MST Transceptor de banda lateral minimalista

MST
Transceptor de banda lateral minimalista
MANUAL DE MONTAJE
www.ozQRP.com
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 1
ÍNDICE
1 Introducción
4
2 Diagrama de bloques
5
3 Descripción del circuito
6
3.1 Generador de SSB
6
3.2 Mezclador del transmisor
7
3.3 Amplificador de potencia
7
3.4 Mezclador del receptor
8
3.5 Amplificador de audio del receptor
8
4 Lista de componentes
14
4.1 Componentes de la placa principal
14
4.2 Componentes específicos de cada banda
16
4.3 Componentes fuera del circuito impreso
16
5 Montaje
17
5.1 Información general
17
5.2 Montaje paso a paso
17
6 Caja
23
6.1 Panel trasero
23
6.2 Panel frontal
23
6.3 Montando el circuito impreso
23
6.4 Etiqueta del panel frontal
24
6.5 Conectando el OFV con DDS
26
7 Cableado
27
8 Comprobación y ajuste
29
8.1 Información general
29
8.2 Puesta en marcha
29
8.3 Recepción
30
8.4 Transmisión
30
8.5 Ajuste de la frecuencia de la portadora
32
9 Operación
Manual de Montaje del MST – versión 1
33
Página 2
Lista de imágenes
Imagen 1
Diagrama de bloques del MST
5
Imagen 2
Generador SSB
9
Imagen 3
Mezclador del transmisor
10
Imagen 4
Amplificador de potencia
11
Imagen 5
Mezclador del receptor
12
Imagen 6
Amplificador de audio del receptor
13
Imagen 7
Disposición de componentes
22
Imagen 8
Guía de mecanizado del panel frontal
25
Imagen 9
Montaje del OFV con DDS en el panel frontal
26
Imagen 10
Diagrama de cableado
28
Imagen 11
Tensiones típicas del circuito
31
Imagen 12
Respuesta del filtro a cristal
32
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 3
1 INTRODUCCIÓN
El transceptor de banda lateral minimalista (Minimalist Sideband Transceiver o MST) es un
transceptor QRP de banda lateral fácil de montar y divertido de usar para las bandas de 40 u
80 metros.
El transceptor MST usa un diseño minimalista que lo hace muy económico y fácil de montar
aunque consigue un rendimiento excelente y permite una operación muy placentera.
La placa de circuito impreso del MST contiene un transmisor de banda lateral completo a
excepción del oscilador de frecuencia variable OFV. Usted puede añadir un OFV de su
propio diseño, siempre y cuando proporcione la frecuencia correcta y un nivel de excitación
suficiente, pero para obtener resultados óptimos debe usarse con el OFV con DDS
compañero del MST. El OFV con DDS ofrece un buen rendimiento libre de deriva y tiene un
visualizador LCD con retroiluminación, pasos de frecuencia seleccionables y un
desplazamiento de frecuencia intermedia (FI) programable.
Características del MST:
1. Transceptor completo de banda lateral en un único circuito impreso (añada
únicamente un OFV).
2. Receptor superheterodino con un filtro a cristal de 4 polos en 10 MHz.
3. Potencia mínima de salida de 5 W PEP con una etapa de salida con un MOSFET de
potencia muy robusto.
4. Supresión de la banda lateral no deseada típica de 40 dB.
5. Todas las espurias en transmisión por debajo de -45 dBc.
6. Controles de ganancia de micrófono y de volumen de audio.
7. Fácil de ajustar y poner a punto.
8. Indicador de modulación y de potencia transmitida con LED en el panel frontal.
9. Suficiente señal de audio como para manejar sin problemas un altavoz.
10. Circuito impreso de doble cara y alta calidad con plano de masa, máscara de
soldadura y serigrafía de componentes.
11. Simple y fácil de montar, usando únicamente componentes de patillas.
12. No es preciso bobinar inductancias complicadas. Usa bobinas comerciales
económicas para los circuitos sintonizados.
Los circuitos impresos y una serie de kits conteniendo los componentes difíciles de
conseguir tanto del OFV con DDS como del transceptor SSB MST se pueden obtener en
www.ozQRP.com .
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 4
2 DIAGRAMA DE BLOQUES
Imagen 1
Diagrama de bloques del MST
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 5
3 DESCRIPCIÓN DEL CIRCUITO
3.1 Generador de SSB
El transistor Q1 configurado como oscilador Colpitts actúa como el oscilador de portadora a
10 Mhz en transmisión y como oscilador de frecuencia de batido (OFB) en recepción. La
frecuencia del cristal X1 se ajusta con el condensador ajustable (trimmer) TC1 a una
frecuencia ligeramente superior a la de la respuesta del filtro. Esto conduce a la generación
de la banda lateral inferior (BLI o LSB, en inglés). Se ha incluido un condensador C1 en el
circuito impreso, pero no se usa en esta aplicación. La alimentación al oscilador va regulada
con un diodo Zener de 9.1 V.
El oscilador alimenta una etapa separadora con Q2 que provee una excitación de baja
impedancia necesaria para el modulador balanceado. En la unión de Q1 con los resistores
del emisor se consigue una señal de bajo nivel de aproximadamente 500 mV p-p para
alimentar al detector de producto del receptor.
Los transistores Q3 y Q4 están configurado como amplificadores de audio con una
realimentación de tipo shunt que tiene una ganancia estable y una baja impedancia de
salida. La baja impedancia de entrada la hace especialmente adecuada para el uso de
micrófonos de baja impedancia. C16 se ha incluido para prevenir que pueda entrar RF en el
amplificador mientras que C19 filtra la alta frecuencia.
El modulador balanceado es del tipo de conmutación con diodos y está doblemente
balanceado. Cuando la señal de la portadora es positiva conducen los diodos D1 y D4
mientras que cuando es negativa conducen D2 y D3. El resultado es que no hay RF
presente en la salida del transformador de salida T1. Si se inyecta una señal de audio en el
puente se desequilibra este balance y aparece una señal de doble banda lateral con
portadora suprimida en la salida de T1. Fíjese que el condensador C8 mantiene la unión de
D1 y D2 a masa en RF.
Dadas las variaciones en los parámetros de los componentes el balance no es perfecto por
lo que se usan un condensador ajustable TC2 y un potenciómetro ajustable VR1 para
conseguir el balance del modulador. En la práctica es posible conseguir hasta 50 dB de
supresión de la portadora.
El diodo D5 se usa como conmutador de RF. Cuando no hay corriente continua fluyendo por
el diodo, actúa como una impedancia de elevado valor para la RF. En transmisión se hacen
circular unos 6 mA de corriente continua por D5, convirtiéndose así en un camino de baja
impedancia para la RF. Esto alimenta la salida del modulador balanceado hasta el filtro a
cristal. En recepción D6 realiza una función similar.
El filtro a cristal es de tipo escalera con 4 polos a 10 MHz y usa cristales apareados de la
misma frecuencia. Los condensadores C11 a C15 se han seleccionado para proveer un
ancho de banda útil de 2.5 kHz. Los resistores R9 y R10 hacen de terminadores del filtro a
cristal proporcionando la resistencia necesaria para que el filtro tenga bajo rizado dentro de
la banda pasante.
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 6
3.2 Mezclador del transmisor
El mezclador del transmisor se ha hecho con U5, un mezclador balanceado SA612. La señal
LSB de 10 MHz del filtro a cristal es alimentada en forma no balanceada a la patilla 1
mientras que la otra entrada es puesta a masa de RF con C65. La señal del OFV de unos
300 mV p-p se alimenta a la patilla 6. La salida balanceada del mezclador se alimenta al
transformador T7, que está sintonizado a la diferencia entre las frecuencias del OFV y de la
portadora del filtro. El transformador que se está usando es realmente un transformador de
frecuencia intermedia de 10.7 MHz con un condensador incorporado de 47 pF. Se ha
añadido un condensador externo para bajar la frecuencia de resonancia y que coincida con
la frecuencia de transmisión.
Un bobinado interno provee una salida de baja impedancia que sirve para alimentar la etapa
pre-excitadora configurada alrededor de Q9. La carga de su colector es otro transformador
de FI (T8) que resuena en la frecuencia de transmisión de igual forma que T7. En la práctica
los dos transformadores configuran un filtro pasabanda de dos polos y se ajustan para
conseguir la banda pasante deseada.
3.3 Amplificador de potencia
La señal del pre-excitador se aplica a la etapa excitadora construida con Q6. Un BD139
trabaja muy bien en esta posición cuando se polariza con una corriente de colector de unos
60 mA. El diseño está muy probado y usa realimentaciones de tipo serie y shunt para
conseguir bajas impedancias de entrada y salida con una buena ganancia en las bandas
bajas de onda corta (HF) y muy estable.
El amplificador de potencia es un MOSFET IRF510 y se ha usado en muchos diseños. Es un
buen candidato para las bandas de HF y proporciona con facilidad más de 5 W PEP con una
tensión de alimentación de 13.8 V. La salida del excitador se aplica al resistor R38 y se
convierte en la componente de excitación en corriente alterna de la puerta de Q7. El diodo
Zener ZD4 y el potenciómetro de ajuste VR2 proveen una polarización en corriente continua
estable y variable para la puerta de Q7 de tal forma que se pueda poner justo en el punto de
conducción para conseguir el comportamiento lineal. La tensión en la puerta sube hasta el
punto de polarización cuando se pasa a transmisión, efecto causado por el condensador
C54 que se ha incluido para que la transición de la tensión de puerta sea suave.
La carga del drenaje de Q7 es el transformador de banda ancha T6. La relación de espiras
se ha elegido para conseguir la mejor adaptación y proveer la máxima potencia a una carga
de salida de 50 Ω. La forma de onda en Q7 puede tener muchos armónicos por lo que se ha
incluido un filtro pasabajos de 5 polos con el que se consigue reducir el nivel de armónicos y
espurias a un nivel aceptable. Los valores del filtro pasabajos dependen de la banda.
Cuando se activa el conmutador de transmisión "push-to-talk" (PTT) se activa el relé de
transmisión/recepción y la señal de transmisión ya filtrada se conecta a la antena. Cuando
no está activado el PTT el relé conmuta la antena hacia los circuitos del receptor. El relé
también conmuta la tensión de alimentación hacia las secciones del transmisor o del
receptor según sea necesario.
Para tener una indicación visual de modulación y de potencia de salida la señal transmitida
se muestrea, rectifica y filtra por R39, D11 y C63. La tensión resultante se amplifica con el
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 7
transistor Q8 para comandar un LED en el panel frontal vía un resistor de limitación de
corriente, R41.
La tensión de alimentación está también disponible en un conector auxiliar previsto para
alimentar el OFV compañero del transceptor.
3.4 Mezclador del receptor
Las señales de la antena se inyectan a un filtro pasabanda formado por los transformadores
T2 y T3 y los condensadores C21, C22 y C23. La antena va acoplada por un secundario
(actuando como primario) de T2 mientras que la salida se obtiene de una toma intermedia
del primario de T3 para conseguir el acoplo de impedancias deseado.
El mezclador U1 es otro SA612. La entrada va protegida por un par de diodos cabeza-cola y
alimentada por la patilla 1. La patilla 2 está puesta a masa en RF por C25. El diodo Zener
ZD2 provee una alimentación estabilizada a 6.8 V. La señal del OFV de unos 300 mV p-p se
inyecta por la patilla 6. La salida balanceada de unos 10 MHz, diferencia de las dos señales
anteriores, se lleva al transformador de banda ancha T4. La salida de T4 pasa por el filtro
cuando pasa corriente continua a través de R19 y D6.
3.5 Amplificador de audio del receptor
La señal de FI de 10 MHz SSB procedente del filtro a cristal se inyecta en el detector de
producto U2. Este mezcla las señales de FI con la del OFB de 10 MHz en un SA612 y
produce la señal de audio resultante. EL OFB está ajustado a una frecuencia ligeramente por
encima de la máxima frecuencia a la que responde el filtro para así poder detectar
correctamente las señales de banda lateral inferior (LSB).
Después va un amplificador de audio con entrada balanceada formado por U3, un NE5534.
Para conseguir una referencia de tensión para la entrada no-inversora del U2 se utiliza un
diodo Zener. La respuesta en alta frecuencia de U3 está limitada por C35 y C42 mientras
que C37 y C36 reducen la respuesta en baja frecuencia.
La salida de U2 se alimenta mediante un condensador de acoplo de 1 µF y un resistor de 1
kΩ (R28) al potenciómetro de volumen de audio. Cuando se conmuta a transmisión el
MOSFET Q5 se activa rápidamente a través de D9, cargando C45 y cortocircuitando la linea
de audio a masa. Cuando se vuelve a recepción Q5 se apaga lentamente mientras C45 se
descarga a través de R29. Este circuito produce un efecto estupendo eliminando los
indeseados chasquidos y "pops" de audio cuando se conmuta entre transmisión y recepción.
La señal de audio del mando de volumen (ganancia de audio) se vuelve a amplificar en U4,
un LM386, capaz de manejar un altavoz. U4 va configurado para obtener una ganancia extra
con C41 y R26. C40 evita que entre la RF por la entrada del amplificador mientras que R30 y
C47 ayudan a estabilizar la salida.
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 8
Imagen 2
Manual de Montaje del MST – versión 1
Generador SSB
Página 9
Imagen 3
Manual de Montaje del MST – versión 1
Mezclador del transmisor
Página 10
Imagen 4
Manual de Montaje del MST – versión 1
Amplificador de potencia
Página 11
Imagen 5
Manual de Montaje del MST – versión 1
Mezclador del receptor
Página 12
Imagen 6
Amplificador de audio del receptor
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 13
4 LISTA DE COMPONENTES
4.1 Componentes de la placa principal
Cant. Comentario
Referencia
2
22 pF 50 V cerámico de disco NPO
C6, C9
2
68 pF 50 V cerámico de disco NPO
C12, C14
3
82 pF 50 V cerámico de disco NPO
C11, C13, C15
7
100 pF 50 V cerámico de disco NPO
C4, C5, C26, C29, C33, C64, C66
1
220 pF 50 V cerámico de disco
C19
2
470 pF 50 V cerámico de disco
C34, C42
2
1 nF 50 V cerámico de disco
C16, C24
1
10 nF 50 V cerámico de disco
C8
2
10 nF 63 V poliéster MKT
C35, C40
1
47 nF 63 V poliéster MKT
C47
3
100 nF 63 V poliéster MKT
C36, C37, C38
22
100 nF 50 V cerámico monolítico
C3, C7, C10, C25, C27, C28, C30, C31, C49,
C50, C51, C52, C53, C55, C56, C58, C63,
C65, C67, C69, C70, C72
1
220 nF 63 V poliéster MKT
C17
4
1 µF 16 V electrolítico
C20, C43, C44, C45
2
10 µF 16 V electrolítico
C18, C41
1
22 µF 16 V electrolítico
C54
3
100 µF 25 V electrolítico
C2, C32, C39
3
470 µF 25 V electrolítico
C46, C48, C57
2
50 pF cerámico ajustable paso 0.2 "
TC1, TC2 - Vea texto C1
4
10 Ω 1/4 W resistor 1 %
R27, R30, R34, R35
1
15 Ω 1/4 W resistor 1 %
R36
1
56 Ω 1/4 W resistor 1 %
R38
6
100 Ω 1/4 W resistor 1%
R4, R6, R15, R17, R24, R43
1
220 Ω 1/4 W resistor 1 %
R2
6
330 Ω 1/4 W resistor 1 %
R9, R10, R26, R31, R32, R41
7
470 Ω 1/4 W resistor 1 %
R7, R16, R18, R20, R37, R42, R46
3
1 kΩ 1/4 W resistor 1 %
R3, R28, R39
1
1.2 kΩ 1/4 W resistor 1 %
R33
3
2.2 kΩ 1/4 W resistor 1 %
R8, R11, R19
4
4.7 kΩ 1/4 W resistor 1 %
R13, R22, R23, R45
1
22 kΩ 1/4 W resistor 1 %
R44
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 14
Cant. Comentario
Referencia
1
47 kΩ 1/4 W resistor 1 %
R12
1
56 kΩ 1/4 W resistor 1 %
R5
1
100 kΩ 1/4 W resistor 1 %
R1
4
220 kΩ 1/4 W resistor 1 %
R21, R25, R29, R40
1
330 kΩ 1/4 W resistor 1 %
R14
1
500 Ω potenciómetro vertical ajustable
multivuelta
VR1
1
20 kΩ potenciómetro horizontal ajustable VR2
10
1N4148 diodo de señal
D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9, D11
1
1N4004 diodo de potencia 1 A
D10
1
diodo Zener 9.1 V 0.5 W
ZD1
4
diodo Zener 6.8 V 0.5 W
ZD2, ZD3, ZD4, ZD5
6
transistor NPN 2N3904
Q1, Q2, Q3, Q4, Q8, Q9
1
MOSFET 2N7000
Q5
1
transistor NPN BD139
Q6
1
MOSFET de potencia IRF510
Q7
3
mezclador de RF y amplificador SA612
U1, U2, U5
1
amplificador operacional de bajo ruido
NE5534
U3
1
amplificador de audio LM386N-4
U4
5
cristal HC49 de 10 MHz
X1, X2, X3, X4, X5
1
relé DPDT DIP bobina de 12 V
K1
1
FT37-43 4 espiras: 3 espiras 0.5 mm
T1
4
transformador FI de 10.7 MHz 42IF123
T2, T3, T7, T8
1
FT37-43 10 espiras: 3 espiras 0.5 mm
T4
1
FT37-43 8 espiras bifilar 0.25 mm
T5
1
BN-43-202 2 espiras: 5 espiras 0.5 mm
T6
2
terminales de circuito impreso de 1 mm
P1 (ANT), P2 (GND)
6
conector macho de 2 patillas, paso 2.54
mm
SK1 (MIC), SK2 (SPKR), SK4 (PTT), SK5
(RF), SK6 (VFO), SK7 (AUX)
1
conector macho de 3 patillas, paso 2.54
mm
SK3 (AF GAIN)
1
regleta de 2 vías, paso 5.08 mm
TB1 (POWER)
2
macarrón termo-retráctil de 15 mm de
longitud y 3 mm de diámetro
alambre esmaltado de cobre de 0.5 mm
alambre esmaltado de cobre de 0.25mm
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 15
4.2 Componentes específicos de cada banda
Cant. 40 M
80 M
Referencia
1
6.8 pF 50 V cerámico de 33 pF 50 V cerámico de disco
disco NPO
NPO
C22
4
56 pF 50 V cerámico de 390 pF 50 V cerámico de disco
disco NPO
C21, C23, C68, C71
4
470 pF 100 V cerámico
monolítico C0G
C59, C60, C61, C62
2
1.1 µH T50-2 15 espiras 2.2 µH T50-2 21 espiras 0.5 mm
0.5 mm
820 pF 100 V cerámico
monolítico C0G
L1, L2
4.3 Componentes fuera del circuito impreso
Cant. Comentario
1
Caja de plástico para instrumentos de 200 mm x 155 mm x 65 mm con paneles de
aluminio. www.altronics.com.au H0480F o equivalente.
1
Hembrilla roja
1
Hembrilla negra
1
Conector SO239 para montaje en panel
3
botones
2
potenciómetro 10 kΩ log de 16mm
1
LED de 5 mm ámbar con su embellecedor
1
conector de micrófono
1
etiqueta para el panel frontal
1
altavoz de 8 Ω cuadrado de 67 mm o equivalente
4
tornillos roscachapa de 4g x 6 mm
8
tornillos de 3 mm x 6 mm
4
tornillos de 3 mm x 10 mm
4
tuercas de 3 mm
1
hembrilla para soldar
4
espaciador de nylon roscado a 3 mm y 12 mm de longitud
4
espaciador de nylon roscado a 3 mm y 10 mm de longitud
4
tornillos avellanados de 3 mm x 16 mm
8
conector de 2 patillas, paso 2.54 mm (cubierta y muelles)
1
conector de 3 patillas, paso 2.54 mm (cubierta y muelles)
cable para conexiones
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 16
5 MONTAJE
5.1 Información general
El MST se monta en un circuito impreso de fibra de vidrio de alta calidad. El circuito impreso
es a doble cara con pistas únicamente en la cara inferior siendo la cara superior un plano de
masa continuo. Los taladros están metalizados por lo que no es necesario soldar las
conexiones en ambas caras. Para facilitar el montaje la disposición de componentes se ha
serigrafiado en la cara superior y se ha incorporado una máscara de soldadura para evitar
en lo posible puentes de soldadura entre pistas.
El plano de masa es muy grande y puede disipar mucho calor por lo que se recomienda usar
un soldador de calidad que permita calentar estos planos de masa tan grandes sin perder
temperatura. Usted puede encontrar en algunos casos que parezca que el estaño no ha
fluido correctamente hasta la otra cara. Esto no es generalmente un problema ya que el
taladro metalizado se encarga de realizar esta conexión entre las dos caras.
Otro detalle a considerar es que los taladros metalizados consumen más estaño que las
soldaduras simples y dificulta la extracción de componentes mal instalados.
La lección que debe extraerse de esto es que hay que hacer una doble comprobación
de los valores y la orientación de los componentes instalados antes de proceder a su
soldadura.
No existe un esquema de montaje "ideal" para los componentes. Si lo desea puede ir
construyendo las diferentes secciones por separado, comprobándolas según las monta, pero
no es necesario; además, en algunos casos unas secciones dependen de otras para
funcionar correctamente. El procedimiento recomendado es ir montando los componentes
desde los más pequeños hasta los más voluminosos.
5.2 Montaje paso a paso
Fíjese en la Lista de componentes y en la Imagen 2 cuando vaya a instalar los componentes.
Paso 1: Resistores (Resistencias)
Instale y suelde unos pocos resistores cada vez. Es más sencillo y evita confusiones instalar
un grupo de resistores del mismo valor a la vez que intentar cubrir una zona del circuito
impreso con valores mezclados. En caso de duda al leer el valor de un resistor mídalo con
un polímetro antes de soldarlo.
Pase los rabillos de las patillas desde la parte superior a la inferior y dóblelos ligeramente en
la parte inferior para mantenerlos en su posición. Invierta el circuito impreso y presione hacia
abajo ligeramente para hacer que los resistores queden a ras de la superficie del circuito
impreso y entonces suéldelos. Corte el exceso de los rabillos con unos alicates de corte para
electrónica.
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 17
Paso 2: Diodos
Fíjese bien en el extremo positivo o cátodo antes de instalarlos. Los pequeños diodos Zener
parecen diodos de señal así que asegúrese bien de no mezclarlos.
Paso 3: Condensadores no polarizados
Fíjese que hay varios tipos. Cerámicos de disco, cerámicos monolíticos y de poliéster MKT.
Todos ellos no tienen polaridad y pueden colocarse con cualquier orientación.
Paso 4: Condensadores y potenciómetros ajustables
El condensador ajustable especificado es bastante pequeño y tiene una de sus patillas
conectada directamente al tornillo que sirve para ajustarlo. Use un polímetro para determinar
cuál de las patillas es la unida al tornillo y suéldela en la isleta del circuito impreso que va
conectada al plano de masa.
Fíjese que el potenciómetro de balance de portadora es de montaje vertical y multivuelta
mientras que el de ajuste de polarización del paso final es de montaje horizontal.
Paso 5: Transistores
Los transistores 2N3904 y el MOSFET 2N7000 deben orientarse siguiendo la serigrafía del
circuito impreso. El BD139 va instalado de tal forma que la parte metálica del cuerpo esté
orientada hacia el centro del circuito impreso. Deje la instalación del MOSFET de potencia
IRF510 hasta más adelante.
Paso 6: Circuitos integrados
Todos los circuitos integrados son DIP de 8 patillas y tienen un punto sobre la patilla 1 o una
muesca entre las patillas 1 y 8. Esto puede verse en la vista cenital del diagrama siguiente.
Compruebe y vuelva a comprobar que los ha instalado con la orientación correcta.
Paso 7: Condensadores electrolíticos
Están polarizados y deben instalarse correctamente. La serigrafía de componentes tiene una
marca ‘+’ para indicar la patilla positiva.
Paso 8: Conectores
El circuito impreso tiene varios conectores para conseguir un producto terminado con un
buen acabado. Además facilitan la extracción del circuito impreso si es necesario. Los
conectores con paso 2.54 mm tienen una pieza vertical que sirve para polarizarlos; en todos
los casos los conectores se colocan de tal forma que esta pieza está orientada hacia el
centro del circuito impreso.
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 18
El conector de alimentación es una regleta de 2 vías estando las salidas de los terminales
orientadas hacia el borde del circuito impreso.
La antena y su conexión de masa se conectan con un par de terminales de circuito impreso
de 1 mm. Esto se ha hecho para conseguir una buena conexión de muy baja resistencia.
Paso 9: transformadores de FI y relé
Los cuatro transformadores de FI solo pueden ir montados en una posición, por lo que se
montan y sueldan en posición. El relé se inserta en el circuito impreso y se suelda.
Paso 10: Bobinas
Transformador de salida T6
T6 se bobina sobre un núcleo de ferrita de dos agujeros y 13 mm
de longitud del tipo BN-43-202. Los bordes de los agujeros están
bastante afilados y pueden rascar el esmalte de los hilos. Para
reducir el riesgo de que el esmalte se salte y se produzcan
cortocircuitos deben usarse dos trozos de macarrón termo-retráctil
de 3 mm introducidos por los agujeros.
Bobine un primario de 2 espiras con hilo esmaltado de cobre de 0.5
mm. El bobinado primario conecta al drenaje de Q7. Se considera
una espira cuando el hilo pasa por uno de los agujeros y vuelve por
el otro.
Comenzando por el
otro extremo bobine
un secundario de 5
espiras de igual
forma que con el primario. Use hilo esmaltado
de cobre de 0.5 mm. El secundario es la
salida y conecta al filtro pasabajos.
Rasque el esmalte de los extremos de los hilos y estáñelos. Compruebe con un multímetro
que no hay cortocircuitos entre los bobinados antes de instalarlo en el circuito impreso.
Bobinas L1 y L2 del filtro pasabajos
Bobine sobre toroides T50-2 con hilo esmaltado de cobre de
0.5 mm las bobinas indicadas en la tabla siguiente, según la
banda elegida.
40 M: 15 espiras. 80 M: 21 espiras.
Fíjese en la dirección del bobinado de la imagen para
conseguir un mejor alineamiento con las isletas del circuito
impreso.
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 19
Rasque el esmalte de los extremos de los hilos y estáñelos antes de instalarlos en el circuito
impreso.
Transformadores T1 y T4
Use toroides de ferrita FT37-43 y alambre esmaltado de cobre
de 0.5 mm.
T1: primario de 4 espiras (modulador balanceado), secundario
de 3 espiras (salida)
T4: primario de 10 espiras (U1), secundario de 3 espiras
(salida)
Rasque el esmalte de los extremos de los hilos y estáñelos
antes de instalarlos en el circuito impreso.
Transformador bifilar T5
Use un toroide de ferrita de FT37-43 y alambre de cobre
esmaltado de 0.25 mm.
Tome dos trozos de hilo de 300 mm, colóquelos paralelos y
retuérzalos hasta que tenga unos 3 giros por centímetro. Este
trabajo se puede hacer muy fácil con un tornillo de bando y un
taladro pequeño, usando una punta en forma de gancho.
Bobine 8 espiras. Rasque el esmalte de los extremos de los
hilos y use un polímetro para encontrar el inicio y el fin de cada
bobinado.
Tome el principio de uno de los bobinados y el final del otro
bobinado y retuérzalos juntos para formar la toma central.
Recorte los extremos con alicates de corte y estáñelos antes
de instalarlos. Introduzca los hilos a través de los agujeros
del circuito impreso y coloque el toroide de tal forma que
quede reposando sobre la superficie de la placa.
Asegúrese que la toma central de dos hilos va al agujero central en la serigrafía de T5.
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 20
Paso 11: Cristales
Los cristales se montan muy cercanos a la placa de circuito impreso pero sin tocarla. Esto
evita que la cápsula metálica de los mismos pueda hacer un cortocircuito por su parte
inferior. Todo lo que hace falta es un espacio de 1 mm. Una vez que los cristales del filtro
estén soldados debe instalarse un hilo por encima de todas las cápsulas metálicas de los
cristales, soldándolo a cada una de ellas y a una isleta libre en el plano de masa del circuito
impreso que se ha dispuesto al efecto. Esto elimina ruidos y evita que el filtro se haga más
ancho.
Paso 12: Conexiones de la antena
Los hilos que van desde el conector de antena a las patillas del circuito impreso colocadas al
efecto son difíciles de soldar una vez que el circuito impreso está colocado en su caja;
aproveche ahora para soldarle unos trozos cortos de hilo a las patillas ANT y GND.
Paso 13: MOSFET de potencia
La razón para dejar el montaje de este MOSFET para el final es porque está junto al borde
de la placa y puede resultar doblado y dañado mientras se manipula el circuito para instalar
otros componentes.
Monte el MOSFET dejando una longitud de unos 5 mm entre el cuerpo del transistor y la
placa de circuito impreso.
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 21
Imagen 7
Disposición de componentes
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 22
6 CAJA
Ahora que la placa del MST está terminada a Usted le interesará ponerla en una caja y
probarlo. El circuito impreso se ha diseñado para encajar en una caja de plástico para
instrumentos que tiene 200 mm de anchura, 155 mm de profundidad y 65 mm de altura. Un
modelo apropiado es el que tiene el número de catálogo H0480F de www.altronics.com.au .
Puede comprarse con los paneles de aluminio o bien puede construirlos Usted mismo con
plancha de aluminio de 1.5 o 2 mm de espesor. Los agujeros de montaje del circuito impreso
coinciden con los pilares de montaje plásticos del fondo de la caja y será necesario quitar
otros pilares no necesarios bien usando unos alicates de corte bien con un taladro grande,
actuando con cuidado. Por supuesto que puede utilizarse otras cajas en las que se pueda
montar la placa pero si quiere también instalar el OFV con DDS compañero del MST la caja
tendrá que tener unas medidas mínimas similares a las recomendadas.
Antes de instalar la placa en la caja compruebe que no haya errores tales como
componentes incorrectamente instalados o puentes de soldadura entre pistas. El riesgo de
hacer puentes entre pistas es muy reducido por el uso de máscara de soldadura pero, de
todas formas, revise que no los haya. El rato que dedique a esta tarea puede ahorrarle
problemas serios más adelante.
Uno de los problemas más comunes es la presencia de soldaduras incorrectas de los hilos
esmaltados (por una incorrecta eliminación del esmalte). Algunos hilos tienen esmaltes que
se funden a la temperatura del estaño pero otros no, así que es importante quitar el esmalte
de los rabillos de los toroides usando papel de lija o una cuchilla afilada antes de soldarlos
en su posición. Compruebe y vuelva a comprobar las conexiones con un polímetro.
6.1 Panel trasero
El panel posterior contiene el conector de antena SO239 y las dos hembrillas para conectar
la fuente de alimentación. Como el panel trasero es tan sencillo no se ha preparado un
diagrama de mecanizado; asegúrese, sin embargo, de colocar el conector de antena
cercano a las patillas de conexión del circuito impreso para que los hilos sean cortos.
6.2 Panel frontal
El panel frontal se ha diseñado para acomodar también el OFV con DDS. Es preciso realizar
una serie de agujeros y ventanas tal como muestra la imagen 8. El agujero del micrófono se
ha previsto para un conector estándar de 4 patillas, aunque quizá quiera cambiarlo para
hacerlo coincidir con el estilo habitual que Usted use en sus equipos.
Hay dos opciones para los orificios de montaje del OFV. Avellane los agujeros si quiere que
los tornillos de sujeción queden a ras del frontal, sin agujeros en la etiqueta frontal o, en caso
de que no le importe que se vean los tornillos en el frontal, haga los agujeros y use tornillos
normales.
6.3 Montando el circuito impreso
Coloque temporalmente el panel trasero en su posición y el circuito impreso en sus pilares
de montaje. Si es necesario doble las patillas de Q7 para que la lengüeta metálica quede
pegada al panel trasero. Use un lápiz afilado o un rotulador y marque la posición del agujero
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 23
de la lengüeta para hacer el agujero de sujeción de Q7 en el panel trasero. Quite el panel
trasero y perfore un agujero de 3 mm asegurándose de quitar todas las posibles rebabas.
Atornille el circuito impreso a los pilares de montaje con tornillos roscachapa pequeños.
Deslice una lamina aislante entre el panel trasero y la lengüeta de Q7. Inserte una arandela
plástica de aislamiento en la lengüeta de Q7 y pase el tornillo de 3 mm desde la parte
trasera hacia en interior a través de la arandela y sujételo con una tuerca. Compruebe con
un polímetro que no hay contacto eléctrico entre el panel posterior y la lengüeta de Q7.
6.4 Etiqueta para el panel frontal
Una etiqueta en el panel frontal le dará un acabado profesional a su transceptor recién
terminado. Usted puede diseñar su propia etiqueta usando cualquier paquete gráfico en su
computador o puede descargar la que hemos preparado desde www.ozQRP.com . Si quiere
hacer la suya propia use como guía las dimensiones que se muestran en la imagen 8. Una
vez que tenga listo su propio archivo o el descargado desde la página web deberá seguir el
siguiente procedimiento para obtener su etiqueta:
1. Imprima el archivo en una impresora de chorro de tinta de color en una hoja de papel
fotográfico de tamaño A4.
2. Usando una cuchilla afilada y una regla metálica como guía, corte la parte interior de
la ventana para el visualizador LCD. Retoque los bordes del papel con un marcador
indeleble negro.
3. Plastifique la hoja completa con un laminador. Si no tiene uno propio podrá conseguir
que se lo hagan en una copistería. Lo más interesante del proceso es que el corte
para el visualizador se convierte en una ventana transparente.
4. Con la cuchilla abra el resto de agujeros de la etiqueta (para los potenciómetros,
conector y LED).
5. Recorte el borde de la etiqueta para que tenga el mismo tamaño que el panel frontal.
6. Coloque la etiqueta sobre el panel frontal e instale los potenciómetros, el
embellecedor del LED y el conector de micrófono. Puede usar algún tipo de spray
adhesivo para sujetar la etiqueta al panel frontal si tiende a levantarse aunque si
Usted usa la caja recomendada permanecerá en su sitio una vez que complete el
montaje.
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 24
Imagen 8
Guía de mecanizado del panel frontal
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 25
6.5 Conectando el OFV con DDS
EL OFV con DDS se atornilla simplemente al interior del panel frontal. El circuito impreso del
OFV con DDS está retranqueado del panel con espaciadores roscados para dejar sitio para
el visualizador LCD. Si usa el LCD especificado en el manual la distancia deberá ser de 22
mm, y se consigue con un espaciador de 10 mm y otro de 12 mm.
Se usan tornillos avellanados en el panel frontal si quiere conseguir que queden a ras del
panel, por debajo de la etiqueta. Si prefiere usar tornillos normales deberá hacer agujeros
también en la etiqueta y las cabezas se verán en el frontal.
Si el visualizador que usa no tiene retroiluminación no tendrá tanta altura, por lo que deberá
ajustar la altura de los espaciadores proporcionalmente.
El esquema de montaje general se muestra en la imagen 9.
Imagen 9
Montaje del OFV con DDS en el panel frontal
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 26
7 CABLEADO
El diagrama de cableado se muestra en la imagen 10. Use cablecillos finos de colores para
cada conexión y retuérzalos entre sí. Se ha encontrado que no es necesario usar cable
blindado.
La mayoría de las conexiones del circuito impreso usan conectores polarizados de paso 2.54
mm. Son económicos, proporcionan un acabado profesional y permiten una fácil
desconexión para extraer el circuito impreso si fuera necesario. Los conectores hembra se
componen de unas carcasas con unos contactos de tipo muelle para crimpar que al
deslizarlos dentro de las carcasas quedan enclavados en las mismas. Si no dispone de una
herramienta de crimpar adecuada lo mejor que puede hacer es apretar las aletas alrededor
del hilo con unos alicates finos para mantenerlo en posición y después soldarlo. Cuide de no
usar demasiado estaño y calor pues ello puede causar que sea difícil insertar el contacto en
la carcasa.
Fíjese que los cables del PTT del conector de micro van conectados directamente al circuito
impreso, pero los cables de audio van primero al potenciómetro de ganancia de audio antes
de conectarse al circuito impreso.
La conexión de la alimentación usa una regleta debido a la mayor corriente que circula por
ella.
La conexión de antena se hace con unos hilos cortos soldados entre el conector de antena y
los terminales de circuito impreso que proporcionan una buena conexión de baja resistencia.
Deberá también instalar una hembrilla de soldar debajo de alguno de los tornillos que
sujetan el conector de antena para conectar el hilo de masa.
El altavoz va montado en la parte interior de la tapa superior y sujeto con tornillos
avellanados de 3 mm y sus tuercas. En la tapa habrá que perforar una serie de agujeros
para que actúen como una rejilla de altavoz.
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 27
Imagen 10
Manual de Montaje del MST – versión 1
Diagrama de cableado
Página 28
8 COMPROBACIÓN Y AJUSTE
8.1 Información general
A continuación se sugiere una posible lista de herramientas y accesorios necesarios para
llevar a cabo el ajuste.
•
•
•
•
•
•
•
•
Polímetro digital.
Carga artificial de 50 Ω capaz de disipar como mínimo 5 W.
Vatímetro QRP u osciloscopio.
Fuente de alimentación capaz de suministrar 2 A a 13.8 Vcc.
Destornillador de ajuste pequeño.
Generador de audio.
Generador de RF.
Frecuencímetro.
Y claramente un OFV externo es necesario para la comprobación y el ajuste; se
supone que durante el resto de esta sección el MST se está usando con un OFV con
DDS que ya está configurado y operativo.
La Imagen 11 recoge las tensiones típicas en varios puntos de la placa de circuito
impreso y puede usarse para verificar la operación.
8.2 Encendido
•
•
•
•
•
•
•
•
Desconecte de forma temporal el conector de alimentación del OFV para poder medir
el consumo de corriente del MST solo.
Con un pequeño destornillador de ajuste:
◦ Gire el potenciómetro de ajuste de polarización VR2 en sentido contrario a las
agujas del reloj hasta el tope para que la tensión de polarización de la puerta de
Q7 sea 0 V.
◦ Ponga los condensadores ajustables a mitad de su recorrido.
◦ Ponga el potenciómetro de ajuste de balance de portadora VR1 a la mitad de su
recorrido contando vueltas desde un extremo. Usted escuchará un click al llegar a
un extremo (o si lee todo el manual antes de comenzar el montaje preajuste el
potenciómetro a mitad de su resistencia antes de instalarlo).
Conecte la fuente de alimentación a las hembrillas de la caja. Compruebe y vuelva a
comprobar que la polaridad es la correcta antes de aplicar tensión.
Si la fuente de alimentación no dispone de un medidor de corriente inserte un
polímetro en serie con la alimentación para medir el consumo de corriente.
Conecte una carga artificial de 50 Ω al conector de antena.
Encienda la fuente y anote el consumo de corriente. Debe estar alrededor de 70 mA.
Si está muy alejado de este valor desconecte la fuente inmediatamente y busque
posibles problemas.
El relé debe estar inactivo y la placa estará en modo recepción. Para comprobar que
no hay problemas obvios haga una revisión rápida con el polímetro y revise que las
tensiones en Recepción coinciden con los valores recogidos en la Imagen 11.
Enchufe el conector de alimentación del OFV. Compruebe el consumo de corriente. Si
está usando el OFV con DDS debe subir a unos 150 mA pero dependerá del tipo de
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 29
visualizador LCD usado y de la corriente de retroiluminación.
8.3 Recepción
•
•
•
•
Sintonice el OFV a una frecuencia en el medio de la banda que Usted usará.
Gire el mando de volumen hacia la mitad del recorrido. Usted deberá escuchar un
siseo de bajo volumen procedente del altavoz indicando que las etapas de audio
están funcionando.
Conecte un frecuencímetro al emisor del transistor Q2. Ajuste el condensador
ajustable TC1 hasta que la frecuencia sea 10.000 MHz. Esta es la frecuencia de la
portadora del OFB y está colocada ligeramente por encima del borde superior del filtro
a cristal, de tal forma que resuelve señales de banda lateral inferior (LSB).
Quite la carga artificial, inyecte una señal de RF moderada por el conector de antena
y sintonice el OFV hasta que escuche un tono limpio en el altavoz. Ajuste
cuidadosamente las bobinas T2 y T3 hasta que consiga el máximo volumen. Según
vaya acercándose al máximo deberá ir reduciendo el volumen y probablemente el
nivel de la señal de RF para evitar que el receptor se vea sobrecargado. Puede
experimentar con el ajuste de estas dos bobinas para conseguir una anchura de
banda determinada pero, en general, ajustándolas al máximo en el centro de la banda
puede ser más que suficiente.
8.4 Transmisión
•
•
•
•
•
•
Quite la señal de RF y reconecte la carga artificial. Puede ser ventajoso tener
intercalado un vatímetro QRP o un osciloscopio para tener una indicación de la
potencia de salida.
Gire el mando de ganancia de micro en sentido contrario a las agujas del reloj hasta
el tope.
Pase a transmisión brevemente cortocircuitando los contactos PTT. Compruebe el
consumo de corriente. Este es el consumo de corriente en reposo y debe ser unos
100 mA superior al medido en recepción. Todo valor muy diferente del previsto indica
que existe un problema que debe ser investigado.
Active el PTT y con el destornillador de ajuste gire lentamente el potenciómetro de
ajuste de polarización en sentido horario. El consumo de corriente deberá ir
aumentando gradualmente de forma suave. Siga girando hasta que el consumo de
corriente en transmisión es 150 mA mayor que la corriente de reposo en transmisión.
Ese aumento de corriente se corresponde con la corriente consumida por el MOSFET
de salida según comienza a conducir y se coloca en la zona de operación lineal.
Ajuste los mandos de balance de portadora TC2 y VR1 para obtener la mínima
potencia de salida posible. Existe cierta interacción entre los dos mandos por lo que
tendrá que ir variando uno y otro hasta que consiga el máximo balance (mínima
potencia de salida).
Aplique un generador de audio al conector de micro con una señal de 1 kHz y unos
100mV. Pulse el PTT y aumente lentamente la ganancia de micro mientras controla la
potencia de salida. Cuando obtenga aproximadamente 1 W de salida ajuste los
núcleos de las bobinas T7 y T8 para conseguir la máxima potencia. Quizá deba
reducir la ganancia de micro para encontrar este pico. Una vez que las bobinas se
han ajustado mueva el mando de ganancia de micro hacia arriba y hacia abajo y
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 30
•
•
observe cómo varía la potencia de salida. Deberá variar suavemente y será posible
conseguir con facilidad potencias de salida superiores a 5 W.
Fíjese que el LED indicador de potencia de RF se ilumina y cambia de intensidad
según varía la potencia.
Enchufe un micrófono y verifique que funciona correctamente. Ahora podrá
monitorizar su señal en un receptor cercano usando como antena un cable corto.
Posición
Vcc en recepción
Vcc en transmisión
U1 patilla 8
+6.8 V
0V
U1 patilla 5
+5.6 V
0V
U2 patilla 8
+6.8 V
0V
U2 patilla 5
+5.6 V
0V
U3 patilla 7
+13.3 V
0V
U3 patilla 6
+6.7 V
0V
U4 patilla 6
+13.7 V
0V
U4 patilla 5
+6.7 V
0V
Colector de Q1
9V
9V
Emisor de Q1
5.6 V
5.6 V
Emisor de Q2
0V
6V
Emisor de Q4
0V
7.2 V
Colector de Q3
0V
8V
U5 patilla 8
0V
+6.8 V
U5 patilla 5
0V
+5.6 V
Emisor de Q9
0V
1.5 V
Emisor de Q6
0V
1.5 V
Puerta de Q7
0V
3.9 V
Estas medidas se han hecho con una tensión de alimentación de 13.8 Vcc.
Imagen 11 Tensiones típicas del circuito.
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 31
8.5 Ajuste de la frecuencia de la portadora
La frecuencia sugerida para el ajuste de la portadora de 10.000 MHz la coloca justo por
encima de la banda pasante y del extremo superior de la respuesta en frecuencia del filtro a
cristal. La respuesta en frecuencia que se muestra en la imagen 12 se obtuvo de un
prototipo del MST. Fíjese que la banda pasante es de aproximadamente 2.5 kHz.
Debido a las tolerancias de los componentes la respuesta del filtro a cristal en su placa
puede desviarse ligeramente de lo aquí mostrado. Esto puede producir alguno de estos
resultados:
1. Si la respuesta está desviada hacia frecuencias superiores (hacia la derecha), la
frecuencia de la portadora puede quedar dentro de la banda pasante y la banda
lateral superior no se suprimirá suficientemente.
2. Si la respuesta está desviada hacia frecuencias inferiores (hacia la izquierda), la
frecuencia de la portadora quedará muy lejos de la banda pasante y producirá una
modulación muy aguda debido a la ausencia de frecuencias graves.
Si considera que este es su caso deberá ajustar la frecuencia de la portadora. Hay varias
formas de hacerlo pero la más sencilla es escuchar a una estación que se reciba con calidad
y buena señal y ajustar suavemente TC1. Hágalo hasta que el sonido recibido suene natural
y el balance de frecuencias de audio de graves y agudos sea correcto.
O puede escucharse en un receptor cercano mientras habla por el micrófono ajustando el
condensador TC1 hasta que su voz suene natural. También puede ir alternando entre
bandas laterales en su receptor para escuchar la reducción de la banda lateral superior.
Fíjese que necesitará ajustar la frecuencia del OFV según va haciendo los ajustes porque la
frecuencia recibida se irá desplazando una cantidad igual a la del desplazamiento de la
frecuencia de la portadora.
Imagen 12 Respuesta del filtro a cristal
Si mueve la frecuencia de la portadora y está usando el OFV con DDS deberá medir dicha
frecuencia para poder reprogramar la frecuencia de FI y así asegurar que el visualizador
muestra la frecuencia correcta. Vea el manual de montaje del OFV con DDS para más
detalles.
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 32
9 OPERACIÓN
Operar con el MST es muy sencillo porque no hay mandos complicados ni menús de
software. Solo hay que conectar la alimentación, un micrófono, la antena y hablar. La
operación del OFV con DDS se cubre en el manual correspondiente.
En modo recepción además del OFV lo único que hay que ajustar es el mando de volumen.
El MST no incorpora un control automático de ganancia (CAG) por lo que tendrá que ir
ajustando el volumen si hay señales muy dispares. En la práctica no será necesario estar
ajustando continuamente el mando de volumen a no ser que se trate de estaciones muy
débiles o muy fuertes.
Tal como está descrito en el manual el MST no incluye un conector para auriculares. Si lo
quiere añadir no olvide incluir un resistor en serie que limite la potencia de salida del LM386
porque, en otro caso, habrá algunos picos de audio con un volumen desagradablemente
alto.
Para transmitir pulse el PTT de su micrófono y hable. El LED indicador de RF en el panel
frontal solamente se encenderá durante los picos de la voz. El LED se puede usar como un
método aproximado de medida de la potencia de salida ya que la corriente a través del LED
y, por tanto, su brillo dependen directamente de la RF de salida. Si el LED está
continuamente iluminado mientras habla está indicando que está sobreexcitando el
transmisor y causando recortes en la señal de RF.
La sobreexcitación causa distorsión y una generación excesiva de armónicos por lo
que deberá evitarse.
Para comprobar su señal conecte el MST a una carga artificial y monitorice su transmisión
escuchándose con auriculares con un receptor cercano o haga que un colega le de un
reporte de la calidad de su modulación. La idea es ir incrementando la ganancia del micro
progresivamente mientras hace un barrido de la banda buscando subproductos de distorsión
y espurias causados por su transmisión. Deje el mando de ganancia justo por debajo del
punto en el que comienzan a aparecer estos problemas.
Enhorabuena: su nuevo transceptor SSB QRP está listo para salir al aire.
¡Diviértase!
Manual de Montaje del MST – versión 1
Página 33