Um VFO a LC tipo Colpitts controlado por um Huff Puff que pode cobrir 500kHz de freqüências entre 2,7 a 9,5 MHz.
Foto: Eu normalizei as conexões para frequencímetros, huff puffs, PLLs e FLLs, a alimentaçõa de energia vai pela ponta de um pino banana (diodo 1N4004 com fio rosa-branco), o sinal de RF vai pela conexão central do jack estereo (fio verde-branco e capacitor de 10pF) e o terra (fio cinza embaixo). Ainda todos minhas montagens tem alimentação pela parte de traz esquerda (RCA vermelho) e saída pela parte de traz direita (RCA amarelo)
VFO
O circuito é um tradicional oscilador a LC, com capacitância elevada
na derivação junto ao transistor, que alem de deixar o circuito
mais estável estes componentes influem menos no circuito oscilador.
O segundo buffer é usado para ampliar o sinal e para desacoplar o frequencimetro
do oscilador.
Utilizamos um transformador TOKO de 10mm que tínhamos na sucata, ele
tem um enrolamento primário com derivação central, assim
temos via Jumpers a possibilidade de mudarmos a conexão do transformador.
O enrolamento secundário não foi utilizado.
Características:
Este transformador apresenta as seguintes características:
O enrolamento total apresenta uma indutância que varia entre 2 a 6,36µH
e o enrolamento até a derivação varia entre 0,5 a 1,6 µH.
O diodo LED apresenta uma capacitância de 35pF a 0V e 21pF a 5V
A capacitância total do circuito (ligado) 449pF a 573pF.
O diodo LED apresenta uma variação muito pequena na capacitância
total do circuito, com 4.7pF em serie teremos uma variação de
3,8 a 4,2, ou seja, 0,4pF (de 0 a 5V).
Assim nosso VFO com a freqüência mínima de 2,63MHz tem uma
variação de freqüência de 920Hz em função
do LED (0,4pF) e na freqüência máxima de 10,62MHz a variação
é de 4,7kHz.
Devido às características do VFO (incluindo o LED) nosso Huff
Puff funcionou de 2,8MHz a 9,2MHz. Acima ou abaixo destas freqüências
o oscilador não fica estável.
Alterações com valor do capacitor variável e do capacitor
de acoplamento do LED (4,7pF) fazem com que o VFO trave em freqüências
acima ou abaixo das mencionadas.
Para o circuito como esta no esquema, variando apenas o indutor:
Outras freqüências
Para mudar o VFO para freqüências abaixo das obtidas recomendamos
a troca dos capacitores de styroflex para 1000pF e o utilizar um capacitor variável
com duas seções em paralelo.
Para freqüências acima (>15MHz) das obtidas recomendamos a troca
dos capacitores de styroflex para 240 a 330pF mantendo o restante do circuito.
Em ambos os casos o valor do capacitor de acoplamento do LED deve ser experimental,
lembrando que um o desvio de freqüência deve ficar entre 1 a 5kHz
com a tensão sobre o LED variando de 0 a 5V.
O Huff Puff
PASSO = (freqüência do VFO em Hz) ao quadrado / (freqüência
do oscilador em Hz CAN vezes divisões dos HC4040 vezes numero de shift
register empregado).
Para 2,8MHz o passo
seria de 4Hz mantendo o 74HC4040 dividindo por 2^12 o que acarretava no não
travamento do Huff Puff assim altera a divisão para 2^10 que apresenta
um passo de 15,95Hz.
Para 9,2MHz o passo ficou em 172 Hz (com10^12 seria 43Hz).
Para o circuito como esta no esquema :
Funcionamento
O VFO ajustado para 2,8MHz ou para 9,2MHz permanece estável por horas.
Em 9,2MHz o ajuste de sintonia é bastante interessante, digamos que a
estabilidade ocorre a 9.000.000 Hz o próximo passo seria 9.000.000 +
172 = 9.000.172 Hz ao sintonizar (sintonia fina) uma freqüência intermediaria
ele salta para cima caso ela seja maior que a metade do passo (9.000.086 a 9.000.172)
ou para baixo se for menor que a metade do passo.
Componentes
Capacitor variável empregado: plástico de 2 seções
de 140pF e duas de 25pf. Caso um variável metálico esteja disponível
é melhor que o plástico.
Bobina toko de 10mm: retirada de sucata de TV. Pode ser substituída por
outro indutor. Lembrando que a qualidade do indutor é muito importante
na estabilidade.
O diodo LED precisa ser do tipo vermelho de 3 ou de 8mm.
A bobina trifilar pode ser enrolada em forma de corpo de caneta esferográfica,
com 25voltas de fio. Em caso de ferrite este deve ser do tipo mole com 8 a 12
voltas.
A caneca osciladora pode ser de qualquer freqüência desde que acima
da freqüência do VFO ou do TX/RX a ser empregado, não deve
ser superior a 80MHz, pois os circuitos do tipo HC funcionam até esta
freqüência. Esta caneca pode ser substituída por um oscilador
a cristal de overtone, montaremos um circuito empregando este oscilador brevemente.
Foto: No alto ao centro, temos os jumpers selecionaveis, lá estão alguns capacitores e um indutor para testes. A bobina TOKO é selecionavel por estes jumpers
Montagem
A montagem deve ser rígida mecanicamente e a caixa deve ser fechada.
Montamos por módulos.
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VARIABLE FREQUENCY OSCILLATOR or VFO
The VFO is a controlled Colpitts LC with a lock system by a Huff Puff that can
cover steps of 500kHz in frequencies between 2.7 the 9.5 MHz.
Picture: In top center we could see the female banana stereo jack, I use for to carry power supply (diode 1N4004) and RF signal (green wire and 10pF cap) to a exernal frequency counter.
VFO
The circuit is a traditional oscillator the LC, with high capacitance in base
emitter and emitter ground, that leaves the circuit most stable steady these
components influences little in the oscillator circuit.
The buffer is used to amplify the signal and to decoupling frequency-counter
from oscillator.
We use a TOKO 10mm IFT transformer, that we had in the scrap box, it has a primary
with center tap, thus we use PC jumpers to change the transformer taps The secondary
was not used.
Keeping the Huff Puff circuit as is in schematic, changing only L:
Table: My Worksheet software is in portuguese, please read "." where is ",".
Characteristics:
This TOKO IFT transformer (marked TKAC6186) presents the following characteristics:
The total inductance varies between 2 to 6.36µH and at the center tap
between 0.5 to 1.6 µH.
The LED diode presents a capacitance of 35pF at 0V and 21pF at 5V
The total capacitance of the circuit (on) is 449pF(min.) to 573pF(max.).
Diode LED presents a small variation in the total capacitance in the circuit,
with a series 4.7pF it changes from 3.8 to 4.2 equal 0.4pF (from 0 to 5V).
Thus the VFO at a minimum frequency of 2.63MHz varies 920Hz in function of the
LED (0,4pF) and at the maximum frequency of 10.62MHz varies 4.7kHz.
According the VFO (including the LED) characteristics the Huff Puff locks from
2.8MHz to 9.2MHz. Above or below these frequencies the oscillator is not stable.
Alterations with value of the variable capacitor and the LED coupling capacitor
(4,7pF) make the VFO stable in frequencies above or below of the mentioned.
Other frequencies
To change the VFO frequencies below (<2MHz) we recommend to the change the
styroflex capacitors to 1000pF and use a variable capacitor with two sections
in parallel.
For frequencies above (>15MHz) we recommend the change of the styroflex capacitors
for 240 to 330pF keeping the remain.
In both the cases the value the LED coupling capacitor must be experimental,
remembering that the frequency variation must be between 1 to 5kHz with the
tension on the LED varying from 0 to 5V
The Huff Puff
STEP = (frequency of the VFO in Hz) square/(frequency of CAN oscillator in Hz
times divisions of the HC4040 times the number of shift registers employed).
For 2.8MHz the step would be of 4Hz keeping 74HC4040 dividing for 2^12 what
it caused the unlock of the Huff Puff thus we modify the division for 2^10 that
presents a step of 15.95Hz.
For 9.2MHz the step was in 172 Hz (with 10^12 would be 43Hz).
Keeping the Huff Puff circuit as is in schematic:
Table: My Worksheet software is in portuguese, please read "."
where is ",".
Functioning
The VFO adjusted for 2.8MHz or 9.2MHz remains stable for hours.
The tunning adjustment is very interesting, par example if the stability occurs
at 9.000.000 Hz the next step would be 9.000.000 + 172 = 9.000.172 Hz when tuning
(fine tuning) if the frequency is greater that the half of the step (9.000.086
the 9.000.172) it jumps to top or jump to bottom if the frequency will be minor
to the half of the step. Components
Used plastic variable capacitor: with 2 sections of 140pF and two of 25pf.
If a metallic variable is available, it is better that the plastic.
10mm IFT TOKO: from a TV scrap. It can be substituted by another inductor. Remembering
that the quality of the inductor is very important in the stability.
The diode LED must be of the red type of 3 or 8mm.
The trifilar coil can be made using as form a ball pen body, with 25turns of
wire.
In case to employ ferrite, it must be of the soft type with 8 the 12 turns.
The canned oscillator can be of any frequency since that above of the frequency
of the VFO or the TX/RX being employee, it does not have to be upper 80MHz which
is the top frequency of HC type function.
This canned oscillator an be substituted by an overtone crystal oscillator,
I will build a circuit briefly using this oscillator.
Picture: In
the top near IFT are the PC jumpers, who selects the IFT coil tap, others capacitors
and a inductor are just for tests.
Assembly
The assembly must be mechanically rigid and the box must be closed.
We assembly in modules.
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