【火腿DIY】低功率 CW 发射器丨"Cubic Incher Transmitter" 立方英寸发射机制作

 

对于低功率通讯(以下称为QRP)总有一份特别的钟爱,仔细分析之下,大概有几个原因吧:零件简单、线路修改弹性大、DIY组装成功率高、内中蕴涵的丰富技术和原理、自己动手有实在的参与感。...



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No.43  1996 Aug.   p64~66,   by 马玉麟 BV5DD/1, 宜兰罗东邮政 3-34,Email:bv5ddma@ms2.hinet.net

在业余无线电中,除了 QSO( 与别人通联外 ),不管用单边带话务 (SSB) 通讯外,或以电码 (CW),另外也有自己制作低功率 (QRP) 小组件,而这些小组件,看似简单而不起眼,但是深入了解,才知道个中奥妙和乐趣,更有趣的是,几乎所有刊登在相关杂志的 QRP 组件,原来早就在他们自己的兴趣小组多方测试和改良,甚至想尽办法以最简单的零件来作出最有效的组件出来。



简单易制的 QRP

就以这个 "Cubic Incher"( 这里暂名为「立方吋」 )为例,原先是在 1982 年由 AE6C 在 QST 发表出来,他当时是想作一个40 米波的 CW 发射机,而且是低功率,即所谓 QRP,于是把线路减少到差不多为 1 立方付,所以就简称为 Cubic Incher。随后几年来, ARRL 的工作人员 WA1VUG,便加入一个输出过滤器,并改良一下,使其亦可以作为 20 米、30 米及 80 米波 CW 的发射器;自此以后,许多有兴趣的 HAM 朋友便把它当作一个 QRP 的制作训练,而 Doug DeMaw, W1FB 在 1990 年 9 月份的 QST 作一个总结,随后 ARRL 的手册,连续多年都把这个线路放在手册中,好让有兴趣的朋友们尝试一下。

对于低功率通讯 (以下称为 QRP) 总有一份特别的钟爱,仔细分析之下,大概有几个原因吧:

零件简单
线路修改弹性大
DIY 组装成功率高
内中蕴涵的丰富技术和原理
自己动手有实在的参与感
不过,话说回来,也有它最讨厌的地方,最困惑的是,一般有兴趣的线路,不是来自日本,就是美国;在台北,那些所谓关键零件,有时候就是找不到;于是就只好找套件,零件一定有,但并不便宜。其安装说明书和原理便是向一家专门售卖 QRP 的624 Kits 邮购,我首先向其索取型录,再衡量自己的私房钱,挑出一些有用、有兴趣的,写信向其邮购。

线路描述

图 1:CW 发射机线路图 (ARRL 手册 1994 年版第 30 章 17 页 )。 
即为此 CW 发射机线路图,电容器 C2 控制振荡部份的回馈,太多的回馈引起不必要的噪声,而且亦增加振荡晶体 Y1 的电流量,会把 Y1 毁掉,故 C2 一定要恰恰好 (请参考表 1 数值 ),以求得一个可信度高的振荡,同时有最大的振荡输出。电容器 C4 是减少集极电路 Collector Circuit) 之超高频 (VHF) 电流,加入 C4,大约可以增加 0.1W 的输出,同时增加射频 (RF) 的质量,它的阻抗值 (Reactance) 在操作频率时,为 478 奥姆 (Xc=478Ω )。

原先的线路并没有谐振波过滤线路 (Harmonic Filtering),但 FCC 规定 CW 的输出频谱要单纯,所以在 1994 年以前的 ARRL 手册都是以π型低通过滤 (Pi-low-pass Filtering) 线路接连在输出端,而目前则用半波低通过滤(Half-wave Low-pass Filter) 线路,线路中电容器 C5、C6、 C7 所用的值是接近常用的电容值,而非计算出来的半波过滤器的值。电键半导体 (Keying Transistor),是一个直流开关 (DC Switch),作为 CW 波型的形式;事实上,只要找一个能聚集 Q1 电流的 PNP 型半导体便可以了,在这里是用 TIP-30/31,而整个 CW 之波型是由 C8、C9、R1 和 R2 来决定,图 1 线路的数值是让手键的起、落所接触后的波型可以最单纯和最漂亮;另外,微调电容 C3 亦会影响 CW 的型态。

至于振荡部份的半导体 (Q1) 是采用 Motorola MW-472,可惜这类型已停产,故在邮购时,624 Kits 以2SC1969 来代替 (亦可用 2SC1957)。当然也可以用 ft 大于 IOOMHz 和功率比率相等或大于 MW 472 的功率晶体来代替。

焊接过程

图 2:CW 发射机线路底板图 (624 Kits Modified Cubic Incheer)。 
整个立方吋 CW 发射机,在 624 Kits 重新设计底扳之下 (图 2) 焊接比较简单,当然要先检视所附的零件是否齐全或遗失,另外要特别注意是否有线路图和零件安放图,并仔细阅读所附的资料,特别是安装好的调整部份,是否需要特别的仪器,如信号产生器、示波器 (两者我都没有,我只有一部普通三用电表而己 );如果你觉得适合,便开始焊接吧。

一般而言,先焊接五颜六色的电阻,再来便是电容器、射频晶体管,要特别注意晶体管的三根脚不要弄错,然后是两个过滤用的电感线圈,这两个电感是 U26 号漆包线绕在编号为 T37-6 和 T37-2 的环状铁蕊上,绕制图数参考表 1,至于绕的数目,以每穿过环心 1 次为 1 圈,每 1 圈尽量与上一圈紧密着,不要松松的。

在绕变压器 T1 时,是以 T50-6 编号之铁蕊环,按表 1 所示,注意的是所绕的 L1、L2、L3 都要同一方向 (同相 );如果方向相反,则发射机不会振荡,那么就没东西发出来了。最后把微调电容放上,并小心安装振荡晶体,特别注意在 Q1 2SC1957 的基极一定要套上一小颗铁蕊珠,用来防止 RF 射频外泄。好了,再次检查一下,半导体是否弄错极性,焊接点有没有牢固,特别是漆包线的两端,要先刮掉外层的漆才能焊接上去。
 

表 1:电容与线图数值 (ARRL 手册 1994 年版第 30 章 17 页 )。 
调整

用一个 2 瓦的 50 奥姆作为天线假负载,另外三用电表调到 0-1A 安培计中,加上一个 9 伏特的直流电池和一部 Sony 2OO1D 接收机,先把安培计连接在 +12V 电源在线,接上假负载与电键,我的三用电表显示 203mA,接收机调到 7.040MHz,听到的声音有些偏移,再微调 C3,此时,Sony 2001D 的声音最清楚。O.K.,再把假负载拿掉,接上 40 米波的天线,调 Sony 200lD 到 7.040MHz,太清楚了,哈。这个发射机总算完成,但有一些遗憾,太难看了,所以把整个发射机和电源,包括天线,试图放在一个小铁罐里,用的时候,只要把天线拿出来即可。手键亦蛮简单,只要两片金属便可以,不用时,放在小铁罐内,方便放在小背包。

至于输出功率,因我个人没有功率表,所以不知道这部「立方付」 CW 发射机实际输出多少,抱歉。



7.040MHz 的 CW 发射机完成图



整个发射机和电源、包括天线,放在一个小铁罐里,只要把天线拿出来即可使用。

后记

这个组件是在半年前完成,整整花了两个晚上,我个人是选用 40 米波段,当然方可以用 20、30、80 米波,选用 40 米波的原因是,一来是国际频道,太容易受干扰,人热闹了;二来是因全岛全天候有人守听。个人用此组件,一方面用来学习 QRP,一方面因常往郊外露营,骑脚踏车,万一有何三长两短,40 米波最多人收听,不是好事吗?再者,40 米波的天线比其它波段设立容易,这个组件和 MFJ- 8100 接收机合起来,不占我的背包空间,安全不过。

来源:http://www.qsl.net/bv3fg/

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