Ombouw beschrijving Skyline SM-2010 naar 10 meter ( MHz).

Transcriptie

1 Ombouw beschrijving Skyline SM-2010 naar 10 meter ( MHz). Algemeen Dit document beschrijft de ombouw van een standaard 22 kanalen 27 MHz set naar de 10 meter band met 200 kanalen. Het frequentie bereik loopt van MHz tot MHz in stappen van 10 KHz., waarbij er niet gezonden mag worden in het gedeelte van MHz. Door de beperkingen van het PLL IC kreeg ik het niet voorelkaar om de laatste 30 kanalen te blokkeren. Ik ga er dan ook vanuit dat amateurs die dit project nabouwen de discipline kunnen opbrengen om niet op de laatste 30 kanalen te gaan zenden. Luisteren is niet verboden. Verder was mijn eis dat op het display de frequentie moest worden weergegeven en niet de kanaalnummers. De aanduiding is slechts een indicatie, want het is niet het echte uitgangssignaal wat getoond wordt, maar de aanduiding die door het telwerk wordt weergegeven. De Skyline SM-2010 leent zich uitstekend voor deze ombouw, er is voldoende ruimte voor de extra printplaten, er is ruimte voor 3 duo displays en eventueel is er ook nog ruimte om deze set als transvertor te gebruiken voor een andere frequentie, o.a. 70 cm. Bron van inspiratie is ook geweest het schema van een Ham International Jumbo. Dit is een 200 kanalen 27 MHz set met FM/AM/LSB/USB. De opbouw van de oscillator met het PLL IC is hierop gebaseerd. Het schema en de handleiding van de Ham International Jumbo is van de onder staande sites te downloaden Het ombouwen is een behoorlijke klus, waarbij enige bouwervaring gewenst is. Verder zal waarschijnlijk ook een aantal componenten moeilijk verkrijgbaar zijn. Een aantal componenten die uit de originele set verwijdert worden kunnen hergebruikt worden voor het opbouwen van de nieuwe oscillator. Medio jaren 80 werden door de toenmalige Radio Controle Dienst veel illegale 27 MHz sets in beslag genomen in vernietigd. Deze vernietigde sets werden vervolgens weer te koop aangeboden via de Rijks domeinen. De door mij gebruikt onderdelen voor het oscillator gedeelte komen uit deze vernietigde sets. Ca. 90% van de onderdelen was bruikbaar, want de bij de meeste sets waren allen de componenten onder de luidspreker beschadigd. Het gebruikte VCO block levert waarschijnlijk de meeste problemen op, echter deze is na te maken met normale componenten, waarbij het origineel is gemonteerd in een blikken behuizing en is ingegoten. Op de onderstaande websites informatie te vinden over het VCO block Ik hoop in deze beschrijving zo volledig mogelijk te zijn, maar het is mogelijk dat ik iets over het hoofd gezien heb. Ik heb medio jaren 80 dit project gedaan en mijn bevindingen redelijk gedocumenteerd. Bij het digitaal maken van deze documentatie kwam ik er achter dat niet alle wijzigingen in de documentatie verwerkt waren. In de documenten die online staan heb ik de wijzingen verwerkt. Mocht er des ondanks nog iets onjuist zijn, laat het mij dan weten, dan kan ik het nazien en de documentatie aanpassen. Wijzigingen kunnen per gestuurd worden naar pa3drq@vrza.nl. Degene die het project gaan nabouwen wens ik heel veel succes. 73 Roelof, PA3DRQ 1

2 Display Door ruimte gebrek bij het inbouwen zitten de componenten aan de sporen zijde van de printplaat. Alleen de drie displays (DPL1 t/m DPL3), R19 en de 10 draadbruggen (DB1 t/m DB10) zitten aan de componentenzijde alle overige componenten zitten aan de sporen zijde. Hierdoor zullen de weerstanden, condensatoren en relais verhoogd gemonteerd moeten worden, want anders is solderen niet mogelijk. IC kunnen volledig in de print gemonteerd worden. Let wel op dat er bij het solderen geen sluiting ontstaat met de sporen die tussen de IC pootjes doorlopen. Benodigde documentatie: Schema file: 10m_schema_Display_sturing.pdf Print file: 10m_Display_print.pdf Het display is geschikt om 2 frequenties weer te geven nl MHz of MHz. Wanneer er alleen gebruik wordt gemaakt van de 10 meter band, dan kunnen de 2 relais vervallen en de betreffende contacten worden doorverbonden met een draadje. In het schema staat welk contacten gesloten zijn bij 28 MHz. De gebruikte displays zijn van het type Common Kathode. De displayprint kan doormiddel van flatcable worden aangesloten op de combiprint, waar o.a. de besturing op zit. Voor het omschakelen van 10m naar 70cm heb ik de Tone schakelaar een nieuwe functie gegeven. De meesten zullen deze schakelaar weinig gebruiken. De nieuwe functie van deze schakelaar is als volgt: LO = 28 MHz; HI = 432 MHz. Verwijder alle bestaande bedrading van deze schakelaar incl. de extern componenten (C212). Sluit de nieuwe bedrading aan. +12V D1 1N4001 Naar print 28/432 MHz D1 is een zgn. vonk blus diode en zit niet op de print, maar rechtstreeks op de schakelaar. +12V D1 28/432 TONE Demonteer de kanalen kiezer en de originele display print. Vervang het bestaande glaasje door een nieuw glaasje, zodat het origineel lijkt. Monteer hierna de nieuwe display print op zijn plaats. Er zullen nog wat aanpassingen aan het chassis gemaakt moeten worden om de displayprint op zijn plaats te kunnen monteren. Luidspreker Op de foto is duidelijk te zien dat de componenten op de sporen zijde zitten. De nieuwe print past exact tussen de luidspreker en de RX/TX lampjes!"! #$%&'()*+,-./ :;<=:2

3 Besturing PLL02A, oscillator en voeding In de experimentele fase bestond de combiprint uit drie lossen printplaten nl. voedingsgedeelte; oscillatorgedeelte en het besturingsgedeelte. In de definitieve versie zijn de drie losse printplaten samengevoegd op één combi printplaat. Hierdoor zijn niet alle sporen aanwezig voor de onderlinge samenhang. Met een aantal flatcables worden de besturingsprint en de oscillator print onderling met elkaar verbonden. De diverse voedingsspanningen zijn wel als printspoor uitgevoerd en hoeven niet extra bedraad te worden. Alle componenten worden gemonteerd op de componentenzijde van de printplaat. Het besturingsgedeelte zit op de rechter helft van de printplaat en hebben een volgnummer vanaf 100 en hoger. Benodigde documentatie: Schema: file: 10m_schema_PLL_sturing.pdf Print file: 10m_Combi_print.pdf Begin met het aanbrengen van de 10 draadbruggen (DB1 t/m DB10). Plaats hierna de overige componenten van het besturingsgedeelte. Omdat het PLL IC alleen aangestuurd kan worden door harde contacten voor een goede werking is voor iedere adreslijn van het PLL een reedrelais noodzakelijk. De reedrelais worden aangestuurd door een buffer/driver IC nl. CD4049. Dit IC kan de benodigde stroom leveren om een reedrelais te laten schakelen. Wel wordt het IC behoorlijk warm. Om problemen te voorkomen dient de beide IC s CD4049 voorzien te worden van een IC koellichaam. Het koellichaam kan middels koelpasta bevestigd worden op het IC. Voor de Up en Down schakelaars zal een plaatjes op het front gezocht moeten worden. Voorzien van koellichaam Up Down Oscillator De onderdelen van het oscillator gedeelte zitten aan de linkerzijde/midden op de print. Dit gedeelte is grotendeels opgebouwd met componenten die afkomstig zijn uit andere 27 MHz sets. De componenten zijn genummerd vanaf 1. c Schema file: 10m_Oscillator_schema.pdf Print file: 10m_Combi_print.pdf Q4 b e b Een paar montage aanwijzingen voor het aanbrengen van de componenten: Q4: let op de aansluitingen e en b zijn verwisseld t.o.v. bijv. Q1 Q5: e en b moeten naar achteren geplaatst worden en c naar voren, dit is tegengesteld aan bijv. Q1 IC2 en IC3: Poot 1 wordt gemarkeerd door het schuin aflopen van de behuizing Q5 >?@A@ BCDEFGHIJ KLMN?OJ PQQRS T UVWU XYZ[\Y3

4 De behuizing van Q4 en Q5 staat niet juist op de print lay-out, maar de aansluitingen (e,b,c) zijn wel correct. Op de foto naast de montage aanwijzingen is de juiste stand van deze twee transistors te zien. Na het plaatsen van alle componenten kan middels een flatcable de verbindingen gemaakt worden tussen het besturingsgedeelte en het oscillator gedeelte. Verbind P0 t/m P7 met A0 t/m A7. Om de frequentie nog te kunnen afstemmen op het tegenstation kan de frequentie handmatig worden bijgesteld. Hiervoor kan omgeschakeld worden van Step naar VFO. Via een potmeter kan dan de frequentie worden bijgesteld. Voor de schakelaar en de potmeter heb ik gebruik gemaakt van twee bestaande onderdelen op de voorkant nl. de kanaal 9 schakelaar (= overbodig) en de RF Gain potmeter (ik gebruik deze zelf nooit) als VFO potmeter. De nieuwe functie van deze schakelaar is als volgt: OFF = Step; CH9 = VFO. Verwijder alle bestaande bedrading van deze schakelaar en sluit de nieuwe bedrading aan. Verwijder ook alle bedrading van de RF Gain potmeter inclusief R202 en sluit hierna de nieuwe bedrading aan. Naar punt Step oscillator gedeelte Naar punt P oscillator gedeelte +12V Gnd +12V VFO Gnd VFO Punt P Step RF GAIN CH9 Voeding De aanwezige netvoeding moet verzwaard en uitgebreid worden. Door de extra elektronica zijn er ook andere voedingsspanningen nodig dan de standaard 13,8V. De TTL IC werken op een spanning van 5V en de reedrelais hebben een spanning van 12V nodig. Ook is er een nieuwe spanningsvoorziening nodig voor het PLL IC (7,8V). Normaal wordt het PLL IC van spanning voorzien d.m.v. een zenerdiode, echter omdat er bij dit ontwerp meer componenten op deze spanning worden aangesloten, kan de zenerdiode niet het gevraagde vermogen leveren, ] ^_`_ abcdefghi jklm^ni oppqr s tuvt wxyz{x4

5 vandaar dat hiervoor een extra spanningsbron gemaakt is. Ook de aanwezige voedingsprint kan het vermogen niet zonder aanpassingen leveren. De maximale stroom die de voeding standaard kan leveren ligt rond de 1A. Met de huidige aanpassingen is ca. 2 2,5A nodig. De displays vragen de meeste stroom en werken op 5V. Om meer dan 1A te kunnen leveren op 5V heb ik gekozen om een extra power transistor (2N3055) over de spanningsstabilisator te zetten. Om te voorkomen dat het HF invloed heeft op de voedingsspanning zijn de spanningsstabilisatoren zowel aan de ingang als aan de uitgang voorzien van de nodige condensatoren. Het voedingsgedeelte zit op de linker kant van de printplaat en hebben een volgnummer vanaf 200 en hoger. De spanningsstabilisatoren en de power transistors worden samen met het koellichaam op de achter zijde van de set gemonteerd. Schema file: 10m_schema_Voeding.pdf Print file: 10m_Combi_print.pdf Monteer alle componenten van de voeding op de print. De spanning voor het PLL IC dient afgeregeld te worden op 7,8 V, maar let op een te hoge spanning vernield het PLL IC! Zet daarom de instelpotmeter op het minimum dan is de uitgangsspanning 5V. De middelste poot van de stabilisator ligt dan aan GND. Naar poot 2 IC Max Min Aanpassingen bestaande voedingsprint Op de aanwezige voedingsprint moeten een aantal componenten worden vervangen die een hogere stroom kunnen leveren. De onderstaande onderdelen moeten worden vervangen: D1 t/m D4 vervangen door 4x 1N5402 Q1 is volgens het schema een 2SC900, maar in mijn exemplaar zit een 2SC1173, deze heeft een hoger vermogen en dient als sturing voor de eindtransistor. Q3 vervangen door een 2N3055 en wordt gemonteerd op de achterkant van de behuizing. F2 vervangen door een zekering van 5A traag Vervang ook de D201 deze is zwevend opgenomen in de plus aansluiting van de 13,2V DC. Als laatste dient ook de transformator vervangen te worden. Aangezien de ruimte beperkt is en conventionele transformatoren voor meer vermogen nogal groot zijn, heb ik gekozen voor een ringkerntransformator. Deze zijn beperkt in hoogte. Ik maak gebruik van een transformator die 2x 18V levert met een vermogen van 2,22A Door de windingen parallel te schakelen levert deze trafo bij 18V 4,44Amp. Hetgeen ruim voldoende is voor de aanpassingen incl. de 70cm transvertor. ILP type (nu 33014) Monteer de drie spanningsstabilisatoren en de 2 power transistoren op de achterzijde van de set. Aangezien het chassis onvoldoende koelt dienen al deze componenten van een koellichaam voorzien te worden. Verder moeten alle voedingscomponenten geïsoleerd worden van het chassis. Van de 2 power transistoren ligt de collector aan de behuizing en beide transistoren hebben een verschillende ingangsspanning. Van de 3 spanningsstabilisatoren ligt poot 2 aan de behuizing en bij twee stabilisatoren ligt poot 2 via een weerstand aan massa. IC201 IC202 IC203 Q204 Q3 Q1 F1 Q3 R208; zit nu op combiprint 70 cm out 28 MHz out D1 t/m D4 }~~ ƒ ˆ Š Œ} ˆ Ž š 5

6 De ringkern transformtor en de voedingsprint zijn aan de onderzijde gemonteerd. Hiermee hou ik aan de bovenkant de ruimte vrij voor bijv. een transvertor print. Modulator Als laatste uitbreiding is er nog een nieuwe modulator print nodig. Het signaal wat uit het audio IC komt dient aangeboden te worden aan de mixerinput van IC3 (Oscillator) op de combiprint. Het LF signaal wordt via deze modulator gemoduleerd met een frequentie van MHz en vervolgens aangeboden aan de mixerinput van IC3. Benodigde documentatie: Schema file: 10m_modulator_schema.pdf Print file: 10m_Modulator_print.pdf Plaats alle componenten op de printplaat. Normaal wordt een opamp meestal voorzien van een positieve en negatieve voedingsspanning. Om alleen een negatieve voeding te gebruiken voor deze ene opamp heb ik deze op een enkelvoudige voeding aangesloten. Middels een terug koppel lus in de versterkerkring wordt de uitgang van de opamp op de halve voedingsspanning gelegd. Dit is af te regelen met R4. REL2 is optioneel en hoeft niet geplaatst te worden. De modulator werkt alleen tijdens het zenden en wordt ingeschakeld wanneer de PTT schakelaar wordt ingedrukt. Opbouw Wanneer alle nieuwe printplaten gereed zijn, dan kan met de opbouw worden begonnen. Op de bestaande hoofdprint moeten nog een aantal componenten verwijdert worden. Deze worden deels hergebruikt voor de nieuwe oscillator print en de overige componenten kunnen bij de verzameling. Benodigde documentatie: Schema file: 10m_Skyline_SM2010.JPG Opbouw schema file: 10m_Opbouw_schema.pdf Verwijder alle componenten waar een rood kruis door staat. Een deel van de componenten tussen T1 en T2 is ingegoten in kaarsvet. Verwijder dit kaarsvet voorzicht met bijv. een kleine schroevendraaier. Hierna kunnen de componenten fysiek van de printplaat verwijdert worden. Na het verwijderen van het PLL IC moet er een doorverbinding gemaakt worden tussen poot 1 en poot 5. Dit is nodig om een aantal componenten weer van spanning te voorzien, die normaal via het PLL IC spanning krijgen. Poot 1 en 5 doorverbinden œ ž Ÿ ª«œ ± ²³ ² µ ¹ 6

7 Wanneer alle componenten verwijdert zijn kan met de opbouw worden begonnen. Kies als eerste een plaats voor de combi print en de modulator print. Het eenvoudigste is om deze aan de onderzijde te plaatsen ik heb een aantal kunststof afstand busjes op print gelijmd, waarop de nieuwe printen bevestigd kunnen worden. Relais alleen nodig bij 10m en 70cm De gemonteerde combi- en modulator print aan de onderzijde van de hoofdprint. Op de tekening 10m ombouw schema is de onderlinge samenhang te zien van de diverse printplaten. Alleen de voeding staat hier niet op. Alle bedrading kan nu worden aangesloten, waarbij voor de signalen van de oscillatorprint minicoax wordt gebruikt. Ook de modulator print wordt met afgeschermde kabel en coax aangesloten. De overige bedrading kan is normale montage draad met een voorkeur voor soepele kern. Begin met het aansluiten van de display print d.m.v. van een flatcable op de combi print De uitgang van de modulator print wordt aangesloten op de combi print De ingang van de modulator print wordt aangesloten op C115, dit kan op het vrijgekomen punt van het gele draadje gemerkt met E Utx wordt aangesloten op de vrijgekomen plaats van R16 (boven kant bij CH-1) Sluit Ontv (A) aan op de vrijgekomen plaats van het rechterpootje van X1 Sluit Out (D) aan op de vrijgekomen plaats van het rechterpootje van C39 Sluit Ontv (C) aan op C59. Verwijder eerst C59 van de print en soldeer hierna alleen het rechter pootje weer in de print en soldeer hierna de coax aan het andere pootje boven de print. º»¼½¼ ¾ ÀÁÂÃÄÅÆ ÇÈÉÊ»ËÆ ÌÍÍÎÏ Ð ÑÒÓÑ ÔÕÖ ØÕ7

8 Sluit hierna de diverse externe schakelaars en potmeters aan. Voor zie alle printen van de juiste voedingspanning. Wanneer alle bedrading is aangesloten kan de set op de nieuwe frequentie worden afgeregeld. In bedrijfstelling Omdat het lang geleden is dat ik deze ombouw gedaan heb weet ik de afregel procedure niet exact meer. Om de set goed te kunnen afregelen is de onderstaande meetapparatuur nodig: Frequentie teller SWR/Watt meter Dummy load Oscilloscoop tot 30 MHz Controleer met een frequentie teller of de beide kristal oscillatoren signaal afgeven en op frequentie staan. Op punt Out (D) is de frequentie te meten die wordt aanboden aan de eindtrap. Sluit de set via een oscilloscoop, een SWR meter de frequentieteller aan op een dummyload. Stem het VCO block af op de frequentie er regel hierna T1 t/m T6 op de combiprint af op maximaal signaal en ook T4, L5 en L6 van de hoofdprint moeten opnieuw worden afgeregeld op maximium. Dit gaat het beste wanneer de zender wordt ingeschakeld, op de frequentieteller wordt de frequentie afgelezen, op de SWR meter kan het uitgangssignaal gezien worden. Op scoop dient ook een strak plaatje te zien zijn. Wanneer het beeld op de scoop niet stilstaat, dan lockt het PLL niet goed. Is signaal niet strak, dan moet het VCO block bijgesteld worden. Deze stappen zullen een aantal keren herhaald moeten worden om het signaal op MHz tot en met MHZ goed te krijgen. Let dat de kern van het VCO block niet stuk draait, gebruik hiervoor geen metalen trimsleutel, maar eentje van nijlon. Dit geldt voor alle kernen. Wanneer alles weer correct is afgeregeld, dan is het uitgangsvermogen ca. 0,5W. Er zit wel verschil in het vermogen tussen de hoogste en de laagste frequentie. Mocht het PLL niet goed in de lock komen of frequenties overslaan, controleer of de status van P0 t/m P8. In het bestand 10m_PLL02A_code.pdf staan van alle 200 kanalen de Binaire code van het PLL IC en de frequentie die er bij hoort. Hierna is het afregelen van de ontvanger aan de beurt, hiervoor is een meetzender of een bevriend mede amateur nodig. Regel op de hoofdprint T5 t/m T11 op maximaal af, dit kan met behulp van de S-meter op de set. Stem hiervoor de ontvanger in het midden van de band af ( MHz). Antennes Een oude 27 MHz antenne werkt ook goed op 28 MHz, hiervoor moet de lengte worden ingekort. De meeste van deze antennes zijn 5/8 golf rondstralers en daardoor behoorlijk lang zijn. Wil je iets horizontaals dan voldoet een ¼ golf dipool ook uitstekend. Zelf heb ik jaren lang gewerkt met een inverted V antenne van een ¼ golf. De lengte van beide elementen is ca. 2,50 meter, waardoor de totale antenne lengte ca. 5 meter bedraagd. Alleen door de geringe afmetingen vangt deze antenne minder wind. Later heb ik deze inverted V antenne vervangen door een echte dipool antenne die ik gemaakt heb van de radialen van een oude 27 MHz antenne. Bij goede condities in de 10m band kun met deze eenvoudige middelen zelfs Amerika werken. Meestal zit stations met een hoogvermogen (Ca. 1kW) een goede ontvanger. Zelf heb ik met zo n station in Amerika gewerkt, waarbij mijn uitgangsvermogen ca. 20Watt was in de inverted V. De signalen over en weer waren ongeveer gelijk. PA-Module. Om het uitgangsvermogen van de omgebouwde 27 MHz zender te vergroten van 0,5-1W maak ik gebruik van een 27 MHz lineair. Het exemplaar wat in mijn bezit is, is zowel aan de ingang als aan de uitgang afstembaar. Hierdoor heb ik deze kunnen afregelen op 28 MHz, waarbij er aan de ingang niet te veel vermogensverlies en ook de SWR was redelijk binnen de perken te houden < 1:1,5. Misschien dat een ander ontwerp beter is, maar dat heb ik niet uitgeprobeerd. Tot slot Ik heb altijd nog eens de intentie om ook het SSB gedeelte na te bouwen vanuit het schema van de Ham Jumbo. Ook hiervoor zijn de componenten in mijn bezit. Vanwege tijdgebrek is dit nooit verder gekomen dan de experimentele fase, waarbij het nabootsen van SSB signalen toch lastig is. Misschien na mijn pensionering dat ik hier ooit nog eens mee verder ga, maar voorlopig heeft Den Haag bepaalt dat ik nog wat extra jaren bij mijn baas mag doorwerken. Wanneer iemand het SSB gedeelte hiervoor werkend heeft, dan hou ik mij voor deze input van harte aanbevolen. Ù ÚÛÜÛ ÝÞßàáâãäå æçèéúêå ëììíî ï ðñòð óôõö ô8