B3Z 70cm 130mW FM breedband zender

De B3Z 70cm breedbandzender is een stuurzender voor de 70cm amateurband om breedbandige FM signalen uit te zenden. Hierdoor is het mogelijk om HiFi geluidsverbindingen te maken. Voordelen zijn naast de goede geluidskwaliteit ook de mogelijkheden tot duplex verbindingen. Dit kan zelfs binnen de 70cm band aangezien deze breedbandig genoeg is. Door de hoge geluidskwaliteit is het zelfs mogelijk om met meerdere stations tegelijk een duplex verbinding te maken. Voor de ontvangst is een breedband FM ontvanger nodig. Vaak wordt gebruik gemaakt van 70cm naar FM omroep downconverters zodat er gebruik kan worden gemaakt van een normale FM radio-ontvanger. Dit opent meteen de mogelijkheid tot het uitzenden in stereo en eventueel RDS.

Bij het ontwerp van deze zender is zoveel mogelijk rekening gehouden met de beschikbaarheid van componenten. Hierdoor is ook de keuze gevallen op het gebruik van SMD. Dit omdat veel nieuwere producten niet in through-hole modellen verkrijgbaar zijn.

b3z-70

Technische beschrijving

De oscillator is opgebouwd rond een dual gate mosfet, de BF998. Deze oscilleert direct op de gewenste frequentie. Het audio wordt gemoduleerd door een varicap diode (D2). Het netwerk rond R4, R7, C5, R8 en R9 is een pre-emphasis van 50uS welke eventueel door het weghalen van de jumper uit te schakelen is. Het signaal van de oscillator wordt gebufferd door T2, wat eveneens een dualgate mosfet is. Daarna wordt het versterkt door IC3, een MMIC gevolgd door de eindtrap welke is opgebouwd rond IC2. Het uitgangssignaal wordt voordat deze op de antenneaansluiting wordt aangeboden door een laagdoorlaat filter gehaald. TR3 vormt hierbij een notch, om de 2e harmonische verder te onderdrukken.

De PLL is opgebouwd rond de SP5511. Er is voor dit IC gekozen vanwege de goede verkrijgbaarheid. Deze PLL is jaren lang gebruikt in TV en satelliet tuners waardoor er hier en daar nog behoorlijke voorraden beschikbaar zijn. Het ingangssignaal voor de PLL wordt door een inductieve koppeling verkregen. Deze is gepiekt rond 870MHz. Hierdoor is het mogelijk de PLL te laten reageren op de 2e harmonische. Het voordeel daarvan is dat de stapgrootte verkleind kan worden naar 25kHz. De regelspanning van de PLL wordt uiteindelijk weer via een loopfilter aan de varicapdiodes (D3, D4) aangeboden aan de oscillator.

De besturing is opgebouwd rond een PIC16F648A. Deze zorgt voor het aansturen van de PLL en de eindtrap. De I2C besturingsdata voor het PLL wordt geleid via een HEF4053. De reden hiervoor is dat lees en schrijfacties op de I2C bus storing kunnen veroorzaken op de regelspanning wat uiteindelijk weer terug te horen is in het audio. Nu is het mogelijk om via CON2 eventuele andere I2C IC’s te sturen. Dit biedt mogelijkheden voor het aansturen van een eindtrap of iets dergelijks. Wanneer de PLL niet in lock is zal de eindtrap van de zender niet in werking zijn.  De frequentie is te wijzigen met behulp van een rotary encoder. Door op de rotary encoder te drukken wordt de nieuwe frequentie bevestigd. Het geheel is uit te lezen met een 2×16 regels LCD.

Afregelen

P1 Audio niveau
P2 LCD contrast
P3 Uitgangsvermogen (1-130mW)
TR1 Frequentie fijnafstemming
TR2 Oscillatorfrequentie
TR3 Notch voor 2e harmonische
TP1 PLL regelspanning
TP2 Modulatie na pre-emphasis
TP3 Oscillatorspanning (9V)
TP4 Stuurtrap spanning (5V)
TP5 Oscillatorfrequentie
TP6 Frequentie na deling PLL
TP7 Frequentie van PLL referentie
TP8 PLL circuit spanning (5)
TP9 Eindtrap spanning (0-4V)

Bouwtips
– Gebruik uitsluitend keramische condensatoren, ook boven 1uF.
– Bijna alle weerstanden en condensatoren zijn 0805, echter soms komt 1206 voor.
– Indien je zelf de print maakt, zorg dat voor voldoende “via’s”. Vooral rond het hoogfrequent gedeelte is dit zeer belangrijk.
– De gebruikte spoelen mogen GEEN ferriet bevatten. Vooral in het oscillator gedeelte is dit van belang. Ferriet staat bekend als ruis veroorzaker.
– Het geheel dient in een blikken doosje gebouwd te worden. Het formaat van de print is zo gekozen dat deze een standaard maatvoering heeft.
– Bereid eerst het blikje voor (gaten voor DC, LF en RF). Plaats daarna de kale print in het blikje en soldeer deze rondom, en dubbelzijdig vast. Plaats de onderdelen dus pas wanneer de print volledig in het blikje is gemonteerd.
– Gebruik een schone voedingspanning om de zender te voeden. Sommige schakelende voedingen hebben producten op de voedingspanning staan welke direct hoorbaar zijn als extra ruis of pieptonen. Een conventionele voeding is nog altijd de beste oplossing.

Belangrijk

Voedingspanning  12-15V
Stroomverbruik   ca. 250mA bij 130mW RF
Frequentiebereik  430-440MHz 25kHz stappen
Audiobereik   20Hz – 100kHz
PLL locksnelheid  > 1 seconde

Downloads
– Modificatie Rev. B naar Rev. C
Layout controller PCB
Schema, PCB’s en printlayout
– Software B3Z 70cm versie 1.0
– Software B3Z 70cm versie 2.0
– Software B3Z 70cm versie 2.2
– Software B3Z 70cm versie 2.3 *
– Software B3Z 70cm versie 2.4 *
– Software B3Z 70cm versie 3.3 *
– Software B3Z 70cm versie 3.4 *

*) Indien je een 25kHz raster wilt gebruiken (lock op 2e harmonische), dan dien je versie 2.x te gebruiken, indien je 50kHz raster wilt gebruiken (lock direct op frequentie), gebruik dan v3.x. Let op: vanaf versie x.3 dien je een 16F648a te gebruiken!

Links
Dit project is in 2013 internationaal gepubliceerd in Elektor.
Klik hier om het juli/augustus nummer 2013 van Elektor te downloaden
Klik hier om de zender print van Elektor te bestellen
Klik hier om de besturingsprint van Elektor te bestellen

© 2018 pe5pvb.nl


Alle informatie op deze website is met veel zorg samengesteld. De auteur is niet verantwoordelijk voor de juiste werking van de producten die resulteren uit de beschrijvingen of eventuele gevolgen die voortvloeien uit het gebruik ervan. Niets van deze website mag gereproduceerd, gekopieerd of vermenigvuldigd worden voor commercieel gebruik zonder nadrukkelijke toestemming van de auteur. De informatie op deze pagina's mag slechts gebruikt worden voor reproductie van de projecten voor persoonlijk, non-commercieel gebruik.