Transmisor "CHARANGUITO-40"
Modulacion PWM
Para 40 Metros y 150W de potencia de salida.
¡Hola Amigos Experimentadores!
Hoy les voy a compartir este proycto en el que he estado aplicado estos ultimos dias, y como el titulo lo idica es un transmisor de AM con modulacion tipo PWM para la banda de 40 metros, algo personalizado ya que lo he fabricado para un gran y querido amigo del Radio Club a donde pertenezco, y me refiero a Don Javier Peronchelo, LU5DSF, hombre apasionado por el CW y por el AM desde las primeras horas y a quien decidi darle una manito y me dispuse a hacerle este transmisor para poder sumar una estacion mas al espectro de las ya activas en este modo tan clasico y pintorezco de nuestra querida radio.
Descripcion del Transmisor
Todo el conjunto ha sido pensado para ser manipulado desde un transceptor comercial, a los fines de disponer del OFV propio del equipo y de el obtener la energia necesaria para la excitacion de la etapa de salida.
La recepcion se realiza de forma directa, es decir a travez de la etapa de RF, ya que las capacidades entre las junturas de los mosfets de la etapa acoplan perfectamente, proporcinando una leve atenuacion de +- 3 db aproxiomadamente sobre la señal de entrada, pero aunque esto es en detrimento del reporte que podemos dar al corresponsal, esto ayuda a la recepcion en general debio a los niveles de ruido que abundan en la banda de 40 mts., reduciendolos considerablemente y otorgando una nueva chance de recepcion para quienes por momentos quedan anulados por el elevado nivel de interferencias.
En este caso, el equipo ira instalado en una zona de muchisimo ruido producido por una poderosa estacion de broadcasting y en especial porel generado por las lineas de media tension que pasan por la puerta del QTH, ahora con esta leve atenuacion, la recepcion en 40 metros se ha vuelto posible.
Tambien al estar directamente acoplado el tranceptor exitador, se evita la utilizacion de llaves secuenciales y de relays de conmutacion, en sintesis la incorporacion del tranceptor acorta enormemente los caminos para la operacion y puesta en marcha del proyecto.
MODULADOR PWM
El modulador empleado es del tipo aplicado por LU1AGP en su proyectos y consiste en un oscilador local de 75/80 khz generados por un circuito oscilador basado en el IC555, un amplificador operacional LM311 que oficia mezclador de la señal del Oscilador local y el audio para convertira en un pulso cuadrado variable, es decir PWM.
Un CD4049, compuesto por 6 compuertas no inversoras que son dispuestas para amplificar dichos pulsos y darles la amplitud necesaria para excitar un conjunto de Drivers en configuracion Totem Pole, realizados con los populares transistores bipolares BD139 y BD140.
Estos ahora si acoplados mediante un condensador directamente al Gate proporciona los pulsos de activacion para el mosfet de potencia del modulador que en mi caso he utilizado el IRFP9240, Mosfet canal P que permite el manejo de una tension maxima de 200VCC y 12 Amperes de corriente maxima.
Si bien el circuito que he utilizado presenta algunas variaciones con el original ya que el circuito incorpora un control de nivel de audio tipo clipper mediante el IC 4558, pero particularmente en este montaje todo lo referente al clipper lo he ha obviado.
El modulador esta pensado para modular directamente a la tension de alimentacion que sera inyectada en los drenajes de los transistores de salida.
Metodo conocido como modular por "arriba" a la etapa de RF.
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FILTRO DE 75Khz
Entre la salida del modulador y la etapa de RF se intercala el Filtro PWM.
El filtro fue construido utilizando dos nucleos toroidales de micrometal de los rescatados de las fuentes de PC, y son aquellos nucleos de color amarillos de unos 5 cms de diametro, muy vistos entre el scrap de electronica.
Estos nucleos para la corriente y la frecuencia que se los utiliza en este tipo de diseños no se saturan y cumplen perfectamente su funcion y es la de eliminar la frecuencia de muestreo del generador PWM, dejando solo el audio impreso en la tension modulada, con la excursion que le da el estar ajustada la tension de salida del modulador al 50% de la tension total de fuente.
El filtro fue calculado por Luisito LU1AGP
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AMPLIFICADOR FINAL de RF
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El Amplificador final esta armado bajo la configuracion CORRIENTE COMUN o
Clase D-INVERSA
Aunque en principio utilice un par de Mosfets IRF840, la mala calidad de los mismos me hizo migrar a unos mosfets que tenia guardados para otro proyecto y que son lo IRFP350
Transistores de 16 Amperes y 400 Volts maximos pero de Calidad ORIGINAL indiscutida.
El circuito es el publicado y ensayado por Andres LU5HAH y es el mismo circuito que tengo operativo en mi transmidor
TREX-350, logicamente circuito que ha sufrido las alteraciones que corresponden al caso particular ya que el circuito de entrada por la variacion de los transistores debio ser modificado para una correcta adaptacion.
Toda la adaptacion ha sido obtenida en forma practica, es decir que fui buscando el valor de Inductancia y de capacidad correcta para lograr la adaptacion.
El rendimiento que he logrado con los IRFP350 a sido asombroso...
84VCC
2.A
168 Watts de Entrada
155 Watts de RF
Cercano al 90% de rendimiento.
MUY BAJA DISCIPACION DE TEMPERATURA DE LOS MOSFETS A REGIMEN PLENO.
MONTAJE DE ETAPA 1/D
Todo el montaje como ya es habitual en mis armados lo realizo mediante el sistema Manhatan Modificado, aunque el uso de una placa agrega ciertas capacidades parasitas que terminan afectando la sintonia final, situacion resuelta con el condensador variable tipo padder del circuito de salida.
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Gabinete y Montaje
Las creaciones en madera siempre fueron partede mi mayor preferencia, ya que me resulta mucho mas simple que manejar el plegado y corte de chapas, asique en este proyecto volvi a elegir el montaje sobre chasis de madera.
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INCORPORACION DE BLINDAJE AL MODULADOR
El MODULADOR requiere de cierta aislacion ante la RF para evitar que esta genere auto oscilaciones de muy alta frecuencia que ponen en riesgo la etapa de salida.
Para el Blindaje utilice una caja de fuente de PC fuera de uso y se adapto perfectamente por sus dimensiones al gabinete.
Esto me otorgo la proteccion contra bucles de RF que accionaban directamente sobre el modulador.
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FUENTE DE ALIMENTACION
La fuente de alimentacion fue integramente armada con materiales recuperados.
El transformador nos fue facilitado por Diego Rexach LU8DJR
y la tabla base era la que usabamos en los asados en el RC, :)
El resto de los materiales los recupere de una antigua impresora IBM.
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Para la visualizacion de la corriente dispuse un antiguo miliamperimetro de la era sovietica que pertenecio a un equipo de radiologia.
Le fabrique la resistencia Shunt necesaria para poder convertir la escala de 10mA max en 10 Amperes Maximos.
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Video del funcionamiento de la Etapa de RF
Ajuste y Puesta en clase.
El ajuste de la etapa se realiza corrigiendo la sintonia del tanque de salida por medio del condesador variable tipo padder.
Las opciones pueden ser que el padder quede muy suelto o por el contrario que quede muy apretado.
Si el mismo presenta sintonia apretado, aconsejo agregar un capacitor del tipo mica plata en paralelo para mejorar el rango de sintonia.
En cambio si el condensador queda suelto puede que nos este sobrando inductancia cosa que podemos corregir separando levemente las espiras de la bobina de sintonia, y eso lo podemos hacer agregando entre las espiras los palillos mondadientes. Si el espaciado debe ser muy grande sera necesario restar alguna espira.
Yo recomiendo que una vez sintonizado, fijar con una gota de esmalte de uñas el variable.
CONSEJO...
En caso de no poseer un Osciloscopio para el ajuste, este se puede aproximar mucho utilizando un amperimetro sensible, ya que en la condicion de resonancia el consumo hace un vientre en la corriente tal como lo hacian las valvulas, y ese punto coincide con la forma de onda de la clase.
El uso de un multimetro analogico, me proporciona la depresion visible de la corriente, es decir con un tester de "aguja" es mas facil observar el "pozo" ed sintonia deseado.
Video de ajuste de la red de entrada...
La entrada es muy importante sintonizarla mediante un circuito LC.
Aunque mi experiencia no es grande, he podido comprobar que que una relacion de sintonia de L+ ( +- 30 a 50 pF) proporciona el Q necesario para que la ROE se mantenga baja entre 7150 Khz y 7300 Khz.
Por otro lado, esa relacion L+C asegura que con la minima energia de exitacion obtendremos los 21 VPP en los Gates de los Mosfets, necesarios para activarlos correctamente.
Sugerencia...
Este tipo de Etapas de RF son muy fiables una vez alcanzado el punto de sintonia, no asi su filtro de salida, el balun bifilar que adapta la salida del tanque de sintonia a los 50 Ohms de la antena, este presenta algunas deficiencias a la hora de suprimir armonicos, en este caso he podido medir que la segunda amonica se encontraba a tan solo +-15db de la fundamental, por eso recomiendo, tal como lo uso en mi propop transmisor, la incorporacion de un filtro pasa bajos.
Esquema del filtro pasa bajos sugerido
Curvas de atenuacion y ROE del Filtro
Estacion Terminada y montada en el QTH de LU5DSF
El microfono es un electret comun y silvestre de los usados para PC adaptado a un brazo de velador accidentado... :)
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Aqui el gran Amigo... Javier " Charanguito" Peronchello, LU5DSF
QUE LO DISFRUTES AMIGO!
73's DX
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