na VKV bylo použití varaktoru. Je to totiž fantastická souèástka, se kterou bylo možné se jednoduše dostat na vysoké kmitoèty, protože žádný další prvek, napø. vhodný tranzistor tenkrát ještì nebyl. Varaktory se používaly v televizních trasách a všude tam, kde bylo potøeba vìtšího výkonu na pøesném kmitoètu. Varaktor se kromì jiných aplikací (parametrický zesilovaè a smìšovaè) používal pøedevším jako násobiè. Pomìrnì dobrá úèinnost (η = 1/n) a jednoduchost aplikace byla velmi vítaná vždy kromì buzení už k nìmu žádný další drát nevedl a kromì obvodových cívek a kondenzátorù tam byla už jen jedna souèástka odpor pro nastavení pracovního bodu. Samozøejmì, že hloubaví bastlíøi v Evropì pøišli na to, že leckterá kapacitní dioda pro ladìní VKV tuneru se k tomu také trochu hodí, a tak se první varaktorové násobièe stavìly s BA149 atd. U nás to byla KA204 z Tesly Pieš any, která to také,umìla, a pøi instalaci do koaxiálního pouzdra, které zmenšilo indukènost a zlepšilo chlazení, dokonce pomìrnì uspokojivì. Stovky mw na pásmech 23 i 13 cm byl tenkrát úctyhodný výkon, protože ten,dával jen drahý profesionální varaktor s berylliovou keramikou. Faktem bylo, že èip to umìl a pro další zlepšení bylo ještì tøeba udìlat dvì další technologické operace: pokovení a pøipájení pøímo na základnu. To by šlo i v našem podniku, protože potøebné technologie tam už tenkrát byly. (Psal se rok 1971 a zaèínaly se vyrábìt tyristory.) To jsem ale nemohl dìlat sám a u ostatních spolupracovníkù vùle nebyla. Zbylo z toho nìkolik desítek upravených KA204S v dnes už jistì odložených zaøízeních a 2000 èipù z Tesly Pieš any od øeditele, který tìmto experimentùm velmi pøál. Rád bych po tøeceti letech jemu i ostatním spolupracovníkùm touto cestou podìkoval. Byl to výborný start pro další mikrovlnné konstrukce. Jak vypadaly tvoje první konstrukce pro pásma 23 a 13 cm? Zaèátkem sedmdesátých let to byly opravdu varaktorové násobièe na vysílací stranì a smìšovaè s 1N21 na vstupu pøijímaèe. Vynechal jsem etapu s LD11, takže jsem mìl jen nepatrný výkon. V tìch létech ale,vybìhla øada nových tranzistorù BFR90, BFR34, BFR96, které umožnily zhotovit transvertor pro 23 cm. Zesilovací stupnì byly s elektronkami PC88, které na tìchto kmitoètech ještì zesilovaly, a svoje první SSB spojení na 23 cm jsem navázal s tímto zaøízením. (Dokonèení na s. 53)

3 Transceiver 1296 MHz pro paket rádio Martin Èihák, OK1UGA Provoz Packet Rádio se mezi radioamatéry již dávno stal uznávaným (a zatracovaným) prostøedkem pro získávání informací a komunikaci. Bohužel používané prostøedky a zaøízení zùstávají vìtšinou na úrovni z doby pøed deseti lety, kdy sí PR vznikala. Poèet uživatelù a využití se však od tìch dob mnohonásobnì zvýšilo. Tomu odpovídá stav a funkènost sítì PR v OK. Zoufale pomalé linky a pøetížené uživatelské vstupy to je typický obraz stavu sítì PR v OK. Jedním z hlavních dùvodù tohoto stavu je absence jednoduchých, dostupných a levných vysokorychlostních transceiverù. Tuto mezeru se pokouším vyplnit popisovaným zaøízením. V dobì, kdy jsem se zaèal zabývat myšlenkou na stavbu rychlého transceiveru (dále TCVR) pro PR, bylo k dispozici nìkolik zaøízení pro rychlost 9,6 kb a jen jeden TCVR od S53MV pro rychlost 38,4 kb - bohužel neumožòoval pøeladìní. Žádná nabízená konstrukce nesplnila beze zbytku mé požadavky. Proto jsem se rozhodl pro vlastní vývoj. Položil jsem si nìkolik základních podmínek: - Zaøízení musí být co nejlevnìjší. - Všechny použité souèástky musí být bìžnì dostupné. - Zaøízení musí být snadno pøeladitelné. - Nesmí to být nìjaká ošizená krystalka. Každý vidí, že požadavky na vlastnosti zaøízení jsou v pøímém rozporu s požadavkem nízké ceny a dostupnosti materiálu. Pøesto se mi podaøilo postavit zde popisovaný TCVR umožòující rychlost 38,4 kb pro pásmo Obr. 1. Blokové schéma 1296 MHz, který splòuje všechny požadavky za cenu souèástek, která by nemìla pøekroèit asi 2500 Kè. Popis zaøízení Srdcem celého zaøízení je modul fázového závìsu. V nìm vznikají kmitoèty pro buzení TX a smìšovaèe RX. Funkce FZ jsou øízeny z procesorové desky sbìrnicí I 2 C. Procesorová deska sdružuje všechny ovládací prvky a øídí celý TCVR. Modul TX obsahuje tøístupòový zesilovaè, který zesiluje signál z VCO na výstupní výkon asi 0,5 W. Druhá verze vysílacího modulu dává výkon až 1,3 W. Modul RX obsahuje kompletní pøijímaè. Výstupem z nìj je TTL signál DATA. Jako doplnìk slouží modul S-metru, který pøevádí napìtí na výstupu S-metr modulu RX na úroveò vhodnou pro bìžné mìøidlo. Modul, který není souèástí tohoto popisu, je modem. Použil jsem modem Manchester, podle S53MV, který byl nìkolikrát popsán - napø. v [4]. Blokové schéma zaøízení je na obr. 1. Fázový závìs Obsahuje 2 VCO kmitající na pracovním kmitoètu v pásmu 1296 MHz. VCO TX vyrábí pøímo vysílaný kmitoèet a na jeho varikap je zaveden modulaèní kmitoèet. VCO RX vyrábí kmitoèet pro buzení smìšovaèe RX. Každé VCO je øízeno jedním IO TSA5511. Oba výstupní kmitoèty jsou zcela nezávislé. Díky tomu TCVR umožòuje plnì duplexní provoz. VCO jsou v zapojení s mikropáskovými interdigitálními filtry [6]. Toto zapojení je zatím ponìkud neobvyklé, ale má velmi dobrou spektrální èistotu a kmitá pøímo v pásmu 1296 MHz. Kmitoèet VCO lze mìnit ladicím napìtím o asi 50 MHz. Šíøka pøeladìní je zámìrnì zmenšená kondenzátory C1 a C17. Støední kmitoèet VCO se pøesnì dostaví odfrézováním støedního prstu interdigitálního filtru. Signály z obou VCO jsou zesilovány IO3 a IO4. Pøi simplexním provozu je potøeba v jednom okamžiku vždy jen signál z jednoho VCO - pøí vysílání z VCO TX, pøi pøíjmu z VCO RX. Samotná VCO vypínat nelze - trvalo by pøíliš dlouhou dobu, než by se FZ zavìsil. Signál z právì nepotøebného VCO je proto odpojován vypnutím napìtí na MAR8. To se uskuteèòuje tranzistory T2 a T5. Ty jsou ovládány z portù P5 obvodù TSA5511. Pøi pøíjmu je navíc kmitoèet VCO TX pøelaïován o 2 MHz od pracovního kmitoètu, aby nerušil pøijímaè. K portùm P4 IO TSA5511 jsou pøipojeny signalizaèní diody LED. Jejich svit oznamuje, které VCO je právì aktivní. Referenèní kmitoèet bývá obvykle vyrábìn interním oscilátorem na kmitoètu krystalu pøipojeného k vstupùm Q1 a Q2 TSA5511. Bohužel nelze bìžnì sehnat krystal 3,2 MHz. Proto je referenèní kmitoèet vyrábìn hybridním oscilátorem 32 MHz a vydìlen obvodem IO6 10x na 3,2 MHz. Dvojitou dìlièku jsem použil z toho dùvodu, že jsem jednoduchou nesehnal. Pøi tomto 3

4 ního kmitoètu je totiž 3,2 až 4,48 MHz. Pøi kmitoètu krystalu 6,4 MHz již nìkteré kusy TSA5511 pøestávají fungovat. Hybridní oscilátor 32 MHz se používá ve výpoèetní technice, a proto je snadno dostupný. Oba obvody TSA5511 jsou øízeny z procesorové desky sbìrnicí I 2 C. Vstupem SDA se pøivádìjí data, vstupem SCL taktovací impulsy. Na vývody P6 a P7 IO jsou pøipojeny mìøicí body. Pøi použití zvláštního programu lze na tìchto mìøicích bodech namìøit kmitoèet z referenèního oscilátoru/512 na P6 a na P7 vydìlený kmitoèet z VCO. Schéma FZ je na obr. 2 a deska s plošnými spoji na obr. 3. Procesorová deska Funkce celého TCVR jsou øízeny mikroprocesorem Atmel AT89C2051 v obvyklém zapojení. Procesor umožòuje pøepínat 16 pøednastavených kmitoètù, na které lze TCVR naladit. Kmitoèet se pøepíná jumpery na vstupech T1.4 až P1.7. Pøednastavené kmitoèty lze snadno zmìnit HEX editorem v binárním programu pro procesor. Program pro procesor je volnì ke stažení na stránkách a na mé stránce Po vyjítí tohoto èlánku ho také rozešlu i do sítì PR. Tento program smí být volnì šíøen a používán a za jeho poskytnutí nesmí být vyžadována žádná úplata. Obr. 2. Schéma zapojení fázového závìsu referenèním kmitoètu je ladicí krok 50 khz. Bohužel není možné použít pro referenèní kmitoèet bìžnì dostupný krystal 6,4 MHz, jak je to chybnì popisované v nìkterých konstrukcích s TSA5511. Povolený rozsah referenè- Výstupem P1.3 se pøes optron a T1 ovládá napìtí 12 V TX, které slouží k napájení vysílací èásti TCVR. P1.2 slouží pro ovládání 12 V RX pro napájení pøijímací èásti zaøízení. P1.1 ovládá napìtí 12 V TX2, které blokuje vstup pøijímaèe pøi vysílání. Pøi pøechodu na vysílání se toto napìtí zapne krátký okamžik pøed zapnutím vysílaèe. Tím je ochránìn vstup pøijímaèe pøed nežádoucím zavysíláním do vstupního tranzistoru. Obr. 3. Deska s plošnými spoji fázového závìsu 4

5 Obr. 4. Schéma zapojení procesorové desky Vývod P1.0 je použit jako rezerva. Program v procesoru je možné libovolnì mìnit. Pokud by byla v budoucnosti potøeba další funkce, mùžeme využít tento vstup. Vstup P3.7 vyrábí SCL signál I 2 C sbìrnice, vstup P3.5 generuje signál SDA. I 2 C sbìrnicí se ovládají funkce fázového závìsu. Vstup P3.4 ovládá diodu LED signalizující vysílání. Obèas je potøeba pro úèely mìøení a testování trvale zaklíèovat vysílaè na vysílání. Proto je vstup P3.4 ovládán tlaèítkem, kterým lze trvale zaklíèovat vysílaè. Abychom ho pøi nastavování zaøízení nemuseli trvale držet, mùžeme spojit kontakt SL3 poèítaèovou zkratovací propojkou. Pøi tom však musíme dávat pozor na oteplení koncového tranzistoru ve vysílaèi, abychom ho neznièili. Na port P3.2 je pøipojen signál PTT z modemu. Pøi uvedení vstupu do log. 0 procesor pøepne TCVR na vysílání. Vstup P3.0 je využit pro odstranìní nepøíjemné chyby, která se vyskytuje u mého poèítaèe a pøedpokládám, že se mùže vyskytovat i u jiných. Když byl vypnut PC a zároveò zapnut TCVR, nìkdy se zaklíèoval vysílaè. Je to zpùsobeno tím, že PC obsahuje ATX zdroj a po vypnutí zùstává na napájecí sbìrnici neustále asi 0,9 V. Toto napìtí se dostává do modemu a zpùsobí zaklíèování výstupního tranzistoru v LM339, který spíná signál PTT. Abych tomuto stavu zamezil, je sledován portem P3.0 stav napìtí na napájecí sbìrnici. Pokud na ní je výraznì menší napìtí než 5 V, je procesorem zablokováno pøepnutí zaøízení na vysílání vstupem PTT. Funkce tlaèítka TX zùstává i v tomto stavu nezmìnìna. Dioda D2 signalizuje stav signálu DCD v modemu. Pokud používáme modem S53MV, neosadíme diodu DCD v modemu, ale propojíme její vývody na vstupy DCD a 5 V PC procesorové desky. Zelená dioda LED D1 signalizuje zapnutí PC. Modem je totiž napájen z SCC karty PC. Zenerova dioda D8 ochraòuje procesor proti náhodnému pøepìtí, které by se mohlo objevit na napájecí sbìrnici PC. Signál RESET je vytváøen v speciálním IO - DS1833. To je obvod, který zøejmì nebude bìžnì k sehnání. Lze ho však snadno nahradit dostupnìjším obvodem nebo obvyklým èlánkem RC. Schéma procesorové desky je na obr. 4 a deska s plošnými spoji na obr. 5. Modul pøijímaèe Obr. 5. Deska s plošnými spoji Procesorové desky Jde o nejsložitìjší èást zaøízení. Pøijímaè je zapojen jako superhet s dvojím smìšováním. První mezifrekvence je na kmitoètu 58,7 MHz, druhá na kmitoètu 10,7 MHz. Vstupní díl je v osvìdèeném zapojení s MGF1302. V popisovaném zapojení jsem dosáhl šumového èísla ménì než 6 db. MGF1302 je napájen ze stabilizátoru IO3-78L05. Vstup je pøi vysílání blokován diodou PIN D1. Tranzistor MGF1302 lze s pøekvapivì dobrým výsledkem nahradit velmi levným dvoubázovým tranzistorem FET BF998. Pak je nutné vynechat IO3 a na G2 pøivést napìtí asi 4 až 5 V odporovým dìlièem z napájecího napìtí. Rovnìž je vyzkoušeno použití tranzistoru CF300. V tomto pøípadì použijte na místì IO3 stabilizátor 78L06 a napìtí na G2 nastavte na asi 3 V. Za vstupním tranzistorem následuje tøíobvodová pásmová propust a smìšovaè s BF998, který smìšuje vstupní signál se signálem z VCO. Výstupem je kmitoèet první mezifrekvence 58,7 MHz. Signál z VCO se pøivádí krátkým ko- 5

6 Obr. 6. Schéma zapojení modulu pøijímaèe axiálním kablíkem na vstup VCO RX. Projde dvouobvodovým pásmovým filtrem L13 a L14 a je pøiveden do G2 T2. Za smìšovaèem následuje dvouobvodová pásmová propust naladìná na kmitoèet první mezifrekvence. Následuje zesílení tranzistorem T3 a další dvouobvodová pásmová propust na kmitoètu první mezifrekvence. Z vazby na cívce L8 jde signál na vstup IO MC3356. To je obvod speciálnì vyrobený pro rychlé datové pøijímaèe. Jeho výstupem je pøímo signál TTL. Obvod je použit v katalogovém zapojení. Ve smìšovaèi v IO je vstupní signál z první mezifrekvence smìšován se signálem z krystalového oscilátoru na kmitoètu 48 MHz s tranzistorem T4. Tento kmitoèet jsem použil pro snadnou dostupnost krystalu. Za smìšovaèem následuje keramický filtr Q1 na kmitoètu 10,7 MHz. Jde o bìžný filtr z rozhlasových pøijímaèù FM. Vyrábí se v rùzných šíøkách propustného pásma. Je vhodné použít co nejužší. Mìl by být k sehnání filtr se šíøkou pásma 180 khz. Nevhodné jsou filtry širší než 220 khz. Následuje limitaèní zesilovaè a kvadraturní detektor s rezonanèním obvodem L9, C33. Výstupní signál z detektoru je k dispozici na výstupu NF Out. Nf signál je dále v MC3356 zpracován komparátorem s hysterezí na výsledný datový signál TTL, vyvedený na výstup DATA. Na výstupu S-metr je k dispozici napìtí, jehož velikost odpovídá síle vstupního signálu. Bohužel je jeho základní úroveò (bez signálu) asi 0,8 V. Proto je pro jeho další zpracování nutno použít obvod S-metru. Trimrem R24 se øídí nastavení potlaèovaèe šumu. Pokud používáme modem S53MV, musí být potlaèovaè šumu vypnut. Na výstupu SQ je informace o zapnutí èi vypnutí potlaèovaèe šumu. Ve svém zaøízení tuto informaci nijak nevyužívám. Schéma pøijímaèe je na obr. 6 a deska s plošnými spoji na obr. 7. Modul S-metru Tento modul je doplnìk zaøízení, který pøevádí nevhodné napì ové úrovnì výstupu S-metr pøijímaèe na úrovnì vhodné pro ruèkové mìøidlo. Modul se skládá ze zdroje záporného napìtí s IO NE555 a operaèního zesilovaèe IO1. Zdroj záporného pøedpìtí je nutný pro napájení OZ, abychom mohli potlaèit základní napìtí na výstupu S-metru. Sestává se z oscilátoru s IO NE555 a diodového zdvojovaèe s D2, D3, C6 a C4. Výstupní záporné napìtí stabilizuje Zenerova dioda D4. Není nutné pøed ni vkládat srážecí odpor, protože výstupní napìtí z mìnièe je velmi mìkké a pøi použití ZD 9V1 je procházející proud asi 4 ma. Napìtí S-metru pøichází na vstupní dìliè R3, R12 a R7. Trimrem R12 lze vynulovat základní výchylku mìøidla. D1 zabraòuje výchylce mìøidla k záporným hodnotám. Trimrem R11 se nastavuje maximální výchylka (citlivost) mìøidla. Na výstup lze zapojit v podstatì libovolné mìøidlo v rozsahu od 100 µa do 1 ma. Já použil mìøidlo 200 µa. Schéma S-metru je na obr. 8 a deska s plošnými spoji na obr. 9. Vysílaè Díky tomu, že VCO pracuje pøímo na pracovním kmitoètu, je konstrukce vysílaèe velmi jednoduchá. Vyvinul jsem 2 moduly vysílaèe. První o výkonu asi 0,5 W; druhý asi 1 až 1,3 W. Vysílaè 1 Jedná se o tøístupòový výkonový zesilovaè ve tøídì C, který signál z modulu FZ zesiluje na výstupní výkon 0,5 W. Signál z VCO je krátkým koaxiálním kablíkem pøiveden na odboèku rezonátoru L1. Z nìj je signálem buzen pøes vazební kondenzátor Obr. 8. Schéma zapojení modulu S-metr Obr. 9. Deska s plošnými spoji modulu S-metr 6

7 C2 tranzistor T1. Pro vìtší zisk tohoto stupnì má transistor zavedeno do báze malé pøedpìtí. Tranzistorem bez signálu neteèe klidový proud. Následuje rezonátor L2, který na tranzistor pøivádí napájecí napìtí. Stejné zapojení má i druhý stupeò s tranzistorem BFG135. Na tomto stupni bývá u podobných zapojení použit BFR96. Pøi jeho použití jsem však k mému pøekvapení nebyl schopen z tohoto stupnì získat výkon dostateèný pro buzení koncového stupnì. Nevím, proè tomu tak je. Možná jsem mìl nekvalitní BFR96 - vyzkoušel jsem 3 kusy ze stejné série stejného výrobce. Proto jsem nakonec použil i na tento stupeò tranzistor BFG135. Je s podivem, jak málo se tento výborný a pøitom levný tranzistor v amatérských konstrukcích používá. Na odboèku následujícího rezonátoru je navázán koncový stupeò. V nìm jsem opìt použil tranzistor BFG135. Pro pøizpùsobení báze je použito vedení L4 dolaïované kapacitními trimry C12 a C13. Kolektor je k zátìži pøizpùsoben vedením L5 a trimry C15 a C16. Souèástí koncového stupnì je elektronický pøepínaè RX - TX s diodami PIN D1 a D2. Pro uvažovaný výkon postaèí typ BA479. Pøi vysílání je sepnuta dioda D1. Všechny tøi tranzistory mají v napájení zapojeny malé odpory, na kterých lze mìøit napìtí odpovídající kolektorovému proudu. Pøes oddìlovací kondenzátor C17 je vyrobený výkon veden na výstupní konektor N. Pøi pøíjmu je vypnuto napìtí +12 V TX a pøivedeno napìtí na vstup +12 V RX. Tím sepne dioda D2 a z anténního konektoru jde signál na výstup k RX. Schéma vysílaèe 0,5 W je na obr. 10 a deska s plošnými spoji na obr. 11. Vysílaè 2 Obr. 7. Deska s plošnými spoji modulu pøijímaèe V tomto zesilovaèi jsem se ponìkud zpronevìøil své zásadì používat pouze bìžnì dostupné souèástky. Na koncovém stupni je totiž použit tranzistor GaS FET typu CLY10. Tento tranzistor se mi náhodou podaøilo sehnat a nedalo mi, abych ho v zaøízení nevyzkoušel. Na vstupu zesilovaèe je použit IO MAR8 v katalogovém zapojení následuje ladìný obvod L2 a druhý stupeò Obr. 10. Schéma zapojení vysílaèe 1 7

8 SCC karty v PC a je z ní i napájen. OK2UCX popsal pøipojení tohoto modemu i na paralelní nebo sériový port PC. Toto pøipojení však nemám vyzkoušeno. Stavba zaøízení a jeho oživení Na zaèátku této kapitoly je nutné upozornit pøípadné zájemce, že stavba tohoto zaøízení není jednoduchá a nelze ji úspìšnì dokonèit bez zkušeností ve vf technice a základní mìøicí technice. Z mìøicí techniky se neobejdete vedle universálního mìøicího pøístroje (V, A, Ω) bez èítaèe do 1300 MHz, osciloskopu a vf voltmetru. Místo vf voltmetru lze použít i diodovou sondu k voltmetru. Výhodné je použít spektrální analyzátor a wobler. Obr. 11. Deska s plošnými spoji vysílaèe 1 s tranzistorem BFG135. Do jeho báze je pøivedeno promìnné pøedpìtí z dìlièe R5 a R3. Toto zapojení je dost neobvyklé a na první pohled hrozí znièení tranzistoru, pokud pøivedeme na bázi pøíliš velké napìtí. Zesílení tranzistoru však je malé a souèástky dìlièe jsou voleny tak, aby se tranzistor neznièil. Pøesto však je dobré být pøi zvyšování Ub velmi opatrný, protože zesílení tranzistoru mùže být kus od kusu znaènì rozdílné. Proud tranzistorem mìøíme na R3. Následuje další ladìný obvod L3 a koncový stupeò s tranzistorem CLY10. C23 slouží jako ss oddìlení, kdyby se prorazil trimr C12. Tento tranzistor má uzemnìný emitor, a proto musíme na møížku pøivést záporné pøedpìtí. Tranzistor napájíme napìtím 6 V, které získáme použitím stabilizátoru Z tohoto napìtí dostaneme záporné pøedpìtí pro G T3 oblíbeným IO ICL7660. Pøi napájecím napìtí +6 V získáme na výstupu 5 obvodu -6 V. Trimrem R6 lze mìnit pøedpìtí na G T3. Za koncovým stupnìm je zapojen anténní pøepínaè stejný jako u vysílaèe 1. Na místì D1 a D2 by bylo vhodné místo BA479 použít lepší diody. Já jsem použil diody HSMP3822, které se mi náhodou podaøilo sehnat. Bohužel u nás se vhodné diody shánìjí obtížnì. Schéma vysílaèe 2 je na obr. 12 a deska s plošnými spoji na obr. 13. Modem U TCVR lze použít v podstatì libovolný modem. Vhodných modemù byla v literatuøe popsána celá øada. Já použil modem podle S53MV s modifikací DPS podle OK1DXO. Popis modemu není souèástí tohoto popisu - nejsem jeho autorem. Doporuèuji u nìj uskuteènit dvì drobné úpravy. Rezistor 68 kω, který jde na výstup modulaèního signálu, je vynechán (nahrazen propojkou) a trimr 10 kω, kterým se nastavuje výstupní úroveò modulace, je nahrazen trimrem 1 kω. Pøed touto zmìnou se zaoblovaly hrany modulaèního signálu. Další zmìnou je neosazení diody LED DCD a propojení uvolnìných pájecích bodù na odpovídající vstupy procesorové desky. Modem je pøipojen do Procesorová deska Jako první je tøeba oživit tento modul. Na jeho funkci jsou závislé všechny ostatní moduly. Osaïte všechny souèástky. Pouze procesor ponechte venku z objímky. Pøipojte napájecí napìtí a zkontrolujte napìtí 5 V za stabilizátorem IO2. Odpojte napájení a zasuòte naprogramovaný procesor. Opìt pøipojte napìtí. Po iniciaci (asi 1 s) by se mìlo objevit napìtí na výstupu +12 V RX. Stisknìte tlaèítko TX. Mìla by se rozsvítit èervená dioda LED D3, zmizí napìtí z výstupu +12 V RX a objeví se na výstupech +12 V TX a +12 V TX2. Tím je ovìøena funkènost procesorové desky. Fázový závìs Nejprve osaïte veškeré souèástky v obvodech VCO a zesilovaèích s MAR8. Propojte volné konce rezistorù R6 a R19 na zem. Na volné konce R10 a R22 pøipojte napìtí asi 6 V. Pøipojte napájecí napìtí a pøekontrolujte, zda napìtí v mìrných bodech pøibližnì odpovídají hodnotám, které jsou vyzna- Obr. 12. Schéma zapojení vysílaèe 2 8

9 Obr. 13. Deska s plošnými spoji vysílaèe 2 èeny ve schématu. Pøipojte èítaè na výstup a mìli byste namìøit kmitoèet výstupního signálu v pásmu 1296 MHz. V této chvíli pravdìpodobnì bude výstupní kmitoèet o nìco nižší, než budeme potøebovat. Kmitoèet by mìl být pomìrnì stabilní a klidný. Zkuste mìnit ladicí napìtí v rozsahu od 3 do 10 V. Kmitoèet by se mìl mìnit asi o 50 MHz a oscilace nesmí vypadávat. Obvykle se však mìní amplituda kmitù. Nelekejte se toho, že tranzistory T1, T4, rezistory R2, R3, R15, R16 a zesilovaèe IO3 a IO4 znatelnì høejí - je to v poøádku. Zapojte IO5, hybridní oscilátor, dìlièku IO6 a všechny související souèástky. Èítaèem zkontrolujte výstupní kmitoèet 32 MHz z oscilátoru. Pak zmìøte kmitoèet 3,2 MHz na vývodu 13 dìlièky Osaïte IO1 a IO2 a všechny související souèástky. Vstupy SDA a SCL propojte se stejnojmennými vývody na procesorové desce a zapnìte pøístroj. Po krátké iniciaci by se mìla rozsvítit zelená dioda LED D4 signalizující pøepnutí na pøíjem. Tranzistor T5 je sepnut a T2 rozepnut. Stisknìte tlaèítko TX na procesorové desce - mìla by se rozsvítit èervená dioda LED D3 signalizující vysílání. Tranzistor T2 je sepnut a T5 rozepnut. Tím je zkontrolovaná funkce sbìrnice I 2 C a ovládání funkcí FZ. Sejmuté sekvence ovládacích signálù na I 2 C pøi zápisu i ètení jsou na obrázcích obr. 14 a obr. 15. Pøepnìte zpìt na pøíjem a pøipojte èítaè na výstup RX. Jumpery na procesorové desce nastavte kmitoèet, který chcete používat. Voltmetr pøipojte na spoj rezistorù R21 a R22. Pokud máte štìstí, je na výstupu kmitoèet nastavený na procesorové desce. Napìtí mìøené voltmetrem by mìlo být vyšší než 5 V a menší než 10 V. Za souèasného sledování kmitoètu odfrézujte volný konec prostøedního prstu rezonátoru tak, aby bylo napìtí asi 6 V. Pøitom nesmí oscilátor pøestat kmitat a kmitoèet musí být zcela stabilní. U jednoho oscilátoru se mi stalo, že ladicí napìtí bylo asi 5 V, výstupní kmitoèet byl udržován o nìkolik MHz nad nastaveným kmitoètem a poslední místa na èítaèi problikávala - kmitoèet byl nestabilní. Speciálním programem jsem pøeèetl po I 2 C z TSA5511, že FZ je zavìšen. Nad problémem jsem strávil øadu hodin, než jsem našel pøíèinu. Vf napìtí na vstupu TSA5511 bylo pøíliš malé a ten zaèal chybovat pøi jeho dìlení. Øešení bylo prosté. Vynechal jsem vazební kondenzátor 1 pf od výstupu VCO a navázal vstup TSA5511 krátkým drátkem pøitisknutým pøímo ke kolektorovému rezonátoru VCO. Pochopitelnì je možné také vyzkoušet zmìnu odporu rezistoru z kolektoru do báze tranzistoru ve VCO. Jeho zmenšením se zvyšuje výstupní amplituda, ale také roste odebíraný proud a oteplení tranzistoru. Odpor 22 kω se mi jeví jako rozumný kompromis. Pokud máte nastavený oscilátor RX, pøepnìte na vysílání a zopakujte postup pro oscilátor TX. V pøípadì problémù mùžete využít speciální rutinu, která je souèástí programu v procesoru. Aktivuje se tak, že držíme stisknuté tlaèítko TX a souèasnì zapneme TCVR. Po 3 s zaène blikat LED TX, což je indikace spuštìné diagnostické rutiny. Tím jsou uvedeny obì TSA5511 do speciálního diagnostického módu, ve kterém lze na mìøicích bodech mìøit vydìlené kmitoèty vstupující do TSA5511. Na MB1 a MB3 lze mìøit referenèní kmitoèet 3,2 MHz vydìlený tedy 6,25 khz. Na MB2 a MB4 namìøíte kmitoèet VCO vydìlený dìlicím pomìrem promìnného dìlièe v TSA5511. Pokud namìøíte jiný kmitoèet, je pravdìpodobné, že má dìlièka malé vstupní napìtí a nedìlí správnì. Sejmutý tvar signálù na mìøicích bodech v diagnostickém režimu je na obr. 16 Vysílaè pro TCVR Oba vysílaèe jsem postavil a v provozu vyzkoušel. Oživení vysílaèe 1 bylo prakticky bez problémù, horší to bylo s vysílaèem 2, který musí mít vìtší zisk, a byl problém ho dosáhnout. Oba zesilovaèe jsou naprosto stabilní a není tedy problém je naladit. Všechny trimry ostøe ladí. Vysílaè 1 Oživení vysílaèe je pomìrnì jednoduché. Prostì se všechny obvody nastaví na maximální výstupní výkon. Pøes pomìrnì znaèný zisk celého zesilovaèe je vysílaè zcela stabilní a jeho nastavení neèiní velké problémy. Na vstup pøiveïte signál z FZ a do výstupního konektoru pøipojte pøes mìøiè ÈSV umìlou zátìž 50 Ω vhodnou pro pracovní kmitoèet. Vf sondou se pøipojte na živý konec rezonátoru L1 a Obr. 14 a 15. Sejmuté sekvence ovládacích signálù na I 2 C pøi zápisu i ètení 9

10 Obr. 16. Sejmutý tvar signálù na mìøicích bodech v diagnostickém režimu obvod nastavte na maximum. Pøipojte se na živý konec rezonátoru L2 a kapacitními trimry C1 a C6 nalaïte maximum signálu. Sledujte proud procházející tranzistorem, mìl by dosáhnout asi 28 ma. Pøipojte vf sondu na živý konec rezonátoru L3. Ladìním všech tøí obvodù opìt nalaïte maximální napìtí. V okamžiku, kdy se objeví výchylka na mìøièi ÈSV, dolaïte kapacitní trimry C15 a C16 na maximální výchylku. To je velmi dùležité. Tranzistor T3 je používán na hranici svých možností a pøi nedoladìném výstupu byste ho mohli velmi snadno upéci. Dolaïte všechny obvody na maximum výstupního výkonu pøi souèasném sledování proudu tranzistorem T3. Pokud by tento proud pøesáhl 120 ma, je tøeba zmenšit zisk zesilovaèe tak, aby se nepøetìžoval tranzistor T3. Snížit zisk lze zvìtšením odporu rezistorù R3, R5 a R7 nebo zmenšením kapacit kondenzátorù C2 a C7. Opakovaným jemným dolaïováním všech obvodù dosáhnìte maximálního výstupního výkonu. Všechny obvody se ladí pomìrnì ostøe a nesmí se skokovì zmìnit amplituda. To by bylo pøíznakem nestability zesilovaèe. Souèasnì sledujte oteplení tranzistoru a podle potøeby ladìní pøerušujte, aby se tranzistor nepøehøál. V této souvislosti musím upozornit na jednu nepøíjemnou vlastnost tohoto zesilovaèe, která je zpùsobena jednoduchostí jeho konstrukce. Výstupní výkon je znaènì závislý na napájecím napìtí. Pokud zesilovaè nastavíte pøi napìtí 12 V a pak ho pøipojíte na oblíbených 13,8 V, zcela jistì upeèete výstupní tranzistor. Nastavujte tedy TX pøi napìtí, s jakým pozdìji budete celé zaøízení používat. Tuto vlastnost mají všechna podobnì zapojená amatérská zaøízení, jen jejich autoøi se o tom jaksi opomnìli zmínit. Øešením by bylo zavedení stabilizace pracovního bodu tranzistorù, avšak pak by jistì nastaly problémy s blokováním a nestabilitou zesilovaèe. Na závìr ještì ovìøte, že dioda D2 je polarizovaná v nepropustném smìru a na výstupu k RX není žádné vf napìtí. To by mohlo znièit vstupní tranzistor v pøijímaèi. Za zmínku stojí chlazení koncového tranzistoru. Tento tranzistor je zatìžován na hranici svých možností. Proto je nutné uèinit všechna opatøení pro lepší chlazení. Doporuèuji namazat ze spodní strany tranzistor silikonovou vazelínou a pøed zapájením pøitisknout k DPS. Z vrchní strany je chlazen køidélkem z mìdìného plechu, které je pøitisknuto k pouzdru tranzistoru. Spoj je opìt potøen silikonovou vazelínou. Kolektorový výstupní pásek je pøitisknut k mìdìnému pásku na DPS a pak pøipájen. Dùležitý je tìsný styk kolektoru s mìdìným vedením - odvádí se jím znaèná èást tepla z tranzistoru. Vysílaè 2 Oživení tohoto vysílaèe bylo ponìkud obtížnìjší. Byl problém dosáhnout potøebného zisku. Proto jsem použil na prvním stupni místo tranzistoru BFR93 obvod MAR8. Nejprve stáhnìte trimrem R13 napìtí na B T1 na 0 V a pøedpìtí na G T2 na nejvìtší záporné napìtí. Pøipojte všechna napájecí napìtí a zkontrolujte napìtí 6 V za IO3 a -6 V za IO2 a odpovídající napìtí na plošce pro G T2. Pak teprve zapojte tranzistor T2 do desky. Nastavte trimrem R6 klidový proud tranzistorem T2 na asi 300 ma. U tohoto zesilovaèe se mi nejlépe osvìdèilo nastavení do tøídy A. Pøipojte signál z VCO. Vf sondu pøipojte na B T1 a nalaïte obvod L1 na maximum. Sondu pøipojte na C23 a dolaïte na maximum obvod L3. Vyzkoušejte nìkolik kapacit i typù kondenzátoru SMD C4. Tento kondenzátor má zásadní vliv na správné nastavení a zisk tranzistoru T1. Trimrem R13 lze plynule mìnit zisk stupnì. Pozor však na proud tranzistorem! Pøipojte se sondou na C T3 a nastavte trimry C12 a C13 na maximum. Pøepojte sondu za D1 a nastavte na maximum signálu trimry C32 a C13. Teï již by mìlo být mìøitelné napìtí na umìlé zátìži. Opakovanì laïte všechny obvody na maximum signálu na umìlé zátìži až získáte výstupní výkon asi 1 až 1,3 W. Nezapomeòte zkontrolovat, že je dioda D2 polarizována v nepropustném smìru. Kritickým bodem tohoto zesilovaèe je chlazení stabilizátoru 7806 a tranzistoru T2. Stabilizátor je chlazen polovinou rozøíznutého chladièe pro procesor Pentium, ke kterému je pøišroubován pøes stìnu krabièky. Vhodné je ještì vložit mezi stabilizátor a stìnu krabièky pásek Cu plechu tlouš ky 0,5 mm. Ten slouží pro rozvedení tepla na vìtší plochu a jeho snadnìjší prostup stìnou krabièky z ocelového pocínovaného plechu. Všechny styèné plochy jsou namazané silikonovou vazelínou nebo pastou na chladièe. Tranzistor T2 je chlazen pomocí L profilu z Cu plechu tlouš ky 0,5 mm, který je pøipájen k DPS tak, aby na jednu plochu profilu dosedalo chladicí køidélko tranzistoru a druhá plocha je pøitisknuta ke stìnì krabièky. Z vnìjšku krabièky dosedá druhá polovina procesorového chladièe. Chladiè je skrz stìnu sešroubován s chladicím Cu profilem. Samozøejmì jsou opìt všechny styèné plochy namazány silikonovou vazelínou. Pøijímaè Pøijímaè je bezesporu nejsložitìjší èástí celého zaøízení a nejnároènìjší na nastavení. Nejprve osaïte všechny souèástky v oscilátoru 48 MHz s tranzistorem T4. Nalaïte cívkou L11 maximum na pracovním kmitoètu. Vìtšina bìžnì dostupných krystalù má sice na pouzdru napsáno 48 MHz, ale vìtšinou jde o harmonické krystaly se základním kmitoètem 3x nebo 5x nižším. Proladìním kolektorového obvodu lze nalézt i jiné kmitoèty než 48 MHz. Jemným doladìním lze pøesnì naladit kmitoèet 48,000 MHz. Osaïte všechny souèástky kolem IO2. MC3356 zatím ponechte nezapojený. Zkontrolujte napìtí 5 V za stabilizátorem IO1. Zapojte IO2. Zkontrolujte, zda jsou na jeho vývodech pøibližnì napìtí uvedená ve schématu. Pøed C53 pøipojte vf generátor naladìný na kmitoèet 1. mezifrekvence, tj. 58,7 MHz. Na výstupu S-metr by se mìlo zvýšit napìtí. Proladìním generátoru pøekontrolujte propustnou charakteristiku filtru Q1. Osaïte propust L7, L8 a všechny souèásti okolo T3. Generátor pøipojte pøed C32. Nalaïte propust a zkontrolujte její charakteristiku proladìním generátoru. Použití wobleru zde bude výhodou. Na tomto místì je tøeba upozornit na nutnost dodržení kapacit kondenzátorù C30 a C31. Rùzní zlepšovatelé jistì budou v pokušení zvìtšit zisk stupnì zvýšením uvedených kapacit. Tím však dosáhnou pøesného opaku. Poškodí kmitoètovou charakteristiku propusti - vzniknou dva vrcholy a mezi nimi hluboké prosedlání. Taková charakteristika propusti by poškodila modulaèní signál natolik, že by pøenos znaènì chyboval, nebo by RX vùbec nefungoval. Osaïte souèástky kolem T2 a propust L5, L6. Pøipojte generátor na G1 tranzistoru T2 a zopakujte pøedchozí postup. Celý mf zesilovaè již má takový zisk, že nevadí, že je výstup z generátoru prakticky zkratován rezonátorem L4. Dolaïte obì propusti L5, L6 i L7, L8. Osaïte souèástky kolem T1 s výjimkou tranzistoru. Zkontrolujte napìtí 5 V za stabilizátorem IO3. Pokud je v poøádku, mùžete osadit i tranzistor T1. Zkontrolujte napìtí na tran- 10

11 Obr. 17. Celková charakteristika L5 - L8 Obr. 18. Propust L5 - L6 Obr. 19. Propust L7 - L8 Obr. 20. Signál na vývodu 12 a 18 zistoru podle schématu. Sejmuté charakteristiky propustí jsou na obr. 17 a obr. 19. Zde je vhodné upozornit, e tranzistor MGF1302 je jako v echny GaSFET souèástky velmi choulostivý na statickou elektøinu. Proto je potøeba alespoò pro tuto operaci vybavit pracovi tì pomùckami proti statické elektøinì. Rozhodnì propojte hrot pájeèky se zemní fólií DPS a pøipojte i sebe. Já k tomu pou ívám kovový øetízek od hodinek, který kablíkem propojím se zemní fólií DPS. Nemìjte na sobì nic silonového. Opatrnosti není nikdy nazbyt. V okolí T1 rovnì nesmíte pájet transformátorovou pájeèkou. To platí i o tranzistorech T2 a T3. Taková souèástka dál zdánlivì funguje, ss chování se nezmìní, av ak výraznì se zhor í vf vlastnosti. Pøipojte vstup VCO RX k výstupu FZ. Vf sondu pøipojte na horký konec rezonátoru L13 a dolaïte ho na maximální napìtí. Sondu pøipojte na G1 tranzistoru T2 a nalaïte celou propust L13 a L14 na maximum. Na procesorové desce nastavte testovací kanál, ve kterém pøi pøíjmu neodskoèí kmitoèet VCO TX. Pro zaèátek mù ete pøivést i napájecí napìtí na MAR8 v TX kanálu a pøipojit krátké kousky drátu na vstup RX a výstup TX kanálu FZ. Tím získáte signál v pásmu 1296 MHz, kterým mù ete hrubì pøednastavit pøijímaè. Postupnì opakovanì dolaïte v echny obvody pøijímaèe na maximum. Pøi tom postupnì zmen ujte napìtí z generátoru odpojením napìtí na MAR8 a odpojením antének, které jsme v poèátku pøipojili. Pokud se v e povedlo, mìlo by se napìtí na výstupu S-metr blí it 4 V. V této chvíli mù ete pøipojit anténu a poslechnout si signál blízkého PR nódu. Na tento nód pak nastavte znovu celý pøijímaè na maximum. Pochopitelnì astlivec, který má k dispozici generátor v pásmu 1296 MHz, mù e pøijímaè nastavit tímto generátorem. Tvar výstupních signálù DATA a NF out pøi slabém - za umìlém signálu je na obr. 20. Rezonanèní kondenzátory C14, C27, C28, C52, C33 a C47 jsou pøipájeny pøímo na vývody kostøièek pod krytem cívek, a nejsou proto zakresleny v rozmístìní souèástek na DPS. Obvod S-metru Nastavení tohoto obvodu je velmi jednoduché. Po pøipojení napájecího napìtí zkontrolujte záporné napìtí asi -9 V na Zenerovì diodì D4. Pak nastavte na mìøidle S-metru nulové napìtí pøi pøijímaèi bez signálu trimrem R12. Pøepnìte na testovací kanál, na mìøidle by se mìla objevit výchylka. Nastavte ji trimrem R11 tìsnì pøed konec stupnice. S-metr pochopitelnì slou í pouze pro relativní indikaci úrovnì vstupního napìtí. Pokud máte pøesný generátor s kalibrovanými výstupními úrovnìmi, mù ete S-metr ocejchovat, jinak toto nastavení postaèí. Pokud se stane, e nìkterý nód bude mít úroveò signálu vìt í ne testovací kanál, nastavujte podle nìj. Mechanická konstrukce Konstrukce TCVR je velmi jednoduchá. Celé zaøízení je uzavøeno v Al krabièce velikosti 180 x 200 x 60 mm. Pøední a zadní panel jsou spojeny ètyømi duralovými hranolky a tvoøí tak kompaktní celek. Modul procesorové jednotky je pøi roubován pøes distanèní sloupky k èelnímu panelu. Skrz nìj procházejí diody LED a hmatník tlaèítka TX. Ten je vysoustru en z kousku Al nebo mosazné kulatiny. Mimo procesorovou desku je k èelnímu panelu pøipevnìno mìøidlo S-metru a spínaè zaøízení. Popis èelního panelu je vyti tìn laserovou tiskárnou na samolepicí prùhlednou fólii, která je k nìmu potom pøilepena. Fólie musí být speciální - vyrobená pro laserové tiskárny. Lze ji dostat v poèítaèových prodejnách a copy centrech. Základní montá ní deska vystøihnutá z duralového plechu tlou ky 2 mm je umístìna uprostøed vý ky zaøízení. K ní jsou z obou stran pøi roubovány jednotlivé moduly. Celkové mechanické provedení je vidìt na fotografiích. Vf moduly jsou vyrobeny na oboustranné DPS. Spodní stranu 11

12 tvoøí spoje, celá vrchní strana je použita jako zem. Kolem vývodù souèástek je fólie odfrézována speciální frézkou vybroušenou z 3 mm vrtáku. Desky jsou zapájeny do krabièek z pocínovaného plechu a jsou z horní strany opatøeny plechovými víèky. Pro vyvedení vf signálù mohou být použity sklenìné prùchodky nebo SMA konektory, pro ostatní signály a napájení jsou použity prùchodkové kondenzátory o kapacitì 1 nf. Pozornost je tøeba vìnovat použitému materiálu DPS u vf obvodù. Já používám tzv. èervený gumon tlouš ky 1,6 mm. Lze použít i jiné materiály stejné tlouš ky, pokud jste si jisti jejich vf vlastnostmi. Zcela nevhodné jsou desky starší výroby ze zelenohnìdého materiálu s výraznou strukturou tkaniny uvnitø. Takový materiál mi jednou díky ztrátám na 144 MHz pøi asi 50 W shoøel plamenem. Vhodná by však zøejmì mìla být vìtšina dnes vyrábìných materiálù. Všechny vf desky mají na mnoha místech prokovy mezi horní celistvou zemní deskou a plochami s nulovým potenciálem na stranì spojù. Pro amatérskou výrobu tìchto prokovù používám mìdìné nýtky tlouš ky 1 mm z obou stran roznýtované a propájené. Tyto nýtky si nastøíhám z nelakovaného mìdìného drátu. Prokovy vyrobte pøed tím, než zaènete osazovat desku. Pøi pájení ve vf obvodech používejte minimální množství cínu. Pøed pájením DPS dokonale vyleštìte do zrcadlového lesku velmi jemnou ocelovou vatièkou (sehnal jsem ji v Baumaxu). Vyleštìnou desku okamžitì natøete øídkým kalafunovým lakem. Ten zajistí ochranu mìdi proti oxidaci a vynikající pájitelnost. Pak se bude cín krásnì rozlévat a spoj bude èistý a lesklý. Pøebytek cínu výraznì zhoršuje vf vlastnosti obvodù. Anténní výstup z PA je realizován N konektorem. Ten prochází zadním panelem a je s ním a plechovým rámeèkem kolem PA sešroubován dohromady. Tím je dosažena velká mechanická pevnost anténního konektoru. Použité souèástky Velmi dùležité jsou vlastnosti použitých blokovacích kondenzátorù. Pro blokování na 1296 MHz takøka bezvýhradnì používám kvalitní kondenzátory SMD. Nezáleží na jejich pøesné kapacitì, ale hlavnì na kvalitním vf materiálu. Pokud nevíte, jaký je materiál kondenzátorù, které máte k dispozici, používejte radši menší kapacitu okolo 100 pf, která je dostateèná pro zablokování tohoto kmitoètu, a je pravdìpodobné, že bude vyrobena z vf materiálu. Používám vìtšinou souèástky SMD vyjmuté z vyøazených desek výpoèetní techniky nebo vf dílù televizorù apod. Pro blokování studených koncù rezonátorù na 1296 MHz se vìtšinou používají trapézové kondenzátory. Jsou však drahé, obtížnì dostupné a obdélníkový otvor pro jejich upevnìní se špatnì vyrábí. Proto jsem pøemýšlel, èím je nahradit. Použil jsem dva kondenzátory SMD velikosti Ve studeném konci rezonátoru vyvrtám 2 díry o 1,3 mm, do nich vložím kondenzátory a z obou stran zapájím. Pochopitelnì je možné použít místo nich i trapézové kondenzátory, které jsou pro vf urèeny a mìly by být lepší. Jako kapacitní trimry v obvodech 1296 MHz by byly ideální SKY trimry. Ty by však zaøízení znaènì prodražily. Proto jsem použil levné trimry VALVO Lze je na objednávku koupit u GES ELECTRONICS. Cívková tìlíska použitá v mf obvodech jsou bìžné Pardubické kostøièky. Ty lze získat z vyøazených vysílaèek z výroby TESLA Pardubice, které jsou k dostání na rùzných radioamatérských burzách. Kryty tìchto kostøièek mají odstranìné pájecí vývody a jsou pøipájeny kolem dokola k horní zemní ploše. Jedinou polovodièovou souèástku, kterou jsem obtížnì shánìl, byla kapacitní dioda BB405. Jejich dodání (na objednávku) trvalo pøes 3 mìsíce. Ostatní byly k dostání buï pøímo na pultì, nebo na objednávku do 14 dní. Jediný mnì známý prodejce vstupního tranzistoru MGF1302 v ÈR je GES- ELECTRONICS. Obtížnìji dostupný bude tranzistor CLY10. Ten se mi náhodou podaøilo získat na inzerát. Krystalový oscilátor 32 MHz použitý ve fázovém závìsu jsem získal z vyøazené výpoèetní techniky. Mìl by však být bìžnì ke koupi. Pozor na tranzistor BF998. Je vyrábìn ve dvou modifikacích. Nekupte si tranzistor BF998R. Jde o stejný tranzistor, který má zrcadlovì prohozené vývody. Rovnìž u TSA5511 je možné zakoupit rùzné verze obvodu. Pozor tedy pøi objednávání - musíte získat obvody TSA5511AT. Dùležitá jsou písmenka AT. Zkontrolujte si to pøi pøevzetí obvodù - já jsem taky dostal jinou verzi, než jsem si objednal, ale naštìstí jsem mohl ještì zmìnit návrh DPS. Cu plech tlouš ky 0,5 mm pro chladicí profily v koncových stupních dostanete v každé lepší prodejnì elektromateriálu - zemnicí pásek. Zmìna kmitoètu V transceiveru je možné pøednastavit 16 kmitoètù a pøepínat je pomocí poèítaèových jumperù SL1 a SL2. Pøepínání lze v pøípadì potøeby vyvést na èelní panel. Pochopitelnì ne každému budou staèit kmitoèty, které jsem uložil do mnou vytvoøeného programu. Proto jsem ho napsal tak, aby si frekvence uložené v programu mohl každý zmìnit podle potøeby. Staèí binární soubor s programem otevøít HEX editorem a zmìnit hodnoty pøedstavující pøednastavené kmitoèty. Tyto hodnoty zaèínají na adrese 5DCH = 1500D. Nastavuje se kmitoèet VCO vysílaèe pøi vysílání, kmitoèet VCO vysilaèe pøi pøíjmu a kmitoèet VCO pøijímaèe. V tomto poøadí jsou také ukládány v pamìti. Každý kmitoèet potøebuje 2 B, tedy jedno nastavení potøebuje celkem 6 B. Takže celá editaèní oblast je dlouhá 96 B. Jiné adresy nesmíte pøepsat! Výpoèet hexadecimálních hodnot kmitoètù Vzorec pro výpoèet hodnoty kmitoètu: N = 64(f vco /f q ), kde N je dìlicí pomìr TSA5511 (dekadicky), f vco kmitoèet VCO [MHz], f q kmitoèet reference [MHz] - v našem pøípadì 3,2 MHz. Pro vysílaè nastavujeme pøímo vysílaný kmitoèet, pro pøijímaè pøijímaný kmitoèet - kmitoèet 1. mezifrekvence. Napø. pro kmitoèet OK0NHR = 1291,500 MHz Vysílaè: Kmitoèet VCO TX = 1291,500 MHz N = 64(1291,5/3,2) = 25830D = 64E6H Vysílaè pøi pøíjmu: Pøi pøíjmu musíme odskoèit kmitoètem VCO TX, aby nebyl pøímo na pøijímaném kmitoètu. U svého TCVR odskoèím o 2 MHz níž, takže nastavený kmitoèet má být 1289,5 MHz N = 64(1289,5/3,2) = 25790D = 64BEH Pøijímaè: F VCO = F pøijímaèe - mf1 = 1291,5-58,7 = = 1232,8 MHz N = 64(1232,8/3,2) = 24656D = 6050H Pøedpokládejme, že chceme uložit toto nastavení na první místo. Pak uložíme na 6 B poèínaje adresou 5DCH = 1500D tyto vypoèítané hodnoty. Uložíme tedy tento øetìzec: 64 E6 64 BE Stejnì si poèínáme u ostatních kmitoètù až do naplnìní celého vymezeného rozsahu pamìti 96 B. Pøehled mnou naprogramovaných kmitoètù a jejich umístìní v pamìti najdete v tab. 1. Pro snadnìjší výpoèet hexadecimálních hodnot kmitoètù jsem pøipravil tabulku v programu MS Excel, do které zadáte vámi požadované kmitoèty a tabulka automaticky dopoèítá poža- 12

13 Tab. 2. Pøíklad tabulky pro snadnìjší výpoèet hexadecimálních hodnot kmitoètù v programu MS Excel, do které zadáte požadované kmitoèty a tabulka automaticky dopoèítá požadované hodnoty dované hodnoty. Tato tabulka bude po zveøejnìní tohoto èlánku umístìna na na mé stránce a rozešlu ji do sítì BBS v síti paket rádio. Pro správnou funkci tabulky je potøeba mít Excel 97 nebo vyšší a je nutné mít aktivované nástroje pro analýzu dat - NÁSTROJE => ANALÝZA DAT. Seznam souèástek Fázový závìs R1, R14 22 kω,smd R2, R3, R15, R Ω,SMD R4 150 Ω R5, R18 33 kω R6, R11, R12, R19, R23, R25, R26, R27, R28, R31 10 kω R7, R13 1 kω R8, R9, R10, R20, R21, R22 22 kω R Ω R24 1 MΩ C1, C17 10 pf, SMD vf C2, C5, C18, C20 1 nf, SMD vf C3, C4, C19, C22 1 pf, SMD vf C6, C21, C27, C28, C32 1 nf, ker. 2,5 mm C7, C12, C15, C16, C30, C32, C nf, ker. 5 mm C8, C nf, ker. 5 mm C9, C24 47 nf, ker. 5 mm Tab. 3. Zmìøené charakteristiky zkušebního VCO. Charakteristiky mìøil na spektrálním analyzátoru OK2DGB C10 1 nf, ker. 5 mm C11 10 nf, ker. 5 mm C13, C14 22 µf, 2,5 mm C25, C26 10 nf, ker. 5 mm C µf, 2,5 mm D1, D2 BB405 D3 Èervená LED 5 mm D4 Zelená LED 5 mm IO1, IO2 TSA5511AT IO3, IO4 MAR8 IO5 78L05 IO OSC 32 MHz T1, T4 BFR93 T2, T5 BC177 T3, T6 BC238 TL.1, TL.2 0,1 µh SMCC Pøijímaè R1, R2 56 Ω R3, R11, 12 kω R4, R12, R13, R14 10 kω R5 100 Ω, SMD R6, R30 12 Ω R Ω R kω R16 15 kω R17 18 kω R18, R22, R28 3,3 kω R19, R20, R36 47 kω R kω R23, R35 4,7 kω R24 3 kω, Piher PT10 ležatý R25, R Ω R Ω R29 3,9 kω R kω R32 1 kω R35 4,7 kω R37 22 kω C1 10 pf, SMD vf C2, C7, C8, C9, C21, C22 5 pf, trimr Valvo C3, C6, C10, C17, C18, C19, C20, C26 1 nf, SMD vf C4, C13, C16, C25, C29, C40, C41, C42, C43, C44, C49, C53, C56, C58, C59 10 nf, ker. 5 mm C5, C nf, ker. 5 mm C12, C55 10 nf, SMD C14, C27, C28, C52 22 pf, ker. 2,5 mm, pod krytem C15, C31 1,5 pf, ker. 2,5 mm C30, C50 1 pf, ker. 2,5 mm C32, C45, C47 15 pf, ker. 5 mm C33 47 pf, ker. 2,5 mm, pod krytem C34, C pf, ker. 5 mm C35, C nf, ker. 5 mm C46 27 pf, ker. 5 mm C48 12 pf, ker. 5 mm C51 1 nf, ker. 2,5 mm C54, C nf, ker. 5 mm D1 BA479 D3 LED zelená 3 mm IO1,IO3 78L05 IO2 MC3356, DIL20 Q1 SFE10,7 M3 Murata Q2 48 MHz T1 MGF1302 T2 BF998 T3 KF910 T4 KC509 TL.2, TL.3, TL µh, SMCC 13

14 T2 TL.6 CLY10 50 µh, SMCC S-metr R1, R2, R4 22 kω R3 39 kω R5 1,2 kω R6 12 kω R7 180 kω R11 50 kω, trimr Piher PT10 le atý R kω, trimr Piher PT10 le atý C1, C3 100 nf, ker. 5 mm C2 1 nf, ker. 5 mm C4 200 µf/25 V, 5 mm C5 47 µf/25 V, 2,5 mm C6 100 µf/25 V, 5 mm C9 3,3 nf, ker. 5 mm C nf, ker. 5 mm D1 KA262 D2, D3 BAT46 D4 9V1 IO1 741P IO3 555N Navíjecí pøedpis cívek pøijímaèe: L5 a L7-7 z drátem 0,8 mm, pardubická kostøièka s krytem, jádro N02 L8-7 z drátem 0,8 mm, pardubická kostøièka s krytem, jádro N02, vazba 1 z drátem 0,2 mm uprostøed hlavního vinutí. L9-25 z drátem 0,8 mm, pardubická kostøièka s krytem, jádro N02. L11-10 z drátem 0,25 mm, pardubická kostøièka s krytem, jádro N02. Vysílaè 0,5 W R1 22 kω R2, R4, R6 1 kω R3 22 Ω R5 18 Ω R7 3,3 Ω R8 680 Ω R9 56 Ω R kω C1, C6, C11, C12, C13, C15, C16 5 pf, trimr Valvo C2 1,2 pf, SMD vf C3, C4, C5, C8, C9, C10, C14, C19 1 nf, SMD vf C7 3,3 pf, SMD vf C pf, SMD vf C nf, ker. 5 mm C20, C21 15 pf, SMD vf D1, D2 BA479 T1 BFR93 T2, T3 BFG135 Rozpis souèástek vysílaèe 1,3 W R1 150 Ω/0,5 W R2, R4, R7 1 kω R3 6,8 Ω R5 10 kω R6, R13 1 kω, trimr Piher PT5 le atý R8, R9 330 Ω R kω 14 R11 R12 C1,C2 C3 C4 C5, C15, C28 C6, C11, C12, C13, C32 5 pf, C7, C8, C9, C10 C14, C18, C27 C17 C19, C25 C20, C22 C23 D1, D2 IO1 IO2 IO3 T1 1 kω 820 Ω 680 pf, SMD vf 47 pf, SMD vf 1,5 pf, SMD vf 22 pf, SMD vf trimr Valvo nf, SMD vf 100 nf, ker. 5 mm 330 pf, SMD vf 10 µf, 2,5 mm 22 µf, 2,5 mm 15 pf, SMD vf BA479 MAR8 ICL BFG135 Pou itá literatura [1] Skalický, P: Mikroprocesory øady [2] Philips - Datasheet TSA5511 [3] Motorola - Datasheet MC3356 [4] Laj ner, P., OK2UCX: Vylep ený Manchester modem od S53MV. Sborník pøedná ek Holice [5] DD9DU - Transvertor 2 m - 23 cm. CQ-DL 8 a 9/86. [6] Vidmar, M. S53MV: irokopásmové mikrovlnné VCO. Sborník pøedná ek Holice [7] Vidmar, M. S53MV: TCVR 1296 MHz pro PR. Dnes ji neexistující www stránka. [8] /txenglish.html - TCVR od PE1JPD s modifikací od F1BIU.

15 Generátor volby DTMF s PWM Potøeba generování DTMF (Dual Tone Multi Frequency) volby bez použití speciálních integrovaných obvodù k tomu urèených vznikla na základì cenové politiky a podmínek jednoho pražského dovozce telefonních obvodù od firmy Mitel. Pøijímaè (dekodér) tónové volby lze koupit za cca 30,- Kè, ale pøijímaè-vysílaè již pøevyšuje èástku 100,- Kè. Princip bude ukázán na nejmenším z rodiny PICù 12C508A. Parametry volby DTMF Nejprve je potøeba se seznámit s parametry tónové volby DTMF. Volba nabývá šestnácti stavù, kde každý stav je definován dvojicí tónù. Jeden tón je vždy z dolní ètveøice tónù a druhý z horní ètveøice tónù. Protože kombinací je 4 x 4 = 16, tak možných stavù je právì 16. Dalším parametrem je preemfáze, kdy tóny z horní skupiny mají o 2 db vìtší amplitudu než tóny z dolní skupiny. Pøesnost tónù je definována ±1,5 %. Další parametry jako délka tónu a mezery, zkreslení, úroveò atd. se týkají až konkrétní konstrukce zaøízení. Tab. 1. Kmitoèty DMTF Dolní skupina Horní skupina 697 Hz 1209 Hz 770 Hz 1336 Hz 852 Hz 1477 Hz 941 Hz 1633 Hz Ing. Roman Jelínek V tomto pøíspìvku bude objasnìn možný zpùsob a princip generování volby DTMF programovì v mikrokontroléru PIC. Tento princip lze využít obecnì v ostatních mikrokontrolérech jako èást programu generující DTMF tóny. Obr. 1. Sériová komunikace Princip generování dvoutónu Základní možnosti jsou dvì: Jednotlivé vzorky lze posílat na port (napø. 8 bitù) a zde mít pøevodník D/A napø. z rezistorù. Toto øešení však zabírá vývody mikrokontroléru, naproti tomu je pøesnìjší. Druhá možnost a tu si popíšeme, je generování PWM (Pulse Width Modulation). Zabírá jeden vývod mikrokontroléru, vyžaduje dolní propust na výstupu, ale modul PWM je u moderních mikrokontrolérù již standardní periférií. V našem pøíkladu použijeme ten nejhorší pøípad mikrokontrolér bez pøerušení a bez modulu PWM - PIC12C508A. Pøi programovì øešeném PWM je nutno dodržet nìkolik zásad. Následující výpoèty je nejlepší zapsat do tabulkového procesoru (Excel, T602, apod ) a tak se zmìna každého parametru okamžitì projeví ve všech výsledcích. To má velký význam pøi dodržení pøesnosti lepší než 1,5 % všech osmi tónù zároveò. Tìlo celé programové smyèky urèuje vzorkovací kmitoèet, výpoèet konstant pøedstavuje stejnosmìrnou složku a porovnání výstupní hodnoty vzorku je v pøímém vztahu s poètem úrovní vzorkù. V našem pøíkladu si zvolíme: Poèet úrovní vzorku p vz = 17 (9 je støední hodnota ± 8). Poèet bodù sinusového prùbìhu v tabulce p bod = 256. Kmitoèet oscilátoru je zvolen standardní f o = MHz. Tab. 2. Tabulka generovaných tónù (první bit je D5 (Clk5), poslední D0(Clk0) pøichází s posledním Clk než pøejde Select do 1 Kmitoèet [Hz] D5 D4 D3 D2 D1 D , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , DTMF - D DTMF DTMF DTMF DTMF DTMF DTMF DTMF DTMF DTMF DTMF DTMF - * DTMF - # DTMF - A DTMF - B DTMF - C

16 Obr. 3. Zapojení generátoru Obr. 4. Zapojení aktivního filtru 16 Obr. 2. Vývojový diagram PWM Výpoèet konstant je dlouhý k kon = 33 instrukcí. Porovnání výstupní hodnoty vzorku k por = 4 instrukce. Toto zadání je zvoleno z øešení programové smyèky PWM a parametrù mikrokontroléru PIC12C508A. Další potøebné údaje vypoèteme z následujících vztahù: Doba jedné instrukce: t inst = 4 / f o (4 = za 4 periody f o vykoná 1 instrukci) [s]. Vzorkovací kmitoèet: f vz = 1 / ((p vz k por + k kon ) t inst ) [Hz]. Základní krok kmitoètu: f krok = f vz / p bod [Hz]. Výpoèet konstanty k n pro požadovaný kmitoèet f n : k n = f n / f krok [-]. Skuteèný generovaný kmitoèet: f skut = (zaokrouhlit na celé k n ) f krok [Hz]. Výpoèet pøesnosti generovaného kmitoètu: d = (100 (f n - f skut ) / f n ) [%]. Výpoèet konstanty èasovaèe TMR: k TMR = 8 + (256 (k kon + k por p vz )) [-], kde konstanta 8 je stejnì jako konstanty k kon a k por z konkrétnì napsaného programu, jinak napsaný program nebo jiný mikrokontrolér tyto konstanty zásadnì zmìní. Program v mikrokontroléru se skládá ze tøí èástí. První èást jsou dvì tabulky harmonického sinusového prùbìhu dlouhé 64 údajù, druhá sinusovka má o 2 db vìtší amplitudu. 64 vzorkù je dostaèující, ale výpoèet vzorku se provádí v délce 256 (p bod ) a výsledek se dìlí 4 do rámce tabulky 64 a tak se výbìr vzorkù zpøesní. Druhá èást programu se týká komunikace zadání kmitoètù a povel k vysílání. Komunikace je zvolena synchronní sériová tøívodièová se signály Clk, Data, Select. Takto je možné Clk a Data sdílet s jinou periférií (napø. se sériovou EEPROM), signál Select slouží k øízení tak, že je-li v úrovni 0, tak program nevysílá a ète sériovou sbìrnici (Clk a Data). Jeli v úrovni 1, tak posledních 6 bitù pøeètených ze sériové sbìrnice pøed zmìnou signálu Select definuje vysílané kmitoèty a po dobu, kdy je Select v úrovni 1 vysílá a signály Clk a Data se ignorují. Pokud je tøeba vysílat stále stejný tón, staèí vysílání klíèovat signálem Select poslednì zapsané kmitoèty zùstávají. Princip komunikace je znázornìn na obr. 1. Poslední èástí programu je smyèka PWM. Vývojový diagram je na obr. 2. Princip generování dvou tónù je takový, že pro jeden kmitoèet, napø. 770 Hz, je vypoètena konstanta k n1 = 23 a pro druhý kmitoèet 1209 Hz je vypoètena konstanta k n2 = 36. Pøi bìhu smyèky PWM se jeden ukazatel po sinusovce posouvá o 23 a druhý o 36, vrácené údaje ze sinusovek se seètou, vydìlí 2 a tak se získá konkrétní vzorek amplitudy generovaný PWM. Protože se vzorky horních kmitoètù berou ze sinusovky o 2 db vìtší než dolní kmitoèty, je tak zaruèena preemfáze. Promìnné K1 a K2 jsou ukazatele výbìru vzorkù sinusového prùbìhu, POC je pomocná promìnná, v promìnné HOD se vypoèítá velikost vzorku, TMR je vnitøní èasovaè, který se inkrementuje od vnitøních hodin (fo / 4). Vzorkovací kmitoèet je více jak pìtkrát vyšší než nejvýše generovaný kmitoèet, a tak výstupní signál lze snadno dolní propustí vyèistit od vzorkovacího kmitoètu. Pøíklad použití generátoru Zapojení generátoru je na obr. 3, v našem pøíkladu je generátor v samostatném obvodu PIC12C508A. Oscilátor je možno vytvoøit pøipojením krystalu nebo pøivedením kmitoètu 3, MHz od jiného obvodu v zaøízení. Pasivní filtr dolní propusti 2. øádu vyžaduje pøipojení k následujícímu obvodu s velkou vstupní impedancí. Tento filtr je vhodné nahradit aktivním filtrem 3. øádu, který splòuje dostateèné potlaèení vzorkovacího kmitoètu PWM a zaruèí malou výstupní impedanci. Zapojení filtru je na obr. 4. Na závìr je uvedena tabulka všech možných tónù (tab. 2), které lze v programu z našeho pøíkladu generovat. Kromì tónù DTMF volby lze ještì generovat jednotlivé sinusové tóny, které lze v konstrukci použít napø. pro generování melodie, signálu zvonìní nebo oznamovacího/obsazovacího tónu. Další informace nebo naprogramovaný obvod PIC12C508A lze získat na romjel@volny.cz.

17 Programovatelný automat Dále popisovaný programovatelný automat je malý systém, který pracuje s osmi vstupními a s osmi výstupními binárními signály. Uživatelský program je v automatu uložen v pamìti EEPROM. Pro vytváøení a ladìní uživatelského programu je automat vybaven sériovým rozhraním RS232. Uživatelské programování automatu je ponìkud nestandardní, avšak je jednoduché a pro aplikace, ve kterých pøevládá sekvenèní charakter øízení, mùže být velmi efektivní a vést k rychlému sestavení programového øízení. Programování probíhá pomocí poèítaèe PC, k základnímu pøístupu postaèí i znakový terminál, ke komfortnìjší práci je sestaven program pro MS Windows. Automat je napájen stejnosmìrným napìtím v širokém rozsahu 12 až 24 V. Vstupy systému jsou galvanicky opticky oddìlené, nominální práh sepnutí je 12 V. Jeho hodnotu je možné snadno pozmìnit pro každý vstup zvláš napìtím osazené Zenerovy diody. Desku s plošnými spoji lze pro výstupy osadit alternativnì elektromechanickými relé s pøepínacím kontaktem, kombinací optotriak + triak pro bezkontaktní spínání støídavé zátìže 230 V nebo kombinací optoèlen + tranzistor pro bezkontaktní spínání stejnosmìrné zátìže. Všechny varianty mají výstupní obvod galvanicky oddìlený od ostatních obvodù automatu a vhodný typ lze osadit nezávisle na osazení jiných výstupù. Stavy vstupù a výstupù jsou monitorovány LED. Všechna pøípojná místa automatu jsou øešena konektorovou svorkovnicí, deska je umístìna v plastovém rámeèku s možností snadného pøipevnìní na standardní lištu DIN. Petr Tùma Fakulta mechatroniky, Technická univerzita v Liberci Programovatelné automaty vyrábí øada firem zabývajících se prùmyslovou automatizací. Automaty jsou nabízeny v øadì variant od malých kompaktních pøístrojù s nìkolika vstupy a výstupy až po rozsáhlé modulární nebo distribuované systémy vybavené speciálními funkèními bloky a možnostmi rùzných komunikací. Malé systémy jsou dostupné i cenovì. Není tedy žádný objektivní dùvod, proè navrhovat nebo dokonce zhotovovat podobná zaøízení. Pøesto dále následuje podrobný popis jednoho takového navrženého a v nìkolika kusech zhotoveného zaøízení. Snad mùže být pro nìkoho lákavé mít ve své aplikaci i svoji øídicí jednotku, snad popis nìkomu poslouží jako inspirace pro jeho vlastní projekt, snad mùže být i pøíspìvkem k rozšíøení obecnìjší informovanosti o technickém øešení podobných problémù. Obr. 1. Struktura zpracování kroku aplikaèního programu Tab. 1. Datová struktura kroku Naprogramovaný automat pøi své èinnosti vykonává zadaný program. To spoèívá ve vykonávání tzv. krokù. Krok je základní stavební jednotkou programu, v kroku se sledují vstupy automatu, mohou se mìnit výstupy automatu a rozhoduje se, který krok se provede v dalším taktu. Podobnì jako se vstupy a s výstupy mùže automat ve svých krocích pracovat s osmi binárními vnitøními stavy. Ty mohou vstupovat do podmínek k vyhodnocení jako vstupy, ale mohou být také mìnìny jako výstupy. Jednotlivé kroky, ze kterých se skládá celý aplikaèní program, mají pevnou a jednotnou strukturu, naznaèenou na obr. 1. Jak již bylo øeèeno, kroky mají pevnou kostru, avšak øadu programovatelných parametrù, které urèují, co pøesnì se pøi provádìní daného kroku stane. Parametry kroku jsou podmínka P, akce A, délka èasové prodlevy T a èísla krokù KN a KY, z nichž jeden bude provádìn v následujícím taktu automatu. Celkem mùže být v automatu naprogramováno a použito až 999 krokù. Identifikátorem krokù je jejich poøadové èíslo, tj. hodnota 1 až 999. Dùležitou binární hodnotou mezivýsledkem pøi zpracovávání kroku je hodnota vstupní podmínky P. Mùže nabývat jedné ze dvou konstant SPLNÌNO, NESPLNÌNO. Splnìní podmínky závisí na hodnotách vstupù automatu, jeho vnitøních stavù a na zpùsobu, jak budou tyto signály vyhodnoceny. Právì zpùsob vyhodnocení každého ze 16 signálù vstupujících do podmínky je dùležitým parametrem kroku, je urèen dvìma bity. Prvním je nejprve urèeno, zda se má vùbec hodnota signálu do podmínky zahrnout. V pøípadì, že ano, je dalším bitem urèeno, jakou hodnotu má signál mít, aby byla jeho dílèí podmínka splnìna. Celková podmínka P aktuálního kroku je pak splnìna právì tehdy, jsou-li splnìny dílèí podmínky všech signálù, které mají být zohlednìny. Do podmínky vstupuje 8 vstupù a 8 vnitøních stavù, zpùsob použití každého z nich je urèen dvìma bity. Celkem je tedy podmínka urèena 32 bity, tj. programovatelný parametr, který upøesòuje, jak budou signály vstupující do podmínky použity má ètyøi byty P1, P2, P3 a P4. Byty P1 a P2 se týkají vstupù, P3 a P4 vnitøních stavù. P1 a P3 urèují, zda se má signál do podmínky zahrnout, P2 a P4 urèují hodnotu, jakou má signál mít, aby mohla být jeho dílèí a tedy i celková podmínka splnìna. Napø. hexadecimálnì vyjádøená podmínka 0A02 F050 požaduje hodnotu 1 na vstupu è. 2 a na vnitøním stavech è. 5 a 7 a hodnotu 0 na vstupu è. 4 a stavech è. 6 a 8. Akce A umožòuje zmìnit výstupy a vnitøní stavy automatu. Každý z tìchto signálù lze nastavit na hodnotu 0 nebo 1 nebo ho ponechat beze zmìny, také chování každého výstupního signálu je urèeno dvìma bity. První øíká, zda se má nebo nemá se signálem manipulovat. V pøípadì, že ano, øíká druhý bit, jakou hodnotu má manipulací nabýt. Pro 16 signálù po dvou bitech je potøeba 32 bitù, tj. 4 byty A1, A2, 17

18 A3 a A4. A1 a A2 se týká výstupù, A3 a A4 vnitøních stavù. A1 a A3 urèuje, zda se signálem pracovat, A2 a A4 urèují nové hodnoty signálù. Napø. akce vyjádøená hexadecimálnì 0B nastaví na hodnotu 0 výstup è.4 a na hodnotu 1 nastaví výstupy è. 1 a 2 a stavy è. 5 a 7. Parametry KY, KN a T jsou celoèíselné hodnoty kódované ve váhovém kódu na dvou bytech (nejdøíve vyšší byte). Celkovì zabírají parametry kroku 14 bytù, spolu se dvìma nevyužitými byty jsou uloženy v 16bytové datové struktuøe naznaèené v tab. 1. Automat pracuje v èasových taktech dlouhých 10 ms. Bìhem jednoho každého takového taktu automat provede ètyøi kroky. V prvním taktu, bezprostøednì po zapnutí, automat provede vždy kroky s identifikaèními èísly 1, 2, 3 a 4. Ètveøice krokù provedených v dalším taktu již závisí na naprogramování uvedených úvodních krokù atd. Celkem se tak v automatu mohou paralelnì vyvíjet ètyøi nezávislé sekvence krokù. Sekvence krokù jsou obvykle disjunktní, tj. neexistuje žádný krok, který by patøil do dvou rùzných sekvencí. Takové sekvence lze také chápat jako ètyøi nezávislé izolované aplikaèní programy P0, P1, P2 a P3, které sdílejí spoleèné vstupy, výstupy a vnitøní stavy automatu. Program P0 zaèíná krokem 1, program P1 krokem 2 atd. Automat vykonává všechny ètyøi své programy, kdykoli je zapnut. Souèasnì s touto jeho èinností lze s automatem komunikovat prostøednictvím jeho sériového rozhraní s parametry 9600 Bd, 8 bitù dat, 1 stop bit, bez parity. Na základní úrovni lze automat programovat a sledovat jeho stav pomocí znakového terminálu pøipojeného pøes RS232. Po pøipojení automatu k terminálu by mìl automat odpovídat na stisk klávesy ENTER promptem tvoøeným znakem >. Promptem automat indikuje, že oèekává zadání jednoho ze tøí povolených povelù. Všechny povely jsou tvoøeny øadou hexadecimálních cifer (znakù 0-9, A-F, a-f), pøièemž první vložená cifra je vždy nìkterý ze znakù 0-3, povely mohou obsahovat na kterémkoli místì libovolný poèet mezer a jsou ukonèeny klávesou ENTER. Povolené povely se od sebe liší poètem vložených hexadecimálních cifer, který mùže nabývat hodnot 1, 3 nebo 35. Jiné povely nejsou automatem akceptovány. Nejjednodušší je jednoznakový povel pro zjištìní stavu jednoho z programù P0, P1, P2 nebo P3. Povel se skládá pouze z èísla programu, tedy 0, 1, 2 nebo 3. Odpovìï automatu se skládá z dvojteèky, z hexadecimálního vyjádøení identifikaèního èísla kroku, který je aktuálnì v rámci zadaného programu provádìn, oddìlovací mezerou a opìt v hexadecimálním Obr. 2. Schéma zapojení automatu 18

19 Tab. 2. Dotaz na prùbìh programu Tab. 3. Dotaz na naprogramování zvoleného kroku Tab. 4. Povel k naprogramování jednoho kroku formátu aktuální hodnotou èasovaèe, která vyjadøuje, kolik desetin sekundy program v daném kroku ještì setrvá. Dialog s automatem je znázornìn v tab. 2. Zadáme-li jako povel tøi znaky vyjadøující v hexadecimálním tvaru identifikaèní èíslo vybraného kroku, odpoví automat dvojteèkou a hexadecimálním vyjádøením všech parametrù daného kroku, viz tab. 3. Odpovìï je zpøehlednìna oddìlovacími mezerami po dvojicích bajtù, tj. po ètveøicích hexadecimálních cifer. Poøadí parametrù v odpovìdi odpovídá tabulce tab. 1. Nejdelší je povel k pøeprogramování jednoho kroku. Povel obsahuje tøi znaky s hexadecimálním vyjádøením identifikaèního èísla programovaného kroku a následuje 32 hexadecimálních cifer vyjadøujících hodnoty 16 bytù datové struktury parametrù kroku. Povel je znázornìn Obr. 3. Schéma napájecího zdroje automatu v tab. 4. Na tento povel automat nemá žádnou odpovìï. Programování automatu pomocí tøí uvedených povelù je sice možné, ale velmi nepohodlné a zdlouhavé, tedy nepraktické. K odstranìní tohoto nedostatku byly sestaveny programy pro PC, které automaticky generují øetìzce hexadecimálních cifer jednotlivých povelù, pøijímají jejich odpovìdi a vytváøejí pro uživatele pøíjemnìjší a pohodlnìjší prostøedí pro práci s automatem. Programování a monitorování stavu automatu se pak dìje napø. klikáním myší v oknì MS Windows, rozpracované èi hotové aplikaèní programy lze ukládat na disk, tisknout atd. Další možností, jak automat naprogramovat, je pøipravit si data definující jednotlivé kroky do souboru v nìjakém binárním nebo hexadecimálním editoru a pomocí vhodného programátoru nahrát soubor do pamìti EEPROM. Adresa kroku v takové pamìti je šestnáctinásobkem jeho identifikaèního èísla. Po vložení pamìti do automatu je vše shodné jako kdyby byla pamì naprogramována pomocí povelù pøímo v automatu. Automat je sestaven kolem malého jednoèipového mikropoèítaèe AT89C2051. Jeho èinnost je podporována integrovaným obvodem X5045, který monitoruje stav napájecího napìtí, nabízí malou kapacitu pamìti typu EEPROM a hlavnì funkci Watch Dog pro zvìtšení spolehlivosti zaøízení. Pamì EERPOM obvodu X5045 není v uvádìné aplikaci využita, k procesoru je pøipojena podstatnì vìtší pamì EERPOM AT24C128, která jediná v sobì nese data, urèující chování automatu v aplikaci. Pro úpravu napì ových úrovní asynchronního sériového rozhraní RS232 je použit integrovaný obvod ST232. Všechny dosud uvedené souèástky jsou použity ve standardním katalogovém zapojení. Vstupy auto- Obr. 4. Osazení desky s plošnými spoji 19

20 Obr. 5. Deska s plošnými spoji programovatelného automatu ze strany souèástek Obr. 6. Deska s plošnými spoji programovatelného automatu ze strany spojù matu jsou pøipojeny k mikropoèítaèi pøes paralelnì-sériový pøevodník s posuvným registrem 74HC597. Podobnì výstupy jsou pøipojeny pøes sério-paralelní pøevodník s posuvným registrem 74HC595. Pøevodníky mezi sériovým a paralelním formátem dat šetøí vývody mikropoèítaèe. Deska automatu je vybavena integrovaným spínaným zdrojem L4960 pro vytváøení napájecího napìtí 5V, kterým se napájejí všechny obvody. Jen výstupní relé, pøípadnì LED výstupních optoelektronických oddìlovaèù jsou napájeny pøímo z napájecího napìtí celého automatu. Obvodové schéma zapojení automatu je na obr. 2, na obr. 3 je schéma spínaného napájecího zdroje. Na obr. 5 a 6 jsou motivy spojù dvoustranné desky, která byla pro automat navržena. Ozazení desky je na obr. 4. Program pro jednoèipový mikropoèítaè je ve formátu HEX vypsán v tab. 5 na str. 22. Zdrojový kód v jazyku symbolických adres je dostupný na Internetové adrese èasopisu. Tam je také ke stažení jednoduchá aplikace pro 32bitové MS Windows, s jejíž Obr. 6. Pohled na automat pomocí lze snadnìji než jen znakovým terminálem vytváøet aplikaèní programy pro automat. 20