Receptor de Conversion Directa para CW

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

Consideraciones para diseñar un receptor de conversión directa

El receptor de conversión directa es muy fácil de lograr y funciona muy bien si se tienen en cuenta que hay que resolver algunos problemas previos:

1) Como es un receptor que obtiene audio directamente de la RF, se debe amplificar en audio varias veces y es muy facil amplificar una señal espúrea de los 50Hz de linea 220v o alguno de sus armónicos en 100Hz o 250Hz. Por eso es muy importante tenes un filtro de audio.
Tambien el blindaje puede ayudar para evitar este ruido.

Distribución de la ganancia en un superheterodino y en uno de conv. directa.

2) Microfonismo, este problema es porque los osciladores y todos los componentes sensibles en su posicion pueden variar la frecuencia con las vibraciones, esto produce como efecto que las vibraciones salgan amplificadas en la etapa de audio como si se tratase de un microfono.
La solucion es hacer el circuito lo mas rigido posible sin, componentes sueltos o con partes sueltas como los nucleos de las bobinas.

3) Radiacion del VFO, este problema no le afecta al receptor, pero si a los receptores cercanos ya que un conversion directa emite parte de su energia en uW por la antena ya que pasan por el mixer hacia la antena. La solucion es tener un filtro pasabanda con un preamplificador de audio para separar las etapas, un mezclador de FET doble compuerta o de celda Hillbert tambien evita que ocurra esto.

Teniendo en cuenta estos consejos, que son mejor explicados aqui, El diseño de mi receptor es con un NE612 y un TL081 como primer etapa, luego vendran los filtros y el amplificador de audio final.

V1 es la salida del NE612 (Detector de producto), al tomar una salida balanceada es muy facil eliminar los ruidos por nodo comun como el del punto 1, luego la ganancia no es muy grande para evitar los problemas de microfonismo y con un preamplificador de RF a la entrada del NE612. Vcc es de 9v, y la resistencia de 20Mg es para simular la impedancia de entrada de la etapa siguiente, la cual es el filtro de AF antes de amplificarlo en la etapa final.

Probando el receptor

En el siguiente video se ve como funciona el receptor sin filtros y la recepcion es bastante limpia.

Prueba con filtro de CW

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....

Filtro de CW de 200Hz de ancho de banda

Este circuito lo hice para mejorar la recepcion de señales en CW en mi transversor. En un receptor DC es fundamental contar con un buen circuito para recibir bien CW ya que normalmente tienen un ancho de banda algo amplio y como sabemos en 1KHz pueden entrar varias señales simultaneamente. Con este filtro de tan solo 200Hz con el centro en 750Hz podemos librarnos facilmente de todas las señales vecinas; tengamos en cuenta que el filtro trabaja en la zona de audiofrecuencia por lo tanto ademas es muy facil de hacer andar, muy economico y no es critico su montaje como si se tratase de RF.

Se puede hacer como en mi caso que lo puse dentro del equipo, o bien como un filtro externo en un equipo comercial.

Circuito

Estuve buscando algun circuito de filtros activos ya que lograr hacer un Butterworth de audio con bobinas y capacitores puede ser algo complicado y de tamaño mas grande. Luego de investigar un poco me decidi por hacer el "Hi-Per Mite" Del grupo QRP 4 State por los comentarios de quienes lo hicieron y lo usaron; al parecer realmente es de alta perfomance sin introducir ringing en el audio filtrado.

http://www.4sqrp.com/HiPerMite.php

Como se observa en la imagen, la gente de 4SQRP uso componentes variados, capacitores de buena calidad pero las resistencias son de 5%. Segun su articulo no es necesario prestar mucha atencion a este tema.

Implementacion

En mi caso no encontre en la casa de electronica las R de 36K, asi que lo hice con una de 33K y una de 3.3K, el valor produce un pequeño corrimiento en la señal central que no seria de 750Hz sino de un poco mas baja frecuencia.
Tambien reemplace R12 y R11 por un potenciometro de 200K. Tengamos en cuenta que en todo caso siempre debe usarse el capacitor de 220uF para el desacople.

En todo caso hay que prestarle atencion a este cuadro que hicieron los diseñadores del circuito.

Le puse un rele para activarlo y desactivarlo desde el Arduino

En el video se pueden ver las primeras pruebas del filtro, aun no esta cableado hasta Arduino, por eso uso un cable directamente a 5v para activarlo y desactivarlo. Se puede escuchar como se reduce el ruido de banda.