Ing. Jaroslav Erben, OK1AYY, ok1ayy@volny.cz CW/SSB krabička pro seniory provozáře Pravděpodobně začne vycházet od Ra2/09 Dlouho jsem se rozmýšlel, zda jsem těch krabiček a různých kombinací filtrů nepopsal už dost a zda to lidi příliš neotravuje. Ale na přání jednoho amatéra seniora provozáře jsem se věnoval realizaci kouzelné poměrně jednoduché a snadno realizovatelné krabičky pouze s filtry pro CW a SSB vždy jen jednu polohu SSB a jednu CW, ovšem s charakteristikou, kterou ani drahý TCVR nemívá a samozřejmě široký Notch filtr a knoflík Tone. Nic víc. Ale k tomu také zdroj s trafem uvnitř a pořádný výkon nf PA, čemuž už rozumím, protože výkon 2 W, který stačí čtyřicetiletému operátorovi, je ekvivalentní nf výkonu 20 W pro šedesátiletého. Tak vznikla CW a SSB škatulka pro seniory. Nebudu popisovat to, co už bylo popsáno (viz odkazy na konci článku), doplnil jsem jen text a obrázky kolem toho, s čím se můžeme potýkat, když si dáme doprostřed nějaké nf konstrukce síťové trafo; zopakoval jsem také, k čemu nám popsané filtry jsou a jak je v radioamatérské praxi používat. Snad článek najde amatéry, pro které bude zajímavý a inspirativní. SSB a CW má své zákonitosti a tak vcelku není možné, aby text byl příliš odlišný od toho, co už znáte, nebo se příliš lišil od vašich zkušeností. Nová je jen koncepce krabičky, kterou jsem neurčil sám, ale jeden ze seniorů amatérů provozářů, který dobře ví, jaké nezbytné funkce TCVR většinou neposkytuje a které by zbytečně dublovaly to, co už slušný KV TCVR má. A také to, že síla je v jednoduchosti. Nejlepší bude, když uvedu připomínky k předchozím výtvorům tak, jak jsem si je poznamenal: 1. SSB nechci žádné SSB1, SSB2, SSB3 (Ra 6/06 a 1/07 [1], nebo UnivKor-v5.pdf [2]), ale jen jedno pořádně přiostřené úzké SSB, podobné jako všechny tři uvedené SSB filtry dohromady. 2. CW chci jen jednu polohu, odpovídající dvěma LC obvodům na feritových hrncích H22/36 mm, které jsme před padesáti roky používali k E10L, přeladěné na 160 m, s co nejlepší funkcí vytažení signálu ze šumu a QRN. 3. Poslouchám na jeden reproduktor ICOM SP21, žádné stereo mě k ničemu není a výkon mi nestačí. Chci výkonný nf PA, aby to šlo pořádně osolit. 4. Už mám plné zuby různých externích zdrojů, chci zdroj včetně síťového trafa v krabičce. 5. Funkce TONE dle Ra 6/06 a 1/07 [1], [2] a široký Notch filtr dle Ra 4/06 [5], [2] jsou funkce užitečné, v krabičce nechť tedy jsou. Smyslem tohoto příspěvku je ukázat celkové schéma SSB/CW krabičky, která obsahuje jen nejpotřebnější funkce, které tovární KV TCVR zpravidla nemá. A také i současnou tendenci ke zjednodušení obsluhy. Méně funkcí znamená, že se jim můžeme více věnovat a lépe je vypiplat. Zapojení SSB a CW filtru je podobné, zapojení Tone a širokého Notch filtru jsou stejné s tím, co na stránkách Ra už bylo. Aby bylo jasné, čím se budeme zabývat, jsou na obr. 1 možné varianty blokových schémat. Na obr. 1a je popisovaná varianta, kde je pořadí dílů tak, jak jsem je ne zrovna šťastně seřadil ve své konstrukci, protože CW filtr mi vyšel nejblíže síťového trafa; obr. 1b nebo 1c je lepší uspořádání dílů, kdy vyjde CW filtr a Notch filtr blíže k subpanelu; blíže u trafa je pak na brum už méně háklivý SSB filtr. Zapojení s OZ je bezproblémové a snadno reprodukovatelné. Pořadí dílů podle obr. 1 závisí na našem uspořádání předního panelu nebo prostě na tom, jak se zrovna vyspíme, jen CW filtr se snažíme umístit dále od trafa. V zapojení dle článku NF CW filtry pro praktický provoz v Ra 5 a 6/07 [3] mi v praktickém závodním provozu v pražském hrubém šumu chybí právě poloha mezi šířkami pásma 90 Hz/6 db a 60 Hz/6 db, kterou hezky řeší popsaný CW filtr 75 Hz/6 db. Jak doplnit nf filtr dle [3] o polohu 75 Hz/6 db vidíme na obr. 1d. Jednotlivé díly jsou bezproblémově schopné samostatného života a tak z obr. 1, respektive celkového schématu na obr. 2 můžeme vyzobnout jen díl, který se nám zrovna hodí. Platí to i pro nf stupeň a AutoMute. K vyzobnutým dílům, třeba jen SSB, nemusíme využít nutně knoflík TONE a můžeme nechat jen vstupní dělič R25/R26 220/47 Ω, stejně tak můžeme vynechat Auto Mute, ovšem ke své škodě.
Obr. 1. Možné varianty konstrukčního uspořádání dílů. Popisovaná varianta je na obr. 1a. O něco lepší by byly varianty na obr. 1b a 1c, kdy nejblíže trafu vyjde na brum nejméně háklivý SSB filtr. Obr. 1d ukazuje blokové schema nf krabičky, kterou bych preferoval ke své potřebě. Podle obr. 1d míním aspoň popsaným CW filtrem doplnit svou nf škatulku vpravo. Vlevo je škatulka popisovaná. Na krajích panelu musí být vždy nějaký přepínač, který drží subpanel, abychom se vyvarovali zbytečných šroubků. Papírové štítky, kde je panel cca 80% černá a písmo cca 20% černá se vcelku dobře blíží panelům TCVRů. Plastové krabičky pak k TCVRům docela hezky pasují. Celkové zapojení je na obr. 2. Jednotlivé díly budu postupně komentovat.
Obr. 2. Celkové zapojení SSB/CW krabičky k TCVRu podle požadavků KV amatéra provozáře seniora.
Vstupní Jack 3,5 mm Zdá se, že jack 3,5 mm na vstupu nestojí za pozornost, nicméně se mu trochu věnujme. Tenký koaxiální kablík RG174 s jackem 3,5 mm zapojujeme prioritně do výstupu pro externí reproduktor. Koaxiální kabel 3 mm má mnohem větší krytí žíly opletením, než běžné nf stíněné vodiče. Tentokrát potřebujeme, aby naše krabička byla zemí jak nf, tak vf spojena s TCVRem, tedy aspoň na KV. Na kablík proto nedáváme žádné klapačky nebo toroidy ty si necháme až na síťovou dvojlinku. Přes redukci 6,3/3,5 mm můžeme jack také zapojit do sluchátkového výstupu TCVRu. TCVRy velikosti autorádia mají dnes i sluchátkový konektor velikosti 3,5 mm, redukce pak odpadá. Aby při zapojení do sluchátkového výstupu klesla hlasitost jen nepatrně, je uvnitř jacku 3,5 mm odpůrek R24 33 Ω, který propojí oba výstupy sluchátek, které jsou uvnitř TCVRů připojeny k nf PA standardně přes dva odpůrky 100 Ω. Tím zajistíme, že rozdíl v hlasitosti při zapojení do sluchátkového nebo repro výstupu TCVRu je neznatelný. Pokud jste se ještě nerozhodli, kde bude krabička umístěna a nevíte, jak dlouhý přívod potřebujete, dejte na zadní stěnu konektor jack 3,5 mm. Tone Pokud takový knoflík na TCVRu je, mívá nápis TONE, na nf zesilovačích VÝŠKY nebo TREBLE. Narozdíl od tónové clony v historických radiopřijímačích, kde se výšky pouze potlačují, knoflík Tone nebo Výšky má uprostřed v poloze potenciometru 12 hod. rovnou charakteristiku, vytočení napravo výšky přidá, nalevo výšky ubere. Regulace výšek Tone je zapojením stejné jako v Univerzálních korekcích Ra 6/06 a 1/07 [1] nebo [2] s názvem UnivKor-v5.pdf. Rozsah regulace knoflíku Tone zde platil pro dělící kmitočet 3 khz. To může být na ucho při zapnutém úzkém SSB filtru (400 Hz až 2,2 khz)/20 db nedostatečné. Proto jsem kmitočet Tone snížil z 3 khz/10 db na 2 khz/10 db. Změna je jednoduchá nad potenciometrem 1 k/log změníme původní kapacitu 1 µf na 1,5 µf. Pod potenciometrem kapacitu změníme z 5 µf na 7,5 µf. Nad potenciometrem jsem osadil v bipolárním zapojení dva elektrolyty C17 a C18 3µ3/50 V, na spodním konci logaritmického potenciometru a zem připojíme bipolárně 10 µf a 33 µf, což dá potřebných cca 7,5 µf. Nevadí, že dva bipolárně spojené kondenzátory nemají stejnou hodnotu. Elektrolyty považuji za živé bytosti, proto jsem jim dopřál ss předpětí přes rezistory R41/150 k a R42/330 k. Elektrolyty na místě C17 a C18 jsem osadil v domnění, že kombinace vyjde menší než dva paralelní miniaturní vícevrstvé 1 µf a 680 nf. Ty bývají na spodní hranici tolerance a dají právě 1,5 µf. Pak odpadne i R42. Největší jistota je ovšem osadit foliový kondenzátor 1,5 µf. Regulace výšek knoflíkem Tone je nyní mnohem výraznější a účinnější. Jenomže začíná tahat i za nižší kmitočty, což se příznivcům HiFi SSB nemusí úplně líbit. Je to stejné, jako když nějaký mamlas navrhne na HiFi nf zesilovači dělící kmitočet knoflíku Treble ne 15 khz, ale jen 10 khz. Kmitočtová charakteristika výšek Tone je na obr. 3. Raději znovu připomínám, že potenciometr P2 musí skutečně být logaritmický P4M-LOG 1k00 z GESu průměr 16 mm. Obr. 3. Charakteristika regulace výšek Tone se sníženým dělícím kmitočtem ze 3 na 2 khz. CW filtr Smyslem nf CW filtru není vyrábět selektivitu tu už musí řešit TCVR, ale ze šumu a QRN dostat co nejlépe slabý signál a oříznout klapání a kliksy tak, aby CW byla dlouhodobě bez únavy příjemně poslouchatelná. Šířka pásma pro 6 db je daná žádanou funkcí a je mezi 70 a 80 Hz. Musíme se také snažit o dostatečně málo strmé boky, aby byl zachován poslech kolem kmitočtu. Příliš malá, ale i příliš velká strmost boků křivky propustnosti znamená zhoršení funkce absorpce svinstva. Není s tím žádný problém, jednoduše volíme mírně podkritickou RC vazbu mezi dvěma LC obvody. Pro zopakování toho, co již bylo napsáno v článku Nf CW filtry pro praktický provoz v Ra 5 a 6/07 [3] vidíme na obr. 4, proč MFB filtry Ne a vázané laděné obvody Ano. Pro vytažení signálu ze šumu a QRN potřebujeme šířku pásma mezi 60 až 90 Hz/6 db, samozřejmě jen s málo strmými boky, a to lze bez nežádoucího zvonění docílit jen vázanými LC obvody. MFB filtry dle obr. 4 jsou ale v každém případě velkou pomocí u TCVRů, kde nemáme mf CW filtr a požadujeme jen jistou selektivitu, bez důrazu na dobrou funkci vytažení signálu ze šumu a QRN. Vhodné zapojení konstrukčně
jednoduchého MFB filtru najdeme v článku Zlepšený nf CW filtr v Ra 3/05 [6] nebo OptimCW.pdf.pdf [2], základy a výpočet najdeme v článku Nepoužitelné, ale používané nf CW filtry - Ra 6/04 a 1/05 [4], nebo NepoCW.pdf v [2]. Úskalí dvou MFB filtrů spočívá v nutnosti volit větší šířku pásma, asi 250 Hz/6 db, což je třikrát více, než potřebujeme pro dobrou funkci vytažení signálu ze šumu a QRN. Potřebnou šířku pásma, v našem případě 75 Hz/6 db, si bez zvonění můžeme dovolit jen u dvou klasických vázaných LC obvodů. Samozřejmě cívky jsou syntetické. Obr. 4.- Rozdíl mezi dvěma MFB filtry, které nemají vazbu a jejich jakost Q tak musí být jen 4, maximálně 6, aby filtr nezačal zvonit nebo rozmazávat CW (šířka pásma asi 250 Hz/6 db) a klasickou dvojicí vázaných laděných obvodů, lhostejno zda cívky jsou klasické nebo syntetické, kde si můžeme dovolit jakost obvodů bez zvonění až Q = 25. Menší šířka pásma, v naší konstrukci 75 Hz/6 db, pak lépe vytáhne signál ze šumu. Popsaný CW filtr je polovinou filtru z Ra 5 a 6/07 [3], nebo NfCWprakt.pdf v [2], jen jakost nezatížených (tj. jakost vypočtenou) cívek jsem zvednul na Q = 26. Zopakujme, že jakost klasických i syntetických cívek nemůže být libovolná, ale taková, aby dva laděné obvody daly při mírně podkritické vazbě požadovanou šířku pásma pro 6 db. Jak spočítat potřebnou jakost Q a hodnoty součástek syntetické indukčnosti a hodnoty součástek RC vazby najdeme v [3] a [2]. Filtr jsem navrhoval také jako správné řešení pro QRP TCVRy, kde se zatím nouzově používají dva MFB filtry, které ale neumí dobře vytáhnout slabý signál ze šumu a QRN, což je právě u QRP provozu zásadní. U jednopolohového CW filtru se musíme rozhodnout, zda bude sloužit prioritně pro běžný, QRP a DX provoz, nebo převážně pro závody jako čepička na mf filtr 500 Hz nebo i široký mf filtr třeba 2,4 khz, či dnes výrobcem obvykle přednastavený digitální mf filtr 1,2 khz. V konstrukci jsem se držel zadání na filtr s co nejlepší funkcí vytažení signálu ze šumu a QRN. Dvě protichůdné vlastnosti CW filtru, tj. co nejlepší vytažení signálu ze šumu a zachování dokonalé čitelnosti, stačí podle mých zkušeností do 45 WPM v praxi porovnáváme s tlačítkem a knoflíkem NR Noise Reduktion na TCVRu, nikoliv nějakým mf CW filtrem. V podstatě jde o návrh již zmíněné optimální šířky pásma filtru. Tu ale za nás už před desítkami let vybádali bývalí OLáci je kolem 75 Hz/6 db a skutečně sedí. Zavřeme oči nad tím, že NR v TCVRu zlepší signál bez zbytečné selektivity a náš CW filtr někdy s žádoucí a někdy až nežádoucí selektivitou. Záleží na kvalitě NR, podmínkách šíření a typu CW provozu, zda si k mf filtru 500 Hz či jinému zapneme navíc NR na TCVRu nebo popisovaný CW filtr. V praxi, když nás začne obtěžovat příliš QRN nebo kliksy a klapání blízkých stanic, si zpravidla zapneme NR. Po chvíli ale můžeme zjistit, že funkce NR na TCVRu telegrafii příliš rozmazává nebo když na knoflíku NR ubereme, již si nepomůžeme, a tak si zapneme raději naše laděné obvody. Indukčnosti IO6a, IO6b jsou syntetické 4,2 H s jakostí bez zatížení Q = 26, ladící kapacity C58 a C62 jsou foliové 10 nf. Z šumových důvodů jsem osadil IO6a a IO6b obvodem NJM4580, při jakosti cívek Q = 26 je to vhodné. Přeladění pomocí trimrů je jen 750 až 800 Hz. Výsledkem je, že se nám zdá, jakoby trimry málo ladily a vrchol nemůžeme spolehlivě uchem najít. Proto na repro výstup krabičky připojíme běžný multimetr na střídavém rozsahu 2 V a do vstupu pustíme sinusový signál 780 Hz; trimry R63 a R69 pak naladíme na maximum. Rozsah ladění je omezen úmyslně, laděním se mění i jakost syntetických indukčností a to zrovna obráceně, než potřebujeme. Snažte se proto zapudit myšlenku, že pro větší rozladění by stačilo zmenšit R62 a R68 a zvětšit hodnoty trimrů R63 a R69. Pro jiný kmitočet musíme hodnotu součástek navrhnout znovu dle [3]. U sebe i dalších seniorů zjišťuji překvapivý jev, že s věkem se požadavek na CW Pitch, tj. výšku zázněje, nesnižuje, ale zvyšuje ze standardních 800 Hz až na 840 Hz (netelegrafistům se to může zdát být pitomostí). Připomeňme, že výrobci TCVRů nám už 10 let přednastavují CW Pitch na 600 Hz a může trvat dost dlouho, než přijdeme na to, proč je ta telegrafie nějak divná. Možná si teprve časem uvědomíme, že máme zbytečně
snížený rozhled směrem k nižšímu zázněji. A přitom třeba konkrétně na ICOM IC 746 stačí otočit knoflíček CW Pitch z 12 na 14 až 15 hodin. V popsaném filtru se nadále držím svého oblíbeného a generacemi ověřeného CW pitch 780 Hz. Vím, že s výškou zázněje nemusí každý souhlasit, důvody najdeme na str. 16 v Ra 5/07 [3]. Při RC vazbě mezi obvody R64 330 k a C61 470 pf dostaneme jeden hezky zakulacený vrchol, který je předpokladem dobrého poslechu. Křivka propustnosti je na obr. 5. Obr. 5 - Křivka propustnosti CW filtru s optimální šířkou pásma 75 Hz/6 db pro běžný a DX provoz a se strmostí boků skoro na praktickém maximu. Při snaze o ještě strmější boky u dvou LC vázaných obvodů se funkce absorpce svinstva začíná opět zhoršovat. Jako čepička na mf filtr 500 Hz jsou už boky trochu strmější než potřebujeme v závodním provozu. Jako čepička v extrémních podmínkách DX nebo QRP provozu k mf filtru 250 Hz i 500 Hz je ale křivka akorát. Důležitá ale není teorie a amatérské meditace, ale jak nám to reálně pomůže na ucho. Převažuje-li u vás závodní provoz, asi zvolíte nižší jakost Q syntetických cívek s hodnotami součástek a vazbou tak, jak je u prvých dvou obvodů v Ra 5 a 6/07 [3] nebo na [2] v NfCWprakt.pdf, kdy je pro závodní provoz u dvou vázaných LC obvodů jako čepička na filtr 500 Hz vhodnější šířka pásma 90 Hz/6 db. To zajistí větší operativnost v rámci mf filtru 500 Hz, jenomže vytažení signálu ze šumu a QRN už není tak dobré. Anebo jednoduše nebudeme popisovaný filtr zapínat v závodě tak často. CW filtr 75 Hz/6 db je poslechově nádherný a pěkně šitý pro DX provoz, kde nepotřebujeme tak velkou operativnost jako v závodě. Značky zaoblí, ale nezvoní. Zaoblení značek při rychlosti 30 WPM vidíme na obr. 6. Poměr tečka/mezera na klíči CMK100 mám nastaven 6:5, tj. 6 dílků tečka, 5 dílků mezera. Soudobé TCVRy totiž mají tendenci zpozdit začátek značek, aby anténní relátka měla čas na sepnutí, jenže na konci už TCVR zpravidla nepřidá dobu ukousnutou na začátku a značky jsou mírně sekané. A naneštěstí pro nás mívá většina TCVRů ve vestavěném elbugu jen regulaci poměru tečka/čárka, což potřeba není, ale mnohem důležitější regulace poměru tečka/mezera v elbugu TCVRů často chybí. Časem nás to donutí k použití externího elbugu, který má obě funkce nastavitelné. Dobrá čitelnost popsaného filtru je ještě při rychlosti 50 WPM, jenže tak rychle expedice nejezdí, nakonec se rychlost podle podmínek šíření ustálí mezi 25 až 30 WPM. Rychlost DX stanice, která není v DX clusteru a jede svižněji 40 WPM už vyvolává rušení od stanic, které žádají neustále QRS, protože jí už nečtou. Abychom se mohli vzájemně dorozumět do jaké rychlosti jsou značky ještě čitelné je vhodné zvolit nějaké kriterium. Jednou větou: Hranice rychlosti CW značek nějakého filtru je taková kdy zaoblené tečky právě dosahují ještě maximální amplitudy jako čárky. Samozřejmě uvažujeme filtr, který značky zaobluje ale nezvoní. U našeho CW filtru je maximální rychlost kolem 55 WPM. Bohužel jsem jí zapoměl změřit a udělat názorný obrázek. Pro úplnost poznamenejme, že pokud má mít popsaný filtr dobrou funkci absorpce svinstva, nemůže zároveň sloužit pro ryhlotelegrafisty s rychlostmi nad cca 55 WPM, tedy 275 zn/min. Jde ovšem o rychlost PARIS, což se rovná rychlosti asi 220 zn/min., tak jak jsme jí počítali před desítkami let. Patříte-li ke skupince nadšenců QRQ, dobře víte, že podobné CW filtry, někdy asi i mf filtr 500 Hz, musí být vypnuté. Problematiku QRQ neznám.
Obr. 6. Zaoblení teček při rychlosti 30 WPM popisovaným CW filtrem. Výsledkem je, že se značky odkliksají a odklapají a poslech je méně únavný. Zaoblení není totéž jako pojem zvonění. Filtr vychutnáme, zejména když si v TCVRu zapneme nedrncající krok ladění 1 Hz. Smůla je, že výrobci při kroku ladění 1 Hz neumí udělat, abychom na jednu otočku ladícího knoflíku měli kolem 2 khz, ale ladění je neúměrně jemné a neoperativní. V CW závodech máme zpravidla krok 10 Hz, kdy je ladění hrubší, ne ale nad 5 khz na otáčku ladícího knoflíku, aby se se zapnutým i vypnutým CW filtrem dalo pohodlně i operativně ladit. Strmý digitální mf filtr stejné šířky pásma cca 80 Hz/6 db na klidném pásmu hraje stejně nebo i lépe, než náš filtr, ale běda, když na bocích křivky digi filtru jsou silnější signály nebo je větší QRN. Pak teprve oceníme funkci absorpce svinstva dvou obyčejných vázaných LC obvodů. Nehraje roli, že jsou cívky syntetické. Se strmým digi filtrem také totálně ztrácíme přehled o tom, co se děje kolem a zpravidla ztratíme i žádanou stanici. To je případ falešných APF filtrů v TCVRech (mimo IC-7800, možná IC-7700 a také Elecraft K3, kde se pro tuto funkci název APF ale nepoužívá). Popsáno částečně v Ra 4/04 [8], nebo [9], rozdíl mezi falešnými a poctivými APF najdeme na obr. 4, str. 24 v Ra 3/05 [6]. Zde musím poznamenat, že se pitváme s rozdíly šířky pásma mezi DX 75 Hz a závodními 90 Hz, i se strmostí boků křivky, a velký smysl to má, zatímco výrobci TCVRů si zatím žádné násilí nedělají a zpravidla mají u malých šířek pásma pod 200 Hz nedostatečný krok přepínání mf filtrů po 50 Hz. Navíc volba optimální strmosti boků křivek k danému provozu a operativnost přepínání výrobce nechává také většinou v klidu. Vím, že přepínání tří přednastavených mf filtrů jedním tlačítkem u ICOMů je hodnoceno jako věc už dokonalá, je to ale uživatelsky dokonalé i u TCVRů nad 100 tis. Kč? Vzpomeňme na inkurantní přijímač E10L, kvalitně přeladěný na 1,70 až 2,00 MHz (nikoliv řešení s konvertorem), přemotané mf cívky na největší dosažitelnou jakost, stejně tak dvě vstupní cívky, aby se při mezifrekvenci 140 khz neprojevovala zrcadla. S popsaným filtrem, tehdy v LC podobě s feritovými hrnci H22 průměru 36 mm, jsme dostali ze šumu DX stanice tak, jak to horko těžko začínají umět soudobé TCVRy, samozřejmě E10L to uměla jen na poloprázdném pásmu bez silných místních stanic. Obr. 7. Příjímač E10L kompletně přeladěný a používaný v pravěku na pásmu 160 m s popisovaným CW filtrem, tehdy s klasickými cívkami na feritových hrncích H22/36 mm a nf PA s VN tranzistorem BF259, nebo BD127 pro sluchátka 2 x 2 kω. Obrázek historického nf CW filtru k E10L jsem už nenašel.
V DX provozu téměř vždy využíváme split, velkou výhodou je TCVR s dvojím samostatným přijímačem, který umožní do jednoho sluchátka pustit pile up bez CW filtru a do druhého slabou DX expediční stanici s popsaným CW filtrem. Ze zdravotních důvodů ale nemůžeme příliš dlouho poslouchat rozdílné signály v každém uchu. V tomto případě si musíme před sluchátky ještě vyrobit krabičku s přepínačem. Pak hraje slabá DX stanice s CW filtrem v jednom sluchátku s větší hlasitostí, což omezí naše bezhlavé volání, když DX stanice vysílá; v druhém při větší šířce pásma vyhledáme přesně kmitočet, kde stanice poslouchá a kam se ladí a zavoláme jí buď na kmitočtu předchozí stanice nebo jen 40 Hz směrem, kam tušíme, že se bude ladit. Lépe je půl hodiny hledat, kde expedice poslouchá a pak ji prakticky hned udělat, než volat několik hodin na kmitočtu, kde expedice neposlouchá. Je tomu ale i naopak, leckdo raděj v klidu volá několik hodin a čeká, až ho DX expedice najde. Psychicky nejhorší situace nastane, když expedice už vymlátila celý svět a marně ji bez výsledku voláme jen my. Taktizovat o oněch 40 Hz až 60 Hz se ještě více vyplatí když voláme stanice v závodech, nemusíme pak tak dlouho čekat ve frontě. Krabičku jsem bohužel neměl možnost vyzkoušet v nějakém větším závodě. Nevím tedy, zda je za špatných příjmových podmínek vhodné zapnout filtr trvale, tj. zda omezení rozhledu v rámci mf filtru 500 Hz je ještě přijatelné či ne. Jde o to, zda si obsluhou RITu neukroutíme ruku. TCVR vhodný pro závody musí proto mít (a v praxi i mívá) lehoučký chod knoflíku RIT, snadno obsluhovatelný jedním prstem, a zobrazený kmitočet RIT na displeji. Popisovaný CW filtr je jen jeden, a to určený pro vytažení slabého signálu z QRN a šumu. Omezuje více šířku pásma, budeme ho proto v provozu pravděpodobně zapínat méně často než například podobné dva laděné obvody 90 Hz/6 db v [3]. Poznámka: taktizovat o 40 Hz znamená nejdříve vědět, kdy jsme na stanici přesně naladěni. Náš filtr jsme si pevně naladili dejme tomu na 780 Hz, proto u TCVRu nastavíme v menu CW Pitch také 780 Hz. Když se pak naladíme na špičku našeho filtru, máme jistotu, že jsme naladění s chybou pod 20 Hz. Pokud nf CW filtr nemáme, ladíme se na stejný tón, jako má příposlech. To ale může dělat docela potíže, protože naše paměť kmitočtu netrvá dlouho a navíc stejný kmitočet při různé hlasitosti se zdá být různý, natož při různém zabarvení (zkreslení). Nové TCVRy se vrací k neurčitému knoflíku CW Pitch, tj. na displeji není zobrazen jeho kmitočet, prý abychom si pro naše potěšení mohli během vysílání a poslechu měnit kmitočet zázněje to amatéři nízkozáznějníci možná uvítají, stejně jako jsme si v dobách, kdy byl samostatný RX a TX, u mnohahodinových CW povídacích QSO z nudy kroutili knoflíkem Rxu při příjmu nebo vysílání. Při kombinaci knoflíků RIT a neurčitého knoflíku CW Pitch se pak už vůbec netrefíme přesně na protistanici. Abychom se s neurčitým knoflíkem CW Pitch vyrovnali, naladíme se při vypnutém RITu na nějaký kmitočet, o kterém víme, že je přesný, třeba RWM 9 996,000 khz (pozor mnoho majáků je ujetých až o 60 Hz) a knoflíkem CW Pitch nastavíme vrchol našeho nf CW filtru. Pak budeme se zapnutým CW filtrem přesně na kmitočtu a teprve teď můžeme s jistotou v závodech nebo v pile-upu taktizovat o oněch 40 Hz. Na knoflík CW Pitch pak už nesmíme sahat. Pokud výrobce dá naschvál knoflík CW Pitch na nejcennější místo, kde byl dříve účelně knoflík RIT (závodní drahý ICOM IC-7700), je to pro telegrafujícího závodníka katastrofa, tedy aspoň pro mě. Z předchozího popisu by se mohlo zdát, že posloucháme většinou s našimi čepičkami s rozvolněnými boky křivky propustnosti s šířkou pásma mezi 60 až 90 Hz/6 db, které jsou posazené na mf filtrech 500 Hz, nebo i 250 Hz. Nikoliv, většinou posloucháme s mf filtry 1,2 khz až 2,4 khz, někdy je v RXu mf filtr široký až 2,7 khz a navíc s mizernými boky křivky propustnosti. V praxi tedy posloucháme s šířkou pásma co možná největší, abychom slyšeli stanice po obou stranách. Co možná největší šířka zvoleného mf filtru odpovídající momentální hustotě provozu zajistí naší operativnost. Popsaný nf CW filtr (lépe řečeno čepička, což říká, že křivka propustnosti má jen jeden zakulacený vrchol a rozvolněné boky, výraz APF Audio Peak Filter výrobci TCVRů zneužili pro obyčejné strmé digitální filtry, naštěstí náhradní výstižný výraz čepička už u nás zdomácněl), tedy zapínáme jen na chvilku, kdy potřebujeme u slaboučké stanice v šumu spolehlivě přečíst Call, předávaný kód, nebo poctivé RST, třeba 449, Name a QTH. Všimněte si, že ve vnitrostátních závodech vítězí majitelé Alinca DX77 jen s mf filtrem 2,7 khz, kteří umí poslouchat půl pásma najednou a CW filtry mají v uchu. Kdo si hoví třeba s ICOMem IC-756PRO3 z továrny přednastaveným mf filtrem 1,2 khz, málo kdy se vyšplhá na přední místa v OK/OM závodech. Jenomže ke stáru si chceme při poslechu s holým TCVRem s mf filtrem 2,4 khz/6 db aspoň trochu ulevit a tak použijeme čepičku na mf filtr 2,4 khz - poloha číslo 1 nf CW filtru popsaná v [3]. Ta omezí šum a QRN, ale bez ztráty rozhledu přes celou šířku pásma širokého mf filtru 2,4 khz. Blokové schema tohoto nf CW filtru vidíme i na obr. 1d. Dobře, nicméně zadání bylo na legendární dva vázané syntetické hrnce 75 Hz/6 db, řádky nahoře jsou jen meditační. SSB standard V článku Univerzální korekce v Ra 6/06 a 1/07 [1] jsem se držel názvu SSB korekce. Požadavek amatéra provozáře je ale nyní na cosi, co se podobá všem popsaným korekcím SSB dohromady, ale má poslouchat lépe. Když se podíváme na kmitočtové charakteristiky na obr. 8, je zřejmé, že se už jedná o úzký SSB filtr s vcelku dobrými boky, který slušně nahradí úzký mf SSB filtr v TCVRu, nicméně hlavním významem je učinit modulaci srozumitelnější a trvale a příjemně poslouchatelnou i při malé šířce pásma na reproduktor stejně
jako na sluchátka. Na schématu na obr. 2 je základní zapojení SSB filtru s TL074, které dělá přibližně totéž, jako filtry SSB1, SSB2, SSB 3 dohromady s knoflíkem Tone v poloze 17 hodin popsáno v Ra 6/06 a Ra 1/07 [1], nebo UnivKor-v5.pdf [2]. Zapojení jsem zjednodušil do čtyřnásobného operačního zesilovače TL074 IO4 a nazval SSB standard. IO4a je horní propust u které jsem zvýšil dělící kmitočet z HiFi 250 Hz na DX 500 Hz. IO4c a IO4d jsou dolní propusti podle pana Čebyševa, u kterých jsem zvýšením jakosti úmyslně využil zvlnění k vytvoření mírné čepičky, tj. Highboostu, pro zvýšení srozumitelnosti zahuhňaných modulací. IO4b kryje ztráty dolních propustí a zároveň vytváří směrnici kolem 6 db na oktávu od 500 Hz výše, potřebnou pro mluvené slovo. Ucho příliš nevnímá obvykle udávané šířky pásem filtrů pro potlačení 6 db začneme vnímat, že se něco děje, až pro potlačení kolem 20 db. Na obr. 8 vidíme kmitočtovou charakteristiku filtru SSB standard, kde pro potlačení 20 db je kmitočet 400 až 2200 Hz. Stejné nebo i o 50 až 100 Hz vyšší posazení úzkých mf filtrů mají přednastavené v TCVRech japonští výrobci. Časté jsou stížnosti, že dokoupený mf filtr 1,8 khz/6 db nic moc nedělá, jen zhorší srozumitelnost. Proto jsem dbal na to, aby popisovaný SSB filtr měl optimálně zvolenou vzestupnou část kmitočtové charakteristiky, včetně mírného Highboostu. To zajistí dobrou srozumitelnost proti obdélníkovému mf filtru a také negativně nevnímáme malou někdy říkáme uškrcenou šířku pásma 1,8 khz/20 db jako u úzkého option mf SSB filtru. Na libovolné repro a libovolná sluchátka můžeme poslouchat s SSB filtrem standard trvale bez únavy s pocitem, že není o nic užší než mf fitr 2,4 khz. Stejně tak se nemusíme přesně ladit, aniž by klesla srozumitelnost, ale i naopak, pečlivě vyvážená kmitočtová charakteristika a posazení SSB filtru nás na kmitočet protistanice navede lépe. Zde je nutno poznamenat, že u CW se zejména v závodech neladíme na určitý kmitočet, ale s naším CQ se vmáčkneme mezi dvě stanice třeba na kmitočet 3521,68 khz. Naladění u SSB vyžaduje delší zkušenost a tak bývá pro usnadnění provozu zvykem ladit se po rovných stovkách Hz, např. 3766,5 khz, a když to jde, po celých khz, třeba 3756 khz, 3773 khz. Na svém TCVRu tedy nastavíme celý kmitočet a pokud není něco v pořádku, podíváme se, zda máme RIT na nule nebo zda nemáme přetočený knoflík IF Shift, nebo PBT do nesmyslné polohy. Teprve pak meditujeme nad tím, že možná protistanice ujíždí po pásmu, nebo se nenaladila přesně. Nové TCVRy mají funkce Contour, třípásmový ekvalizér apod., s kterými časem najdeme polohy, které nám při přesném naladění poslechově vyhovují. Pokud na pásmu slyšíme já se ladím raději hloubš nebo výš, nebo ladím se na nejlepší zabarvení, je to špatně, prostě musíme nastavit nf charakteristiku tak, abychom se neladili ani hlouběji ani výše, ale aby poslech byl pro nás optimální právě na kmitočtu protistanice. Vše si usnadníme zapnutím popisovaného SSB filtru s cílevědomě zvolenou horní částí a kmitočtovým posazením charakteristiky, kdy se nám modulace v reproduktoru nebude zdát ani hluboká ani vysoká a nebude nás svádět k chybnému naladění. Musíme ale připustit, že při obdélníkových mf filtrech bez úpravy nf signálu nám u některých modulací nezbývá, než místo na 3760 khz se pro přijatelný poslech naladit například na 3760,1 khz, tedy o 100 Hz výše. Správné ale je naladit se na 3760 khz a naší potřebu nejlepšího zabarvení řešit naladěním RITu o 100 Hz výše. Tím předejdeme tomu, aby nás stanice zaškatulkovaly do kategorie ten se neumí ani naladit. V kroužkách DX manů je ale zřejmě prestiží ladit se 100 až 150 Hz mimo kmitočet, i když jde o amatéry, kteří se naladit umí. Jinak si tuto módu neumím vysvětlit. SSB super Žádné SSB super jsem neplánoval, jen mě napadlo, co se stane, když dalším TL074 zvýším strmost horního boku, což umožní trochu (100 až 150 Hz) rozšířit čepičku Highboostu směrem k vyšším kmitočtům. Musíme přiznat, že čepičku Highboostu máme asi o 300 Hz níže než je obvyklé, ale při nárůstu směrnice 6dB/okt od 500 Hz výše to nečiní žádný poslechový problém. Když jsem přídavné zapojení, které jsem už zakreslil nahoru do schema na obr. 2, (je na destičce 25 x 50 mm ustřižené ze zkušebního tišťáku ayy002 [4]), připojil k SSB standard, poslech se stal přirozenějším, čistějším a zároveň různé zázněje nad 2,4 khz a pod 240 Hz zcela zmizely. Je to jednak jen málo viditelným obr. 8, ale za to slyšitelným rozšířením čepičky Highboostu k vyšším kmitočtům a strmějším horním bokem křivky propustnosti. Zvyšovat strmost dolního boku nebo posazovat ho ještě výše už nesmíme, abychom nesnížili věrnost modulace. SSB super se dvěma TL074 tedy stojí za to, ale nelze ohrnovat nos ani nad obyčejným SSB standard. Abych předešel posměškům těch, co vyrábějí filtry s obvody se spínanými kapacitami, či zvládají tvarově podobné digitální filtry, přiznávám, že naše analogová technika u strmosti horního boku mele z posledního. Zařadili jsme za sebe 5 dolních, dost vyštvaných propustí, výsledek je dobrý (kam se hrabou běžné filtry s LC obvody), ale zase nic moc.
Obr. 8. Kmitočtové charakteristiky filtrů SSB standard, SSB super a pro kontrolu úroveň hlasitosti při vypnutém SSB filtru tak, abychom při zapnutí SSB filtru měli pocit stejné hlasitosti a zvýšení srozumitelnosti. Pro potlačení 20 db je charakteristika SSB super totožná s SSB standard 400 až 2200 Hz, jak vidíme na obr. 8. Destičku jsem umístil nad stávající SSB standard a mírně přilepil na součástky základního zapojení SSB standard, aby nevisela jen na drátkách. Na obr. 2 jsou IO7b, c, d opět dolní propusti u kterých jsem ještě zvednul jakost a každou naladil o kousek výše. U všech dolních propustí vidíme vždy dva paralelní kondenzátory 100 n z teplotně vyhovující hmoty, větší kapacity z hmoty totiž zatím v prodeji nejsou. IO7a opět koriguje ztráty dolních propustí a směrnici nárůstu kmitočtové charakteristiky 6 db/okt. Jak je možné, že skutečné charakteristiky SSB standard i SSB super odpovídají zadání a sedí hezky na sobě? Charakteristiky filtrů jsem totiž neřešil bastlením, ale součástky předem doladil pomocí volného programu RFSimm99. Nejdříve ale musíme stanovit základní hodnoty součástek propustí, aby bylo co dolaďovat. To jsem učinil kupeckými počty podle modrého AR 3/96 [10]. Fotografie destičky je na obr. 9. Obr. 9. Přídavná destička 25 x 50 mm (zrovna takový kousek ožužlaného tišťáku mě přišel pod ruku), kterou rozšíříme SSB standard na SSB super. Prozatímní přepínač na drátkách slouží k operativnímu zkoušení přídavku zda vůbec stojí za to. A protože výsledek je pozitivní, vidíme konečné řešení na obr. 15.
Jak SSB standard, tak SSB super i při malé šíři pásma zvyšuje čitelnost signálů. Máme-li zapnutý náš nf SSB filtr a pokud v TCVRu zapneme jeden nebo oba úzké mf filtry 1,8 khz, nic se na poslechu už nezmění. Je to tím, že úzké SSB mf filtry mají definovanou šířku pásma například více jak 1,9 khz/6 db a tak už náš SSB filtr neovlivní. Pokud je mezi 1,5 khz a 2 khz větší šum a QRN, pomůžeme si knoflíkem Tone. Charakteristika klesá už od 2 khz, to nám pomůže u modulací s přeštvaným Highboostem, které nepříjemně zvoní zpravidla až mezi 2 až 2,5 khz. Stejně tak zlepšíme ubručené modulace s přemírou hloubek, které filtr omezí. Charakteristiky obou variant úzkých SSB filtrů typu zap/vyp jsou výsledkem nátlaku amatéra provozáře na amatéra bastlíře, jinak řečeno snažil jsem se o vyvážený, trvalý, příjemný a čitelný poslech všech typů modulací bez pocitu, že je někde něco přiškrcené, a to při poslechu jak na option drahé reproduktory k TCVRům, tak třeba i na domácí velké HiFi bedny, které jsou jinak pro SSB a CW nepoužitelné. Budeme-li rovnou dělat SSB super, můžeme vynechat R22 a C14. Jako přídavek, mimo téma tohoto článku, si zodpovězme častou otázku jak se liší vlastnosti zapojení navrženého počítačem od skutečnosti? Pro porovnání se skutečným obr. 8 je na obr. 10 charakteristika z PC programu RFSimm99. Teorie i praxe je tedy stejná i když o tom často pochybujeme, nicméně fixlující programy se občas vyskytují. Proto je dobré před využitím počítače předem vědět přibližný výsledek. Obr. 10. Charakteristika zapojení SSB standard a SSB super vyladěná volným programem RFSimm99 odpovídá dobře skutečnosti na obr. 8. Poznámka: U TCVRů, u kterých máme osazené úzké mf filtry se nám zdá, že jejich zapnutím mimo zhoršení srozumitelnosti si okolní rušení prakticky nesnížíme. Zčásti je to i tím, že stanice, zejména v závodech, jsou širší, než by měly být. Mnohem výraznější účinek je u CW při přepnutí filtru 2,4 khz (nebo u digi TCVRů dnes 1,2 khz) na 500 Hz a 250 Hz. Stejně tak jako u SSB nám na spletrující stanice není mnoho platný úzký mf SSB filtr, stejně tak u CW nám na kliksající stanice nebo i jen více klapající stanice s náběhy a doběhy značek pod 1,5 ms, nepomohou ani dva mf filtry 250 Hz. Široký Notch filtr Notch filtrů není nikdy dost. Účelnost si uvědomíme teprve tehdy, až dostaneme do ruky TCVR, kde je Notch filtrů několik. Nejlépe je na tom malé autorádio ICOM IC 7000, které má jeden automatický Notch filtr a dva ruční, každý se samostatným nastavením šíře pásma. Výrobce ale u tak dobré věci nezůstal a u nových, mnohem dražších TCVRů zase zákazníka o jeden ruční Notch filtr ošidil. My si ale svoji krabičku širokým Notch filtrem osadíme, v provozu se to vyplatí i u těch nejdražších TCVRů. Široký Notch filtr byl popsán v Ra 4/06 [5], v [2] jako SirNotch.pdf. Snažil jsem se zbavit kapacit 263 nf a 253 nf a pomocí simulátoru obvodů RFSimm99 najít řešení se stejnými kapacitami či cosi jednoduššího. Není to asi možné, lepší řešení jsem nenašel. Zapojení z Ra 4/06 [5] tedy otrocky dodržíme, místo pro improvizaci zde není. V [5] najdeme kmitočtové charakteristiky širokého Notch filtru a podrobný popis. AutoMute Automute je stejný jako v [1]. Při zapnutí pustí signál do nf PA po cca 0,8 sec, až se vyřádí kvílející a prskající operáky, kterým jsem naordinoval aspoň v SSB přístavku vyšší jakost, než to obvykle dělá pan Čebyšev; ani jsem nedoufal, že to bez protestů zvládnou. To samé zakvílení a prskání je při vypínání, kdy musí Automute včas měkce ustřihnout signál do nf PA a počkat několik vteřin, až se vybijí elektrolyty. Ve skutečnosti zpravidla zaprskne a zakvílí jen Čebyševova horní propust IO4a. Pro vyzkoušení měkkého start/stop signálu počkejte po vypnutí cca 5 vteřin, než síťový vypínač znovu zapnete. Pro vyřazení AutoMute z provozu zkratujeme na
zem báze T2 a T3. Tím si prskání a kvílení při zapínaní a vypínání učiníme slyšitelným a sami pro sebe zhodnotíme význam AutoMute. AutoMute tedy ošetří pazvuky, které pocházejí ze zapojení na obr. 2. Pro ošetření pro výrobce ostudných lupanců při zapínání vlastního TCVRu bychom museli napájet naší škatulku ze zdroje TCVRu. A to navíc ne ze zdroje spínaného, ale klasického, kde bývají velké kapacity a napětí nepadá tak rychle. AutoMute pak stačí na vypnutí zareagovat. Již z [1] dlužím aspoň stručný popis jak zapojení Auto Mute na obr. 2 pracuje. Při zapnutí krabičky se přes R76 a C71 otevřou tranzistory T2 a T3 a zkratují cestu signálu do nf PA. Po cca 0,8 sec. se C71 nabije, T2 a T3 se měkce zavřou a cesta signálu do nf PA je volná. Při vypínání, když klesá napětí otevře se T1 a napětí z C68 přes T1, R77, R78 dostatečně rychle, ale opět měkce, otevře tranzistory T2 a T3, které na několik vteřin zkratují signálovou cestu. Dioda D2 je obyčejná zelená LEDka průměru 3 mm. Pracuje ve funkci zenerovy diody s napětím 1,8 V s ostrým kolenem, které žádná zenerka nemá. Nejlepší zenerka je tedy LED dioda, jedinou vadou je mnohem větší teplotní závislost, než má poctivá zenerka. D2 spolu s T1 zajišťuje aby nespínaly T2 a T3 v případě, že napájecí napětí kolísá. V našem případě ale nic takového nehrozí máme stabilizované napětí 15 V z IO8. LEDka D2 blikne při zapnutí, kdy nabíjí C68 a možná za tmy uvidíme, že mírně svítí při proudu cca 0,2 ma přes R74. Když už jsme u LEDek na panelu je čirá vysoce svítivá zelená LED D3 s proudem 6 ma, kdy dostatečně svítí i za jasného dne. Kapacity a odpory součástek v AutoMute jsou vyladěny tak, aby start/stop signálu byl měkký a příjemný. Proto hodnoty součástek svévolně neměňte. Na výstupu je trimr R82 100 k, kterým nastavíme hlasitost externího reproduktoru tak, aby byla při vypnutém Notch, SSB a CW filtru stejná jako na interním repráčku TCVRu. Hlasitost nadále regulujeme knoflíkem AF Gain na TCVRu. Nf PA Ve věku 40 let se nám zdá, že výkon nf PA v TCVRu kolem 2 W je víc než dostatečný. Jenže v šedesáti letech už pro stejnou hlasitost potřebujeme 20 W. A to nikoli pro vysoké kmitočty, ale už pro 2 khz, jak vidíme v tab 1. Radioamatérská populace stárne a tak společenský požadavek pořádného nf PA je z tab. 1 zřejmý. Zdánlivě obyčejnému nf PA musíme proto věnovat o trochu více pozornosti. Těm, kteří jsou mimo elektrotechnický obor zopakujme, že při napětí 13,8 V je reálný sinusový výstupní výkon kolem 2,5 W/8 Ω, u zesilovače v můstku kolem 8 W/8 Ω. I kdybychom zde osadili nf koncové zesilovače stowattové, více než uvedený výkon při 13,8 V nedostaneme. Pomůžeme si jedině větším napájecím napětím. Můstkový koncový nf stupeň na obr. 1 s popsaným zdrojem dává telegrafní, tj. sinusový výkon 21 W při zkreslení 10 %. Je ovšem potřeba říci, že jde jen u nutnou rezervu výkonu. Běžný hlasitější poslech na pásmech je za mlada 10 až 50 mw, po šedesátce to je ale už 100 až 500 mw. Vždyť mě ale doktoři na audiometrii těsně před důchodem nic neříkali, namítnete. A co by také měli říkat, když máme sluch mezi šedesátkou a sedmdesátkou stále na průměru, jak vidíme v tab. 1. Do tabulky 1 jsem převzal údaje z grafů [7], vše zjednodušil, zaokrouhlil a omezil na nižší kmitočty. Tab. 1. Průměrná ztráta sluchu s věkem V důchodovém věku tedy posloucháme v průměru o 10 db hlasitěji, což je poměrně málo na to, abychom si to vůbec uvědomili. Nemám na mysli úbytek výšek, kdy už od padesátky zjišťujeme, že při kroucení knoflíku Treble na HiFi zesilovači se nic neděje. Nf zesilovač pro CW a SSB po šedesátce musí mít proto příslušnou rezervu výkonu, aby při osolení hlasitosti nedošlo k limitaci. Rozumný sinusový výkon nf PA vyjde 20 W/8 Ω. Ještě nedávno osazovali výrobci do TCVRů poctivé nf bootstrapové koncové stupně, nejčastěji µpc1241h. Výkon při 13,8 V byl až 3 W/8 Ω. Později se objevily v TCVRech velikosti autorádia (ICOM IC-706) nf PA LA4425A v pouzdře TO126 s pěti nožičkami, které nepotřebují kolem sebe žádné další součástky a i bez bootstrapu dávají něco přes 2,5 W/8 Ω při 13,8 V. Pokud připustíme můstkové zapojení nf PA, dostaneme se při 13,8 V na cca 8 W/8 Ω (TDA7240). Smíříme-li se s tím a nf PA napájíme z TCVRu, ušetříme další zdroj a trable se síťovým transformátorem. Můstek má vadu v tom, že zem jacku 3,5 mm je živá a reproduktor se stává anténou, která pere při zaklíčování do nf PA vf výkon. Čím dokonalejší a více HiFi nf PA zvolíme, tím hůře. V katalogu nenajdeme, jak ošetřit konkrétní nf PA v můstku proti velkému vf poli a tak vyzkoušíme nejrychleji experimentem, co si jaký obvod nechá líbit. Efektivní řešení je rovnou koupit stavebnici nf PA, která je zrovna na trhu. K zabudování jsem využil už hotový modul G039 (G039M) z GESu s TDA 2009. Ten je ale
ve stereo provedení, zvolil jsem tedy nejjednodušší změnu na můstek, kdy stačí vypájet zemní konec R4, ohnout o 90 a připájet k živému konci R2 a paralelně k R1 přidat Rx 1k2, úpravu vidíme na obr. 2. Pokud budete stavebnici dělat, dodržte pro můstek mírně odlišné hodnoty v návodu, které odpovídají katalogu TDA2009, ale navíc osadíte i elektrolyty na výstupu. TDA2009 v můstku si řekl i o 2 x 120 Ω předzatížení, jinak si při zapínání občas zakmitne. Tlumivky Tl1 a Tl2 v podobě malého odpůrku 2,2 µh jsou kompromisem mezi odporem vodiče, kdy se tlumivka ještě neupálí nf výkonem a zároveň ukrojí jen málo z výkonu a indukčností, aby ochrana proti vf vůbec ještě fungovala. Nezapomeňte, že nf PA, i když se tváří jako výkonný operační zesilovač, operákem není, platí to pro TDA2822M, TDA7231, TDA7240 (ten se zdá být rozumným řešením můstku pro náš nf PA k TCVRu i při nápájení jen 13,8 V přímo z TCVRu motivace pro vaše další experimenty), TDA2030, TDA2050, TDA2003 až TDA2009 a také další PA pro automobily. Zatímco zesílení operáků může být i jedna, u nf PA nesmí klesnout pod hodnotu uvedenou v katalogu, podle typu zpravidla mezi 26 až 38 db. Žebrované chlazení z PC cca 37 x 40 x 42 mm je akorát, ohnutý plíšek do U, byť měděný, jako chlazení nf PA skutečně nestačí. Zkontrolujte také, zda výrobce vašeho profesionálního reproduktoru k TCVRu osadil reproduktor aspoň 5/15 W, tj. 5 W trvale, 15 W špičkově. Poškodit reproduktor tak, že začne chrchlat nebo se upálí úplně, je vcelku snadné. Drahé option reproškatulky k TCVRům bývají osazovány levnými aušusovými reproduktory, naštěstí v Hadexu Ostrava si stejné typy koupíme po 10 korunách. Pro úplnost předpokládejme, že se chceme vyhnout můstkovému zapojení a k tomu máme tvrdý stabilizovaný zdroj 28, nebo aspoň 25 V. Aby byly rovnoměrně zatíženy oba kanály stereo zesilovače, nemůžeme je spojit paralelně úplně natvrdo, ale tak, jak vidíme na obr. 11. V tomto případě můžeme raději využít jednoduchý nf PA, třeba TDA2030 jen s pěti nožičkami (půlka stavebnice koupená v [12]) a problém s výkonem vyřešíme nestabilizovaným napájením 38 V, ale opět s filtračním kondenzátorem ve zdroji aspoň 10 mf, raději 2 x 10 mf. Pozor, je mírný rozdíl mezi nf PA, které mají navíc nožičku pro filtraci vnitřního předzesilovače kondenzátorem, na obr. 2 a 11 je to v bloku PA C3 22 µf. Takovou nožičku TDA2030, LA4425, TDA7231, TDA7240 a pod. nemají a tak při malém filtračním kondenzátoru ve zdroji může být za nočního klidu nepatrně slyšet brum i když výrobci se dušují, že takový obvod PA je zvlnění ze zdroje stejně dobře odolný. Záleží na obvodu, zisku, citlivosti reproduktoru (sluchátka nebručí) a tak citlivým povahám pomůže stabilizovaný zdroj. Tím ale nastávají zbytečné komplikace nejen se zapojením zdroje, ale i s potřebou výkonnějšího síťového transformátoru. Raději zkusíme přidat filtrační kapacitu a přesvědčit sami sebe, že nám nevadí, když za nočního klidu slyšíme nepatrný brum a to jen patnáctou harmonickou 50 Hz u CW filtru. Pokud budeme pro nf PA dělat vlastní destičku plošného spoje, najdeme ji v katalogových listech. S obvyklým vypínačem nebo i přepínačem pro dva reproduktory [1] jsem nepochodil žádný vypínač reproduktoru tam nechci. Ale i tomu rozumím, už několik let i v závodech ze zdravotních důvodů poslouchám jen na reproduktory, tak k čemu vypínač reproduktoru. Sluchátka reproduktorem nenahradíš, slýcháme. Je to tak, nicméně při používání dvou malých reproduktorů poblíž hlavy můžeme v CW provozu vzdáleností a natočením hlavy dostat rušící signál do protifáze a tak žádaný CW signál lépe přečíst. Funkci kroucení hlavy, tedy možnost měnit fázi do jednoho sluchátka, má také Elecraft K3 [11]. Obr. 11. Paralelní spojení obou kanálu zesilovače TDA2009 pro výkon cca 8 W/8 Ω (při dále popsaném zdroji). Stejné spojení provedeme i u jiných stereo nf PA, které míníme trvale provozovat mono, abychom netrápili obvod zahříváním jen jednoho kanálu. Paralelním spojením obou kanálů při stejném napájecím napětí a reproduktoru větší výkon nedostaneme. Můžeme ale místo reproduktoru 8 Ω nyní zatížit i malý stereo nf PA (TDA2822M) reproduktorem 4 Ω, u výkonějších nf PA i autoreproduktory 2 nebo 3 Ω. Snížením impedance použitého reproduktoru tedy větší výkon opět dostaneme. U sluchátek jsou místo obvyklých transceivrových 100 Ω rezistory 220 Ω. To zajišťuje paralelní pohodový poslech na sluchátka i při hlasitěji puštěném reproduktoru. Platí to pro obvyklé citlivosti sluchátek 90 db a reproduktorů 86 db, naše konkrétní skutečnost se tedy může lišit.
Zdroj Běžná kupovaná, byť toroidní trafa a nedej Bůh navíc podle evropských zvyklostí jsou měkká a nf zesilovač nedá žádaný výkon, protože při zatížení příliš padá napětí. Aby malé transformátorky svůj handicap kompenzovaly, mívají naprázdno vyšší napětí. Pak při běžném nestabilizovaném zdroji hrozí destrukce nf PA přepětím a samozřejmě všude jsou větší ztráty a vše se víc hřeje. Hotové měkké evropské toroidní trafo bychom museli koupit aspoň trojnásobného výkonu, než je výkon nf PA, tj. 60 VA. To se ale už do krabičky nemusí vejít. Proto si necháme navinout toroidní trafo o výkonu jen takovém, jako je žádaný telegrafní, tj. sinusový, výkon nf PA 20 W, které nám pak při celkové účinnosti mírně pod 50 % dá i u CW poslechu naplno potřebných 40 až 50 VA. Zvolíme vlastní navíjecí předpis, jen s přiměřeným napětím naprázdno a vyšším sycením tak, aby trafo bylo tvrdší a zvládalo zatížení sinusovými telegrafními signály i při velké hlasitosti. Vybereme proto výrobce, který umí navíjet trafa pro audiotechniku a navíc ho poprosíme o vlastní počty závitů a průměry drátů, aby trafo mělo potřebné grády. Musíme ovšem vědět, jaká jádra a jaké sycení výrobce používá. Můj oblíbený výrobce JKEltra Heřmanův Městec má u transformátorů 20 VA sycení 1,4 T. My si ale domácími prostředky vše změříme a dojdeme k závěru, že můžeme jít na sycení 1,65 T. Výrobce podle předpisů nemůže transformátorky s takovým sycením sériově vyrábět, může ale našim libůstkám nenápadně vyhovět. Zvolíme tedy své závity a průměry drátů a zkusíme, třeba telefonicky, zda výrobce náš výmysl na jádro 20 VA dostane. Zkrátka vinutí akceptované JKEltrou je: Transformátor toroidní JKEltra 20 VA Primár 230 V 2010 závitů, drát 0,25 mm Sekundár 19 V 166 závitů, drát 0,95 mm Poprosíme výrobce o takové vinutí a budeme spokojeni. Poznámka: Několik mírně tajemných vět může být srozumitelných jen skutečným transformátorovým nadšencům. Lépe je říci: Toroidní trafo s továrním sycením 1,4 T má více závitů tenčím drátem, je tedy měkčí. Při sycení 1,65 T nám vyjde méně závitů silnějším drátem, trafo tedy bude tvrdší. Jak jsem přišel právě na amatérské sycení 1,65 T? Ztráty naprázdno jsem si předem stanovil na rozumných 0,5 W. Pro 230 V tedy navineme takový počet závitů, abychom naměřili ztráty v železe 0,5 W. Měření ve skutečnosti děláme při malém počtu závitů. Teprve pak si zpětně spočítáme, jaké je naše nové sycení 1,65 T. Amatéři mimo elektrotechnický obor jistě nezapomenou, že Ampéry krát Volty nedávají u střídavého proudu Watty, ale voltampéry VA. U našeho toroidního trafa bez zatížení vyjdou VA asi 3x větší než Watty. Vyšší sycení 1,65 T zajistí větší tvrdost trafa, tak abychom dostali vyšší výkon v můstku P = 21 W/8 Ω, tedy mírně nad katalogové údaje. Zbytečně neztrácíme výkon obvyklým křemíkovým můstkem. Proto jsem osadil na místě D5 až D8 Schotkyho diody 1 A SR180 z GESu. Pokud umístíme doprostřed nějaké nf konstrukce síťové trafo, můžeme být nemile překvapeni, že slyšíme z reproduktoru brum. Vyhodnocujeme brum, který nám za klidu leze do zapojení z trafa, v našem případě je to při ss napětí 25 V a proudu 100 ma, tj. při ss odběru 2,5 W. Na obr. 12 vidíme úrovně harmonických brumu u toroidního trafa 20 VA z JKEltry při sycení našich 1,65 T, předpisových 1,36 T a porovnání s klasickým zalitým trafem z EI plechů 16 VA, koupeným v GM. Vidíme, že snížením sycení z 1,65 T na 1,36 T si nijak nepomůžeme, jen trafo změkne, a to nechceme. Brum si snížením sycení nesnížíme, protože primární proud naprázdno Io při sycení 1,65 T je 6 ma, při sycení 1,36 T 2 ma, což při našem odběru naprázdno 2,5 W už nehraje roli. Bručící katastrofou jsou kupovaná klasická zalitá trafa z EI plechů. Ty bručí cca 20x více než trafa toroidní. Z toho pro nás plyne, že umístit trafo z EI plechů doprostřed nějaké nf krabičky může znamenat neúspěch. Investice asi 260 korun (bez DPH) do trafa toroidního a navíc podle našeho navíjecího předpisu je tedy potřebná. Jako měřící čidlo pro obr. 12 jsem použil jedno vinutí hojně používaného oddělovacího transformátorku mezi PC a TCVR KB0160 600/600 Ω z GESu, umístění je 5 cm od kraje transfomátorů. Síťová trafa jsem vždy natočil tak aby brum byl největší. Stupnice na obr. 12 neukazují absolutní hodnoty, jen poměr měřených napětí harmonických brumu z jednotlivých transformátorků. Měřil jsem s usměrňovacím můstkem a filtrační kapacitou 10 mf při ss zatížení 2,5 W.
Obr. 12. Ukázky úrovní harmonických brumu ve vzdálenosti 5 cm pro toroidní trafo 20 VA JKEltra při sycení 1,65 T a 1,36 T a u klasického zalitého trafo 16 VA (GM) při ss zatížení 2,5 W. Při našem ss odběru 2,5 W naprázdno je primární proud ze sítě 14 ma. Nejde tedy už o proud naprázdno, ale při mírném zatížení zdroje ss proudem, v našem případě 100 ma. Průběh primárního proudu při sycení trafa 1,36 T i 1,65 T je proto na oko už skoro stejný, průběh pro sycení 1,65 T je na obr. 13. Prostě u klasických ss zdrojů se žádné sinusové odběry proudu ze sítě nekonají. Nezapomeťe dát na IO8 7815 dva malé Al chladiče 6 x 13 x 19 mm, v GM pod označením DO3A. I malá ztráta 0,6 W při nechlazeném pouzdru TO220 je zbytečným trápením IO8. Obr. 13. Průběh primárního proudu popisovaného transformátoru 20 VA při zatížení zdroje ss proudem 100 ma. Naše zapojení z obr. 2 40 ma, klidový proud TDA2009 60 ma. Bezpečnost Od výrobce máme certifikované síťové trafo s dvojitou izolací a tak napájení bude flexošňůrou 2 x 0,5 mm2, bez nulovacího vodiče, což potřebujeme, aby se netvořily zemní smyčky a nepraly země. Ale ještě není vyhráno. Už před desítkami let se v ČSN 33 10 40 zpřísnil požadavek na polohové a prostorové oddělení silových a sdělovacích obvodů. Prakticky to znamená, že raději umístíme síťový vypínač na zadní stranu a kolem něj uděláme prostorové oddělení z lesklé lepenky přilepené ke dnu krabičky. Přívod k trafu, byť s vodiči pro 230 V/50 Hz opatříme silnou silikonovou bužírkou, nikdy nevíme, co se kde nečekaně rozpálí. A nejsem si ani jistý, zda vývody 230 V z trafa mají dvojitou izolaci a tak i obyčejná bužírka je lepší než nic. Uděláme tedy, co je v našich radioamtérských silách a budeme si myslet, že nám takové řešení projde zkušebnou. Řešení špatně a dobře vidíme na obr. 14.
Pořádný velký dvojpólový vypínač na zadní panel nedostaneme. Na použitém běžném vypínači je sice napsáno 250 V/50 Hz, 3 A, ale nad tím, že možná nikdy neprošel zkušebnou, meditovat raději nebudeme. Obr. 14. Provedení silové části 230 V tak, aby odpovídala soudobým normám, aspoň podle radiomatérského vědomí a svědomí. Horní obrázek je špatně, dolní dobře. Na obrázku je také vidět vhodné chlazení IO8. Konstrukce Na obr. 2 je zapojení v pořadí SSB, CW, Notch. Na obr. 15 vidíme konstrukci, kde jsem bezmyšlenkovitě udělal právě uvedené pořadí dílů. Živé části CW filtru s vysokou impedancí mi pak vyšly nejblíže transformátoru. CW filtr si nejlépe představíme jako dvě pentody, mezi kterými jsou dva vázané LC obvody s vysokou impedancí. Pak se háklivosti na brum už divit nebudeme. Škoda, že jsem si to uvědomil, až když krabička byla hotová. Ve vaší konstrukci dle obr. 2 přehoďte SSB a CW filtr na plošném spoji tak aby CW filtr byl u subpanelu. Námět jak lépe rozmístit díly na plošném spoji je na obr. 15a a obr. 18. Aby se harmonické 50 Hz i vf dále potlačily, je pod destičkou plošného spoje 97 x 82 mm stínící destička 112 x 95 mm z jednostranného plošného spoje 1 mm mědí ke dnu krabičky s vystřiženými rohy pro upevňovací sloupky krabičky, jak vidíme na obr. 16. Stínící destička je v jednom bodě připojená na zem kablíkem 0,35 mm2.
Obr. 15. Pohled na mou konstrukci s nevhodným umístěním CW filtru nejblíže transformátoru. Nejtenší flexošňůra 2 x 0,5 mm2 je zajištená proti vytržení zasunutím mezi upevňovací sloupek a stěnu krabičky. Pro nedostatek místa není použita ani gumová průchodka. Vývod kablíku RG174 do repro konektoru TCVRu je zajištěn proti vytržení uzlíkem. Obr. 15a. Proti konstrukci na obr. 15 raději prohoďte umístění CW a SSB filtru. Přitom ale není nutné měnit schema na obr. 2 do podoby na obr. 1b, vždy si pomůžeme nějakým propojovacím drátkem.
Obr. 16. stínící destička pod plošným spojem. Vidíme také součástky ze strany izolantu operační zesilovače, vpravo dole foliové kondenzátory CW filtru, na foliových kondenzátorech Ca a Cb Notch filtru vlevo nahoře jsou připájené také malé paralelní 33nF a 10 nf z hmoty. Šetříme také vrtáčky 0,8 mm a vyvrtáme jen otvory pro IO a několik otvorů pro foliové kondenzátory. Zbytek součástek je nahoře ze strany mědi. Žádné šroubky pro upevnění destiček, vše je upevněné mírným lepením, aby se deska spoje dala zase snadno uvolnit bez poškození. Stejně tak subpanel z oboustranného plošného spoje 98 x 35 mm je propojen v jednom bodě se zemí. Nad CW filtrem vidíme na obr. 15 další stínící destičku se dvěma otvory pro doladění indukčností. Měřením jsem ověřil, že destička je už zbytečná, omezí jen brum, když přibližujeme ruku k CW filtru. Virtuální země +7,5 V jsou řešeny kouskem holého drátu 0,8 mm z výstupů IO3a třeba na neinvertující vstup IO4b a z výstupu IO3b třeba na neinvertující vstup IO5a. Podobně je řešena virtuální zem +7,5 V Notch filtru, kde jsem použil dělič R17/R18. Drátky 0,8 mm virtuálních zemí jsou dostatečně nosné, pájíme na ně i další součástky dle schema na obr. 2. Silnější drát než 0,8 mm nám zkomplikuje pájení, čemuž uvěříme až když si to zkusíme. Pozor na virtuální země z výstupů IO3 se nesmí připojovat žádné kapacity na zem! Naopak u virtuální země pro Notch filtr vidíme nezvykle velkou kapacitu C6 330 µf. Proč mají virtuální země různá zapojení? Někdy jde o správný záměr autora, většinou ale jde o momentální tvůrčí náladu, bastlířský cit, nebo lítost nad tím, že by nějaký zbylý operák na plošném spoji zůstal nezapojen. Na obr. 17 jsou úrovně šumu a harmonických brumu pro konstrukční uspořádání dle obr. 15, tedy obr. 1a pro postupně zapnuté díly. U Notch filtru je knoflík v poloze 7 hodin, což odpovídá kmitočtu 2,6 khz, kdy je šum největší. U každého obrázku je pro porovnání šum a brum při vypnutých přepínačích. Vstupní jack 3,5 mm jsem nechal ležet na stole nikam nepřipojený. Zvuková karta v PC má jen omezené možnosti, proto nejsou obrázky podle nějakých norem a zvyklostí, ale platí vůči sinusovému signálu na repro výstupu 1 V. Patnáctá harmonická brumu je u CW filtru 70 db pod úrovní 1 V, což je už hodnota výborná, nicméně za nočního klidu po přiložení ucha k reproduktoru mírný brum u CW filtru uslyšíme. U SSB a Notch filtru jsou harmonické brumu už 75 db pod 1 V. To stačí k tomu, že v reproduktoru je i za nočního klidu ticho. Ve sluchátkách žádný brum nemáme, protože výstupní signál odebíráme jen proti zemi, je tedy menší o 6 db a rezistory 100 Ω před sluchátky (32 Ω) udělají další útlum kolem 12 db. U mého nevhodného uspořádání dílů na plošném spoji na obr. 15 nakonec i tak vše z hlediska brumu vyhovuje, jak je zřejmé z obr. 17.
Obr.17. Úrovně šumu a brumu, vůči napětí 1V na repro výstupu, při uspořádání konstrukce dle obr. 15. Zapojení na obr. 2 je umístěno v plastové rabičce KP28 49 x 127 mm, hloubka 257 mm. Subpanel je z oboustranného plošného spoje rozměrů 98 x 35 mm. Jedním kablíkem 0,35 mm2 nebo drátem 0,8 mm je subpanel spojen se zemí plošného spoje. Pokud se stejně jako já nemíníte párat s nějakým tišťákem a zapojení budete dělat snadno, rychle a definitivně na zkušební destičku ayy002, pak vidíte základní umístění operačních zesilovačů a propojení zemí na obr. 18. Obr.18. Pohled ze strany mědi na základní umístění IO. IO jsou ze strany izolantu. Zkušební a zároveň definitivní destička plošného spoje 97x82 mm je ayy002 z elektrosound.cz Plzeň. Vpravo je doporučené přehození dílu CW a SSB též na obr. 15a.
Pro rychlou realizaci jsem tedy opět zvolil plošný spoj ayy002 97 x 82 mm z Elektrosoud.cz (Ra 1/05), který jsem vytvořil pro konstrukce s OZ. Pro inspiraci dodávám, že když eliminujeme velký nf PA, trafo a zdroj, vešel by se na destičku 97 x 82 mm ještě i nf PA s TDA7231 s výkonem 2,2 W/8 Ω při napájení celého zapojení z TCVRu 13,8 V. Vše se pak vejde do mnohem menší škatulky. Podobně můžeme použít levnou stavebnici stereo zesilovače se dvěma TDA 2030 2 x 15 W [12], musíme ale volit napájecí napětí naprázdno 35 až 38 V. Plošný spoj přestřihneme napůl a použijeme jen jeden TDA2030. TDA2030 už nemá další nožičku pro vnitřní filtraci předzesilovače, proto raděj použijeme ve zdroji dva elektrolyty 10 mf/35 až 50 V. Ty se nevejdou na sebe, ale musíme je přilepit ke dnu krabičky třeba chemoprénem po obou stranách síťového transformátoru. Prvý opět drží destičku plošného spoje zdroje, druhý elektrolyt propojíme s prvním licnou 1,5 mm2. Destička zdroje má rozměr 33 x 45 mm, součástky jsou ze strany mědi, destičku přilepíme ke dnu krabičky. U našeho nf PA TDA2009 v můstku stačí jeden filtrační elektrolyt 10 mf/25. Na obr. 19 jsou příklady přípravy součástek pro pájení ze strany spojů. Obr. 19. Příklady přípravy součástek pro pájení ze strany spojů. Na horním obrázku vidíme, že jedním delším ohnutým koncem kondenzátoru (podobně rezistoru) vyřešíme zároveň i propojení výstupu a invertujícího vstupu operačního zesilovače. Vše je vedeno snahou o jednoduchou a rychlou montáž. Příznivci hezkého vzhledu na plošném spoji mají jednu správnou námitku při popsané konstrukci na zkušební destičku snadno zapomeneme osadit nějakou součástku a divíme se, že nám nějaká část nefunguje na první zapojení. V seniorském věku se také potýkáme s vlasovými zkraty cínem mezi ploškami, kterých si nevšimneme. Montáž operačních zesilovačů a fóliových kondenzátorů je ze strany izolantu, ostatní je ze strany mědi. Co lze přilepit lepíme, nikde žádný šroubek, mimo středového uchycení toroidního síťového transformátoru a šroubku M3 na uchycení TDA2009 na chladič. Chladič je též přilepený ke dnu krabičky a drží TDA2009 s destičkou nf PA. Pro vrtání a vyříznutí závitu do hliníkového chladiče namáčíme vrták a závitníky do modrého tekutého písku na nádobí, dříve s názvem REÁL. Pokud nezkusíte, zázračné funkci REÁLu pro práci s měkkým hliníkem neuvěříte. Vodiče mezi přepínači a příslušnými body na plošném spoji nejsou stíněné. Jsou na tak nízkých impedancích, že na ně brum nemůže. Stíněný koaxiální kablík RG174 je pouze na přívodu od TCVRu a mezi trimrem R82 100 k a nf PA, zde je ale opletení připojeno jen u nf PA. Aby se