SW ontvanger met spectrum monitor functie  

Introduktie

Het hier gepresenteerde ontvangertje is bedoeld om de verscheidenheid aan kortgeolf (SW of Short Wave) signalen hoorbaar te maken. In eerste instantie bedoeld voor de sterke omroepzenders, blijkt na aanbrengen van een Beat Frequency Oscillator (BFO) de ontvangst van CW en SSB (EZB) signalen prima mogelijk te zijn.

Het ontvangstbereik reikt van ongeveer 4 1/2 tot 11 MHz.

Het ontwerp is absoluut zelfbouw-vriendelijk. 

Hieronder een plaat van het uiteindelijk resultaat met bovenop een (zelfbouw) frequentieteller.

 

 

 

Foto 1 Vooraanzicht SW ontvanger

 

Werking, opbouw en details

 De ontvanger is opgebouwd rond een schitterend ic, de TDA1572 die voor een habbekrats (ongeveer € 10,-) te krijgen is. Dit ic is speciaal ontworpen voor autoradio's. Het aardige van dit actieve componentje is dat het alles voor een complete ontvanger in zich heeft: HF-voorversterker, mixer, oscillator, MF-versterker, AM-detector en zelfs een stuurcircuitje voor een signaalsterkte meter.

Schema 1 Kortegolf ontvanger

Het ontwerp dat afgeleid is van een schakeling gepubliceerd in het oktober 1999 nummer van Elektuur bleek (op een vergeten condensatortje na) in één keer te werken. Het circuitje is ' los' opgebouwd, dus op een ongeëtste print. Het frequentiebereik loopt ongeveer van 4,5 tot 11 MHz; de oscillator aan boord blijkt aan één enkelvoudig spoeltje van 4,7 m H (tussen pin 13 en 14 van de TDA1572), een c'tje van 10 pF en een varicap (BB509) voldoende te hebben om het volledige bereik te dekken. Een stappenschakelaar voor het selecteren van verschillende bandbereiken (LC combinaties) is hiermee overbodig. Knap ontwerp ! Uit pin 12 is via een buffertje (BC549) het oscillatorsignaal betrokken om frequentiemetingen mogelijk te maken. In eerste instantie was ik van plan de frequentie indicatie digitaal uit te voeren, maar door ruimtegebrek gedwongen, heb ik hier maar vanaf gezien. Een analoge variant heb ik wel ingebouwd ( oud universeelmetertje met geijkte schaal aangesloten op de afstemspanning; voldoet naar behoren. Op de foto helaas niet zichtbaar achter het donkere ruitje rechtsboven).

Om het geheel zo simpel moelijk te houden is gekozen voor een midden frequentie van 455 KHz. Een simpel Murata filtertje (SFD455 met een 6 KHz bandbreedte) selecteert in dit ontwerp het 6 KHz brede bandje rond de 455 KHz uit het scala aan aangeboden frequenties.

In principe is 455 KHz te laag gekozen (gelet op het ontvangstbereik), omdat spiegelfrequenties roet in het eten kunnen strooien (spiegelfrequentie: 2 maal de midden frequentie hoger dan het ontvangen signaal. Voorbeeld; oscillator werkt op 7,0 MHz; de ontvangstsignalen zijn dan zowel 6,545 als 7,455 MHz, uitgaande van een MF van 455 KHz). Eerlijk gezegd heb ik er niet echt veel hinder van ondervonden, maar serieuze metingen en vergelijkingen met een professionele ontvanger zullen de aanwezigheid van spiegels vast en zeker bevestigen.

Voor het afstemmen is van een 50 KW meerslagspotmeter gebruik gemaakt. Dit is een absolute noodzaak. Afstemmen met een reguliere potmeter is absoluut onmogelijk!

Om ontvangst van CW en SSB (EZB) signalen mogelijk te maken is een product detector toegevoegd (BF981 MOSFET). In deze detector wordt het MF signaal van 455 KHz (pin 10 van de TDA1572) met een BFO signaal gemengd. De BFO is opgebouwd rond een BC237B en een 455 KHz filtertje. Het uitgangssignaal van de product detector wordt via een LF filtertje aan de LF versterker aangeboden. Het gaat hier om een TDA7052 van Philips, in staat 1 W audiovermogen te leveren. (Beetje weinig ? Wel eens 1 echte Watt gehoord? Nee? Toch eens proberen hoor!). Hieronder is aangegeven hoe e.e.a. opgebouwd is. Met dank aan Ivan Corbeel die de tekening gemaakt heeft.

 

Schema 2 BFO en productdetector

 

Ontvangst van EZB signalen tussen 7000 en 7100 KHz is goed mogelijk gebleken, hoewel het afstemmen op de -meestal- zwakke signalen in deze radio amateurband enige vaardigheid vereist.

Een aardige bijkomstigheid van het ontvangertje is de prima Automatische Versterkings Regeling (AVR of Automatic Gain Control; AGC). Mits het antennesignaal niet al te zwak is wordt de ontvanger altijd geregeld naar optimale (is niet altijd maximale) HF versterking waardoor ook zwakke zenders prima uit de verf komen.

De ontvanger is ingebouwd in een erg krappe maar fraaie behuizing van Canadese makelij; voor heen gebruikt om een bedieningseenheid voor een Omega ontvanger in te huisvesten. Daar er nog voldoende ruimte in deze behuizing aanwezig bleek na inbouw van de complete ontvanger heb ik een circuitje toegevoegd. Deze schakeling maakt een klein gedeelte van het ontvangstbereik zichtbaar op een normale oscilloscoop (spectrum monitor functie)

Op de achterzijde is hiervoor een D connector aangebracht die 2 signalen afgeeft om ontvangstsignalen op een oscilloscoop zichtbaar te maken: Een zaagtand spanning van ongeveer 11 Hz (Externe tijdbasis, X-uit) en een signaal (Y-uit) waarvan de spanning een maat is voor de sterkte van het ontvangen signaal. De zaagtandspanning stuurt de afstemvaricap aan, die op zijn beurt zorgt voor een rappe afstemming van de ontvanger. Aan de voorzijde is een schakelaar gemonteerd, die -wanneer in de stand SCAN gezet- , het spectrum monitor circuit activeert. De monitor schakeling is zodanig ingesteld dat een bandje tussen de 7 en 7,2 MHz op een oscilloscoop zichtbaar gemaakt wordt.

Ik heb met verbazing naar de spectrumplaatjes zitten kijken. De sterke omroepzenders (>7,1 MHz), die zich manifesteren als " spijkers" wijken sterk af van de EZB signalen, die herkenbaar zijn aan hun geringere breedte, amplitude en natuurlijk het wel of niet aanwezig zijn (afhankelijk van de mate van modulatie). Dat met zulke eenvoudige middelen zulke resultaten bereikt kunnen worden wist ik al, maar je schrikt toch telkens weer.

De TDA1572 blijkt een voorganger te hebben, de TDA1072. Er is ondermeer een verschil in prijs en in verbeterde signaalruisverhouding voor kleine signalen. De belangrijkste gegevens voor beide ic's zijn:

 

De geïntegreerde schakeling kan overigens prima als afstembare SW meetzender -met een beperkt HF uitgangsvermogen- ingezet worden.

 

De resultaten:

Met een draadantenne in de tuin (vrij opgehangen) van een meter of 5 en een UNUN bleek de radio prima te functioneren. Zoals eerder vermeld, met een beetje condities zijn de morse, RTTY en EZB signalen in de 40 m band te beluisteren. Verder tettert Radio Nederland Wereldomroep (onvervormd) op diverse frequenties (tijdstip afhankelijk!) uit de luidspreker. Hetzelfde geldt voor de BBC en de talloze andere omroepstations die de band bevolken (zoals in minder directe omgeving b.v. Voice Of America die op 9622 KHz te beluisteren is).

NB: Een UNUN staat voor unbalanced-unbalanced (i.t.t. de BALUN die zorgt voor impedantie aanpassing van balanced naar unbalanced signalen; dipool > coax). Een UNUN is simpel zelf te bouwen door een ferriet ringkern bifilair te bewikkelen (b.v. 10 en 15 windingen voor resp. antennekabel en antennezijde). Aan het ene uiteinde worden beide draden verbonden en aan de massa van de coaxplug aangesloten die met de ontvangerzijde in verbinding staat. De beide draden aan het andere einde worden doorverbonden met resp. de ontvanger ingang en de draadantenne. In de Electron van mei 2000 staat op pag. 196 een voorbeeld van een effectief maar simpel ontwerp.