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'

38Special

Quelle: DL2KI

Technische Daten:

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:

  • 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.
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.

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.

38Special

Sauberes Ausgangssignal mit 11,6 Vss an 50 Ohm, entsprechend ca. 340 mW

November 2014

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.

38Special

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.



38Special

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.

Februar 2014

Der '38 Special' mit der TiCK-Keyer Erweiterung ist nun fertig aufgebaut.

Januar 2014

38Special
Weitere Bestückung der Platine mit Kondensatoren.

38Special
Bei der Reihenfolge der Bestückung wieder darauf achten, dass man an die Lötpunkte auf der Bestückungsseite gut heran kommt.

Januar 2014

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.

Dezember 2013
38Special

Die Platine für den '38 Special' ist doppelseitig ausgelegt. Die Herstellung erfolgte wieder durch Dirk (DH4YM).

November 2013