80 m DC Ontvanger

 

Intro

De DC ontvanger heeft de prettige eigenschap, dat met een minimum aan onderdelen een maximum aan resultaat te bereiken is. DC staat in dit verband niet voor gelijkstroom ( " direct current" ), maar voor Direct Conversion. In wezen is dit type ontvanger niets anders dan een " super" waarvan het midden frequent (MF, de Engelstaligen gebruiken IF van " Intermediate Frequency") zich in het hoorbare gedeelte van het spectrum bevindt.

In het algemeen: FMF = FANT - FOSC

Praktisch voorbeeld: 2 KHz = 3580 KHz - 3578 KHz.

Het verschil tussen het antennasignaal en het oscillatorsignaal (die beide aan een mixer worden toegevoegd) is een signaal wat direct (zonder extra detectie) te beluisteren valt. Juist doordat een flink aantal componenten achterwege kan blijven vanwege het niet noodzakelijke detectiecircuit nodigt dit type ontvanger uit tot zelfbouw.

Een DC ontvanger is te herkennen aan het karakteristieke geluid, dat ontstaat wanneer de oscillator 2-3 KHz boven de ontbrekende draaggolffrequentie van een SSB signaal is afgestemd. Ontvangst van AM signalen is mogelijk. Een ' maar' is hier wel op zijn plaats; een afstemming die een fractie afwijkt van de frequentie van de draaggolf resulteert in een luide toon!

 

Een pluspunt van de DC ontvanger is, dat naast ontvangst van CW (Continuous Wave; morse met gesleutelde draaggolf) en AM (Amplitude Modulated; amplitude gemoduleerd) signalen ook SSB (Single Side Band, of in gewoon Hollands EZB; Enkel Zij Band) ontvangst mogelijk wordt. Ontvangst van SSB signalen met een conventionele superheterodyne ontvanger (' super' ) is mogelijk; dit vereist wel de aanwezigheid van een extra circuitjes: de BFO (Beat Frequency Oscillator) en een product detector. Voor DC ontvangers is toevoeging van deze circuitjes niet nodig om SSB signalen in verstaanbare spraak om te zetten. Een gevoeligheid in de orde van grootte van 0,3 m V (zonder hoogfrequent voor te versterken) is met gebruikmaking van moderne, goed te verkrijgen , mixers haalbaar.

Een nadeel van DC ontvangers is het feit dat het dynamisch bereik niet optimaal is. Dit kan makkelijk resulteren in ongewenste mengproducten opgewekt in de mixer. Bewerking van het hoogfrequent signaal, direct na de antenne, is dan ook een vereiste. Een signaalverzwakker (potmeter) in combinatie met een banddoorlaatfilter kan hier wonderen doen. Wanneer daarnaast ook nog eens een filter ingebouwd wordt, dat afrekent met de sterke signalen uit de omroepband ( ' middengolf') staat niets een goede ontvangst van korte-golf signalen meer in de weg.

Daarnaast is de gevoeligheid voor 50 en 100 Hz brom groter dan bij de ' super'. Bij zorgvuldige bouw van de ontvanger (voldoende afstand tussen voedingstransformator en ontvanger in combinatie met een goede afscherming) zal van dit nadeel nauwelijks iets gemerkt worden. Het is me wel eens overkomen dat ondanks deze maatregelen de brom niet ' weg te slaan' was. Ik heb toen de bruggelijkrichter vervangen door 4 losse diodes, en over die diodes een condensator van 10 nF gesoldeerd. Het resultaat was geweldig. Soms moet wat geëxperimenteerd worden om het optimale resultaat te bereiken.

Foto 1 Vooraanzicht 80 m DC ontvanger

Het ontwerp waarvan hier een foto is te bewonderen is geschikt voor de ontvangst van CW-, AM- en SSB signalen waarvan de frequenties zich in de 80 meter (amateur) band bevinden. De bandbreedte van de ontvanger bedraagt iets meer dan 1300 KHz (ontvangst bereik: 3680-3810 KHz).

Voor meer wetenswaardigheden over DC ontvangers en ontwerpfilosofiëen verwijs ik graag door naar het naslagwerk van Joseph J. Carr, ' HF-techniek zonder mystiek ', ISBN 90-5381-081-1. Prachtig boek met nuttige en vaak praktische aanwijzingen.

 

Werking en details

De ontvanger is opgebouwd rondom een NE602. Dit ic bevat ondermeer een dubbel gebalanceerde mixer, een oscillator en een spanningsregelaar. De mixer functioneert tot een frequentie van ongeveer 500 MHz (!) en de oscillator is in staat signalen met frequenties tot 200 MHz te genereren. Met de lage frequenties (rond de 3500 KHz) heeft de NE602 dan ook absoluut geen problemen. Een minpuntje van de NE602 is het dynamisch bereik. Dit bereik is te vergroten door gebruik te maken van de NE602AN, een latere verbeterde versie van de NE602. Daarnaast is de NE612 leverbaar. Dit ic, dat pin-compatible is met de NE602, heeft evenals de NE602AN (die moeilijk te krijgen is) een groter dynamisch bereik.

Schema 1 80 m DC ontvanger

De onderdrukking van ongewenste harmonischen door de mixer in de NE602 zorgt ervoor dat (praktisch) alleen som- en verschilfrequentie van antenne en oscillator signaal op de uitgang (pin 4 en 5 van het ic) verschijnt. Alleen het verschilsignaal is een audio signaal en dus bruikbaar. 

Het ingangsfilter heeft een resonantiefrequentie (exact instelbaar met de ferrietkernen in de TOKO spoelen) van 3,7 MHz. Antennesignalen met andere frequenties worden sterker verzwakt naarmate het verschil met de resonantiefrequentie groter is. Hierdoor zullen met name de sterke omroep signalen geblokkeerd worden. Met de potmeter in het ingangscircuit kunnen al te sterke ingangssignalen zodanig verzwakt worden dat verwerking door de mixer in de NE602 mogelijk wordt.

Om ook ontvangst van zwakke stations is een 1-traps (uitschakelbare) HF versterker ingebouwd. Goed voor een versterking van + 6 dB.

 

De fabrikant van de NE602 (Signetics) adviseert om, wanneer de voedingsspanning +9V is een voorschakelweerstand van 1000 ohm in de voedingslijn op te nemen. Dit is dan ook gebeurd.

Beide varicaps BA125 maken het mogelijk de interne VFO exact af te stemmen met een variable spanning. In dit ontwerp is gekozen om deze regelspanning uit een 10 slagen potmeter (van Bourns) te betrekken. Nauwkeurige afstemming, absoluut noodzakelijk om SSB zenders te beluisteren, is hiermee gerealiseerd. Voor een acceptable ' low-budget' uitvoering kunnen ook twee (normale)1 slags potmeters (bv 10 k + 470 ohm in serie) gebruikt worden. Het afstemmen gaat dan wel wat minder comfortabel.

Met een trimmer is het mogelijk een grove frequentie instelling te maken. Het fijn-afstemmen gebeurt met de potmeter.

Voor de LF versterker is gekozen voor de LM386. Afhankelijk van het gebruikte type kan uit de laatste LM386 een LF vermogen van 250…750 mW betrokken worden. (Zo levert de LM386N-1 zo'n 325 mW; met de LM386-4 is 750 mW haalbaar ).

De volgende hulpschakelingen zijn in de behuizing ondergebracht:

 

 

Schema 2 Signaalsterkte meter

Hierboven staat het schema afgebeeld van de S meter die geschikt is voor het bekijken van relatieve signaal sterkteveranderingen. De ingang van dit schakelingetje kan direct achter de 100 m F elko ( LF uitgang) aangesloten worden. Het circuitje is gebouwd op een los VERO-printje.

 

De hele schakeling is op VERO-board (gaatjesprint) opgebouwd. De VFO frequentie bepalende spoel bestaat uit zo'n 30 windingen (gelakt koperdraad met een doorsnede van 0,35 mm) op een Amidon ringkern T50-2. Bij gebruik van een andere kern dient het aantal windingen proefondervindelijk (frequentieteller!) bepaald te worden.

Voor de trafoos in het ingangs circuit is TOKO KANK3333R geselecteerd. Deze HF trafoo is speciaal voor het 3-4 MHz gebied ontworpen. Vergelijkbare alternatieven zijn natuurlijk ook bruikbaar (b.v. KANK3334).

Een nadeel van deze schakeling is het geringe LF uitgangsvermogen bij zwakke signalen. Ik heb experimenten gedaan met twee LM386's in serie om dit niveau op te schroeven. De resultaten waren niet erg bemoedigend. Door de erg hoge versterkingsfactor (die met 1 stuks LM386 al aan de hoge kant is) onstaat al snel het ' rondzingeffect '. Met een doordacht ontwerp (massaverbindingen en correcte filtering) zou het oscilleren tegengegaan kunnen worden. De versterking van de LM386 is overigens (beperkt) instelbaar; waneer voor de elko tussen punt 1 en 8 een waarde van 10m F wordt geselekteerd bedraagt de versterking 46 dB (200 x). Wordt de elko weggelaten dan is de versterking slechts zo'n 25 dB (ongeveer 20 maal).

 

 

De resultaten:

Vanwege de verscheidenheid aan stations is de 80 meter amateurband 1 van de meest interessante banden om naar te luisteren. Overdag zijn met de DC ontvanger vnl. stations hoorbaar (NL, UK, B, D) binnen een straal van enkele honderden kilometers (grondgolf verbinding).

's-Avonds verandert dat snel en zijn er zenders uit heel Europa (vaak met flinke signaal sterkten) te beluisteren. Voor de ontvangst van Amerikaanse stations is de vroege ochtend (wanneer het nog donker is) het aangewezen tijdstip.

Perioden waarin contesten worden gehouden zijn uitermate geschikt gebleken om de ontvanger aan de tand te voelen. De selectiviteit en gevoeligheid zijn goed genoeg om deze ontvanger als 'bijzet' ontvanger in te zetten. Het afstemmen gaat uit de kunst. Af en toe ('s-avonds) willen (zeer) sterke omroepstations wel eens doorbreken.