Grupa norweskich piratów radiowych prezentuje: VERONICA   Napisał Axel Eng październik 1998 tłumaczenie Pink styczeń 2000

Spis treści: Elementy Konstrukcja Zasilanie Antena Strojenie Wzmacniacz 5W Konstrukcja Kity

Veronica jest prostym w budowie nadajnikiem na pasmo FM. Słynie ze swojej stabilności i doskonałej jakości sygnału, nie wykorzystując przy tym specjalizowanych układów scalonych .Dysponując wbudowanym systemem strojenia jest układem łatwym do uruchomienia nawet bez specjalistycznego sprzętu . Układ dostępny jest w dwóch wersjach, 1 oraz

rys 1: Schemat ideowy dla 1 watowego układu Veronica

Nadajnik posiada wbudowany mini-mixer który wykorzystać mozna nie dysponując zewnętrzną konsoletą mikserską. Układ opiera sie na tranzystorze T1, który wzmacnia sygnał i miesza go z sygnałem z wejścia CD. R1 i 2 to nastawne potencjometry używane do ustalenia poziomu sygnałów audio (patrz w części strojenie).

Elementy pomiędzy R8 oraz C21 to wzbudnica, blok generujący sygnał HF (o częstotliwości radiowej). Dioda D1 nazywana także warikapem, której odpowiadać może kondensator o zmiennej pojemności, moduluje sygnał HF. Właśnie dlatego elementy C12, 13, i cewka L1 decydują o częstotliwości. Generator jest właściwie dwoma wzbudnicami, pracującymi w przeciwfazie przy częstotliwości około 50MHz. Kiedy sygnały z obu oscylatorów zostają zsumowane, tworzą wypadkowo sygnał 100MHz . Taki układ jest generalnie znacznie bardziej stabilny w stosunku do pojedyńczego oscylatora pracującego przy częstotliwości 100MHz. Sygnał zostaje wzocniony do 1W na tranzystorze T4.

Z prawej strony znajduje się dioda ułatwiająca strojenie układu. Im jej światło jest jaśniejsze tym układ wzmacniacza ma większą moc.

^ Wykaz elementów

Rezystory: R1+2 10k potencjometr R3 820k R4 4.7k R5-7+19 220r R8 1.5k R9 15k R10+11 1k R12 33k R13+14 56r R15+16 68k R17 47r R18 270r R20 10k Kondensatory: Jeśli brak przypisów używajcie kondensatorów mikowych lub ceramicznych. C1, 2, 7, 16, 17, 19, 24, 29 & 31 1n C3-5 & 8 10u elektrolit. C6, 18 & 30 220u elektrolit. C9, 10 & 20 10n C11 22p* C12 47p* C13 22p trymer C14 & 15 15p* C21, C25 & 26 65p trymer C22 100p C23 5.6p C27 & 28 1.8p *C11, 12, 14 and 15 generują częstotliwość, dla lepszych wyników używajcie kondensatorów o wysokiej jakości. Cewki: Wolnostojące powietrzne nawinięte 1mm miedzianym drutem. Nawijajcie dokładnie i zwój przy zwoju na wiertle albo walcu o identycznych wymiarach i wtedy delikatnie je rozciągnijcie do właściwej długości. Zwróćcie uwagę czy zakończenia wyglądają jak na rys. 2. Rys. 2: Właściwe nawinięcie cewek: L1 6 pojedyńczych cewek, każda ma 2 zwoje na 5mm średnicy (wewnętrznej) i 5mm długości L2 3 zwoje na 7mm średnicy i długości 7mm L3 4 zwoje na 5mm średnicy i długości 7mm L4 6 zwojów na 5mm średnicy i długości 10mm   Dławik H1: Można go wykonać na rezystorze 33k, na którym nawijacie około 1/2m emaliowanego drutu o średnicy 0.2mm i lutujecie na każdym z końców. Diody: D1 jest podwójnym warikapem. Jeśli nie dostaniecie takiego szukajcie dwóch pojedyńczych łącząc pzy montarzu ich katody. W najgorszym wypadku próbujcie dwóch różnych zwykłych diód RF , powinny wykazywać jakieś właściwości pojemnościowe. W takim wypadku musicie nieznacznie zwiększyć wartość kondentatora C11. D1 KV1310 D2+3 1N4148 D4 Standardowa LED D5 1N4001 Teranzystory: T1+5 BC548 T2+3 BF494 T4 2N4427 Rys. 3: Rozkład wyprowadzeń tranzystorów i stabilizatora widziane od spodu: I1 jest standartowym 5 woltowym stabilizatorem, który daje stałe napięcie dla D1, nawet gdy zasilanie ulega zmianie. To znacznie poprawia stabilnośc oscylatorów. I1: 78L05 (albo zwykły 7805) Zamienniki: 2N4427 - BFR98,BFS50,MRF515,MRF629,2N3948 MRF237 - BFS22,BFW46,2N3924 KV1310 - BB304, ale na BB104 też jest OK Różne: Puszka ekranująca złącze BNC 2 X 3.5mm złącza jack Złącze zasilania Zasilacz Antena Mikrofon CD/magnetofon

^ Konstrukcja

Rys 4: Płytka montarzowa dla 1W układu Veronica

Nadajnik zbudowany jest w oparciu o płytkę drukowaną z Rys. 4. Konstrukcje HF są bardzo wrażlwe na kiepski rozkład elementów , dlatego unikajcie innego modelu płytki.

Elementy na płytce powinny być rozmieszczone tak płasko i gęsto jak to tylko możliwe na jak najkrótszych wyprowadzeniach. Płytka nadajnika powinna zostać umieszczona w ekranującej puszce z przewodzącego materiału (miedz, aluminium...) połączonego elektrycznie z masą układu.

Tranzystor T4 wymaga chłodzenia . Można użyć metalowej tulejki o średnicy minimalnie mniejszej niż tranzystora, lub podobrego radiatora (najlepiej z demontarzu) Radiator jest połączony bezposrednio z kolektorem półprzewodnika T4, więc uważajcie aby nie było zwarcia pomiędzy puszką ekranującą i radiatorem (min. 5mm odstępu). Połączenia mikrofonu i CD powinny zostać wykonane złączami typu jack , natomiast zasilanie podłączone zostać powinno złączem dla niego właściwym (odpowiednia wytrzymałość prądowa). Jako wyjście antenowe polecałbym złącza typu BNC (takie jak te używane w sieciach komputerowych). Złącza masy powinny mieć pewne połączenia z masą układu, i przewód wewnętrzny winien być jak najktrótszy ( szczególnie połączenia anteny ). Dobrze jest zamontować diodę LED na zewnątrz puszki ekranującej, gdyż wtedy stale można monitorować poprawną pracę nadajnika.

Rys 5: Rozmieszczenie elementów

^ Zasilacz.

Nadajik zasilany jast prądem stałym o napięciu 10-16 voltów. Przy 16V daje moc 1W, przy 12V - 600mW, gdy 9V da moc tylko 200mW. Używajcie zasilaczy dobrej jakości, gdyż w przeciwnym wypadku narażacie się na niestabilność częstotliwości albo na przydzwięk sieci w torze audio.

Jeżeli zamieżacie zasilać nadajnik akumulatorem, powinniście dodać dodatkowy stabilizator napięcia (Pokazany u góry rys. 1) zamiast diody D1 (zlokalizowanej z tyłu płytki drukowanej). Stabilizator taki to 78XX , gdzie XX jest napięciem wyjściowym (dla przykładu 7815 dla 15V). zapamiętajcie sobie iż napięcie zasilania winno być 2.5V wyższe aby stabilizator pracować mógł prawidłowo. Kondensator ma 10n.

^ Anteny

Ważne jest ażeby antena i kabel doprowadzający miały tę samą impedancję dostosowaną do nadajnika. Jeśli nie , uzyskacie niedopasowanie, co oznacza to iż nadajecie mniejszą moc i w najgorszym przypadku spalić możecie tranzystor wyjściowy. Impedancja standartowo wynosi 50 albo 75 omów.

Większość ze zwykłych anten jest dipolem, pokazanym na rys. 6A. Może być ona wykonana z grubego kabla (albo pospawanych prętów), który podłączamy do złącza BNC. Ich długości (w metrach) w przybliżeniu wynoszą 70/f, gdzie f jest częstotliwością na której operujemy w MHz. Jesli nie jesteś pewien z której częstotliwości będziesz kozystał, wykonaj je jako 70cm (28"). Rys B prezentuje sposób podłączenia do złącza BNC. Element górny powinien być podłączony jedynie do wewnętrznej szpilki złącza BNC, podczas gdy element dolny łączymy z ekranem wtyczki.
Dla lepszych wyników antena powinna mieć pętlę, aby nadać obu elementom jednakową impedancję w stosunku do ziemi. Najłatwiej ją wykonać robiąc 4-5 zwojów (około. 20cm /8") na kablu. antena powinna zamontowana zostać pionowo. Kabel powiniem zostać poprowadzony przynajmniej 50cm (20") od najniższego elementu anteny.

Rys 6: Antena dipolowa:

Inną odpowiednią anteną może być "ćwierćfalowa antena prosta", taka jak pokazano na rys. 6C. Składa się z 5 elementów tego samego typu i długości jak antena dipolowa. Element środkowy wypromieniowuje sygnał, podczas gdy pozostałe tworzą ramiona dopasowywujące. D pokazuje jak elementy są połączone z zamontowanym złączem BNC. Pręt środkowy podłączony jest do żyły głównej kabla (złącza), przełorzone i przylutowane są do otworów w podstawie. Te pręty nie powinny być proste, ale wygięte o 30-45 stopni w dół. Antena ma impedancję 50 omów , i powinna podłączona zostać 50 omowym kablem bez żadnych pętli. Ważne jest aby antena umieszczona została wysoko i zapewnić jej należy wolną przestrzeń. Przy częstotliwościach FM , promieniowana moc nie zapewnia zbyt dużego zasięgu, dlatego ważnym jest aby zamocować antenę najwyżej jak się da . Jeżeli włożycie trochę wysiłku w znalezienie najlepszego miejsca, można uzyskać dobry zasięg nawet przy małej mocy nadajnika. Antenę umieścić należy na zewnątrz (optymalnie na dachu) ponieważ drzewa i inne budynki załamują sygnał. Jeśli ktoś zacznie pytać zapamiętajcie iż jest ona dobra również do odbierania radia!

^ Strojenie

Ze względu iż nadajnik musi pracować poprawnie , należy go zestroić. Do tego polecam wam zrobienie sztucznego obciążenia, które ułatwi odróżnić właściwy sygnał od innych. Jest to zwykły rezystor mający 47 albo 68 omów (zależnie do anteny której chcecie użyć), który zlutowany jest z wtyczką antenową. Upewnić się należy iż rezystor potrafi przenieśc moc wzmacniacza nadajnika, i że nie jest to rezystor drutowy. Nigdy nie włączajcie nadajnika bez anteny lub obciążenia, gdyż spalić można tranzystor wyjściowy.

Ustawcie wszystkie trymery w pozycji środkowej (rotor przykrywa połowę statora), podłączcie sztuczne obciążenie do wyjścia antenowego oraz CD do wejścia audio (CD). Kiedy włączycie zasilanie, dioda LED powinna troszkę się świecić (jesli nie próbujcie pokręcić C21) i wtedy ustalcie częstotliwośc na około 98MHz. Używajcia małego śrubokręta z izolowaną rączką (aby nie zakłócać układu) i nastrójcie C21, 25 i 26 na maksymalną jasność diody LED . W następnej kolejności nastroić należy trymer C13 kręcąc delikatnie w górę lub dół (w zależności od częstotliwości na której chcecie pracować) aż dioda LED przygaśnie, ale nie całkowicie. Wtedy ponownie nastrójcie wszystkie teymery na maksimum świecenia diody LED. Powtarzajcie czynność aż do uzyskania wymaganej częstotliwości. Dla pewności sprawdzcie całe pasmo radiowe czy wasz nadajnik pracuje tylko na jednej częstotliwości, jeśli nie należy przeprowadzić strojenie od początku. Jeśli są kłopoty z uzyskaniem częstotliwości przy końcu pasma, cewka L1 musi zostać nieco zmodyfikowana. Delikatnie zciśnijcie zwoje cewki, aby zmniejszyć nieco częstotliwość oscylatora. Aby nieco ją podnieść należy rozszeżyć przestrzeń pomiędzy zwojami.

Następnie nastroić należy R2 tak aby dźwięk odtwarzacza CD był tak głośny jak na innych stacjach radiowych. Należy zwrócić uwagę iż niektóre stacje radiowe używają kompresorów dynamiki aby dzwięk wydawał się głośniejszy niż jest w rzeczywistości, i jeśli ustawicie zbyt wysoki poziom głośności można przesterować modulator. To może spowodować zakłócenia innych radiostacji, i musi być stale kontrolowane. Podobnie uważać należy na poziom głośności mikrofonu, najlepiej dysponować zewnętrznym mikserem z układem ARW (automatyczna regulacja wzmocnienia).

Nie poddawajcie się jeśli układ nie zadziała za pierwszym razem, konstrukcja nadajników generalnie wymaga dużo cierpliwości...

^Wersja 5 watowa:

Wersja 5 watowa nadajnka Veronica jast bardzo podobna do wersji 1W , ale dodatkowo zawiera blok wzmacniacza (T6). Jak wspomniałem, tranzystor MRF 237 kosztuje około $20.

( Na terenie polski możecie mieć dość spore kłopoty z dostaniem tego tranzystora, jest to prawie niemożliwe, dlatego warto popróbować z tranzystorkem KTxx - patrz w tabeli - albo zrezygnować z wersji 5W na rzecz 1W i we własnym zakresie znaleźć - szukajcie w schematach - albo zaprojektować dopałkę - Pink)

^Wykaz części:

Wymienione części są identyczne jak w wersji 1W.

R19 10r R20 22r R21 1.5k R22 270r C23 15p C24 33p C28 5.6p C32 & 34 47p C33 22p C35 & 38 1n C36 220n C37 100p L3 3 zwoje na średnicy 6mm i długości 8mm L4 Wykonana na zwykłym rezystorze 2.2k(około 2mm średnicy) na który nawijamy 14 zwojów emaliowanym drutem 0.2 mm, i lutujemy każdy z końców. Dodatkowo powinien mieć ferrytowy koralik (taki sam jak w cewkach RF) na każdym z wyprowadzeń. L5 5 zwojów na średnicy 6mm i długości 11mm L6 4 zwoje na średnicy 6mm i długości 9mm   Rys 8: cewka L4, rozkład wyprowadzeń T6 i sztuczne obciążenie Dławiki RF powinny zostać wykonane drutem emaliowanym nawiniętym na koraliki ferrytowe (około 5mm długości, 4mm średnicy). Zwróć uwagę aby używać koralików przystosowanych dla częstotliwości około 100MHz, zwanych także "ferrytem 43". Drut przeciągnięty jest przez otwór w koraliku, dlatego jeden zwój wchodzi z jednej strony,wychodzi z drógiej, i zawinięty jest jeszcze raz. Jeśli nie możesz zdobyć takich koralików, dławiki wykonać możesz podobnie jak te z wersji 1 watowej. H1 5 zwojów H2 1 zwój H3 2 zwoje H4 3 zwoje T6 MRF237

^ Konstrukcja:

Rys 9: Płytka drukowana dla układu 5W

Tranzystor wyjściowy T6 wymaga radiatora. Wykonany jest z profilu aluminiowego w kształcie litery L o długości około 14cm long, szerokości 2.5cm i gróbości 3mm (patrz na rys. 10). Otwór na tranzystor T6 musi być wykonany tak dokładnie jak to możliwe (zmierz tranzystor aby pozyskać dokładne wymiary). Gdy wykonasz otwór tak jak pokazano na rysunku, powinieneś delikatnie wygiąć nieco radiator aby módz włorzyć tranzysor. Jeśli masz pastę silikonową możesz jej użyć! Radiator montowany jest 4 śróbami do płytki drukowanej. Prawdopodobnie zmuszony będziesz do użycia podkładek pomiędzy płytką a radiatorem. Jeśli używasz puszki ekranującej powinieneś umieścić radiator wewnątrz . T4 powinien mieć radiator taki sam jak w wersji 1W.

Rys 10: Rozkład elementów układu nadajnika Veronica 5W

Nadajnik zasilany powinien być napięciem 9-16V, 12V jest napięciem optymalnym (pobiera około 900mA). Jeśli układ ma mieć stabilizator, powinien być zamontowany zamiast D4 tak jak to pokazano na rysunku. Stabilizator także wymaga chłodzenia i powinien zamontowany być na radiatorze.

Nadajnik Veronica 5W strojomy jest identycznie jak wersja 1W , ale będziesz musiał mieć sztuczne obciążenie o większej mocy. Jeśli nie możesz zdobyć rezystora przenoszącego 5W (nie drutowy!), możesz wykonać go tak jak pokazano na rys 10, uzywając trzy 2W rezystory równolegle do złącza antenowego. Dla obciążenia 50 omowego każdy z rezystorów powinien mieć 150 omów, zaś dla 75 omowego 220 omów.

^ Widok zmontowanego nadajnika

^ Kity

Jeśli nie możesz lub potrafisz samodzielnie wykonać płytki drukowanej albo dostać części, możliwe jest zamówienie nadajnika w postaci układu do samodzielnego montarzu. Zamówić kit mozna bezpośrdnio ze strony producnta w Anglii (Veronica Kits) albo amerykańskich oddziałów takich jak LD Brewer. Wersja 1W kosztuje 30 funtów, zaś wersja 5W kosztuje 60 funtów.
:) - pink.
Zwrócić należy uwagę iż układy od producenta różnią się nieco od tych, zaprezentowanych tutaj, nie mają wzmacniacza mikrofonowego a także miejsca na stabilizator.