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[无线]春节前的折腾,组装NORCAL-40A收发信机 [复制链接]

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— 本帖被 發騷友 设置为精华,作者+3000M币+5专家(2018-02-23) —
节前,凑巧参与了BD6CR组织的制作NORCAL-40A收发信机的活动里
正好,前不久做好了蛙鸣,这回再来一个NORCAL-40A做出来玩玩。
NORCAL-40A是25年前美国北卡罗来纳QRP俱乐部为ham设计的一台微型小功率CW收发信机
可以工作在业余无线电的40米波段里面,CW模式,输出虽然只有不到2W,但是也是一个探索无线电世界的利器
按通俗话说,这玩意,就是电影里面滴滴答答收发电报的家伙,虽然现在商业领域已经淘汰了莫尔斯电码
但是作为业余无线电不可或缺的部分,莫尔斯电码依然有他的魅力

这个小机器结构不算太复杂,纯模拟电路,算是这个俱乐部经典的套件,美国的老外ham做的很多
据说还有大学拿这个作为技能课的实践,让学生组装
今年,正好是这个套件设计出的第25年,我看还有老外专门组织制作活动,我这也算是吧

这是这部收发信机的原理框图


电路图分两部分,不算复杂,第一部分主要是接收部分
主要由2颗NE602进行变频,一组4.915MHz的晶体滤波器进行滤波


第二部分是发射部分和VFO,VFO是发射/接收电路共用的




准备制作,这次收到的是套件,除了机壳等元件,电子元件都打包好了


零件分门别类放好,电路板上的装一盒,其他的另装一盒




所需的7个美式磁环,有7个线圈需要自己制作


因为是DIY,线圈都需要自己制作,先把需要的线圈绕好,漆包线走起
其实,套件中附带的漆包线完全够用


用漆包线在磁环上缠绕规定的匝数
NORCAL-40A的制作手册对线圈的绕法有详细的指导
老美的制作手册非常详细,这么一个不难的制作,制作说明书就有36页


线圈都绕好后,下面开始组装电路部分,电路部分没有按制作手册里面的元件分类组装
而是按电路的功能逐步组装,即电源-低放-检波-滤波器这样
做好一级,调试一级,一步一步来
下面先开始电源部分,列表写出电源部分的元件
这样的好处是可以逐级调试,发现问题随时纠正,还不容易丢三落四


焊接,这个就轻车熟路了


电源部分组装完毕


做好即开始测试,电源部分工作正常,可以进入下一步骤了


下一步是低放电路,准备元件,列表找出


组装好即开始测试,接上小喇叭,测试OK


第三部分是AGC和静音控制部分,照单备料,焊接


用螺丝刀作为噪声信号源,测试OK,继续


第四步,组装检波器和差拍振荡器
这一步主要是由经典的混频集成电路NE602构成的
窄带滤波器送入的中频信号在这里和差拍振荡器输出的4.9152MHz信号混合
差出音频信号送入低放电路进行放大,这样就听到滴滴答答的电码声


第四步完成


测试,没问题


继续第5步,晶体滤波器,这是非常关键的一个部件
晶体滤波器就像极窄的大门,把不需要的信号拒之门外


为了防止焊盘和晶体的金属外壳短路,晶体焊接前底下垫了一层聚亚酰胺胶带作为绝缘


晶体焊接好了,继续下一步,也是最重要的,第一混频器
也是接收混频器,天线收到的40m波段信号进入第一混频器
和本振产生的本振信号混合,输出中频信号进入滤波器
我这是从低频到高频倒着组装的,因为这样组装,测试起来简单
如果先高频后低频,需要动用各种仪器,而从低到高,一把螺丝刀就行了


这里需要高频变压器了,按图继续绕制高频变压器,特别是注意绕线方向


绕好的线圈们


继续第7步,接收带通滤波器,


完成,此时本振电路还没有组装,暂时没法测试


继续进行第8步,也是很重要的电路,VFO和RIT:本振和接收频率微调电路
这里VFO(压控振荡器),会产生一个2MHz左右的可变本振信号
可以通过电位器在小范围内进行微调,这样也就改变了接收/发射频率
一路和天线收到的信号混合差出中频被接收
一路进入发射混频器产生7MHz的射频信号送入功放进行发射


VFO是一个考毕兹电路构成的,这是它的振荡线圈,非常重要



组装好了



组装好了,这时候可以进行测试了
频率计测试VFO频率,工作正常
目前频率输出2.24MHz,正常范围内


本振组装好了,组装键控电路,它负责收发转换控制


测试键控正常


组装发射混频电路,还是万金油NE602
这里VFO送来的信号+4.915MHz构成7MHz左右的输出信号被发射出去


发射混频电路组装好,可以测试了


接上频率计,本振输出的2.2MHz左右本振信号和发射混频器的4.915MHz相加
输出7MHz左右的信号,这是我们需要的
我这台通过调整VFO,输出在6990KHz到7080KHz,完美覆盖常用的频率




下面就简单了,开始发射推动级,这一级的作用是把发射混频器输出的信号
做一次初步放大,用来推动功放级,一颗摩托罗拉的2N2222A用在这里,绝对胜任


组装功放级和输出滤波器,这一级进行功率放大,然后通过输出滤波器滤去杂散信号
套件里功放管配的是BD139,为了调试,暂时不装
而且,正好别的地方需要,后来就把BD139挪做他用了


到此为止,除了功放管,其余电路均已安装完毕,而且一步一步调试均通过
装入机壳试试,这个机壳是无意间淘的,简直是绝配



唯一的小波折,PCB不是专门为滑槽安装的,周围的焊盘可能和金属机壳相碰导致接地
于是,用聚亚酰胺胶带敷设在滑槽里做为绝缘



开始面板组装,这是后面板
先排列开关,接口的位置


划线,定位



打孔,后面板组装完毕


下面制作前面板,一样的步骤
先打小孔


然后逐级扩大,慢慢钻


钻好的样子,还需要打磨毛刺,目前,面板制作暂告完成


然后,还有一个特殊的小零件要制作,裁剪了一块圆形的小塑料片


中央打孔,作为VFO电感的固定片


配合尼龙螺钉,将线圈固定住
用尼龙螺钉的原因是防止金属螺钉对电感造成干扰


电路基本组装好了,就剩下功放管没装了
开始挑选功放管,原作采用的是2SC799或者MRF237
这两个管子我都没有,也不好买,所配的BD139先被我挪去他用了
这里于是就用V段非常常用的2N3866吧,输出1W没问题,本身设计就是小功率的
板子上有金封管的焊盘,唯一的就是暂时没有合适的散热器,等节后再去配吧
虽说功率小发热不大,但是,散热器还是有必要装的


剪了10cm 50-3的射频线用用作高频接口连线


发射管装好后,目前电路板上的电路就组装好了




开始整机组装,先安装后面板,这个比较简单



然后组装前面板
先没安装连线,看看元件之间,有没有干涉或位置不合适的
一切正常


焊上前面板的连接线
因为DIY的设备还没有进行统调,为了调试修理方便,面板和电路板
之间用连接器连接,方便拆卸


安上试试,很好


拧好螺丝,现在,大功基本告成,可以调试工作啦



准备进行简单的测试,为了保护发射管,输出端要接假负载
7MHz频率不算高,所以没用专门的微带电阻和假负载,用的普通水泥电阻
两个100R并联就是50R了


先调最简单的发射吧,稍微调了下本振使之谐振,再调了下推动级
发射电流270mA,符合安装手册的指标,目前还有余地,再调可以到360mA左右
估计输出应该能超过2W了,考虑功放管的实际情况,散热片也没有装,还是保守一点吧


最后,盖上上盖,基本完工,至于接收,发射杂散这些,有空再去用仪器统调
目前,暂时是完工了,用信号源发出7023KHz信号,完美接收
过几天在面板上印上字,就更完美了



这是做好的背面
分别是射频接口,耳机接口,电键接口,电源接口,电源开关



和之前做的小蛙鸣合张影,前不久拿小蛙鸣去验机,虽然有些瑕疵,但还是PASS了
等下次验机,就拿它去了


完,谢谢观赏!
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