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 tab Transceptor DSB/CW QRP Maritaca

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   Minha montagem do transceptor Maritaca, do mutirão da QRP-BR, feito pelo Miguel - PY2OHH.

   A montagem foi sem surpresas, funcionou de primeira e o funcionamento é fantástico. Montei pelo estilo "dead-bug" mesmo, conforme o lay-out do Miguel.

   Alias, uma nota sobre este tipo de montagem, é muito prático para montagens simples e que precisam sair rápido. Mas tem o inconveniente de ser complicado para uma eventual manutenção. Imagine trocar o SA612! Hihi...

   Todos os detalhes dos circuitos e da montagem em "dead-bug" podem ser vistas no site do Miguel.

   Os módulos montados e já testados:


Módulos do Maritaca

   Faltava um "ninho" para acomodar a maritaca. Depois de muito pensar e olhar varias opções, optei por uma bem inusitada. Tinha um porta-fichas desses de usar em escritório aqui, já estragado, mas a caixa base dele era de lata, e somente a tampa plástica estava quebrada. O material para a tampa, foi uma tampa de videocassete panasonic sucateado. O resultado dessa mistura toda:


O "resto" que sobrou.


Caixinha aberta, o acabamento do painel será de acrílico branco.


Caixinha montada.

   O painel por ser pequeno tive que estudar muito bem antes de sair fazendo furo a torto e a direito. No caso optei por uma solução bem pratica. Fiz o desenho das chavinhas, plugs, knobs, etc. no Corel Draw e brinquei de "lego", arrastando as "pecinhas" pra lá e pra cá, até encontrar a melhor disposição:

   A legenda do painel foi aplicada usando o meu método com impressão a laser e papel contact. Este foi o principal motivo por ter escolhido o painel branco. Uma observação: Ao invés de fazer várias etiquetas menores, optei por fazer uma etiqueta só, que cobre o painel todo. O painel com a etiqueta já aplicada:


Ainda faltava vazar os furos... note pelo circulo preto de alinhamento dentro dos furos.

   Primeiro teste do painel na caixa com a maioria dos acessórios já no seu devido lugar:


Primeira prova do painel. Perfeito!

   Depois de remover toda a tinta velha e pintar a caixinha, já aproveitei para fixar os pezinhos de borracha e acrescentar uma nova perfumaria. Um "cavalete" para apoiar o maritaca, isso é bom para utilizá-lo sobre uma mesa e também alivia um pouco a saída de som, pois eu tive que colocar o alto-falante por baixo da caixa. O material para fazer o cavalete: Um cabide de roupas comprado nas lojinhas de 1,99... No vídeo abaixo (ruim de foco, mas da pra ver) pode-se ver o tal cavale. Aproveite e repare no "vernier de pobre"... A boa e velha polia e cordinha. hihi.


Vídeo do teste inicial do maritaca na caixa. Ouvindo PY2SFU
falando de como funciona a garrafa de café hihihi!

   Para fixar o display do frequencimetro, bargraph do s-meter e os led TX, RX e CW, utilizei um pedaço de uma caixinha de CD quebrada. Os cortes foram feitos com uma serra de ourives e ajustados com uma lima de platinado e uma lima quadrada de ourives. Veja como a máscara ficou antes de ser recortada da caixinha de CD:


caixinha de CD quebrada que iria pro lixo...

   Teste da mascara apenas colocada no local sem fixar. O acrílico do visor foi coberto com um pedaço de insulfilm para ficar fumê e dar um aspecto mais agradável. O visor é recortado de um pedaço de plexiglass de 3mm de espessura (pode ser encontrado em locais que fabriquem brindes, placas comemorativas, etc) e apenas encaixado por dentro do rasgo do painel. Este método tem a vantagem de que só é necessário abrir um único rasgo retangular no painel, poupando bastante trabalho no corte do metal da caixa.

 

   As "perfumarias" aplicadas:

   No meu caso optei por incluir umas "perfumarias" a mais, como um frequencimetro e um s-meter alem de chaves para ligar e desligar o AGC, e um atenuador de 20dB na entrada da antena e filtro de áudio.

   Essimetro e Frequencimetro:

   O frequencimetro utilizei o projeto do DL4YHF, o qual eu já descrevei e projetei uma placa. O s-meter é um projeto meu mesmo, foi feito para servir para qualquer propósito geral. A ligação do frequencimetro não tem segredo, bastou tomar uma amostra do sinal na saída do VFO.

   Já o s-meter, capta o sinal do RX proveniente do LM386 original do Maritaca, antes do filtro de audio. Isso tem um pequeno inconveniente, no caso de alguma lateral muito forte irá aparecer sinal, mas esta pode ser cortada pelo filtro não saindo nada no falante. Também notar que a medição do sinal é com base no áudio e não em RF. É um pequeno preço a pagar pela simplicidade.

   No TX, a medição é feita tomando-se uma amostra do RF  na saída do filtro PI, conforme o esquema abaixo.

   Abaixo, o s-meter e frequencimentro montados e prontos para serem instalados.

  
 

   Atenuador de 20dB:

   O atenuador não tem segredo, é um atenuador PI de 20dB feito com resistores de 1/8W mesmo e com valores aproximados. Foi inserido entre o chaveador de antena a diodos e a bobina de antena, conforme abaixo:

   Nota: Na prática, -20dB se mostrou um exagero... talvez seja melhor utilizar 10dB. Caso queira experimentar com -10dB, troque os resistores de 56R por 100R e o de 270R por 68R.

   Filtro de Áudio:

   A fim de cortar as laterais (já que um receptor de conversão direta teoricamente não tem limite de banda passante) resolvi inserir um filtro de áudio com largura de banda de aproximadamente 2.5kHz o que é mais que suficiente pra recepção em SSB.

   Depois de pesquisar algumas soluções acabei optando pelo filtro abaixo. O filtro abaixo no caso é um passa-baixa no modo Multiple-Feedback de 4ª ordem.

   O filtro foi feito para ser ligado diretamente na saída do LM386 do Maritaca, por isso o resistor de 8R2 que fará as vezes do alto-falante. O trimpot de 3K deve ser ajustado para não saturar o amplificador do filtro. O potenciômetro de 10K é o controle de volume. A alimentação do filtro devera ser retirada do +RX do Maritaca. É necessário trocar o 2N3904 da chave QSK por um TIP31 e alterar o resistor de polarização da base de 10K para 1K, pois o pobre do transistor não tem capacidade de corrente para agüentar o consumo de todo o RX e mais o filtro. Já aproveite e troque o 2N3906 por um BC328, pois ele é meio frouxinho pra tocar todo o setor de TX do maritaca.

   Este filtro, do jeito que foi concebido inclusive pode ser construído para ser utilizado com qualquer transceptor. Abaixo o spectrograma do filtro, mostrando a banda passante.

   Observe que por volta de 3kHz a atenuação já é de cerca de -20dB e em 4kHz já atinge cerca de -40dB e o corte final ocorre por volta dos 6kHz. O resultado deste filtro me surpreendeu bastante. O projeto com mais detalhes deste filtro pode ser visto aqui.

    No caso do maritaca eu optei por montar o filtro no método "dead-bug", mas no caso esta mais pra "very-hyper-duper-ugly" isso sim. hihi.

   Abaixo, finalmente a foto do Maritaca todo montado, o filtro de audio teve que ser instalado na lateral da caixa, pois quando fiz a distribuição interna dos módulos não havia previsto a instalação do filtro, assim eu procurei uma disposição que pudesse aproveitar melhor o espaço.

   A caixinha fechada.

   E aqui um video do Maritaca em pelo funcionamento. Na verdade é uma fusão de dois vídeos diferentes. A primeira parte é o finalzinho do contado que fiz o primeiro contato com este transceptor (com PY5QW) e uma filmagem da barrigada do Maritaca.

   Atualização 27/05/2009:

   Depois do encontro dos amigos do AM lá em Iperó, eu resolvi dar uma mexida e melhorar um pouco o rendimento do Maritaca em TX, já que eu tinha trocado os dois transistores 2SC1173 por um IRF520N e feito uma pequena modificação no PA para usar FET, porem a potencia ficou em torno de 4W, o que eu achei pouco pra esse FET.

   As modificações são os itens em azul nos blocos abaixo, em referencia ao esquema original do Maritaca do mutirão. Ah... antes de proceder com as modificações abaixo, tenha certeza de já ter trocado os transistores da chave QSK como expliquei ai em cima, na parte do filtro de áudio.

   Modulador balanceado:

   Acrescentei um capacitor de 27pF e um trimmer de 4/45pF, um de cada lado dos diodos. Igual ao do Maritaquinha. Acrescentei um resistor de 220R do cursor do trimpot de nulo para o terra, dando uma derrubada no sinal. Acrescentei um trimpot de 3K dosando o nível de RF que o VFO joga no modulador.

   O VFO do maritaca é meio bocudo, chega a saturar o modulador balanceado, o que no meu caso acarretou queda de potencia.

   Buffer do TX:

   Alterei o transformador de RF pra um bifilar em modo auto-transformador igual ao que esta no Maritaquinha, porem não mexi nos resistores de polarização.

   Driver do TX:

   Removi os dois 2N3904 e substitui por um PN2222 (retirado de sucata de placa-mãe de pc). Os resistores de polarização de base, usei igual ao do Maritaquinha, 8K2 e 560R, porem não coloquei o resistor de 27R limitando a corrente de coletor. No emissor continua 10R. O diodo 1N4001, capacitor de 100nF e de 10uF que travavam a polarização de base foram removidos.

   PA:

   Este eu já havia mexido antes disso (no ano passado), como os transistores originais tinham pifado por auto-oscilação, eu já havia trocado por um IRF520N. A polarização de gate eu copiei do Ararinha.

   Mexi no PI de saída, troquei os capacitores de 470pF por 330pF e passei a bobina para 12 espiras (eram 18 espiras), com isso a potência foi lá pra cima (uns 24W se não me engano), porem eu tive que diminuir a polarização de gate pra menos de 20mA, pois estava auto-oscilado feito um doido.

   Dai resolvi neutralizar o PA, coloquei um resistor de 220R e um capacitor de 100nF em serie e ligado entre o gate e o dreno do fet. Auto-oscilação resolvida, consegui voltar a corrente de repouso pra 20mA e a potencia caiu pra 20W com alimentação de 14.2V, ficou muito bom. Observe que FET gosta de tensão mais alta no dreno, se você alimentar com 12.5V a potencia cai pra uns 6 ou 7W no máximo.

 

   Atualização 08/10/2010:

   Tudo que esta bom pode melhorar. Um tempo atrás resolvi olhar como era o espectro de TX do maritaca, usando o SDR-Zero. Pra minha surpresa, ele estava abocanhando quase 20kHz de banda, devido a ser DSB e ter uma banda passante no pré de microfone muito alta.

   Como eu já tinha o filtro ativo de áudio no RX, resolvi coloca-lo no TX também, para isto usando um pequeno relé para inseri-lo no TX durante a transmissão. O esquema abaixo presume-se que você já tenha instalado o filtro no RX.

   Como sempre, as partes em Azul são as modificações acrescentadas. O sinal PTT deve ser ligado a chave SW1A da chave QSK, que é a chave de PTT do Maritaca. A parte superior do esquema corresponde ao pré de microfone do maritaca e o modulador balanceado. Observe que o capacitor que fica em paralelo com a entrada do eletreto foi alterado de 1nF para 150nF.

   A alimentação do LM386 do filtro foi movida para a linha +RX, isso é para que o amplificador de áudio não fique gerando ruído durante o TX.

   Para o ajuste proceda da seguinte forma, primeiramente ajuste o trimpot de 3K para um RX confortável, isso se dá aproximadamente  em 3/4 do ajuste do trimpot. Feito isto passe para TX e ajuste o novo trimpot de 47K que foi inserido na entrada do microfone para obter áudio sem distorção medindo na saída do pré, apos o capacitor de 1uF. O ideal é fazer o ajuste com o osciloscópio, deve ser ajustado para que não haja clipping do sinal. Pode até mesmo ser usado estes softwares de osciloscópio para placa de som no PC, já que estamos trabalhando com áudio.

  Feito isto, passe para o trimpot de 5K e ajuste para que o áudio não cause distorção ou sobre-modulação. Observe que o ajuste do trimpot de 3K influi tanto no áudio RX quanto TX.

   O resultado foi muito bom! agora o Maritaca consome "apenas" 5kHz de banda, pois o filtro limita a banda passante em 2.5kHz, e assim temos 2.5kHz para cada lado do espectro (DSB). Isso traz uma grande vantagem, uma melhoria na potencia, já que ela não será desperdiçada em freqüências que um rádio normal de SSB irá cortar, ou seja, qualquer coisa acima dos 3kHz, você esta literalmente jogando potencia no lixo.

   Abaixo temos as medições feitas no spectrometer de pardinho:


(Maritaca sem o filtro. Clique para ampliar)

   Veja que sem o filtro o pequeno Maritaca esta tomando quase 20kHz do espectro, estou transmitindo em 7062.05kHz e as raias do spectrometer vão aproximadamente de 7053 a 7071, o que da 18kHz. É muito desperdício de banda não é mesmo? Observação, esta imagem é uma colagem de 4 imagens para poder observar 20kHz do espectro.

   Com a inserção do filtro passa-baixa entre o pré de microfone e o modulador balanceado, o resultado é este:


(Maritaca com o filtro. Clique para ampliar)

   Veja que agora que as raias no spectrometer vão de mais ou menos 7059.5 a 7064.5kHz, divida isso por dois, pois é DSB e veremos que conseguimos estreitar a banda ocupada para 2,5kHz!

   Curiosamente a propagação estava melhor na hora que fiz o teste sem filtro (que foi 10 minutos apos o teste com o filtro) que deixou muito mais claro no spectrometer a largura de banda ocupada pelo maritaca. Se tiver curiosidade de ouvir as gravações dos testes, pode baixar as MP3 abaixo:

   Maritaca sem filtro, largura de banda no SDR fixa em 2400Hz
   Maritaca sem filtro, largura de banda no SDR fixa em 6000Hz
   Maritaca com filtro, largura de banda no SDR fixa em 2400Hz

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