Asi tak před 2 roky jsem si pořídil stavebnici TCVR K1 od firmy Elecraft. Mě totiž jejich konstrukce připadají takové promyšlené, vyladěné, zkrátka cesta, jak z minima dostat maximum. Také v tom byl kousek nostalgie, protože K1 je na rozdíl od svých následníků čistě analogové rádio. CPU tam obsluhuje pouze displej, přepíná pásma a pod. Signál je zpracováván analogově. Stavba se zdařila, pro drobném ladění a doletování zapomenutých součástek, rádio hraje a já mám novou hračku na SOTU. Jenomže po prvotní eufórii, jsem začínal lehce střízlivět. Přece jen mě všechny možné digitální technologie nějak poznamenaly a mě začalo vadit VFO. K1 má klasický LC Colpitsův oscilátor laděný varicapy. Nějak jsem si nemohl zvyknout na to courání. Doma to ještě šlo, když se neměnila okolní teplota, tak se oscilátor po nějakých 10 minutách usadil a změny frekvence byly téměř neznatelné. Pouze takoví operátoři, s rentgenovýma ušima, jako například Milan OK1IF, mě neustále během spojení informovali, jak daleko jsem se s aktuální frekvencí odchýlil.
Konečné rozhodnutí s tím něco udělat padlo na jedné krásné podzimní SOTĚ, kdy už bylo docela chladno, tak jsem se usadil na takové příjemmné pasece, kochal se okolní krajinou a nechal se rozmazlovat posledními slunečními paprsky. Tenkrát to dokonce i chodilo, pileup byl výborný celkově nějakých 40 QSO. Mělo to jej jednu chybu, kterou jsem zaregistroval až, když jsem balil. Když jsem skončil a vypínal rádio, byl jsem asi o 1 kHz vedle než když jsem začínal. Prostě jsem propadl provozu a zapomněl korigovat frekvenci, VFO se vydalo na cestu a ostatní stanice v mém okolí jsem nemilosrdně převálcoval. Tedy ne já se svými 5 W ale ten chumel volajících s těmi 100 a více Watty, které jsem za sebou táhnul.Tímto se tedy postiženým dodatečně omlouvám. Nebyla to arogance ale pouze mladická nezkušenost. Hi.
Začal jsem nad tím přemýšlet, projíždět Internet a nakonec padlo rozhodnutí, nahradit původní LC oscilátor DDS. Inspiroval jsem se především na stránkách Petra OK1XGL http://www.mlab.cz/Designs/HAM%20Constructions/HF_TRAMP/DOC/HF_TRAMP.cs.pdf
a Steven KD1JV http://www.qrpkits.com/files/PFR-3A%20manual.pdf
Rozhodl jsem se použít DDS od Analog Devices AD9834, především kvůli nízké spotřebě a ceně. Mnozí by jistě namítli, že se jedná o prehistorii v DDS obvodech, že jsou rychlejší, s kvalitnějším převodníkem a pod. Vzhledem k tomu, že nahrazuje VFO s rozsahem přeladění 2.99 - 3.08 MHz, tak je až moc dobrý. Horší je to s kvalitou výstupního signálu. Ten obsahuje velké množství harmonických frekvencí, které je potřeba odfiltrovat pí-článkem na výstupu z DDS. Jestli bude verze 2, tak asi ještě jeden čánek přidám.
Vlastní zapojení nebudu podrobně komentovat. V případě AD9834 jedná o základní katalogové zapojení. Pro řízení je použit MCU Atmel ATMEGA 8 (88). Za zmínku snad stojí pouze ovládání. Původně jsem myslel, že využiji pro ladění 10-otáčkový potenciometr pro Varicap. Když jsem to ale přepočítal, tak jsem zjistil že při požadovaném rozladění 80 kHz by teoretický ladící krok s 10-bitovým AD převodníkem byl cca 80 Hz a vzhledem k jeho nestabilitě spíše 160 Hz. Přemýšlel jsem i nad 12-bitovým AD převodníkem ale to dost zesložiťovalo a prodražovalo konstrukci. Zanedbatelná nebyla ani spotřeba. Rozhodl jsem se tedy nahradit potenciometr encoderem, u kterého bude možno ladící krok měnit. A jelikož jsem maximalista, vybral jsem encoder s barevně prosvetlenou hřídelkou aby bylo možno indikovat aktuálně navolený ladící krok.
Další problém na sebe nenechal dlouho čekat. Když jsem DDS rozchodil na bastldesce, začal jsem přemýšlet, jak to zabuduji do K1. Normálně bych to vysadil vedle desky filtrů na distanční sloupky nad základní desku. Jenomže já jsem do tohoto prostoru umístil interní akumulátor. A toho jsem se vzdát nechtěl. Nakonec jsem se rozhodl pro trochu odvážné řešení. Desku DDS jsem umístil pod zkákladní desku TCVR. Mezi spodním krytem a základní deskou je prostor asi 5 mm, pečlivě jsem oštípal zaletované vývody na základní desce, DDS je celá osazena SMD, tak tam alespoň nebylo nic na štípání. Hi. A do tohoto prostoru jsem na 2 mm distační sloupky umístil desku digitálního VFO. Na základní desce K1 jsem dokonce našel 2 díry pro přišroubování, takže v podstatě nic nebránilo v pokračování.
Nyní jsem mohl přistoupit k řešení posledního problému, do jakého místa injektovat signál z DDS. Ačkoli to tak ze začátku nevypadalo, nakonec jsem se drobet zapotil i s tímto. Originální VFO mělo poměrně velkou amplitudu cca 2.5 Všš. Z DDS vycházel signál asi 0,3 Všš. Na příjem by to stačilo, i když dost klesla citlivost RX. K1 má v zesílení velkou rezevu. Jenomže signál z DDS nevybudil koncový stupeň, čímž jsem z K1 udělal QRPPP rádio. Takže jsem stejně musel řešit, jak dostat signál z DDS alespoň na úroveň 2 Všš. Nechtěl jsem základní desku K1 úplně vybílit, kdybych náhodou musel hodit zpátečku a uvést ji do původního stavu, aby s tím nebylo tolik práce. Nakonec to dopadlo tak, že jsem z desky vyletoval C11, C12, D17, L1. C5 jsem na straně L1 vytáhl ze základní desky a zaletoval do DDS. Q8 (J309), ze kterého se stal emitorový sledovač, jsem nahradil PNP tranzistorem v zapojení se společným emitorem a nastavil mu zesílení 8. Tím jsem do R5 i Q9 dosáhl stejné úrovně signálu jako v případě původního VFO a výkon šel opět při plném napájení nastavit na 7 W. A já jsem opět nucen používat atenuátor. Hi.
No a jaké jsou první dojmy? Vesměs převažují pozitivní pocity, i když na nějaké zásadní hodnocení je ještě příliš brzy. Mohu ovšem konstatovat, že základní cíl byl splněn. VFO je stabilní, sluchem, se kmitočtová nestabilita nezjistí. Obavy jsem měl především, že dojde ke zhoršení kvality signálu vlivem vyšší úrovně intermodulačních produktů, které tam zanese digitální VFO. Na spektrálním analyzátoru by se to jistě projevilo, poslechem jsem to ale nezjistil. Projevila se jedna nepříjemná věc. Při ladění pravděpodobně dochází ke krátkodobému výpadku signálu. To nesnáší digitální stupnice K1 a během ladění se na displeji objevují nesmyslné hodnoty frekvence. Když se encoder zastaví, hodnota je opět v pořádku. Během ladění je ve sluchátkách slyšet slabé lupnutí při každé změně frekvence. Na SW řídícího MCU ještě pracuji, uvidím jestli se to povede potlačit.
Na závěr ještě informaci. Jestliže někdo bude mít zájem upgradovat svoji K1, na disku na google budu mit kompletní dokumentaci, napište, zařídím přístup. Nechci to totiž nechat úplně otevřené. Zbyly mě profesionálně vyrobené plošné spoje a další materiál. Vážným zájemcům to odprodám, případně desku osadím a oživím, pokud se nebudete cítit na SMD.
Konečné rozhodnutí s tím něco udělat padlo na jedné krásné podzimní SOTĚ, kdy už bylo docela chladno, tak jsem se usadil na takové příjemmné pasece, kochal se okolní krajinou a nechal se rozmazlovat posledními slunečními paprsky. Tenkrát to dokonce i chodilo, pileup byl výborný celkově nějakých 40 QSO. Mělo to jej jednu chybu, kterou jsem zaregistroval až, když jsem balil. Když jsem skončil a vypínal rádio, byl jsem asi o 1 kHz vedle než když jsem začínal. Prostě jsem propadl provozu a zapomněl korigovat frekvenci, VFO se vydalo na cestu a ostatní stanice v mém okolí jsem nemilosrdně převálcoval. Tedy ne já se svými 5 W ale ten chumel volajících s těmi 100 a více Watty, které jsem za sebou táhnul.Tímto se tedy postiženým dodatečně omlouvám. Nebyla to arogance ale pouze mladická nezkušenost. Hi.
Začal jsem nad tím přemýšlet, projíždět Internet a nakonec padlo rozhodnutí, nahradit původní LC oscilátor DDS. Inspiroval jsem se především na stránkách Petra OK1XGL http://www.mlab.cz/Designs/HAM%20Constructions/HF_TRAMP/DOC/HF_TRAMP.cs.pdf
a Steven KD1JV http://www.qrpkits.com/files/PFR-3A%20manual.pdf
Rozhodl jsem se použít DDS od Analog Devices AD9834, především kvůli nízké spotřebě a ceně. Mnozí by jistě namítli, že se jedná o prehistorii v DDS obvodech, že jsou rychlejší, s kvalitnějším převodníkem a pod. Vzhledem k tomu, že nahrazuje VFO s rozsahem přeladění 2.99 - 3.08 MHz, tak je až moc dobrý. Horší je to s kvalitou výstupního signálu. Ten obsahuje velké množství harmonických frekvencí, které je potřeba odfiltrovat pí-článkem na výstupu z DDS. Jestli bude verze 2, tak asi ještě jeden čánek přidám.
Vlastní zapojení nebudu podrobně komentovat. V případě AD9834 jedná o základní katalogové zapojení. Pro řízení je použit MCU Atmel ATMEGA 8 (88). Za zmínku snad stojí pouze ovládání. Původně jsem myslel, že využiji pro ladění 10-otáčkový potenciometr pro Varicap. Když jsem to ale přepočítal, tak jsem zjistil že při požadovaném rozladění 80 kHz by teoretický ladící krok s 10-bitovým AD převodníkem byl cca 80 Hz a vzhledem k jeho nestabilitě spíše 160 Hz. Přemýšlel jsem i nad 12-bitovým AD převodníkem ale to dost zesložiťovalo a prodražovalo konstrukci. Zanedbatelná nebyla ani spotřeba. Rozhodl jsem se tedy nahradit potenciometr encoderem, u kterého bude možno ladící krok měnit. A jelikož jsem maximalista, vybral jsem encoder s barevně prosvetlenou hřídelkou aby bylo možno indikovat aktuálně navolený ladící krok.
Další problém na sebe nenechal dlouho čekat. Když jsem DDS rozchodil na bastldesce, začal jsem přemýšlet, jak to zabuduji do K1. Normálně bych to vysadil vedle desky filtrů na distanční sloupky nad základní desku. Jenomže já jsem do tohoto prostoru umístil interní akumulátor. A toho jsem se vzdát nechtěl. Nakonec jsem se rozhodl pro trochu odvážné řešení. Desku DDS jsem umístil pod zkákladní desku TCVR. Mezi spodním krytem a základní deskou je prostor asi 5 mm, pečlivě jsem oštípal zaletované vývody na základní desce, DDS je celá osazena SMD, tak tam alespoň nebylo nic na štípání. Hi. A do tohoto prostoru jsem na 2 mm distační sloupky umístil desku digitálního VFO. Na základní desce K1 jsem dokonce našel 2 díry pro přišroubování, takže v podstatě nic nebránilo v pokračování. 
Nyní jsem mohl přistoupit k řešení posledního problému, do jakého místa injektovat signál z DDS. Ačkoli to tak ze začátku nevypadalo, nakonec jsem se drobet zapotil i s tímto. Originální VFO mělo poměrně velkou amplitudu cca 2.5 Všš. Z DDS vycházel signál asi 0,3 Všš. Na příjem by to stačilo, i když dost klesla citlivost RX. K1 má v zesílení velkou rezevu. Jenomže signál z DDS nevybudil koncový stupeň, čímž jsem z K1 udělal QRPPP rádio. Takže jsem stejně musel řešit, jak dostat signál z DDS alespoň na úroveň 2 Všš. Nechtěl jsem základní desku K1 úplně vybílit, kdybych náhodou musel hodit zpátečku a uvést ji do původního stavu, aby s tím nebylo tolik práce. Nakonec to dopadlo tak, že jsem z desky vyletoval C11, C12, D17, L1. C5 jsem na straně L1 vytáhl ze základní desky a zaletoval do DDS. Q8 (J309), ze kterého se stal emitorový sledovač, jsem nahradil PNP tranzistorem v zapojení se společným emitorem a nastavil mu zesílení 8. Tím jsem do R5 i Q9 dosáhl stejné úrovně signálu jako v případě původního VFO a výkon šel opět při plném napájení nastavit na 7 W. A já jsem opět nucen používat atenuátor. Hi.
Na závěr ještě informaci. Jestliže někdo bude mít zájem upgradovat svoji K1, na disku na google budu mit kompletní dokumentaci, napište, zařídím přístup. Nechci to totiž nechat úplně otevřené. Zbyly mě profesionálně vyrobené plošné spoje a další materiál. Vážným zájemcům to odprodám, případně desku osadím a oživím, pokud se nebudete cítit na SMD.
