CQ 14 - ITU 28
DOK K08
30m QRP CW-Transceiver '38 Special'
Im Magazin des Norcal QRP Club, QRPp 12/1996, erschien ein Artikel von Ori Mizrahi-Shalom, AC6AN, mit dem Titel "The '38 Special' Transceiver". Beschrieben wurde hier ein Superhet CW-Transceiver für das 30m Band. Die Bausatzbeschreibung im Handbuch fängt mit dem Satz an: 'The 38 Special is an exercize of minimization.' In dieser Aussage spiegelt sich das Konzept des kleinen Transceivers wieder. Die Entwicklung fußt auf dem Bemühen, den 'Forty-9er' Transceiver weiter zu entwickeln.
Selbstbau eines 30m QRP CW-Transceivers '38 Special'
Quelle: DL2KI
Frequenzbereich | ca. 10.106 kHz bis 10.132 kHz |
Frequenzabstimmung | stufenlos (VariCap) |
Modes | CW |
RX-Typ | Einfachsuper mit 12 MHz ZF |
1-pol. Quarzfilter |
|
Interner Keyer | TiCK-2B |
Spannungsversorgung | 11 bis 15 V |
Sendeleistung | ca. 340 mW |
RX Stomaufnahme | 51 mA |
TX Stomaufnahme | 160 mA |
Im Magazin des Norcal QRP Club, QRPp 12/1996, erschien ein Artikel von Ori Mizrahi-Shalom, AC6AN, mit dem Titel "The '38 Special' Transceiver". Beschrieben wurde hier ein Superhet CW-Transceiver für das 30m Band.
Das Design weist einige Besonderheiten auf. So kommt das ursprüngliche Gerät ganz ohne Transistoren aus. Die Endstufe wird durch einen 74HC240 CMOS Octal Bus Treiber realisiert, der eine Leistung von ca. 350 mW bringt. Der NE602 Mischer aus dem Produktdetektor wird zusätzlich als Sendemischer verwendet. Die Umschaltung erfolgt mit einem 4-fach CMOS Analogschalter CD4066B.
Im Zuge der Entwicklung eines Bausatzes des NorCal QRP Club wurden dann vom Projektteam 29 Bauteile des ursprünglichen Entwurfs geändert und wegen einer besseren Nachbausicherheit doch ein Transistor hinzugefügt. Auf der Platine ist der Einbau verschiedener Modifikationen bereits vorbereitet:
- Einbau eines Keyers mit dem "TiCK' Keyer Chip- Einbau einer 5W-PA mit einem IRF510
- Einbau einer RIT
- Einbau eines 2-poligen ZF-Filters
Anhand der verfügbaren Unterlagen wurde mit 'Sprint-Layout' das Layout für die doppelseitige Platine erstellt. Das Layout wurde dann von Dirk (DH4YM) in hervorragend hergestellte Platinen umgesetzt.
Die Platine weist einige Besonderheiten auf, die den Aufbau des Transceivers etwas erschweren:
Zur Erleichterung von künftigen Nachbauten habe ich daher das Platinenlayout nochmals geändert. Zu eng zusammen liegende Bauteile wurden, so weit es ging, etwas verrückt. Auf der Bestückungsseite wurden alle Lötaugen entfernt, die nicht zu Durchkontaktierungen gehören, um die Übersichtlichkeit der Platine zu verbessern.
- Im Platinenlayout sind einige Erweiterungen / Modifikationen bereits vorbereitet. Hierdurch ergeben sich, je nachdem welche Erweiterungen man direkt mit einbaut, unterschiedliche Bestückungen. Hier muss man also genau aufpassen, wie man vorgeht.
Man kann sich hier an dem 'Consolidated Manual' von KM7W orientieren, der sich die Mühe gemacht hat, die Bestückungsschritte entsprechend aufzuschlüsseln. In dem Manual sind jedoch einige Schreibfehler enthalten, so dass man die Angaben zu den Bauteilen immer noch mal mit der Stückliste abgleichen sollte. Eine Hilfe ist das Manual aber dennoch.
- Durch die fehlenden Durchkontaktierungen müssen einige, die nicht durch bestückte Bauteile realisiert sind, gesondert hergestellt werden.
- Es gibt einen Wust von Zusatzinformationen, Modifikationen, Änderungen von Modifikationen etc. die zunächst eher verwirren. Wenn man sich hier intensiver betätigen will, ist es sinnvoll, den Transceiver zunächst in der Grundversion aufzubauen und dann die Modifikationen nach zurüsten und auszuprobieren.
Aufbau / Projektstand:
Platinenentwurf | |
Herstellung der Platine | |
Beschaffung der Bauteile | |
Bestückung und Funktionstest | |
Abgleich | |
Einbau in Gehäuse | |
Beschriftung |
Wie entsteht so ein Selbstbauprojekt?
Am Anfang steht die allgemeine Recherche im Internet nach QRP
Selbstbauprojekten.
Hierbei fand ich ein Bild vom Deckblatt des Handbuches zum '38
Special', so dass zunächst einmal das Interesse an dem Gerät
geweckt war.
Daraufhin beginnt man Informationen zu sammeln, die zu dem Transceiver zu finden sind. Hierbei ist auch ein wenig 'Spürsinn' gefragt, um an die Quellen heran zu kommen.
Auf der Seite des NorCal QRP Club findet sich das Handbuch zu dem Bausatz zum Download. Ebenfalls dort findet man die Hefte des QRPp-Magazins von 1993 bis 2003 zum Download. Diese Hefte sind zudem eine wahre Fundgrube für QRP Selbstbauer.
Weitere
ausführliche Unterlagen zu dem '38 Special', wie z.B.
Schaltpläne, Stücklisten, Handbuch-Ergänzungen und
Zusammenstellungen von Modifikationen und
Bauerfahrungen findet man auf der Seite des 'American QRP Clubs'. Die
Seiten von 'AmQRP.org' sind zudem ebenfalls eine
Fundgrube für
QRP Selbstbauer.
Anschließend beginnt man mit der Auswertung der
Unterlagen und der Erstellung eigener Zusammenstellungen, wie z.B.
Stücklisten.
Eine wichtige Frage ist nun die der Verfügbarkeit der erforderlichen Bauelemente. Anhand der Stückliste wird dann ermittelt, ob und wo man die Bauelemente beziehen kann. Falls man das Projekt realisieren will, ist es sinnvoll, die 'Spezialbauteile' bereits im Vorfeld zu beschaffen, falls diese erhältlich sind. Hier z.B. den 'TiCK-Keyer Chip' oder den 22.1184 MHz Quarz.
In diesem Fall beinhaltet das Handbuch die Platinenlayouts und den Bestückungsplan. Die Qualität der Scans ist jedoch im Allgemeinen nicht für die unmittelbare Platinenherstellung geeignet. Daher muss man nun, anhand der Vorlagen, das Layout der jeweiligen Platine neu erstellen. Ich verwende hierzu das Programm 'Sprint Layout'.
Da es sich hier um eine doppelseitiges Platinenlayout handelt habe ich die Platinen dann von jemandem herstellen lassen, der sich auf diese Arbeit hervorragend versteht.
Nachdem die Platinen gefertigt sind werden dann auch die noch fehlenden Bauelemente zusammengestellt und bestellt. Hierbei ist es immer mehr erforderlich Lieferanten zu finden, bei denen die benötigten Bauteilwerte und -ausführungen zu finden sind. Es kann daher sein, dass für so ein Projekt bei mehreren Lieferanten bestellt werden muss. Die hier mehrfach anfallenden Versandkosten muss man in Kauf nehmen.
Danach liegt das Projekt 'im Regal', bis man 'Lust und Laune' hat, mit dem Aufbau zu beginnen. Hierzu werden dann die vorhandene Unterlagen wieder hinzugezogen. Nach Aufbau, Test und Abgleich hat man dann hoffentlich einen funktionierenden QRP Transceiver.
Der nächste Schritt ist dann die Beschaffung oder der Selbstbau eines passenden Gehäuses, in das die Platine eingebaut wird. Vorher entwerfe ich immer einen entsprechenden Aufkleber für die Frontplatte, der gleichzeitig als Bohrschablone dient.
Der Zeitraum zwischen der ersten Recherche und der tatsächlichen Fertigstellung kann durchaus mal 2 Jahre dauern, da ich an den Projekten nicht durchgehend arbeite.13. November 2014
Zwischenzeitlich wurde ein Gehäuse aus Leiterplattenmaterial hergestellt und die Platine dort eingebaut.Bauart und Abmessungen entsprechen den Gehäusen für den 'SW+'.
Mit dem Einbau in ein Gehäuse ist das Projekt '38 Special' nun abgeschlossen.
Sauberes Ausgangssignal mit 11,6 Vss an 50 Ohm, entsprechend ca. 340 mW
8. November 2014
Die Inbetriebnahme des Senders erwies
sich als großes Problem. Trotz mehrfacher Versuche gelang es nicht, den
Sender mit den angegebenen Werten in Betrieb zu nehmen. Hier macht sich
dann irgendwann die fehlende Erfahrung in der Fehleranalyse bemerkbar.
Da sich auch kaum mehr Mitstreiter beim Aufbau von QRP-Geräten finden,
fehlt dann natürlich auch der persönliche Austausch beim gemeinsamen
Aufbau, der in solchen Fällen weiter helfen könnte.
Daher musste ich in diesem Fall einmal externe Unterstützung
von Herbert (DD0PC / CT2IJD) in Anspruch nehmen.
Es wurden dann einige Bauteilwerte geändert und eine fehlende
Durchkontaktierung unter einem IC ergänzt. Nach einer Korrektur der
Windungen bei einem Ringkern im Ausgangstiefpass wurde nun auch die
vorgesehene Ausgangsleistung von ~ 340 mW (11,6
Vss) gemessen, was dem vorhergesagten Wert entspricht.
Der ursprüngliche Abstimmbereich des VXO von 10.113 MHz bis 10.133
MHz wurde dann durch Einbau von zwei geänderten VFO-Induktivitäten auf
10.106 MHz bis 10.132 MHz verschoben. Die Feineinstellung kann dann
jeweils durch geringfügiges verschieben der Spulenwindungen durchgeführt
werden.
Der nächste Schritt ist nun die Herstellung eines passenden Gehäuses und der Einbau.
Zum weiteren Arbeiten an dem Transceiver wurde die Platine zunächst einmal für die ersten Funktionstests auf dem Experimentierbord verkabelt.
Zuerst einmal wurden alle IC's wieder aus den Sockeln
entfernt. Danach erfolgt die Überprüfung der korrekten
Betriebsspannungen auf der Platine und an den IC-Pins. Hier
ergaben sich keine Fehler.
Danach wurden die IC's wieder eingesetzt und eine Antenne
angeschlossen. Hierbei war festzustellen, dass der
Empfänger nicht funktionierte.
Eine systematische Überprüfung des Empfangszweiges ergab dann
zwei vergessene Durchkontaktierungen. Aber auch nach deren
Herstellung war dem Lautsprecher, außer Rauschen, kein Ton zu
entlocken.
Der nächste Test erfolgte dann mit dem Stationstransceiver und
einer "Schnüffelsonde". Der VXO arbeitete einwandfrei und war
zwischen 22.113 kHz bis 22.133 kHz einzustellen, was einer
Arbeitsfrequenz von 10.113 kHz bis 10.133 kHz entspricht.
Der Oszillator des Produktdetektors funktionierte jedoch
nicht. Ursache war eine weitere vergessene Durchkontaktierung,
die ziemlich versteckt lag. Die Herstellung dieser
Durchkontaktierung erbrachte dann den gewünschten Erfolg, und
dem Empfänger waren die ersten Töne zu entlocken.
Das ZF-Filter ist lediglich mit einem Quarz aufgebaut, was sich in der Durchlasskurve niederschlägt. Die Platine ist für den Umbau des Filters auf zwei Quarze jedoch vorbereitet.
Der '38 Special' mit der TiCK-Keyer Erweiterung ist nun fertig aufgebaut.
Weitere Bestückung der Platine mit Kondensatoren.
Bei der Reihenfolge der Bestückung wieder darauf achten, dass man
an die Lötpunkte auf der Bestückungsseite gut heran kommt.
Mir geht es bei den Nachbauten der QRP-Transceiver
zunächst einmal darum, möglichst nahe am Original zu bleiben. Von daher
wird hier zunächst nur von der Erweiterung mit dem TiCK-Keyer Gebrauch
gemacht. Für zusätzliche Modifikationen liegen hier noch zwei fertige
Platinen bereit.
Die doppelseitige Platine hat keine Durchkontaktierungen. Dies bedingt,
das auch Bauteile auch auf der Bestückungsseite gelötet werden müssen.
Auf diesem Weg werden auch die Durchkontaktierungen hergestellt.
Es ist daher auch hier zweckmäßig, zunächst die Bauteile zu bestücken,
an die man später nicht mehr so gut herankommt. Danach folgen weitere
Bauteile, die Lötstellen auf der Bestückungsseite erfordern.
Weiterhin ist zu berücksichtigen, das bei der Platine bereits einige
Modifikationen vorbereitet sind. Es gibt also Leiterbahnen, Lötaugen und
Bohrungen, die nicht bestückt oder anders bestückt werden. Vor der
Bestückung der Leiterplatte sollte man sich daher über die einzubauenden
Modifikationen klar sein und dies entsprechend berücksichtigen.
Auch hier werden die Lötstellen grundsätzlich sofort überprüft und ggf gereinigt. Bei dieser Vorgehensweise werden fehlerhafte Lötstellen oder Leiterbahnkurzschlüsse eher erkannt, als beim späteren Überprüfen der gesamten Platine.
Die Platine für den '38 Special' ist doppelseitig ausgelegt. Die Herstellung erfolgte wieder durch Dirk (DH4YM).