23 cm met een Nokia atf2

Inleiding
23 cm tx-module
23 cm rx-module
Koppeling 23 cm tx-module met Nokia atf2
Koppeling 23 cm rx-module met Nokia atf2
Berekening en voorbeelden

Inleiding

Na een aantal jaren aktief geweest te zijn op 23 cm met een transverter inkombinatie met een all-mode 2 meter transceiver ontstond het idee een Nokiaatf2 van een 23 cm transverter te voorzien om zo "portable" op 23 cm in fmte kunnen werken. Aangezien mijn interesse voor 23 cm fm zich in hetonderste deel van de band afspeelt (PI6SHB op 1242.3500 MHz) werd gekozenvoor een transverter met een kristaltrein van 810 MHz. De 430-440 MHz vande Nokia kwam zo op 1240-1250 MHz terecht.
Op zich een projekt met een prima resultaat. Er is echter een nadeel: Er iseen kristaltrein nodig van 810 MHz. Hiervoor moet een kristal geslepenworden waarvan de stabiliteit te wensen over laat vanwege het feit dat deoscillator niet temperature-controlled is.

Aangezien toch maar 1 frequentie op 23 cm werd gebruikt is vervolgens gekozenvoor eenander concept: Verdrievoudiging van 70 cm naar 23 cm. Nu is geen kristaltreinnodig en de stabiliteit is door de tco in de atf2 perfekt.De atf2 werkt op 70 cm in een 12.5 kHz raster. Na verdrievoudiging ontstaateen raster van 37.5 kHz op 23 cm. In de praktijk levert dit geen problemen op:Er wordt gekozen voor 1 frequentie en wanneer deze niet in het nieuwe rasterligt wordt de 12.8 MHz oscillator van de atf2 met het afstemschroefje zodanigverstemd dat de juiste frequentie op 23 cm ontstaat.

Zowel de tx- als de rx-module zijn gebaseerd op de 23 cm transverter vanDB6NT. De bruikbare delen zijn er uit gedestilleerd en gekombineerd.

Bij tx gebeurt het volgende: De eindtrap van de Nokia atf2 vervalt. Het rf-signaal van de synthesizerprint dat normaal naar de eindtrap gaat wordt nuaan de tx-module aangeboden. Deze bevindt zich in een standaard blikkenbehuizing van 37X74X30 mm en bevat een BFG93A als verdrievoudiger, gevolgddoor een helixfilter op 23 cm met daarachter een 2 W eindmoduul type 67715.

Voor rx is de situatie als volgt: Het local oscillator (LO) signaal datnormaal naar de mixer van de ontvangerprint van de Nokia gaat, wordt nuaan de rx-module aangeboden. Het komt terecht in een verdrievoudiger dieis opgebouwd met een BFG93A gevolgd door een 23 cm helixfilter. Dit nieuweLO-signaal dient als mengsignaal voor de mixer type SMD-C2.Voor deze mixer hangt een 23 cm frontend bestaande uit een MGF1302 gevolgddoor een 23 cm helixfilter en een MAR-6.
Als uitgangsfrequentie van de mixer is 21.4 MHz gekozen aangezien op deoriginele Nokia ontvangerprint een mf van 21.4 MHz gebruikt wordt bijsmalband fm ontvangst. Bij gebruik van een breedband Nokia kan evenzo vooreen mf van 31.4 MHz worden gekozen.Ook voor de rx-module wordt een standaard blikken behuizing gebruikt van37X74X30 mm.

Om de Nokia atf2 over de gehele 23 cm band te gebruiken is het nodig dat depll over een ruim frequentiegebied kan worden ingesteld. De controller zoalsdie elders op mijn homepage wordt beschreven is hiervoor geschikt.

Bij de originele atf2 is het zo dat er een vco aanwezig is die gebruiktwordt als local oscillator voor ontvangst. Datzelfde signaal wordt gemengdmet een kristal, het som- of verschilsignaal wordt gefilterd, versterkt enuitgezonden.
Aangezien de vco steeds op dezelfde frequentie blijft staan is de 23 cm trxfull-duplex te gebruiken. De schakeling is derhalve ook inzetbaar alsrepeater of packet link-trx.
Er hoeft slechts 1 kristal te worden geslepen dat het originele 31.4 MHzkristal op de synthesizerprint moet vervangen. Dit kristal bepaalt alleende SHIFT.Bij wijziging van frequentie met behoud van shift is dus geen nieuw kristalnodig. Aangezien dit in de praktijk een kristal betreft tussen 10 en 30 MHzen dit slechts verdrievoudigd hoeft te worden treden geenstabiliteitsproblemen op.

23 cm tx-module

Klik op plaatje voor schema tx-unit in PDF

Het rf-signaal op 70 cm wordt aangeboden op smb-chassisdeel J1.Aangezien in de Nokia atf2 smb-konnektoren worden gebruikt is ook de 23 cmtx-module daarmee uitgerust.Ongeveer 20 mW is nodig om T1 zodanig te laten verdrievoudigendat voldoende output beschikbaar is om de 23 cm eindtrap voldoende opente sturen.Deze transistor T1 vervormt en kweekt dientengevolge hogere harmonischen. Inzijn kollektorleiding is een helixfilter opgenomen waardoor slechts het23 cm signaal wordt doorgelaten. Via C7 wordt de 23 cm eindtrap bereikt,een versterkerblok van het type 67715.In de tx-module bevindt zich slechts 1 afregelpunt: Het helixfilter.Dit filter wordt afgeregeld op maximale output.Met een 7808 is de spanning van de gehele tx-module vastgelegd op 8 Volt.Bij deze spanning wordt reeds 2 Watt output op 23 cm gehaald en staat deeindtrap rustig te werken.
Voor deze schakeling is een dubbelzijdige print ontworpen op standaard epoxyvan 1.6 mm dik. Een zijde bevat de sporen, de andere zijde bevat alleenmassavlak met uitsparingen.

Klik op plaatjes voor layouts tx-unit in PDF

De print wordt zodanig op maat gemaakt dat hij precies in het standaard blikvan 37X74X30 mm past. Vervolgens worden de plaatsen voor de doorvoer-condensator en de 2 smb-chassisdelen gemarkeerd en geboord. De gaten voorde smb-chassisdelen komen op 8 mm van de bodem van het blik.Dan wordt een gat geboord voor het M3-boutje waarmee later de 7808 aan deblikken wand zal worden geschroefd.Daarna worden de 2 gaten in de zijwand gemarkeerd en geboord voor de eindtrap.Vervolgens wordt de print rondom in het blik gesoldeerd,zowel onder- als bovenzijde. Daarna worden doorvoer-condensator en smb-chassisdelen in het blik gesoldeerd.
De smb-chassisdelen zijn eigenlijk voor printmontage: 1 binnenpen en 4ondersteunende pennen daaromheen.

Knip de 4 buitenpennen zo kort mogelijk af en er ontstaat een chassisdeeldat strak tegen de buitenwand van het blik gesoldeerd kan worden.

Pas nu worden zowel onder- als bovenzijde van de print van onderdelenvoorzien. Let op: De BFG93A (T1) wordt ondersteboven gemonteerd!Het blik wordt strak tegen de atf2-behuizing geschroefd aan de zijde waarzich de 23 cm eindtrap bevindt. Op deze manier wordt de atf2-behuizinggebruikt als koeloppervlak voor de 23 cm eindtrap.

23 cm rx-module

Klik op plaatje voor schema rx-unit in PDF

Het rf-signaal op 23 cm komt binnen op J1. Rond GaAs-fet T1is het 23 cm frontend opgebouwd. T1 wordt gevolgd door 23 cm helixfilter F1waarna het signaal terecht komt bij breedbandversterker U1.Dan wordt mixer M1 bereikt.

Het lo-signaal op 70 cm wordt aangeboden op smb-chassisdeel J3.Aangezien in de Nokia atf2 smb-konnektoren worden gebruikt is ook de 23 cmrx-module daarmee uitgerust.Ongeveer 10 mW op 70 cm is nodig om T2 zodanig te laten verdrievoudigendat voldoende output beschikbaar is voor mixer M1. Helixfilter F2 zorgter voor dat alleen de 23 cm komponent de mixer bereikt.
In de rx-module bevinden zich slechts 2 afregelpunten: Beide helixfilters.Deze filters worden afgeregeld op optimale ontvangst.Met een 78L06 is de spanning van de gehele rx-module vastgelegd op 6 Volt.
Voor deze schakeling is een dubbelzijdige print ontworpen op standaard epoxyvan 1.6 mm dik. Een zijde bevat de sporen, de andere zijde bevat alleenmassavlak met uitsparingen.

Klik op plaatjes voor layouts rx-unit in PDF

De print wordt zodanig op maat gemaakt dat hij precies in het standaard blikvan 37X74X30 mm past. Vervolgens worden de plaatsen voor de doorvoer-condensator en de 3 smb-chassisdelen gemarkeerd en geboord. De gaten voorde smb-chassisdelen komen op 8 mm van de bodem van het blik.Dan wordt de print rondom in het blik gesoldeerd, zowel onder- als bovenzijde.Vervolgens worden doorvoer-condensator en smb-chassisdelen in het blikgesoldeerd. Aan de massazijde worden de gaten die bestemd zijn voor deschijfcondensatoren C2 en C3 met een reepje blik afgedicht.

Nu worden zowel onder- als bovenzijde van de print van onderdelen voorzien.Let op: Ook bij de rx-module wordt de BFG93A (T2) ondersteboven gemonteerd!

Koppeling 23 cm tx-module met Nokia atf2

J1 is de ingang van de 23 cm tx-module en wordt via een coaxkabel verbondenmet de rf-uitgang van de Nokia synthesizerprint.
De voedingsspanning die aan de Nokia atf2 wordt aangeboden wordt ook gebruiktvoor de 23 cm tx-module.
Aan die zijde waar zich de 23 cm eindtrap bevindt wordt de tx-module tegende atf2-behuizing geschroefd t.b.v. koeling voor de eindtrap.
De originele Nokia atf2 eindtrap wordt niet meer gebruikt en kan wordenverwijderd.

Koppeling 23 cm rx-module met Nokia atf2

J3 is de poort waar het 70 cm lo-signaal wordt aangeboden. Via een coaxkabelwordt J3 verbonden met de lo-uitgang van de Nokia synthesizerprint dieorigineel aan de Nokia ontvangerprint hangt.
Op smb chassisdeel J2 is het mf-signaal beschikbaar: Bij een smalband Nokia21.4 MHz, bij een breedband type 31.4 MHz. Via eencoaxkabel wordt dit mf-signaal geinjekteerd in de originele ontvangerprint,direkt NA de SBL-1.
De voedingsspanning die aan de Nokia atf2 wordt aangeboden wordt ook gebruiktvoor de 23 cm tx-module.
Tijdens afregeling van de helixfilters kan gebruik worden gemaakt van designaalsterkte-uitgang van de TDA1576 op de ontvangerprint. Een Voltmeteraan pen 13 van de TDA1576 en u heeft een S-meter ter beschikking.

Berekening en voorbeelden

Rekenvoorbeeld rx in 23 cm smalband repeater PI6SHB:

PI6SHB ontvangt op 1270.3500 MHz.Als LO-frequentie gebruik ik 1270.3500 + 21.4000 = 1291.7500 MHz.1291.7500 verkrijg ik door de vco van de atf2 in te stellen op 430.5833 MHz.Immers 430.5833 maal 3 geeft 1291.7500 MHz.Door de vco te programmeren op 430.5875 MHz, en vervolgens de 12.8 MHz tco teverdraaien, is het mogelijk de vco op 430.5833 MHz in te stellen.

Rekenvoorbeeld tx in 23 cm smalband repeater PI6SHB:

PI6SHB zendt op 1242.3500 MHz.De vco-frequentie is ingesteld op 430.5833 MHz (zie rekenvoorbeeld rx).Uit de atf2 is een signaal nodig van 414.1167 MHz. (nl. 414.1167 maal 3geeft 1242.3500 MHz)Het nieuwe kristal op de synthesizerprint wordt dus 430.5833 -414.1167 = 16.4667 MHz.

Het kristal van 16.4667 MHz zorgt dus voor een shift van 28 MHz op 23 cm,onafhankelijk van de gebruikte frequentie, onafhankelijk van boven- ofondermenging.
Immers in dit specifieke geval geldt: ( RX MF + SHIFT ) / 3 = kristalfrequentie.

Voorbeeld 9K6 packet smalband link-trx met 59 MHz shift:

PI1EHV zendt op 1299.5500 MHz naar PI1SHB, PI1EHV ontvangt PI1SHB op 1240.5500MHz.Als local oscillator (lo) gebruikt PI1EHV 1240.5500 + 21.4 = 1261.9500 MHz.De vco van de atf2 wordt ingesteld op 420.6500 MHz aangezien 420.6500 maal 3een frequentie van 1261.9500 MHz geeft.PI1EHV zendt op 1299.5500 MHz. De atf2 moet daarvoor zenden op 433.1833 MHz.Het kristal wordt dan 433.1833 - 420.6500 = 12.5333 MHz.
In het geval van de Nokia atf2: ( 59 - 21.4 ) / 3 = 12.5333 MHz.

Tegenstation PI1SHB zendt op 1240.5500 MHz naar PI1EHV, PI1SHB ontvangtPI1EHV op 1299.550 MHz.Als lo gebruikt PI1SHB 1299.5500 - 21.4 = 1278.1500 MHz.De vco van de atf2 wordt ingesteld op 426.0500 MHz. PI1SHB zendt op 1240.5500 MHz. De atf2 moet daarvoor zenden op 413.5167 MHz.Het te moduleren kristal wordt dan 426.0500 - 413.5167 = 12.5333 MHz.
In het geval van de Nokia atf2: ( 59 - 21.4 ) / 3 = 12.5333 MHz.

Voorbeeld 76K8 packet breedband link-trx met 59 MHz shift:

PI1XXX zendt op 1299.6000 MHz naar PI1YYY, PI1XXX ontvangt PI1YYY op 1240.6000 MHz.Als lo gebruikt PI1XXX 1240.6000 + 31.4 = 1272.0000 MHz.De vco van de atf2 wordt ingesteld op 424.0000 MHz aangezien 424.0000 maal 3een frequentie van 1272.0000 MHz geeft.PI1XXX zendt op 1299.6000 MHz. De atf2 moet daarvoor zenden op 433.2000 MHz.Het kristal wordt dan 433.2000 - 424.0000 = 9.2000 MHz.
In het geval van de Nokia atf2: ( 59 - 31.4 ) / 3 = 9.2000 MHz.

Tegenstation PI1YYY zendt op 1240.6000 MHz naar PI1XXX, PI1YYY ontvangtPI1XXX op 1299.6000 MHz.Als lo gebruikt PI1YYY 1299.6000 - 31.4 = 1268.2000 MHz.De vco van de atf2 wordt ingesteld op 422.7333 MHz. PI1YYY zendt op 1240.6000 MHz. De atf2 moet daarvoor zenden op 413.5333 MHz.Het kristal wordt dan 422.7333 - 413.5333 = 9.2000 MHz.
In het geval van de Nokia atf2: ( 59 - 31.4 ) / 3 = 9.2000 MHz.

Opmerking: De kristal-frequentie voor 59 MHz shift is bij breedband een stuklager dan bij smalband. Dit kristal hoeft bij de breedband-methode echterniet gemoduleerd te worden, de 9.2000 MHz oscillator wordt alleen gebruiktom te mengen, niet om te moduleren.

Samenvattend: De pll van de vco wordt ingesteld met de controller zoals dieelders op deze homepage is beschreven. Met de dipswitches kan elke frequentietussen 384.0000 en 511.9875 MHz worden ingesteld. Het kristal op desynthesizerprint van de atf2 bepaalt de shift.De tx-module krijgt zijn ingangssignaal direkt van de synthesizerprint.De rx-module krijgt zijn lo direkt van de synthesizerprint. Hetuitgangssignaal op 21.4 MHz of 31.4 MHz wordt in de originele ontvangerprintgeinjekteerd direkt na de SBL-1 mixer op de ontvangerprint.

Overzicht smalband: Mf = 21.4 MHz

Shift op 23 cm	Kristalfrequentie	Opmerkingen
00 MHz	21.4000 MHz	simplex only
28 MHz	16.4667 MHz	full-duplex, spraak-repeaters
59 MHz	12.5333 MHz	full-duplex, link-trx packet

Overzicht breedband: Mf = 31.4 MHz

Shift op 23 cm	Kristalfrequentie	Opmerkingen
00 MHz	31.4000 MHz	simplex only
59 MHz	9.2000 MHz	full-duplex

Uiteraard is men niet verplicht een Nokia atf2 te gebruiken. Op dit momentpas ik de hier beschreven modules ook toe in een Siemens atf2 als backupvoor PI6SHB. Ook de Motorola atf2 kan eenvoudig worden gebruikt.

E-mail: pa3gco@amsat.org