Introducción histórica:
En el año 1.994 junto al boletín QURPE del Club EA-QRP se nos envió en el número de Septiembre una plaquita de circuito impreso correspondiente a un equipito bastante majete (y que luego ha resultado ser un puñetero de cuidado) llamado Malta-40. Este es un transceptor de CW para 40 metros con receptor superheterodino con F.I. a 10.24 MHz (que yo más tarde modifiqué a 10 MHz), primer mezclador a MOSFET de doble puerta, amplificador de F.I. con MC1350 y detector de producto (y mezclador de transmisión) con el famoso NE602AN. En transmisión lleva sólo dos transistores, un excitador (2N5109 que yo jamás caté) y un final en clase C, el cual también tuve que sustituir por un equivalente (2SC1969). Este equipo ahora lo tengo sin transmisión y recibir recibe, pero deja bastante que desear para lo que es.
Lo que siempre me ha funcionado muy bien es el OFV. Le encontré la señal casi inmediatamente en cuanto le di tensión de alimentación y pude ajustarlo con bastante facilidad. Por tanto, en el año 95-96 me decidí a diseñarle una placa de circuito impreso para probarlo. La monté con los mismos datos del Malta y luego quise llevarla a 7 MHz para hacerme un transmisor para 40 metros, que al final evolucionaría hasta convertirse en la famosa CG-1 (Caja de Galletas). Al principio decidí llevar la sintonía a 7 MHz simplemente cambiando el condensador de "margen" de frecuencia C44, reajustando el trimer de frecuencia inferior C43 y cambiando el condensador de margen de sintonía en serie con el variable. Hablo de memoria, pero si no recuerdo mal C44 me daba de unos 68 pF y el del margen del variable 4p7. Sin embargo, el circuito funcionaba sin problemas. Más adelante, intentando ya montar el transmisor y con los circuitos amplificadores funcionando, descubrí que el cuarto armónico que cae dentro de la banda de 10 metros era de gran intensidad. Releyendo material de bibliografía caí en que la relación L/C del circuito de sintonía era demasiado elevada (mucha bobina, poca capacidad) y por eso generaba tan grandes armónicos. Manejando un poco las fórmulas calculé la relación L/C en el circuito inicial y luego deduje los valores de L y C y el punto de la derivación en la bobina. De nuevo confiando en mi memoria, L6 debía ser rebobinada para un valor ligeramente menor a 3 microhenrios, con unas 27 espiras, y C44 debía ser de 120 pF. Ahora el oscilador se comportaba mucho mejor y generaba menos armónicos, pero mi transmisor no era operativo ya que captaba su señal en todos mis receptores para la banda y ello no me permitía recibir a corresponsales lejanos (típico QSO DX con EC5ABC a 150 metros de mi casa, hi hi) aunque mi señal era buena. En pruebas con mis corresponsales habituales de 29.025, me pasaron un 589 en Valencia, a unos 12 km. al norte de mi QTH. Esto ocurría por las Navidades del 95.
Finalmente por Pascua decidí construir el transmisor de forma heterodina, es decir, como venía en el MALTA, pero usando un cristal de 10MHz que encuentro con facilidad en Valencia (Electrónica Burriana). El oscilador a cristal no me dio problemas, así que me puse a bajar de nuevo el oscilador esta vez al margen entre 2,9 y 3 MHz. Para ello, simplemente partí de los valores iniciales del MALTA, volviendo a bobinar las 40 espiras con toma en la décima sobre el sufrido toroide T50-6 y calculé la capacidad necesaria para bajar la frecuencia unos 200 KHz. Dicha capacidad era de 100 pF que monté por la cara de pistas. Por último y como no disponía del condensador variable de 50pF, me construí un pequeño circuito de capacidad variable a varicaps, empleando dos BB105A. Tal como lo tengo ahora, el oscilador variable cubre de 2.967 a 3.003 KHz y la estabilidad es casi perfecta, a excepción de los primeros cinco minutos en los cuales patina hacia abajo hasta parar a un par de kilohercios más abajo de la frecuencia en que se encontraba al encenderlo. Eso sí, una vez ha alcanzado dicho punto ya no vuelve a patinar aunque le cambie manualmente la frecuencia.
También he montado otro para 6 MHz aproximadamente, recalculando los valores del circuito tanque, para un equipo de 80 metros con FI a 10 MHz, cubriendo perfectamente toda la banda con un solo varicap BB105 como dispositivo de sintonía. Bueno, después del rollo llega lo interesante. Vamos a ver el esquema, placa, etc.…
Esquema eléctrico:
Placa de circuito impreso:
Pistas vistas desde la cara de componentes:
Cara de componentes:
Así se ve el mío:
Hay que hacer un par de comentarios: en el esquema aparece un condensador de 5p6 marcado como CM que en la disposición de componentes sobre estas líneas aparece como C***. Ello es debido a un error en el esquema y diseño de placa iniciales. La bobina con núcleo toroidal se conecta entre los terminales F1, F2 y F3, correspondiendo al vivo, toma intermedia y masa, respectivamente. Los valores que aparecen en el esquema son los adecuados para la cobertura de entre 3.140 y 3.240 KHz (aproximadamente) que es lo que usa el Malta-40. C44 es de estiroflex (poliestireno) y C45, C80 y CM son cerámicos NP0 (los de la rayita negra), aunque C44 se podría cambiar por un NP0 (o varios en paralelo) con la correspondiente modificación de la placa. Hablando de la placa, sus dimensiones son 5 x 6 cm, parece imposible reproducirlo a escala 1:1…
Bueno, ahora algunos números para poder utilizar el circuitillo fuera de las frecuencias que determinan los valores del esquema. Formulillas a utilizar:
(1) C=25330/(Lxfxf) donde C en picofaradios, L es en microhenrios y f en megahercios.
Nota para los matemáticos del mundo mundial que haberlos, haylos: para calcular L conociendo C, simplemente intercambiarlos en la fórmula. Preguntas a [email protected] .
(2) XL=2xPIxfxL ohmios, f puede ir en MHz y L en microhenrios.
(3) XC=1/(2xPIxfxC) ohmios, con f en Hertz y C en Faradios. Para poder usar megahercios y picofaradios, usar la siguiente:
(3b) XC=1000000/(2xPIxfxC)
(4) n=100xsqrt(L/AL) donde n es el número de espiras, sqrt es la raíz cuadrada, L va en microhenrios y AL es el conocido factor del toroide (también se puede calcular para otro tipo de formitas y núcleos de bobinas…).
(5) L=(ALxnxn)/10000 para calcular la inductancia de una bobina toroidal dada.
Ahora, ¿cómo recalculamos los valores para otra frecuencia?. Veamos un ejemplo práctico: usando la fórmula (5) calculamos la inductancia de la bobina del oscilador. En este caso, n es 40 y AL también 40, por tanto L es 6'4 microhenrios. Sabiendo el valor de L y tomando 3'24 MHz como f, calculamos XL con la fórmula (2). En este caso, XL valdrá 130 ohmios. Partiendo de ese valor podremos calcular la inductancia necesaria para la frecuencia que queremos utilizar. Pongamos que lo queremos para un equipo de CD para 40 metros. Entonces, la nueva frecuencia será 7 MHz. Despejando L de la fórmula (2), nos aparece la fórmula L=XL/2xPIxf. Usamos esta para calcular la inductancia necesaria, en este caso será 2'95 microhenrios. Ahora usaremos la fórmula (1) para calcular la capacidad necesaria en el circuito. Como probablemente sea un OFV, hay que calcular dos valores: la máxima (frecuencia más baja a sintonizar) y la mínima (frecuencia más alta a sintonizar).
Como ejemplo, pongamos que queremos sintonía de 7.000 a 7.040. La capacidad máxima será (aplicando la fórmula (1)) de 175 pF y la mínima 173 pF. Evidentemente, el margen de variación resulta algo estrecho (2 pF) pero puede ser practicable. En este caso, yo pondría C44 de 150 pF, o quizás 120 pF, y probablemente usaría el sistema varicap del RIT (con el RIT anulado y el potenciómetro siempre con alimentación constante) como sintonía principal. En otro caso, el condensador C80 habría que recalcularlo para conseguir una variación efectiva del condensador variable de sólo 2 pF, probablemente con 4p7 o 3p3 como valor final, y CM también habría que reducirlo a 1 pF o algo similar.
Hay que comentar aunque sea brevemente el circuito amplificador de salida. Su mejor descripción aparece en el libro "Solid State Design for the Radio-Amateur". Lo principal es que la ganancia del paso queda determinada por la relación R30/R28, en este caso 18/8'2, o sea, 2'195 en el esquema. Además es de banda ancha y bastante fiable y reproducible.
Bueno, más sugerencias: sustituir el condensador variable por un sistema de varicap, probar tipos de varicaps distintos (BA102 -obsoleto-, BB105, BB106, 1N4007 -sí, de verdad-… ). También se puede sustituir el núcleo de la bobina por lo que nos podamos pillar si no disponemos de los T50-6. Una idea: coger dicho núcleo, bobinar 10 espiras y medir la inductancia. Si despejáis la AL de la fórmula (5) nos dará: AL=10000xL/(nxn), por tanto si multiplicáis por 100 la inductancia obtenida, tendréis el valor AL y podréis usar las fórmulas para toroides para calcular las espiras necesarias. La derivación de la bobina se debe hacer a un cuarto de la bobina desde la toma de masa, en este caso la bobina del esquema, de 40 espiras, lleva la toma a 10 espiras desde masa. Quizás el FET también podría ser sustituido por un BF245 o BF256 con la correspondiente comprobación del patillaje, lo que sí es seguro es que los 2N2222 pueden ser sustituidos por BC107 (mismo patillaje y encapsulado), BC547, BC237, BC337… aunque si podéis encontrar los 2N2222A metálicos, son difíciles de superar.
Pues nada más de momento. Espero que estas notas os puedan ser de alguna utilidad. Para cualquier duda, consulta, comentario, etc. emiliadme a [email protected]. Un abrazo.
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