Modyfikacja Yaesu FT-847 dla pasma 70MHz opr. Piotr SP2DMB, Grzegorz SP3RNZ ver. 1.0

Transkrypt

1 Modyfikacja Yaesu FT-847 dla pasma 70MHz opr. Piotr SP2DMB, Grzegorz SP3RNZ ver Inspiracją tego opracowania był projekt Hellar a ES1II/8. Poniższy opis dotyczy modyfikacji transceivera Yaesu FT-847 służącej diametralnej poprawie parametrów szumowych i czułości odbiornika, jak również efektywności, mocy i czystości widma nadajnika w paśmie 70MHz. Położono szczególny nacisk na czystość sygnału emitowanego w pasmie 4m oraz likwidację niepożądanych sygnałów LO i produktów mieszania poniżej pasma 6m, występujących w widmie nadawczym po rozszerzeniu zakresu pracy TRX o pasmo 4m. Dodatkowo, opisana poniżej modyfikacja chroni elementy końcowe filtra 54-76MHz naszego TRX, przed nagminnie spotykanym uszkodzeniem rdzeni pierścieniowych i kondensatorów SMD. Modyfikowane są obydwa tory TRX-a. Rozwiązanie polega na zastąpieniu dotychczasowych fabrycznych filtrów z zakresu 54-76MHz filtrami pasmowymi wykonanymi w technice hybrydowej. Ze względu na to, że oryginalny filtr w transceiverze posiada pasmo pracy MHz, czułość odbiornika waha się od około 0,3 do 0,5uV w zależności od modelu. Dodatkowo, oryginalne filtry są powodem niskiej odporności na modulację skrośną. Szczególnie dotyczy to bliskich sygnałów OIRT. Dlatego głównym zadaniem modyfikacji toru odbiorczego było ograniczenie szerokości pasma pracy, poprzez maksymalne zawężenie pasma przenoszenia filtra. Zastosowany filtr diametralnie zwiększył odporność na modulację skrośną oraz poprawił czułość i ogólną liczbę szumową odbiornika. Dodatkowy wzmacniacz na tranzystorze MOSFET BF994s niweluje szczątkowe tłumienie filtra i diametralnie poprawia parametry odbiornika. Poza zastosowaniu modyfikacji toru RX-a, używanie wbudowanego wzmacniacza nie jest konieczne, a nawet niewskazane. Opracowanie poniższe powstało na bazie pierwotnej modyfikacji FT847 przez naszych kolegów z ES Hellara ES1II oraz Arvo ES1CW mni TNX!. W chwili obecnej pierwotna wersja modyfikacji obejmuje już ponad 30 TRX w całej EU, dowodząc że rozwiązanie jest powtarzalne i skuteczne.

2 Aby osiągnąć powyższe wyniki należy wykonać filtry według schematu: Co będzie potrzebne: 1. Płytki drukowane ( sp2dmb@gmail.com ) 2. Drut CuAg 0,5mm 3. Drut Cu 0,5mm w izolacji: 4. Karkasy 7V1S: 5. Elementy ze spisu znajdującego się na końcu.

3 1. Tor nadawczy. W torze nadawczym znajduje się dwuobwodowy filtr pasmowo przepustowy. Wykonany na filtrach 7V1S. Cewki L2 i L3 są nawinięte drutem CuAg 0,5mm. Natomiast cewki sprzęgające L1 i L3 drutem Cu 0,5mm w izolacji. Karkasy należy wcześniej przygotować. Polega to na usunięciu nóżek, spiłowaniu kołnierza oraz nawierceniu otworów pod cewki. Najpierw nawijamy cewkę z drutu CuAg, potem cewkę sprzęgającą: Po montażu filtr wygląda tak ( zdjęcie poglądowe zielony drut powinien mieć 2 zwoje):

4 Na cewki nakładamy ekrany i lutujemy wyprowadzenia: A oto pomiary wykonane analizatorem NWT500: Proszę zwrócić uwagę na tłumienie częstotliwości 45MHz!

5 Dokładniejszy obraz filtra: A to pomiary rzeczywiste widmo sygnału nadajnika FT-847 po rozblokowaniu przed modernizacją toru TX (moc 10W output)

6 A tak wygladało widmo sygnału poniżej 70Mhz Widoczny peak sygnału 45.6MHz zaledwie 3dB poniżej nośnej 70Mhz, poniżej markera szpilki 35 i 21 MHz, powyżej szpila na Mhz z poziomem -2dbm. Tak więc uzyskanie na reflektometrze wskazań mocy na 70MHz niestety nie wystarczy. Mierzone napięcie będzie sumą wszystkich śmieci, które wytwarza nasz transceiver po rozblokowaniu nadajnika. Mimo, że nie zostało to dowiedzione emiprycznie, autorzy niniejszego opracowania po zapoznaniu się z 4-ema różnymi przypadkami uszkodzeń w torze TX - skłaniaja się do wniosku iż główną przyczyną wylutowywania się cewki L5022 w filtrze wyjściowym oraz uszkodzeń płytki drukowanej i elementów SMD jest 2-ga harmoniczna sygnału z 45MHz Wypada ona poza pasmem filtra pasmowego i wydziela się w postaci ciepła! Poniżej kilka zrzutów ekranu po modyfikacji filtrów TX.

7 Na pierwszy rzut oka widać znaczne obniżenie poziomu podstawy sygnału użytecznego 70MHz, jak również wyraźne zmniejszenie szpilek bocznych, przy jednoczesnym minimalnym wzroście mocy wyjściowej. Pozostałe częstotliwości widoczne przed modyfikacją, w tym 45.6MHz i MHz. Po zmianie, tłumione o min. 55dB w stosunku do syganły podstawowego 70Mhz. Warto zauważyc że szpilka MHz również zniknęła! Reasumując: Pomiary nadajnika wykonane przed modyfikacją: moc 10W out, QRG 70.1MHz: QRG MHz = +37dBm Sygnały niepożądane MHz = +34dBm!!! MHz = -2dBm Pomiary nadajnika wykonane po modyfikacji toru TX: moc 10W out, QRG 70.1MHz: QRG MHz = +39dBm Sygnału niepożądane MHz = -22dBm ponizej nosnej 70MHz Tak więc tłumienie sygnałów niepożądanych wynosi około 55-60dB co jest z w zupełności wystarczające. Tor nadawczy TRX osiągnął 60 W output, przy napięciu 13,8V i prądzie ~13A. Oczywiście uzyskanie w/w efektywności nie byłoby możliwe bez wcześniejszej modyfikacji stopnia mocy opis wykonania modyfikacji PA1O (by SP3RNZ) w drugiej części opracowania.

8 2. Tor odbiorczy. Schemat zastosowanego wzmacniacza i filtra pasmowego 70MHz: Układ wzmacniacza jest klasyczny i nie wymaga szerszego omówienia. W aplikacji uwzględniono możliwość płynnej regulacji wzmocnienia poprzez zmianę napięcia polaryzacji bramki pierwszej G1. Potencjometr można zastąpić rezystorem stałym. Cewki sprzęgające mają po 3 zwoje drutem 0,5mm w izolacji ( o jeden więcej niż w torze nadawczym). Komplet gotowych filtrów do montażu w TRX: A tu prototyp wzmacniacza tuż przed zamontowaniem:

9 Pomiary wzmacniacza przy zastosowaniu tłumika 30dB (NWT500 nie kalibrowany):

10 Wzmocnienie układu wynosi ok. 20dB możliwa jest regulacja tego wzmocnienia PR 10kOhm lub też ( co jest zalecane po przeróbce ) kontrola i/lub ustawienie pożądanych parametrów wzmocnienia toru odbiornika RX- CHAIN w Service Menu transceivera, gdyż różnią się one w zależności od wieku TRX i zmian produkcyjnych wprowadzanych przez Yaesu.. Poniżej gotowy zamontowany filtr w torze odbiorczym FT-847: Wykonane prototypy filtrów okazały się w pełni przydatne. Uzyskano czułość toru odbiorczego rzędu 0,12uV MDS, natomiast tor nadawczy osiągnął 60W mocy output przy diametralnej poprawie czystości widma sygnału i poprawie efektywnosci pracy stopnia końcowego! Uwaga: Oczywiście praca na pełnej mocy zmodyfikowanego TRX stanowi złamanie przepisów dotyczących użytkowania pasma 4m w SP. Podane pomiary służą wyłącznie celom edukacyjnym i doświadczalnym. Powyższe opracowanie ma charakter wyłącznie informacyjny, autorzy nie ponoszą odpowiedzialności za jakiekolwiek nieudane przeróbki Twojego TRX, jak również nie będą brali udziału w polemikach na temat wyższości tego rozwiazania nad innymi dostępnymi na rynku ham radio. Szczegóły wykonania modyfikacji w oparciu o w/w moduły opisał Grzegorz SP3RNZ. Znajduje się on w drugiej części niniejszego opracowania. Jeśli masz jakieś pytania, wątpliwości albo potrzebujesz usprawnić swoje radio napisz do mnie: sp3rnz@wp.pl sp2dmb@gmail.com lub odwiedź stronę: Życzę sukcesów w paśmie 70MHz!!! 73 de Piotrek SP2DMB Greg SP3RNZ

11 Spis elementów C2 = 1 x 2,2p SMD 0805 C10,C11,C12, C13 = 4 x 100n SMD 0805 C3,C5 = 2 x 47p SMD 0805 C7,C9 = 2 x 56p SMD 0805 L1,L3 = 2 x 2t. Cu 0,5mm w izolacji L2,L4,L6,L8 = 4 x 6t CuAg 0,5mm, 6,5zw. L5,L7 = 2 x 3t. Cu 0,5mm w izolacji Q1 = 1 x BF994s SMD SOT143 R3 = 1 x 10k PR raster 2,5mm R6 = 1 x 10k SMD 0805 R7 = 1 x 47 SMD 0805 R8 = 1 x 100 SMD 0805 R* option = 1 x 5-10k SMD 0805

12 Modyfikacja Yaesu FT-847 dla pasma 70MHz Część praktyczna v. 1.0 (Oct 2013) opr. Grzegorz SP3RNZ TX mod Marc PA1O RX mod Hellar ES1II/8 Poniższy opis dotyczy praktycznej modyfikacji częsci odbiorczej i nadawczej transceivera Yaesu FT-847. Opis teoretyczny został przedsatwiony przy okazji prezentacji modułów wykonanych przez Piotra SP2DMB, dlatego w tej części przedstawię jedynie praktyczny przykład tych modyfikacji. Przed rozpoczęciem pracy proponuję zapoznać się w częścią teoretyczną. Ułatwi nam to identyfikację poszczególnych częsci TRX jak również zrozumienie istoty zmian. W częsci RX zamienimy istniejący filtr pasmowy na moduł z LNA, a częsci TX zamiast oryginalnych elmentów zastosujemy band pass filter. 1. Rozblokowanie TRX z wersji nie posiadającej pasma 4m. Zakładając, iż przystępujemy do modyfikacji radia w stanie fabrycznym, musimy zacząć od jego rozblokowania. Operacja jest prosta i nie powinna nastręczać problemu nawet kolegom mniej zaawansowanym elektronicznie. W tym celu po uprzednim rozkręceniu obudowy od spodu TRX-a, lokalizujemy baterie podtrzymania pamięci a obok niej punkty lutownicze, odpowiadające odpowiedniemu programowi procesora. Są one oznaczone cyframi od 1-6. Na zdjęciu widok niemodyfikowanego TRX o numerze seryjnym 9I2400xx. W zależności od naszych upodobań możemy zmodyfikowac zakres pracy naszego TRX-a na dwa sposoby:

13 a) Bez ograniczeń pasm HF 1,8-76MHz, VHF MHz, UHF Mhz b) Tylko pasma amatorskie HF/VHF/UHF + nowe pasmo 70MHz. Dla wersji a musimy usunąć wszelkie zworki lub elementy SMD (rezystory 0ohm) i pozostawić pola 1-6 rozwarte. Po usunięciu wcisnąć FAST i LOCK właczając TRX. Dla wersji b pozostawiamy (jeśli istnieją) zworki lub elementy SMD w polach 1,2 i 6, pozostałe usuwamy. Po usunięciu wcisnąć FAST i LOCK właczając TRX. Do usunięcia zworek najlepiej uzyć tasmy rozlutowującej np. SolderWick, lub też pincety hirurgicznej i lutownicy grotowej małej mocy. Dobrze jest po całej operacji przemyć powerzchnię płytki np. alkoholem izopropylowym, tzw. IPA, uzyskując mniej więcej taki efekt dla wersji b : 2. Kolejnym etapem modyfikacji będzie poprawa efektywności pracy PA naszego transceivera. Jak zapewne wielu kolegów doświadczyło, samo rozblokowanie umożliwa nadawanie w paśmie 4m, jednak warto mieć dobry zasilacz. Ze względu na tłumienie filtra pasmowego w łańcuchu TX od drivera do PA, jak również na śmieci zawarte w widmie sygnału. Prąd pobierany przez TRX jest bardzo duży, mimo małej mocy nadajnika i sięga nawet 17A przy mocy 10W output ( badany egzemplarz pobierał około 26A przy 30W!!!). W celu poprawy efektywności pracy naszego nadajnika, należy zmodyfikowac końcową częśc PA transceivera, poprzez usunięcie jednego z kondensatorów w transformatorze wyjsciowym PA jest to modyfikacja Marc a PA1O, który gruntownie przebadał cały tor TX. Opis szczegółowy znajduje się na stronie 70mhz.org. Po demontażu płytki mainboard od góry TRX-a odkręceniu blachy ekranującej obie częsci. W ten sposób uzykujemy dostęp do płyty PA, po prawej stronie TRX.

14 W celu jej demontażu wykręcamy wszystkie śrubki włącznie z tymi mocującymi tranzystory PA, i rozlutowujemy połączenie PA z gniazdami wyjściowymi. Należy zwrócić uwagę na dwie małe blaszki, które zapierają się o chassis, tworząc dodatkową masę. Są one lutowane na powierzchni i łatwo się wyłamują, lepiej gdyby nie zostały przypadkiem pod płytką PA po montażu... Po wyjęciu płytki PA z obudowy łatwo zlokalizujemy 2 duże wysokonapięciowe kondensatory oznaczone Q2 i S2. Należy usunąć S2. Ze względu na to, że Yaesu faktycznie użyło wyjatkowo mocnego kleju SMD, najprościej jest odessać cynę z każdej strony elementu, a nastepnie usunąć go lekko siłowo. Podgrzewanie lutownicą niestety nic nie da, to prasowany mikowiec, zbytnie grzanie pozostawi nam przegrzany/przysmażony druk. Po usunięciu zostanie nam najprawdopodobniej spodnia część izolacji kondensatora, można ja delikatnie usunąc ostrym nożykiem do tapet, podważając na

15 środku, powinna dać się bez problemu usunąć. Po oczyszczeniu miejsca po kondensatorze uzyskamy taki efekt (niestety japoński super klej pozostanie): W zalezności od wieku, modelu TRX-a, i tego czy był on już eksploatowany i jak mocno, warto zwrócić uwagę na elementy filtru wyjsciowego TRX. W tym miejscu znajduje się sławetna cewka L5022 opisana w części teoretycznej. Mniej więcej w co drugim egzemplarzu w tym właśnie miejscu widać czy radio było QRV na 70MHz. ;-) Warto więc poprawić lutowania elementów filtra, zwłaszcza cewek znajdujacych się w tym łańcuchu. Na koniec możemy trochę poprawić odprowadanie ciepła z tranzystorów PA. Pasta termoprzewodząca po kilku latach staje się krucha, i jeśli w ogóle tam była przestaje spełniac swoją rolę. Warto oczyscic miejsca na radiatorze jak tez tranzystory i nałożyc cienką warstwę pasty używanej w technice komputerowej do chłodzenia procesorów.

16 Możemy przystapić do montażu PA w chassis oraz górnej blachy ekranujacej. Kolejny etap to właściwa modyfikacja. 3. Modyfikacja części odbiorczej. Po demontażu PA mając dostęp do elementów nas interesujących zaczniemy od części RX. Musimy usunąć praktycznie wszystkie elementy SMD stanowiace filtr. Dość łatwo znaleźć położenie tych elementów, lokalizując dwa zielone dławiki SMD od strony elementów oznaczone jako L 3024 i L3029, pozostałe elementy są od spodu PCB. Dla przykładu wycinek z serwisówki: Zaczynając od wylutowania dławików za pomoca ostrego nożyka unosimy nóżkę po odessaniu cyny, niestety są one zagięte i nie wyjdą z PCB same.

17 Po ich usunięciu wylutowujemu pozostałe elementy SMD oznaczone na rysunku serwisowym. Jak zwykle warto oczyścić miejsce lutowania, pozwoli nam to unikąć niepodzianek przy montażu. W efekcie mamy oczyszczone miejsce do montażu modułu filtra SP2DMB: Po wlutowaniu pionowo płytki filtra od strony elementów pozostaje nam dorobić mostki połączeniowe przełącznika diodowego od rezystora 100om, do punktów pokazanych na zdjęciu poniżej.

18 Po kontrolnym sprawdzeniu przejść omomierzem, i wykluczeniu przypadkowych zwarć lub kulek cyny, kończymy modyfikację RX. 4. Modyfikacja toru TX Poniżej łańcucha filtra RX, znajduje się interesująca nas część toru nadawczego. Na schemacie ścieżek wyglada to tak: Elementy zielone kondensatory SMD opcjonalne, nie zostały użyte w produkcji. Elementy w obwódkach usuwamy w sposób analogiczny jak w częsci RX. Po oczyszczeniu miejsc lutowania wyglada to tak :

19 Dalsza częśc modyfikacj to analogiczne umieszczenie modułu filtra w pozycji pionowej, dolutowanie masy od kubka celem umasowienia i usztywnienia i montaż mostków przełącznika diodowego w następujacy sposób: Powyższa operacja kończy modyfikację części TX. Możemy zamontować PCB w TRX, i cieszyć się nowym lepszym transceiverem. Uwaga : mimo iż mody te są całkowicie powtarzalne, wskazanym jest skontrolować ustawienia wzmocnienia w torze RX parametr RX-CHAIN w menu serwisowym. Może zaistniec potrzeba ograniczenia wzmocnienia toru, jeśli wcześniej TRX był poddany próbom modyfikacji. Opis poszczególnych pozycji znajdziemy w serwisówce do TRX.

20 Autor niniejszego opracowania nie bierze odpowiedzialności za uszkodzenia wynikłe przy samodzielnej modyfikacji jakiegokolwiek TRX. W/w opisane modyfikacje zostały sprawdzone praktycznie, podczas ostatniego roku pracy na 4m. Jeśli nie jesteś pewien czy posiadasz odpowiednią wiedzę lub/i doświadczenie, a chciałbys zmodyfikowac swój TRX, skontaktuj się ze mną. Postaram się pomóc w miarę możliwości. Szczególne podziekowania dla Marc a PA1O, Hellara ES1II, i Arvo ES1CW za cenne uwagi dotyczące modów, jak też Jacka SP3LYU, którego TRX był egzemplarzem modelowym. Dużo DX, 73 Grzegorz SP3RNZ Oct.2013