В настоящей статье обобщается опыт изготовления и особенности конструкции трансивера US2II[1]. Надеемся, что приводимые сведения окажутся полезными радиолюбителям-конструкторам.
Приобретая детали для синтезатора частоты (узлы А7 и А8 в [1]), в первую очередь следует знать, что микросхема МС12202 выпускается в различных модификациях. Необходимо приобрести MC12202DT, которая имеет 20 выводов. Транзисторы BF998 также бывают двух модификаций, отличающихся цоколевкой. На минском радиорынке требуемый "проходил" как BF998T1. Для синтезатора необходим транзистор, у которого широкий вывод расположен внизу слева.
Для платы контроллера целесообразно приобрести микросхему 5-вольтового стабилизатора средней мощности, т.к. указанный автором стабилизатор 78L05 в процессе работы довольно сильно греется. При повторении конструкции был установлен стабилизатор FT7805, который по внешнему виду похож на транзистор КТ815. Транзистор BCW33LT был успешно заменен на ВС847, a BCW61 — на ВС856 (из того, что имелось под рукой).
Рис.2.
Индикаторы — такие же, какие применяются в АОН. Они продаются установленными в плату, но не запаянными. Поиски микросхемы 74LS145D не увенчались успехом, поэтому ее заменили на 533ИД10. Размеры последней немного больше, поэтому при изготовлении печатной платы требуется скорректировать разводку печатных проводников.
На рис.2 приведен рисунок исправленной печатной платы. В данном случае можно использовать обе микросхемы, хотя, при желании, 533ИД10 можно разместить и на авторской плате.
Кроме того, необходимо приобрести и супервизор питания — микросхему, формирующую сигнал "сброс" для процессора. Подойдут МСР100, 1171СП28, 1171СП42, хотя возможны и другие варианты.
Рис.1. Внутренний вид трансивера.
Отсутствие супервизора питания проявлялось как изменение содержимого EEPROM процессора при выключении питания. Указанная микросхема имеет 3 вывода ("+ питания", "земля" и "выход сигнала сброс").
Место ее установки хорошо видно на фотографии платы. Цоколевка зависит от конкретного типа супервизора, в данном случае установлена микросхема 1171СП42(28). Счетчик 74АС161 необходимо использовать импортный. При высокой входной частоте отечественные микросхемы могут работать нестабильно.
Согласно данным [2], максимальная входная частота этой микросхемы составляет 103 МГц, т.е она работает на пределе своих технических параметров.
На данном сайте можно найти документацию почти на всю комплектацию, используемую в синтезаторе, поэтому очень полезно с ней ознакомиться перед приобретением деталей и изготовлением конструкции.
Переменные резисторы следует выбирать керамические, с хорошим контактом, желательно импортные. Подстроечные конденсаторы лучше использовать те, которые имеют пластмассовую оправу и мягкие выводы. При многократной подстройке они ведут себя намного лучше, чем обычные, с жесткими выводами. Изготавливая платы, следует обратить внимание на качество материала для платы ГУН. Используя случайные куски стеклотекстолита, следует быть готовым к проблемам с запуском ГУН.
Повторяя конструкцию синтезатора, мы не применяли металлизацию отверстий на печатных платах. Если в процессе изготовления платы окажется, что верхний слой печатных проводников немного смещен относительно нижнего, это можно компенсировать сверлением отверстий под небольшим углом. В нашем случае, плата ГУН со смещенными слоями, считавшаяся браком, была успешно изготовлена и настроена.
Теперь несколько слов о монтаже конструкции. При пайке плат использовался обычный 25-ваттный паяльник. Его жало расклепывалось до требуемых размеров. По качеству пайки легко определить, насколько хорошо подготовлен инструмент.
Детали удобно держать "пинцетом с обратным действием" — монтаж получается ровным и красивым. Для пайки выводов пленарных деталей на общую землю придется воспользоваться тем же паяльником, но с более коротким и толстым жалом.
Начинать сборку синтезатора следует с платы контроллера — она проще. При пропайке переходных отверстий обратите внимание на те из них, возле которых стоят пленарные компоненты. Не залейте припоем дорожки, предназначенные для них, например, для конденсатора 8С4. Индикаторы можно немного приподнять, не "вгоняя" их в плату по самый корпус.
Это позволит выиграть как раз 2...3 мм свободного пространства для удобного размещения платы клавиатуры в корпусе трансивера, не перенося кварц на противоположную сторону платы (хотя конденсатор 8С6 лучше перенести сразу). Для монтажа супервизора на плате понадобится просверлить всего одно дополнительное отверстие.
Микропроцессор программируется непосредственно на плате. По окончании программирования контроллер становится отдельным работоспособным устройством, поэтому к нему можно подключить клавиатуру и заняться изучением работы программы (программирование процессора будет рассмотрено ниже).
Если при изготовлении клавиатуры придерживаться авторского варианта, то следует осторожно обращаться с кнопками. Они снабжены длинным толкателем (это хорошо видно на фотографии), поэтому, пока плата не установлена на шасси, кнопки легко ломаются.
Не забудьте проложить изоляционные шайбы, привинчивая плату клавиатуры. В том случае, если при включении платы контроллера программа сразу переходит в режим редактирования без нажатия клавиш, необходимо проверить исправность конденсатора 8С5 и крепление плат клавиатуры и контроллера.
Монтаж платы ГУН начните с пропайки переходных отверстий и пайки планарных резисторов и конденсаторов. При этом не поленитесь проверить элемент на замыкание, если между контактами резистора или конденсатора проходит дорожка.
Обязательно проверяйте емкость конденсаторов перед запайкой — ведь продавец мог ошибиться и достать детали не из того пакета. Для проверки можно использовать обычный китайский мультиметр, который позволяет измерять емкость конденсаторов. Не следует сразу запаивать конденсаторы 7СЗ, 7С24,
Таблица 1.
После того как обе платы собраны, процессор "прошит", и работоспособность контроллера проверена отдельно, платы соединяются между собой (смотри фотографию). В [1] неправильно указан порядок соединения плат. Лучше всего поступить следующим образом: положить платы контактами друг к другу — соединительные провода не должны перехлестываться.
Далее необходимо выбрать 2 диапазона, на которых используются разные поддиапазоны работы ГУН, и рассчитать выходные частоты синтезатора. Для этого можно составить в EXCEL таблицу 1 для выбранной промежуточной частоты (в данном случае — для Fi = 5310кГц).Подав через переменный резистор напряжение на 7R53, проверяют диапазон перестройки ГУНа на обоих поддиапазонах.
Если в работе ГУНа наблюдаются дефекты, необходимо проверить исправность компонентов, установленных в ГУНе (конденсаторов, варикапов, цепи переключения поддиапазонов), а также код предустановки для счетчика 74АС161.
Для укладки поддиапазонов пользуйтесь той же табличкой в EXCEL. Следует сразу отметить, что в процессор "зашивается" не коэффициент деления частоты, а код предустановки счетчика 74АС161, который равен 9 минус код деления.
При укладке диапазона работы ГУНа желательно добиться, чтобы напряжение Up” было близко к среднему значению (по крайней мере, не заходило в область крайних значений). Вот здесь как раз и пригодится не запаянный ранее конденсатор 7С16. Вариантов для некоторых диапазонов может быть и по 2 — на разных поддиапазонах работы ГУНа.
Рис.2.
После окончания предварительной настройки ГУНа запаиваем резистор 7R52 на место, включаем синтезатор и проверяем состояние светодиода. Он должен светиться ярко и не моргать.
При переключении диапазонов светодиод должен слегка моргнуть. Касание рукой полосковой линии ГУМа не должно приводить к срыву захвата частоты.
Это означает, что часть схемы до делителя частоты работает. Контролируя частоту на различных диапазонах, проверяем работу делителя. Резистором 7R61 можно подбирать смещение на входе 7DD3.
Далее остается выполнить совмещение 8-килогерцовых сегментов подбором емкости конденсаторов 7СЗО, 7С27 и сопротивления резистора 7R32. На этом настройку синтезатора как отдельного устройства можно считать законченной.
Один из вариантов разводки платы валкодера под диск диаметром 65...67 мм приведен на рис.2. Плата предназначена для установки непосредственно на переднюю панель трансивера (сразу за диском с прорезями).
Помните, что чем больше прорезей на диске, тем труднее правильно разместить оптроны АОТ137 на плате для обеспечения требуемого сдвига между импульсами. Стабилизаторы 78L05 могут возбуждаться при отсутствии блокировочных "электролитов", поэтому не поленитесь и разведите их на плате валкодера.
Подобная ситуация произошла и на плате полосовых фильтров в трансивере, изготовленном EU1AV, проявляясь в виде повышенного уровня шума в диапазоне 80 м.
Рис.3.
Теперь вернемся к технологии "прошивки" процессора. Если вы никогда не выполняли эту процедуру, но у вас есть компьютер, то запрограммировать процессор не составит особого труда.
Программаторов для микропроцессора 90АТ2313 существует достаточно много. Неплохим вариантом является применение самодельного адаптера STK200 и программы PONYPROG.
Схема адаптера и программа [3]. Адаптер (рис.3) представляет собой всего одну микросхему 1533АП5 (74НС244).
Печатная плата показана на рис.4. На плате дополнительно разведен светодиод для индикации процесса программирования.
Для начала необходимо установить программу на компьютер. После того как вы скачали файл ponyprogv117h.zip (или более новую версию), распаковали его и выполнили установку (setup), в меню "Программы" появится иконка Ponyprog.
Запустив программу на выполнение, через пункты меню "Option", "Setup" устанавливают тип программатора — AVR ISP API, параллельный интерфейс на LPT1, и после этого нажимают кнопку ОК. Затем указывают тип процессора — AVR и модель — AT90S2313. Подготовка программы на этом завершена. Теперь можно загрузить "прошивку" и сравнить содержимое EEPROM [1]. Кроме того, вы можете сразу отредактировать файл EEPROM под значение промежуточной частоты изготавливаемого трансивера.
Рис.4.
Далее подключаем адаптер к плате контроллера (всего должно быть 6 проводов, при этом плата адаптера питается напряжением 5В от источника питания программируемого устройства), загружаем программу PONYROG и подаем питание на контроллер.
Затем последовательно открываем файлы с "прошивками", которые загружаются в окно редактора. После этого проверяем, что программа находится в участке с адресами 0000H-07FFH, a EEPROM — 0800H-087FH. Не забудьте проверить установку типа процессора!
Далее через соответствующий пункт меню запускаем процесс программирования. Если процесс программирования начался успешно, вы увидите это по появившемуся на экране индикатору процесса.
По окончании программирования вы увидите на индикаторе контроллера частоту 14080 (или другую, прописанную в EEPROM). Выключаем питание контроллера и отключаем адаптер от компьютера. Теперь можно отпаять провода программатора. Контроллер готов.
Если процесс программирования не начался, и программа выдала сообщение об ошибке, требуется проверить подсоединение адаптера к процессору и кабель, соединяющий адаптер с параллельным портом компьютера.
Если вы решите отредактировать прошивку контроллера именно в редакторе PONYPROG, то должны загрузить сразу оба файла, исправить содержимое EEPROM и сохранить. Получится один общий файл. В дальнейшем можно пользоваться только им. Кроме того, для формирования файла содержимого EEPROM можно воспользоваться программой, любезно предоставленной автором конструкции [1].
Несколько замечаний по изготовлению остальных узлов трансивера
Плата А1 не изготавливалась, т.к. изначально ставилась задача получить выходную мощность трансивера не менее 50 Вт. По плате А2 особых замечаний нет. Но если предполагаемые габариты трансивера позволяют, целесообразно сделать высоту стенок экрана 35 мм. В этом случае реле не будут мешать креплению каркасов контуров.
Требуется особая осторожность при работе с керамическими подстроенными конденсаторами. Вращать их следует медленно, иначе легко повредить, а это приведет к порче платы. На диапазонах 1,8 и 3,5 МГц катушки необходимо мотать внавал, иначе придется добавлять емкости в контурах. Можно на этих диапазонах применить и 3-контурные фильтры (разводка на плате предусматривает такой вариант). Фильтры остальных диапазонов настраиваются только подстроечными конденсаторами.
Расстояние между катушками на диапазоне 28 МГц — 4. ..5 мм, на остальных диапазонах — 8мм. Реле РЭС49 — на напряжение 18В (паспорт 01). Токоограничительные резисторы при этом заменены перемычками. Плату A3 следует изготовить в авторском варианте. Она работает хорошо, и все параметры соответствуют заявленным. В смесителе можно применить диоды КД512, КД514, КД922.
Плата А4 имеет ошибку в разводке резистора 4R14. На схеме неправильно нарисован переключатель 4SB6, хотя на печатной плате он разведен почти правильно — требуется только раззенковать соответствующий контакт, чтобы не было короткого замыкания. Также обратите внимание на разводку конденсаторов 4С35 и 4С38 (обозначения — по монтажной схеме).
Кроме того, имеются несоответствия на принципиальной и монтажных схемах — конденсатор 4С85 на монтажной схеме обозначен на принципиальной как 4С35. Монтаж платы очень плотный, и при отсутствии металлизации отверстий имеет смысл вообще не сверлить земляные отверстия, а паять выводы детелей прямо внакладку. При этом детали, имеющие соединение с "землей", следует паять первыми. Контактные площадки на плате под переключатели и транзисторы КП327 желательно немного увеличить.
В настоящее время для работы телетайпом и другими цифровыми видами применяются программы, использующие для обработки сигнала звуковую карту, поэтому отпадает необходимость применять встроенный в трансивер НАМСОММ-модем. Узлы для формирования сигнала RTTY устанавливать на платах А4 и А5 не имеет смысла. Переключатель 4SB6 в этом случае можно использовать для включения режима настройки.
В трансиверах, изготовленных EU1AV, были испытаны тракты с различными значениями ПЧ - 5,310 и 8,864 МГц. Особой разницы в работе трансиверов не замечено. Однако более предпочтителен вариант с ПЧ около 5 МГц. При ПЧ, равной 8,864 МГц, на плате А4 в режиме CW возникли проблемы с "пролезанием" сигнала телеграфного гетеродина в паузах между посылками.
Чтобы избежать этого, цепь CW-манипуляции пришлось переделать, и манипулировать непосредственно CW-reтеродин. В этом случае вывод резистора 4R75 переносится с 6-го контакта SB5 на 4-й контакт SB6. Осуществить это очень легко, т.к. на плате дорожки проходят рядом. Нижний (по схеме) вывод резистора 4R87 "заземляется", удаляются часть дорожки и диод 4VD29. Контактная точка N5 на плате А4 находится рядом с этими дорожками, и ее удобно использовать для подводки цепи манипуляции от ключа. Сопротивление резистора 4R89 следует уменьшить до 100 кОм.
При работе с усилителем мощности и с включенной системой голосового управления (VOX), антенное реле будет подгорать, т.к. VOX в данной конструкции довольно быстродействующая. Реле переключается позже, чем появляется сигнал. Кроме того, в этом случае могут "сгореть" выходные транзисторы в ШПУ, т.к. на короткий промежуток времени усилитель оказывается не нагруженным. Задержку сигнала можно осуществить подключением конденсатора емкостью 22,0 мкФ в точку соединения 4R81, 4VD28,4С79 и на "землю". Моточные данные контуров для ПЧ 8,86 МГц—15 витков на кольце 50ВЧ диаметром 7 мм, провод — ПЭВ-1 00,2...0,35 мм.
При изготовлении платы А5 следует обратить внимание на включение микросхемы УНЧ 174УН14, которое отличается от типового. При этом ток потребления в отсутствии сигнала на входе достигает 200 мА, и микросхема сильно греется. При установке 5R18 сопротивлением 220 Ом и 5R19 сопротивлением 20 Ом ток потребления снижается до 50 мА.
Громкость CW-монитора при сопротивлении резистора 5R28, равном 4,7 кОм, оказалась очень низкой. Необходимо увеличить сопротивление этого резистора хотя бы до 47 кОм. На схемах с описанием предыдущей версии трансивера, попадавшихся в Интернете, сопротивление этого резистора составляло 470 кОм. Никаких других проблем с данной платой не отмечено. Авторская плата А6 не изготавливалась, и в трансивере применена плата ШПУ на транзисторах КТ965, предложенная UT2FW.
Вот, пожалуй, и все нюансы, о которых хотелось рассказать. В целом следует отметить хорошую повторяемость конструкции, наличие всей необходимой информации для повторения аппарата (рисунков печатных плат и, главное, "прошивки" процессора синтезатора).
В. Артюшин (EU1BR), О. Скоробогатов (EU1AV), A. Бабак (EW1EW).
Литература:
- А. Белянский, US2II. KB трансивер НТ981М. — Радио, 2001, NN1...10.
- http://www.chipinfo.ru
- www.lancos.com.
