domingo, 30 de abril de 2017

Filtros de Audio en el receptor de conversión directa

Esta publicación es para ampliar la publicación anterior sobre el desarrollo de un quipo de CW a partir de un Cahuane.

Todo es audio en un conversión directa

Como sabemos el receptor de conversión directa obtiene audio luego de mezclar la señal de RF proveniente de la antena con la del VFO entregando a la salida AF, este audio tiene la particularidad de tener un ancho de banda muy amplio, tal es asi que podemos abarcar varios KHz.

Esto que en otra época podría haberse considerado algo negativo, hoy es aprovechado en los receptores definidos por software o SDR.

En mi caso, yo no quiero operar por SDR este receptor, por eso considero necesario ponerle limites al audio del mismo ya que no me interesan las frecuencias por debajo de los 600Hz ni superiores a 1200Hz y particularmente me siento cómodo con un tono de entre 700-750Hz. Pero como también operativamente es bueno no operar permanentemente con el filtro de pocos Hz por si hay corrimientos de frecuencia o por si solo queremos monitorear la banda en SSB también quisiera tener disponible mas ancho de banda de audio.

Es necesario tener en cuenta que uno de los problemas comunes al recibir el batido de audio a ambos lados de la frecuencia de VFO un filtro de audio de corte recto puede ayudar mucho a la inteligilibilidad de la señal. El problema y la solución fue tratado en esta entrada de este mismo blog.

En un primer lugar pensé en tener dos filtros, uno de 300-3000Hz para SSB y otro para CW usando el Hi-per-Mite de 4 State Group, el cual ya antes lo había usado y anda muy bien, con 750Hz de Fo y 200Hz de Bw.

También hice una búsqueda por internet de cuales son los filtros de CW mas usados y las respuestas mas comunes son de que para 80m o 40m y tal vez 30m, es mas típico usar un filtro de 200 o 300Hz mientras que para 20m en adelante donde el ruido disminuye, se puede usar de 500Hz o 600Hz sin problemas.

Como en mi receptor no tengo tanto lugar disponible me decidi a hacer un filtro activo con un LM324, un pasabanda de varios polos con Fo en 750Hz y como las bandas de este Rx es 40,20 y 15m, el filtro sera de 500Hz de Bw. Y si quisiera sacarlo necesitaría un filtro diferente o también un filtro de BW variable

Filtro Activo para CW con BW variable


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Este filtro funciona de manera variable agregando o quitando polos a gusto nuestro. El diseño es de PY2MG y se puede ver publicado aqui.

Para agregar o sacar polos se puede usar una llave rotativa que pone en conducción los diodos al cable de salida o bien como hizo el amigo PY2OHH con un contador por décadas CD4017 que con un botón podemos rotar lograrlo mas elegantemente.

Un software de desarrollo de filtros

 Otra de las opciones que tuve en cuenta es el software que distribuye gratuitamente la gente de Iowa Hills. El cual se ve muy completo y vale la pena experimentar porque ademas simula la respuesta del filtro y considera también los resultados con valores estandard de R y C.
100% recomendable!


El software se puede descargar gratuitamente desde aqui.

Mi filtro:

Estas son las imágenes de mi filtro implementado en el receptor, finalmente elimine la posibilidad de hacerlo variable, también elimine la posibilidad de tener dos filtros ya que con un relé doble inversor y una perilla en el frente voy a ponerlo y sacarlo cuando quiera. Si bien aun no esta terminado porque le falta el relé este es el resultado de tenerlo.

Usando capacitores de poliester, solo cerámicos para desacople

Luego estoy tambien analizando la posibilidad de ademas darle un poco de ganancia porque se nota en el caudal de audio a la salida.
Continuará....

viernes, 28 de abril de 2017

Transmisor de CW con DDS AD9850

Esta publicación es para ampliar la publicación anterior sobre el desarrollo de un quipo de CW a partir de un Cahuane.

Transmitiendo en CW

El transmisor de CW es el mas facil de construir; consiste en generar una señal de RF desde un oscilador y amplificarla hasta obtener la potencia que se pretenda en la antena interrumpiendo esa señal con el manipulador o key (cuando se cierra, emite la señal de RF no modulada).

Es simple pero en términos de energía muy eficiente ya que la potencia de salida no se distribuye en mucho ancho de banda lo cual tiene ademas la ventaja de que es muy fácil de filtrar en un receptor.

En mi caso el oscilador es un módulo DDS con un AD9850, una de las salidas analógicas se inyecta en un buffer formado por dos 2n2222.


Este amplificador es alimentado por una fuente de alimentacion de tension variable con un LM317 controlado por una salida PWM del Arduino.

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Luego del este amplificador le puse la etapa que saque de la placa original del Cahuane con el 2n3866 en clase A. Luego viene la etapa del MRF476 como driver para el pushpull de dos MRF456.

Para interrumpir la señal de RF y producir el CW hay dos opciones, se puede usar un PNP con el circuito como carga luego del emisor o bien usar un NPN con la carga en serie con el colector y el emisor a masa. En mi caso como la salida del Arduino entrega un 1 cuando se cierra el key a masa, utilice un NPN, el cual en la foto es un TIP41 pero luego lo reemplace por un BC557 para ahorrar espacio ya que de este lado del chasis no se cuenta con tanta altura como del otro lado.
Circuito del TX en prueba.


Etapa con el 2N3866 con el método de construcción Manhattan


jueves, 27 de abril de 2017

Control de DDS y funciones del tranceptor de CW

Esta publicación es para ampliar la publicación anterior sobre el desarrollo de un quipo de CW a partir de un Cahuane.

Para el control del equipo utilicé un Arduino Nano, el cual tiene estas características.

  • Control del DDS AD9850
  • Lectura de la posición de la llave selectora de banda
  • Lectura del encoder rotativo de cuadratura
  • Lectura del botón del encoder (axial)
  • Lectura del botón de RIT
  • Lectura de la tensión de batería para mostrarla en display
  • Lectura de tensión reflejada para proteger el equipo (ALC)
  • Salida en PWM para control de potencia a través de LM317
  • Salida en PWM para producir un tono al transmitir (sidetone)
  • Menu para ajustar tono de recepcion (shift de RX)
  • Menu para ajustar la potencia de salida desde 1W a 100W
  • Menu para seleccionar el step o paso en cada click del encoder rotativo
  • Intercambio de frecuencia de batido.
 La última version del programa para el Arduino se puede descargar gratuitamente desde mi espacio en github.

Ante cualquier duda, recomiendo utilizar la plataforma de github para enviarme la consulta y una posible solución. Tus dudas me ayudan a mi también porque es muy probable que mi programa tenga bugs o que algunas cosas se puedan mejorar.

Preparando el Arduino Nano para soldarlo con los pines doblados

El módulo del DDS AD9850 con un recordatorio de cada uno de los pines

Modificando el lateral de la carcasa para podes conectar el cable USB al Arduino

Arduino y DDS en su disposición definitiva

Con los controles del frente cableados y listos para iniciar las pruebas


Problema y solución del receptor DC

Como el receptor DC recibe el tono de audio producto de desplazar la frecuencia del receptor por encima o por debajo de la señal de la portadora interrumpida se puede producir que nos encontremos con que en una determinada frecuencia nos entre en el canal de audio dos señales simultaneas lo cual provocaría que se interfieran entre si.

Consideremos la siguiente situación:

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En la imagen de mas arriba suponemos que queremos establecer contacto con la estación de Tx3 mientras que además tenemos cercanamente a Tx2 y Tx1. En este ejemplo, como queremos comunicar con Tx3 nuestra frecuencia de transmisión sera la misma de Tx3, pero nuestro VFO en recepción se encuentra desplazado 750Hz de la frecuencia de Tx hacia abajo o bien, "restando" al valor del VFO mostrado en el display de nuestro equipo.
Este shift es el que produce el tono en nuestro equipo de radio ya que como sabemos CW no emite un tono sino que este se produce en el receptor.

Una posible solución es cambiar la frecuencia del receptor por encima de Tx3, la cual produce un tono de 750Hz pero sin la interferencia de Tx2. Como se puede observar en el siguiente diagrama.

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Ahora en nuestro canal de audio tenemos una sola señal, la de Tx3 solamente. Mientras que nuestra transmision sigue siendo en la misma frecuencia que Tx3. Tengamos en cuenta que el canal de audio debe contar con un filtro que no deje pasar los tonos altos de Tx1 y Tx2 (mientras mas lejos de nuestro VFO(rx) mas agudos serán, sin importar si estan para arriba o abajo en la frecuencia absoluta)

Que pasaría si aparece una estación Tx4 que emita en VFO+750Hz?
Lo que se puede hacer es modificar la frecuencia de shift o de corrimiento, es decir cambiar los 750Hz por otra frecuencia, supongamos 600Hz o 900Hz a cualquiera que nos resulte cómodas de escuchar; de esa manera podemos "separarlas" mentalmente ya que al cambiar la frecuencia se comenzara a escuchar una mas grave y la otra mas aguda.
También podemos intercalar un filtro de audio para que elimine alguna de estas.

El programa del Arduino contempla tres posibles soluciones, una es al apretar durante 3 segundos el botón de RIT, esto cambia la dirección de suma o resta al VFO de recepción, la otra es propiamente el RIT, el cual solo desplaza el receptor una x cantidad de Hz, y la otra es la posibilidad de cambiar el shift de recepción entrando al menú cuando mantenemos apretado el botón del encoder por mas de 3 segundos.

Modificando la carcasa de un Cahuane FR-300 para equipo de CW

Esta publicación es para ampliar la publicación anterior sobre el desarrollo de un quipo de CW a partir de un Cahuane.

La carcasa original de este cahuane tiene un plástico en el frente moldeado para alojar las perillas de volume, clarificador, selector de canales y unos leds para marcar recepción y transmisión.

Frente plástico del Cahuane FR-300

Placa del frente del equipo
Como no queria tener el display pero sin alargar el frente ya que esto implica descartar las tapas superior e inferior originales y hacer dos mas largas.
Lo que hice fue cortar la chapa del frente que se ve en la siguiente foto:

Frente original con placa de cobre para el desarrollo. La placa original fue removida
Luego de cortar la chapa del frente doble hacia adentro parte de las chapas laterales para que me sirvan de soporte para el nuevo frente. De paso los bajorelieves que tenian para sujetar el frente plastico me sirvieron como guia para agujerear y luego pasar un tornillo por ellos.

Laterales doblados hacia adentro y ya agujereados

Frente de aluminio con el agujero para la llave selectora de canales

Perilla selectora en su lugar definitivo

Una vez realizada la modificación empecé a tener en consideración el resto del los componentes que debian tener su lugar en el frente del equipo. Como el frente se retiró hacia atras, tuve que achicar un poco las placas de cobre y ademas tener en cuenta el espacio que ocupa el parlante ya que queda cerca del borde inferior.

"Presentando" y buscando la mejor ubicacion de los componentes

Frente casi definitivo
En un principio no tuve en cuenta que ademas de la entrada para el key, el control de volume, de ganancia de RF y boton RIT sería necesario un agujero mas para los auriculares y probablemente uno mas para una llave que pone y saca el filtro angosto para CW

Frente casi terminado, solo falta la llave para el filtro de CW