Takie mamy czasy. Komputer odgrywa coraz większą rolę w życiu nas wszystkich. Dziś jest już nieodłącznym elementem codziennej aktywności każdego człowieka. Krótkofalowcy oczywiście nie są tu wyjątkiem. Wykorzystywaliśmy maszyny cyfrowe budując „wtedy” nowoczesne sieci Packet Radio, tworzyliśmy bramki dostępowe do Internetu, równolegle nawiązywaliśmy łączności emisją RTTY. Każda kolejna emisja była coraz bardziej efektywna. Mamy rok 2022. O emisji PSK już mało kto pamięta. Pojawiają się głosy, że gdyby nie zawody, mod RTTY również odszedłby do lamusa. Dzisiaj króluje emisja FT8. Jest wszechobecna. Równolegle siostrzana FT4 zdobywa coraz więcej zwolenników. Czy to dobrze? Niewątpliwie emisje te zrewolucjonizowały system prowadzenia łączności w naszych szeregach. Nie brakuje entuzjastów. Wystarczy niewielka moc, aby dotrzeć ze swoim sygnałem do odległych lokalizacji. Ach, oby tylko wszyscy w zgodzie z ham spiritem przestrzegali ograniczenia mocy podczas QSO DIGI. Młodzi adepci sztuki radiowej potrzebują kilku dni, aby „zrobić pierwszą setkę” a potwierdzenie większości dostępnych podmiotów DXCC to dziś kwestia kilku miesięcy. Nie mieści się to w głowie niejednemu nestorowi społeczności radioamatorów. Dlatego pojawiają się również głosy niezadowolenia. W Internecie znajdziemy również fotografie z napisem „Amateur radio murdered by FT8”. Jak widać opinie są skrajne. Jednak nadal głęboko wierzymy, że większość użytkowników eteru w wycinkach pasm przeznaczonych dla krótkofalowców to osoby kierujące się zdrowymi zasadami ham spiritu i potrafiące we właściwy sposób korzystać z nowatorskich rozwiązań technicznych ułatwiających zdobywanie nowych podmiotów DXCC.
Żyjemy w dziwnej rzeczywistości. Nie ma co. Pandemia zmieniła wszystko. Zamknięci w domach zastanawiamy się co zrobić z wolnym czasem. Czy będziemy się nudzić? Nigdy! Prawdziwy krótkofalowiec zawsze znajdzie coś interesującego. Zbuduje, przerobi, zaprojektuje lub – co oczywiste – porozmawia przez radio. Jak już wspomnieliśmy kilka zdań wcześniej, może również zrobić nowy kraj na FT8. Większość z nas oczywiście wie, co jest potrzebne do zrealizowania takiej łączności – transceiver podłączony do komputera. Być może niektórzy informatycy stwierdzą, że nieodzowny jest komputer połączony z transceiverem 🙂
Dobrym pomysłem jest własnoręczne zbudowanie prostego transeivera przeznaczonego do łączności cyfrowych. Szczególnie w dzisiejszych czasach, kiedy dużo czasu spędzamy w zaciszu domowym i zastanawiamy się co zrobić z wolnym czasem (jeśli go mamy). Tu z pomysłem i pomocą przychodzą konstruktorzy proponujący różnego rodzaju sprawdzone konstrukcje niekiedy jedynie w postaci projektu lub często gotowe urządzenia, które możemy kupić w sklepie i używać. Jednak coraz większą popularnością cieszą się zestawy do samodzielnego montażu – KIT (DIY).
W ostatnich numerach ŚR mogliśmy czytać o nowych propozycjach konstruktorów z różnych rejonów świata związanych jednoznacznie z tematem transmisji cyfrowych i zastosowaniu komputera w łącznościach między krótkofalowcami. Pojawił się np. TRX QRPGuys AFP-FSK a także TRX FT8 wg DK7JB. Cieszy, że również w naszym kraju nie brakuje amatorów tego typu konstrukcji. Dobrze również, że tematem zainteresowali się producenci urządzeń przeznaczonych dla krótkofalowców. Firma RFlabo, producent urządzeń elektronicznych oraz akcesoriów radiowych, proponuje nowy transceiver wielopasmowy przeznaczony do pracy emisjami cyfrowymi w postaci zestawu do samodzielnego montażu.
Transceiver Niki2, bo taka jest jego nazwa, to urządzenie nadawczo-odbiorcze umożliwiające pracę emisjami cyfrowymi na wszystkich pasmach krótkofalowych KF od 160 do 10m. Niki2 to kontynuacja i rozwinięcie niezwykle udanej i prostej konstrukcji jaką okazał się transceiver Niki80. Przypomnijmy, była to prosta konstrukcja z bezpośrednią przemianą częstotliwości. Pierwszy raz zaprezentowana w Burzeninie podczas Warsztatów QRP w roku 2012. Urządzenie zdobyło wtedy nagrodę główną.
Powiedzmy sobie szczerze. Rok 2022 to nie jest czas na proste rozwiązania jednopasmowe. Dzisiejszy użytkownik oczekuje czegoś więcej. Urządzenia ALL BAND to minimum, chciałoby się rzec. Jednocześnie obsługa takiej radiostacji powinna być sprowadzona do niezbędnego minimum. Transceiver Niki2 wydaje się wychodzić naprzeciw tym oczekiwaniom. Ale o tym zaraz. Przybliżymy zatem czytelnikom konstrukcję nowego transceivera Niki2.
Nowy transceiver Niki2 pracuje w pasmach KF od 1,8 do 30MHz. Moc wyjściowa urządzenia to 1W w podstawowej wersji. Czułość odbiornika wynosi 0,18µV przy stosunku S/N 12dB. Jest to czułość określona stabilną widocznością sygnału na wodospadzie.
Schemat blokowy urządzenia przedstawiony jest na rysunku Rys. 1.
Rys. 1. Schemat blokowy Niki2
Niki2 jest tradycyjnym urządzeniem z pojedynczą przemianą częstotliwości i filtrem kwarcowym o szerokości 3kHz odpowiednim do pracy emisjami cyfrowymi. Synteza częstotliwości bazuje na układzie Si5351 produkcji SiliconLabs. W układach mieszaczy zastosowano popularne NE612. Jako przedwzmacniacz m.cz. pracuje niskoszumowy tranzystor BC847C. Odczyt częstotliwości zrealizowany jest na wyświetlaczu 8×2. Jeśli będzie to konieczne, zmiana częstotliwości jest możliwa za pomocą enkodera. Podczas przełączania pasm ustawiana częstotliwość jest równa wartościom dedykowanym dla emisji FT8 na poszczególnych pasmach. Wzmacniacz mocy skonstruowany jest w oparciu o tranzystory BFQ19 w układzie push-pull i zapewnia stabilną pracę w pełnym zakresie częstotliwości ze stałą mocą wyjściową. Przełączanie nadawanie-odbiór realizowane jest automatycznie poprzez układ VOX m.cz., sterowany bezpośrednio z karty dźwiękowej komputera.
Rys. 2. Schemat elektryczny modułu radiowego
Konstrukcja wykonana jest w technologii mieszanej smd/tht. Urządzenie składa się w podstawowej wersji z dwóch modułów. Są to: moduł RADIO zawierający przede wszystkim układ nadawczo-odbiorczy (przedstawiony na rysunku Rys. 2), syntezę, mikrokontroler sterujący pracą urządzenia a także wyświetlacz i niezbędne przyciski. Druga płytka wchodząca w skład zestawu zawiera obwody wejściowe zapewniające skuteczną selektywność, wzmacniacz mocy oraz filtry wyjściowe. Oba moduły połączone są ze sobą w najprostszy ze wszystkich sposobów – z wykorzystaniem złączy goldpin. Idealne wręcz spasowanie modułów PCB gwarantuje bezbłędne połączenie i niezawodną pracę radiostacji. Na rysunku Rys. 3 przedstawiono schemat wzmacniacza mocy zastosowanego w transeiverze Niki2.
Rys. 3. Schemat PA Niki2
Transceiver Niki2 został wyposażony w układ wejściowych filtrów pasmowych przełączanych diodami. Wraz z dolnoprzepustowymi filtrami wyjściowymi tworzą komplet obwodów gwarantujących skuteczną pracę na pasmach oraz zapewniających czysty sygnał wyjściowy wolny od wszelkiego rodzaju zniekształceń.
Rys. 4. Schemat elektryczny filtrów BPF i LPF
Transceiver Niki2 dostarczany jest w postaci KITu. Jest to zestaw do samodzielnego montażu. Tak jak to było w przypadku zestawów Niki80, elementy SMD transceivera Niki2 są już przylutowane a od użytkownika wymagany jest jedynie montaż elementów przewlekanych. Układ nie wymaga żadnych dodatkowych regulacji, za wyjątkiem ustawienia potencjometrem czułości wzmacniacza VOX. Układ sterowania i syntezy umożliwia zaprogramowanie dowolnej częstotliwości BFO co umożliwia stosowanie różnych filtrów kwarcowych o dowolnych wartościach częstotliwości pośredniej. Ułatwieniem w montażu i uruchomieniu jest szczegółowa instrukcja zawierająca rysunki montażowe oraz zdjęcia.
Transceiver testowano przez okres kilku miesięcy w warunkach stacjonarnych i terenowych głównie emisją FT8. Otrzymywane raporty od –5 do –24 potwierdziły skuteczność emisji FT8 do pracy niewielką mocą. Użytkownicy nie raportowali problemów związanych z dowołaniem się i przeprowadzeniem QSO z większością stacji widocznych na wodospadzie.
Podczas prób używano różnego rodzaju anten. Były to: LW, delta, Yagi a także dipol na poszczególne pasma.
Opcjonalnie do zestawu dostępne są dodatkowe filtry kwarcowe, separator galwaniczny oraz dodatkowy wzmacniacz o mocy 25W. Warto wspomnieć, że oferowany dodatkowy wzmacniacz również dołączany jest do urządzenia za pomocą przygotowanego łącza golpin i nie wymaga jakichkolwiek przeróbek w układzie. Informacje dotyczące tych dodatkowych rozwiązań pojawią się w kolejnych artykułach.
Po zmontowaniu poszczególnych modułów urządzenie praktycznie od razu jest gotowe do pracy na pasmach. Nie jest wymagana jakakolwiek dodatkowa czynność. Elementy PA oraz filtrów, w szczególności elementy LC, zostały tak dobrane aby nie było konieczne ich dobieranie i strojenie. Całość konstrukcji została zaprojektowana w sposób maksymalnie ułatwiający uruchomienie urządzenia nawet początkującemu konstruktorowi urządzeń elektronicznych.
Na kolejnych fotografiach przedstawiono oba moduły Niki2 a także całość po złożeniu płytek. Ostatnie zdjęcie przedstawia opcjonalny wzmacniacz mocy 25W.
Rys. 5. Przykłady zmontowanych modułów