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Teil II, mcHF SDR Inbetriebnahme

Im 2. Teil der Folge wird über die Inbetriebnahme, Programmieung und die Fehlersuche berichtet.

Eindrücke

BIAS-Einstellung und mehr

Display-Modus

Sendeversuche

Schwingneigung

Der zweite Anlauf bringt endlich die Wende

Alle durchgeführten Mods im Überblick

Blockschaltbild

Ein paar Messwerte des mcHF

S9-Werte-Vergleich

Headset

Nachträgliche Änderungen

 

 

Das Netzgerät auf knapp 2 Volt und die Strombegrenzung auf ca. 100 mA eingestellt - Spannung anlegen - nichts auffälliges bemerkt. Jetzt langsam die Spannung auf 12 Volt erhöhen und dabei die Stromaufnahme prüfen. Bei 12 Volt stellten sich knapp 70 mA im Standbybetrieb ein, nach dem Einschalten ergab sich ein Stromanstieg auf etwa 300 mA, welcher den Vorgaben entsprach und auch die drei Spannungen 8,5 Volt, 5 Volt und 3,3 Volt sind vorhanden.

Somit konnte der erste Teil der Inbetriebnahme des mcHF erfolgreich durchgeführt werden.

Als Nächstes steht nun die Installation der Software an. Hierzu wurde zunächst das DfuSe Tool von ST heruntergeladen und unter WinXp  installiert. Nach der Verbindung des für die Bootloaderinstallation vorbereiteten mcHFs (Steckbrücke auf P6) über das Mini-USB-Kabel zum PC und Einschalten des mcHFs ("Band +" - Taste und externer Einschalter) meldete der PC, dass ein neues Geät gefunden wurde und verlangte nach einer Treiberinstallation, die problemlos durchgeführt werden konnte.

Nach einem Neustart von DfuSe wurde der Prozessor des mcHFs im Fenster "Available DFU Devices" erkannt. Nun wurde im Fenster "Upgrade or Verify Action" mit der Taste "Choose..." die entsprechende *.dfu-Datei ausgewählt und der Bootloader konnte mit der Taste "Upgrade" hochgeladen werden. Nach erfolgreichem Abschluss dieser Arbeit wurde die Steckbrücke von P6 wieder entfernt.

Jetzt musste noch die Firmware installiert werden. Dazu wurde der mcHFManager von Chris heruntergeladen und ebenfalls installiert. Wichtig an dieser Stelle ist, dass auch der hierfür benötigte Treiber eingerichtet wird.

Der Treiber muss manuell installiert werden. Er befindet sich im Unterverzeichnis des mcHFManager/driver (mcHFb.inf). Sollte der Treiber mit einem gelben Fragezeichen (Systmsteuerung --> Gerätemanager) für den mcHF installiert worden sein, so muss dieser zuerst gelöscht werden und dann beim Neustart des mcHF (Einschalten mit "Band -" - Taste und Powertaste für den Programmiermodus, beide Leds blinken) kommt die Aufforderung, einen Treiber zu installieren. Jetzt den Treiber aus dem oben genannten Verzeichnis manuell installieren.

Um die Firmware auf den mcHF zu laden ist die "Band -" - Taste zu drücken und das Gerät einzuschalten. Die korrekte Funktion meldet mcHF durch wechselseitiges Blinken der beiden Leds und der mcHFManager sollte nun auch den Prozessor erkennen. Jetzt muss nur noch die gewünschte Firmware ausgesucht und upgedated werden und nach einem Neustart sollte sich der Transceiver betriebsbereit melden.

 

 

Er läuft!  

 

Der Bootloader und die Firmware ist installiert. Das Gerät läuft und zeigt erste Regungen auf dem Bildschirm.

     
Das Display  

 

Noch ist die Schutzfolie auf dem LCD und die Frequenz wird noch rot angezeit. Es muss noch der Oszillator Si570 überprüft werden.

 

 

Bei der Überprüfung des Oszillators hat sich herausgestellt, dass ein Kurzschluss zwischen Pin 3, GND und Pin 8, SCL vorhanden ist und somit auf dem I2C-Bus das Taktsignal nach Masse gezogen wurde. Dadurch konnte der Si570 und der auf der gleichen Leitung liegende Temperatursensor nicht angesteuert bzw. gelesen werden, welches einerseits zu der roten Frequenzanzeige im Display und auf dem Splashscreen bei der Initialisierung zu der Anzeige von 0,98 MHz führte. Ebenso blieb auch der Temperaturwert auf 25,0 °C stehen.

Vor dem Auslöten des Si570, mit Heißluft von 260 °C, wurden die umliegenden SMDs mit Alu-Folie abgedeckt, um die Hitze von diesen Bauelementen möglichst fernzuhalten. Danach wurden die Pads auf der Platine und auf dem IC von überschüssigem Lot befreit. Dann konnte der IC mit viel Flussmittel und einer bleistiftförmigen Lötspitze von 1,0  mm wieder eingelötet werden. Um auch die seitlichen Pads (7 und 8, I2C-Leitungen) gut löten zu können, wurde von diesen an den Zuleitungen der Lötstoplack vorsichtig entfernt. Erst dadurch war es möglich ausreichend Hitze an diese Lötstellen zu bringen, um eine sichere Lötverbindung zu erreichen.

Eine Messung mit dem Ohmmeter zeigte nun, dass der Kurzschluss beseitigt war und nach dem Einschalten funktionierte nun auch der Oszillator und der Temperatursenor wie vorgesehen.

 

 

Beim Löten  

 

 

Wir beim Löten und Messen in unserem Clubraum.

     
Claus beim Testen  

 

 

 

 

Claus testet seinen mcHF im neuen Testaufbau.

     
und Messen  

 

 

Noch läuft nicht Alles, wie es sein sollte.

     
Problem erkannt  

 

 

Test der Funktionen der Bedienelemente des mcHFs.

 

 

Ein weiterer kleiner Fehler zeigte sich beim Bedienen des Menüs. Durch den Drehschalter ENC2 konnte keine Auswahl im Menü (grüner Pfeil) gemacht werden. Der Fehler war schnell gefunden, die beiden Blockkondensatoren, auf der Rückseite des Drehgebers, hatten einen Kurzschluss zur Masse hin, der schnell beseitigt war. Danach funktionierte nun auch die Menü-Auswahl ordnungsgemäß.

Die nächsten Arbeiten die Anliegen, sind die verschiedenen Einstellungen der Parameter (Settings) im Menü. Hierzu wird noch die Modifikation des Ruhestroms in der Treiberstufe der PA vorgenommen.

 

 

Ruhestrom Mod  

 

 

R74 und R76 wird auf 2k2 geändert, R73 und R75 werden senkrecht wie in Bild links eingebaut. Masseseitig von R79 wird ein Kondensator von 100 nF ebenfalls senkrecht eingelötet. 

     
Ruhestrom Mod  

 

 

 

Jetzt müssen die drei senkrecht eingebaute SMDs noch mit Fädeldraht zu U2, Pin 1 verbunden werden.

 

 Nach dieser Modifikation sollte der Ruhestrom vor dem Einschalten des mcHF nun nur noch etwa 5 mA betragen.

 

Nachdem nun die wesentlichen Modifikationen auf den Boards eingebaut sind, geht es weiter, mit der Inbetriebnahme des Sendeteils des mcHFs. Hierzu wird zuerst ein vorhandenes Handmikrofon von einem Baofeng-Gerät so umgebaut, dass es über ein hierzu gefertigtes Y-Adapterkabel am mcHF angeschlossen werden kann.

Das Handmikrofon war schon früher für eine andere Anwendung mit einer 6-poligen Mini-DIN-Buchse versehen worden, so dass nun lediglich das Y-Adapterkabel gefertigt werden musste. Es besteht nun aus jeweils einem 3-poligen 3,5 mm Klinkenstecker, für den Lautsprecherausgang und dem Mikrofoneingang sowie der PTT-Taste. Ein kleines gedrehtes Gehäuse nimmt die Verbindung dieser beiden Anschlüsse auf und leitet sie an den Mini-DIN-Stecker weiter. Die folgenden Bilder und Skizzen zeigen die Verdrahtung dazu.

 

Y-Adapter-Kabel  

 

 

 

Das fertige Y-Adapter-Kabel. Mikrofon-/ und PTT-Stecker sind gelb markiert.

     
Y-Adapter-Kabel Verbindung  

 

 

 

Die Verbindungsstelle des Kabels, aus grauem Hart-PVC gefertigt.

     
Skizze J3  

 

So wird das Mikrofon und die PTT-Taste angeschlossen.

     
Skizze J4   Anschluss des externen Lautsprechers. Keinen 2-poligen Stecker verwenden. Sonst wird der Ausgang kurzgeschlossen.

 

Eindrücke:

 

Klaus, DK8TQ  

 

 

Heute haben wir uns wieder getroffen, um gemeisam unsere Erfahrungen auszutauschen und ...

     
Werner, Klaus, Claus und Andreas  

 

 

 

... wie eben üblich nach der Inbetriebnahme Fehlerquellen zu suchen und auch zu beseitigen.

     
Werners mcHF  

 

 

 

Hier wird gerade der Sendeweg nach einer möglichen Ursache der Schwingneigung untersucht.

     
mcHF von Andreas  

 

 

Andreas hat gerade die erste Inbetriebnahme seines mcHFs durchgeführt und jetzt steht die Prüfung der einzelnen Funktionen an.

     
mcHF von Andreas und Klaus  

 

 

Bei mehr als 500 SMD-Bauteilen auf den zwei Boards  ist es nicht ungewöhnlich, dass sich hier und da der eine und andere Fehler eingeschlichen hat.

     
mcHF von Klaus  

 

 

Der mcHF von Claus, großzügig auf dem Testbrett aufgebaut, ermöglicht es die Platinen von beiden Seiten zu prüfen und ggf. auch ohne zusätzlichen Aufwand zu messen.

 

 

BIAS-Einstellung und mehr:

Hierzu wurde ein Amperemeter, Messbereich größer 1 A, in Reihe mit der Spule RFC8 geschaltet, das 10-m-Band und USB ausgewählt. Der Ausgang war mit einem Stehwellen-/Leistungsmessgerät und einem 50 Ohm Abschlusswiderstand versehen. In der Menüeinstellung "PA BIAS" wurde nun der Wert, bei gedrückter PTT-Taste, von Null aus vorsichtig erhöht, bis etwa 300 mA flossen. Viel mehr konnte vorerst nicht eingestellt werden, der angezeigte Wert des BIAS betrug schon 107 von max. 115.

Beim anschließenden Sendetest, unter SSB ohne Modulation, wurde keine Ausgangsleistung, außer auf dem 80-m-Band angezeigt und das war doch verwunderlich. Bei der Überprüfung des Sendeweges stellte sich dann noch eine schlechte Lötstelle am Pin 3 von U13 vom "Local Oscillator" auf dem rf-Board heraus, wodurch der "TX Mixer" nicht korrekt arbeiten konnte. Ebenfalls war zu diesem Zeitpunkt auch eine starke Schwingneigung beim Senden zu beobachten, die auch noch nach dem Beheben der der schlechten Lötung auftrat.

 

Display-Modus:

Nun wurde beide Modi für den Betrieb des Displays getestet. Zuerst der SPI-Modus, erst ohne Touchscreen und dann auch mit. Hierbei waren gefühlsmäßig keine spührbaren Unterschiede in der Geschwindigkeit erkennbar. Das Display bzw. die Anzeige der Werte beim Ändern der Drehgeber setzte hin und wieder mal kurz aus bzw. erkannte manchmal die Drehung nicht korrekt.

Nach dem Umbau auf den Parallel-Modus sah man sofort eine deutliche Geschwindigkeitszunahme bei der Ausgabe auf das Display. Die Drehgeber reagierten wesentlich flüssiger, ebenfalls nahm auch die Darstellung des Spektrums und die Ausgabe der Wasserfallanzeige an Geschwindigkeit zu.

 

Sendeversuche:

Der Sender schwingt immer noch, vorwiegend auf den unteren Bändern. Es wird immer noch Leistung auf SSB, auch ohne Modulation, abgestrahlt. Ein weiteres Problem, welches sich nun herausgestellt hat ist, dass das SWR-Meter sowie die Power-Anzeige nichts anzeigt.

Beim weiteren Überprüfen des Sendeweges konnten noch zwei weitere Fehler entdeckt werden. Zum Einen war der Kondensator C113 der Baugruppe "TX Quad preamp" verpolt und zum Anderen gab es noch eine offene Lötstelle am Widerstand R33 des Tiefpassfilters, welche ein korrektes Einstellen der Filterwege verhindert hatte.

Die neue Verlötung des R33 zeigte nun auch Erfolg, jetzt konnte auf den Bändern von 10 m bis 40 m HF-Leistung gemessen werden und im Menü Einstellungen eingestellt werden. Lediglich auf den unteren Bändern, 60 m und 80 m, tritt die Schwingneigung ca. 0,5 MHz, wie zuvor noch immer auf.

Das oben beschriebene Problem mit der SWR- und Poweranzeige konnte nun auch gelöst werden. Es stellte sich heraus, dass die Kathode der Diode D5 auf dem RF-Board schlecht verlötet war.

 

Schwingneigung:

Eine weitere Untersuchung der Schwingneigung, im SSB-Betrieb ohne Modulation, ergab keine nachvollziehbare Abhängigkeit von der eingestellten Sendeleistung. Auch eine Veränderung der "PA BIAS" Einstellung wirkte sich nicht massgeblich aus.

Ein eigenartiger Effekt, der auch wiederholbar war, zeigte sich beim mehrfachen Auftasten des Sender in kurzen Abständen. Die Schwingneigung bzw. die abgegebene Ausgangsleistung nahmen fast jedes mal ein wenig ab und blieb dann auch ganz aus. Ist es der Temperatureinfluss, der mit steigender Temperatur der Schwingneigung entgegenwirkt?

Dann sollte sich der Effekt, der abnehmenden Schwingneigung, auch beim längeren Senden bemerkbar machen. Ein weiterer Versuch bestätigte dies.

 

 

T7 senkrechter Einbau  

 

 

Ein neuer Versuch, die Schwingneigung zu beheben, indem der Trafo T7 senkrecht eingebaut wird. Allerdings ohne Erfolg.

     
Die Spulen  

 

 

So sind die Spulen angeordnet. Unter anderem T7 neben dem HF-Stecker.

     
mcHF schwingt auf 80m!  

Vert.: 20 V/cm

Hor.: 0,2 us/cm

Schwingen im 80-m-Band (SSB LSB), bei etwa 1,47 MHz gemessen an 50 Ohm.

     
Zusätzlicher Kühlkörper  

 

 

Ein zusätzlicher Kühlkörper gibt die Verlustwärme im Sendebetrieb ab und behindert nicht mehr so sehr beim Messen wie der letzte provisorische und breitere Kühlkörper.

     
Zusätzlicher Kühlkörper  

 

 

Blick auf die Rückseite mit den am Winkel montierten Halbleitern.

 

 

 

Zweitongenerator   Versuchsaufbau eines kleinen Zweitontestgenerators aus der Fachzeitung Funkamateur 2014/3. Als Prozessor wird hier ein ATMega88 verwendet, der mit Fädeldraht auf einer kleinen Lochrasterplatine aufgelötet ist.
     
Zweitonsignal  

 

Vert.: 0,1 V/cm

Hor.:  2 ms/cm

Eines der Ausgangssignale des Zweitongenerators...

     
Zweitonsignal und Hüllkurve  

 

 

... und das verzerrte Ausgangssignal am Abschlusswiderstand.

 

Das Zweitonsignal soll an dem LINE-Eingang eingespeist werden, um den Sendeweg und die Modulation des Sender zu überprüfen. Allerdings liegt hier noch ein Problem vor, das Signal ist bis zum Audio-Codec-Baustein U1 noch vorhanden, danach aber nicht mehr. Im Gegesatz dazu geht das Signal vom MIC-Eingang ohne Probleme durch.

Die Lösung des Problems liegt darin, dass nur ein Signal eines Eingang, in diesem Fall "LINEIN L" im Codec-Baustein verarbeitet wird. Das Eingangssignal des rechten Eingangs "LINEIN R" wird nicht weitergeleitet.

 

Nachdem nun neue Maßnahmen zur Behebung der Schwingneigung im Sulinger Forum "Tagebuch eines mcHF Einsteigers" vorgestellt wurden, sollen die erfolgreichen auch getestet werden. Hierzu wurde der Antennenumschalter folgendermaßen umgebaut. Der Widerstand R54 und die Drossel RFC2, sowie R53 und RFC3 wurden gegeneinander ausgetauscht. Zusätzlich wurde zur RFC2 ein Widerstand von 470 Ohm und zur RFC3 100 Ohm in Reihe geschaltet, um die Stromspitzen an den Ausgängen von U7 zu begrenzen.

Die folgende Tabelle mit den dazugehörigen Messungen zeigt deutlich, dass die Schwingneigung geringer geworden ist.

 

Mod. Antennenumschalter  

 

 

Links die oben beschriebene Mod.

 

Leistung und Mod Antennenumschalter

 

In der zweiten Zeile wird die Verbesserung schon deutlich. In der dritten und vierten Zeile wurde T7 (T7-Skizze hier) auf die ursprünglichen Windungszahlen, 2 Wdg. primär / 3 Wdg. sekundär, umgewickelt und in der vierten Zeile zusätzlich der Bias auf 112 geändert, welches zu einer weiteren Abnahme der Schwingneigung und einer Verbesserung der Ausgangsleistung beitrug.

 

Der zweite Anlauf bringt endlich die Wende:

Vorweggesagt, der Sender schwingt (endlich) nicht mehr!

Nachdem ich heute das Forum und die Modifikationenseiten der Sulinger nochmals durchgesehen habe, ist mir aufgefallen, dass die Wicklungen von T5 geändert wurden. Daraufhin habe ich diesen Trafo auf die neuen Windungszahlen, (RF-04-:-015) 3 Wdg. primär und 2 x 2 Wdg. sekundär, 0,3 mm CuL, umgewickelt (T5-Skizze wie hier, jedoch mit den neuen Wicklungen).

Nach dem Einschalten und Neuabgleichen der Leistungseinstellungen zeigte sich schnell, dass der Sender ohne Modulation "ruhig" blieb. Unten nochmals die durchgeführten Änderungen in der Übersicht. Die letzte Zeile gibt das Ergebnis wieder, wobei nicht nur das Schwingen beseitigt ist, sondern auch eine weitere deutliche Leistungszunahme im oberen Frequenzbereich zu verzeichnen ist.

 

Leistung und Mod Antennenumschalter...

 

 

Unten im Oszillogramm wird jetzt, nach den oben beschriebenen Mods, die Hüllkurve am Antennenausgang unverzerrt dargestellt.

 

Zweitonsignale  

Oben NF-Zweitonsignal am LINEIN-L Eingang und unten das HF-Ausgangssignal, an 50 Ohm Abschluß, am Antennenausgang gemessen.

NF: 0,2 V/cm

HF: 20 V/cm, 2 ms/cm

 

 

 

 

Alle durchgeführten Mods im Überblick:

 

(RF-04-!-001), Schwingneigung

(RF-04-!-002), Ruhestromabschaltung

(UI-04-!-003), LCD-Sockel

(UI-04-!-004), Touchfunktion

(RF-04-!-005), Phasenlage des I/Q-Audiosignals

(UI-04-!-006), Display-PWM-Helligkeitsregelung kann Störungen verursachen

(RF-04-!-007), zusätzlich Tausch von RFC2 mit R54 + 470R und Tausch von RFC3 mit R53 + 100R

(UI-04-!-008), RFC1-RFC3

(RF-04-!-018), Empfängerregelung

(UI-04-!-020), P6

(UI-04-!-021), Drähte wieder entfernt

(RF-04-!-023), SWR-Messbrücke

(AG-xx-!-024), nein, hatten wir schon anders festgelegt

(UI-04-!-027), nein

 

(RF-04-:-011), Ruhestrom

(RF-04-:-012), SWR

(AG-xx-N-013), Abschirmung zwischen den beiden Platinen (s.u. Gehäuse)

(FW-xx-:-014), Si570, verschiedene Versionen

(RF-04-:-015), T5, Mod ab 14.12.15!

(RF-04-:-016), RFC5 und RFC6

(UI-04-:-019), EEPROM 128KB

(RF-04-:-022), SWR

(UI-04-:-026), paralleler Modus des LCDs

 

Nachträglich durchgeführte Mods

(UI-04/05-H-027), Schutz der Keyerleitungen am STM32 vor statischer Aufladung

(RF-04/05-H-032), Die vier TX-IQ-Verstärker U20, U21, U22 und U23 entfernt und gebrückt

(RF-04/05-H-029), (RF-04-!-007) Die HF-Umschaltung durch Relais wurde nachträglich eingebaut

(RF-04-N-030), Puffer-ICs U9, U12 und U13 entfernt und gebrückt

(UI-04/05-N-031), "Aktivieren der STM32 Echtzeituhr"

 

(UI-04/05-N-017), Firmware-Upload via USB-Stick. Nur die Firmware wurde auf Bootloader 2.0.0 geändert

 

Blockschaltbild:

Im unten stehenden Blockschaltbild, in dem der Sende- und Empfangsweg deutlich hervorgehoben und mit Hinweisen für Messpunkte versehen ist, kann das Signal einfacher verfolgt werden, als es mit den vielen Einzelblättern des Schaltbildes möglich wäre. Die einzelnen Blöcke darin geben Aufschluss über die dahinter liegenden Schaltbilder, sowie markante Messpunkte an Hand von denen das Signal verfolgt werden kann.

 

mcHF Blochschaltbild Seite 1  

 

Die erste Seite des Blocksachaltbildes des mcHF-Transceivers links im Bild, das gesamte PDF (3 Seiten) kann hier geladen werden.

 

Ein paar Messwerte des mcHF:

15-m-Band, SSB ohne Modulation, Eingang auf LINE, mit (RF-04-:-011), Stromwert in Klammern entspricht dem Gesamtstrom

       
Ub 12,0 V   13,8 V
Ioff 3,4 mA   3,6 mA
Ion 380 mA   381 mA
Ibias, PA BIAS = 0, nur Treiber 80 mA (460 mA)   81 mA (462 mA)
Ibias, PA BIAS = 110 * 320 mA (780 mA)   330 mA (792 mA)
Ibias, PA BIAS = 115 * 430 mA (890 mA)   440 mA (902 mA)
       
       

*) Die gemessenen Werte sind stark von der Erwärmung der Endstufe abhängig und haben einen positiven Temperaturkoeffizienten.

 

S9-Werte-Vergleich:

Für die Messung wurden folgende Einstellungen gewählt:

Gemessen wurde der erforderliche Pegel für einen S9 Anzeigewert.
                  

Bandbreite: 2,3 kHz Einstellungen mcHF   
AGC: Fast  
RFC: 50  
DSR: off  
LSB: + 1 kHz Messung bei +/- 1kHz, je nach Seitenband bezogen            
USB: - 1 kHz auf die Frequenz des Messsenders.
S-Meteranzeige: S9 -73 dBm entspricht 50 uV an 50 Ohm

 

 

S9 Tabelle mcHF   Die Messwerte für die S9 Anzeige im Vergleich mit anderen Geräten
     
S9 Diagramm mcHF  

 

Die Grafik zeigt deutlich den Abstand vom Sollwert -73 dBm (S9) und der erforderlichen Einstellung am Messsender. Ebenso die deutlichen Unterschiede zur älteren Firmware.

 

Bezüglich der Unterschiede in der Anzeige des S9-Wertes zwischen den beiden verschiedenen Versionen der Firmware muss noch die Ursache nachgeprüft werden.

Inzwischen hat sich durch eine weitere Messung herausgestellt, dass diese Unterschiede nicht an der Version der Firmware liegen. Es muss doch eine andere Ursache geben.

 

S-Meter Tabelle   Heute haben wir noch ein weiteres Gerät vor der letzten Modifikation vermessen und in die Tabelle aufgenommen. Wie man sieht sind die drei Messungen der Geräte nahezu gleich. Das Gerät von Claus, DK6TE, zeigt aber auch nach dem Firmware-Update noch stark abweichende Werte (obere rote Kurven).
     
S-Meter Diagramm   Die blaue Kurve von Werner, DO8WMA, wurde nach der letzten Modifikation (T5, T7 und Antennenumschalter) neu aufgenommen und zeigt dabei eine um ca. 2 dB schlechtere Empfindlichkeit, die möglicherweise an der Mod des Antennenumschalters liegt.

 

Nachdem wir die Messungen und Klaus, DK8TQ, seine letzten Mods fertig und überprüft hatte, wollte er sogleich seinen mcHF mal an die Antenne anschließen und ein QSO fahren. Auf dem 40 m Band fand er eine rufende Station mit der er in Verbindung trat. Der OM sendete uns einen Teil der Gesprächaufszeichnung zurück, welche uns doch sehr positiv überraschte, einerseits war die Sprachqualität sehr gut und andererseits sendete Klaus lediglich mit etwa 10 Watt Leistung. Im weiteren Gespräch stellte sich heraus, dass die andere Station, Stade nördlich von Hamburg, von uns ca. 600 -700 km entfernt war.

Eine Auffälligkeit zeigen die oberen roten Kurven im 30 m Band bezüglich der Kurvenform. Hier scheint es so, als ob in einem der Filter möglicherweise noch ein Problem vorliegt. Eine Ursache für die gesamte Verschiebung der Kurve zu schlechteren Werten kann bisher noch nicht erklärt werden.

Inzwischen konnte Claus noch zwei schlechte bzw. vergessene Löstellen am Transformator T4 und an der Spule L11, Bandpassfilter 30 m, ausmachen und beheben. Eine noch durchzuführende Messung an seinem Gerät, wird uns dann sicher die obige Annahme bestätigen.

Nun laufen von unserer Gruppe bereits drei mcHFs auch senderseitig. Beim Vierten wird es sicher auch nicht mehr lange dauern, bis hier der Sender ebenfalls arbeitet.

 

 

S-Meter mcHF Diagramm  

 

 

Nach der Mod Antennenumschalter zeigt auch das Gerät von Klaus die gleichen Werte in der Empfindlichkeit, wie bei Werner (die oberen beiden blauen Kurven).

 

Ob die Überhöhung der grünen Kurve, von Andreas im 40 m Band, noch ein Problem mit sich bringt, muss auch hier noch geprüft werden.

Langsam kommt auch bei den S9-Kurven Licht ins Dunkle. Es hat sich inzwischen herausgestellt, dass für die stark abweichenden Kurven eine Einstellung im Menü des mcHFs verantwortlich ist. Durch diese Einstellung unter dem Menüpukt "211 - Max RX Gain (0 = Max)" kann der Pegel an den S9-Wert (-73 dBm, 50uV an 50 Ohm) angepasst werden. Als Vorgabewert ist 3 in der Software festgelegt. Ein Wert von 4 bis 5 kommt allerdings der korrekten Einstellung für S9 näher.

Im folgenden Diagramm werden die Unterschiede in den Kurvenpaaren deutlich, die durch die verschiedenen Werte von "Max RX Gain" zustandekommen. Für die Kurven mit "*" wurde ein Wert von 5 eingestellt, für die Anderen der Vorgabewert von 3.

 

S-Meter mcHF Diagramm  

 

Die beiden grünen Kurven zeigen noch einen Fehler, der sich in einem der Filterbereiche (17m .. 10m BPF/LPF) befinden muss. Die blaue und violette Kurven stammen von einem Gerät ohne die oben beschriebene Antennenumschalter Mod.

 

Nach zahlreichen Messungen konnte nun auch das oben beschriebene Problem gefunden und beseitigt werden. Es stellte sich heraus, dass das IC U1, Analog-Schalter für die Bänder 10m - 17m, nicht richtig durchgeschaltet hatte, welches zu der schlechteren Eingangsempfindlichkeit geführt hatte. Durch Austausch des ICs konnte der Fehler behoben werden.

 

S9-Werte-Tabelle  

 

Die Tabelle zeigt nochmals die Gegenüberstellungen der gemessenen Signale unserer Geräte mit den genannten Modifikationen, sowie die fehlerhafte Kennlinie bedingt durch den defekten Analogschalter U1.

     
S9-Werte-Diagramm  

 

Die gemessenen Kurven, mit den Mods T6, T7 und dem Antennenumschalter, liegen nun gut beisammen. Bei der unteren gestrichelten Kurve fehlen noch die Mods. Die obere punktierte Kurve zeigt das Fehlverhalten des Umschalters.

 

 

 

mcHF-Treffen in Reutlingen  

 

Regen Gedankenaustausch gab es beim 1. mcHF-Treffen mit OMs aus dem Stuttgarter Raum in den Clubräumen von P07 zu dem auch interessierte Mitglieder aus unserem Ortsverband kamen.

 

Headset

Ein neues Headset verbessert inzwischen die Sprachqualität vor allem auf der Empfangsseite, so wie es von vielen OMs bestätigt wurde, gegenüber dem ursprünglich verwendeten fernöstlichen Handmikrofon erheblich.

Verwendet wird jetzt eine leichte und preiswerte Sprechgarnitur von Sennheiser mit der Bezeichnung "PC3". Über ein kleines Y-Kabel, mit 3,5 mm Klinken, kann sie leicht an den mcHF angeschlossen werden. Über einen der Anschlüsse an diesem Kabel kann wahlweise eine Sprechtaste für Hand-/ oder Fußbedienung angesteckt werden.

 

Y-Kabel  

Rechts das kurze Y-Kabel zum Anschluss des Headsets. Der Mikrofonanschluss ist rot gekennzeichnet. Der Andere ist für die Sprechtaste (PTT) beschaltet.

     
Headset PC3  

 

 

 

 

 

Das leichte Headset PC3 von Sennheiser.

     
PTT-Taste  

 

Die neue PTT-Taste ist fertig. Die Taste ist in einen 55 mm breiten, 5 mm starken und pultförmig gebogenen Plexiglasstreifen integriert. Angeschlossen wird sie an das kurze Y-Kabel.

 

 

Nachträgliche Änderungen

... wie schon gesagt, fertig wird der mcHF wohl nie. Deshalb sie hier die weiteren Änderungen aufgeführt.

Schutzschaltung für die Keyerleitungen

Schutzbeschaltung  

 

Diese Mod wurde abweichend von der von Andreas, DF8OE durchgeführt. Anstelle der beiden Dioden wurde hier ein SMD TBD2E001 wie von LY2BOK gezeigt, verwendet.

     
ESD Keyer  

 

Aufgrund der besseren Leitungsführung zu den Anschlüssen sind PDIT und PDAH vertauscht.

 Bild-Quelle: mcHF NOTES ON NOISE REDUCTION , MCU ESD PROTECTION AND THE BIAS VOLTAGE OF SWITCHES (mcHF-Yahoo-Forum)

 

Antennenumschalter mit Relais

Antennenumschalter   Die Bauteile D3, D4, RFC2, RFC3, C79, C80 und R54 werden entfernt, für R53 wird ein 1 k Widerstand eingelötet und zur Umschaltung ein Relais G6K-2P 5V mit Freilaufdiode 1N4148 verwendet. Zur Ansteuerung des Relais wird ein BC237 eingesetzt...
     
Antennenumschalter   ... Der Kollektor liegt am positiven Pad von C89. Zwei antiparallele Dioden (LL4150-GS08), die auf die Pads von D4 gesetzt werden, schützen den HF-Eingang vor zu hohen Spannungen. 
     
Skizze Antennenumschalter  

 

Die nebenstehen Skizze soll die Verdrahtung des Umschalters verdeutlichen.

     
Diagramm Antennenumschalter   Zum Abschluss der Modifikation wird noch das Eingangsverhalten des mcHFs vor und nach den Mods dargestellt. Die oberen drei Kurven stellen den Zustand vor der Mod dar, die rote Kurve den Zustand danach mit einer deutlichen Verbesserung der Eingangsempfindlichkeit.

 

Weitere Mods zu den TX-IQ-Verstärkern und Puffer-ICs

Die vier TX-IQ-Verstärkern U20, U21, U22, U23 sowie die Peripherie werden entfernt, weil sie das Phasenverhalten und das TX-Rauschen verschlechtern. Das Gleich gilt auch für die drei Puffer-ICs U9, U12 und U13 im Local-Oszillator (LO).

TX-IQ-Verstärker  

 

 

Die vier TX-IQ-Verstärker sind bereits ausgebaut und durch Drahtbrücken aus Fädeldraht ersetzt. R86 und R87 werden auf 27 kOhm vergrößert.

     
Puffer-ICs  

 

 

Ebeso entfallen auch die drei Puffer-ICs, die ebenfalls durch kleine Drahtbrücken überbrückt werden. R19 wird durch 0 Ohm ersetzt.

     
Ausgebaute SMDs  

 

 

Fast alles das wird aus der Platine ausgelötet und teilweise durch Drahtbrücken ersetzt. Ein Kondensator, C82, stammt von der nächsten Mod (RTC).

 

Die Echtzeituhr (RTC)

Verdrahtung LCD für SPI   Zuerst muss noch das LCD (HY28B) von Parallel-Ansteuerung auf SPI umgestellt werden, damit hierfür benötigte GPIOs frei werden. Hierzu werden drei Leitungen verlegt (Pin 4, 5 und 8 links am LCD-Sockel) und die Adressierung auf dem LCD geändert (IM0 und IM1 mit R0 gebrückt).
     
RTC, Leitungsunterbrechnungen  

 

 

Hier kann man die Leiterbahnunterbrechungen ein wenig besser sehen. Zwischen den Pads von C82 oben, ein - und unterhalb der Anschlüsse des Quarzes, zwei Leiterbahnen.

     
RTC-Quarz  

 

Nachdem der C82 entfernt wurde, werden noch drei Leitungen durchtrennt (3,3V oben am C82 Lötpad,  PC14, PC15). Nach dem Entfernen des Lötstoplackes für den Masseanschluss und die beiden Anschlüsse des Quarzes, kann dieser eingelötet werden.

     
Batteriehalterung   Links neben der USB-Buchse ist ausreichend Platz für die Batteriehalterung. Ihre seitlichen Anschlüsse werden ein wenig nach oben gebogen um einen möglichen Kontakt mit der Platine zu verhindern. Befestigt wird die Halterung mit zwei Tropfen Heißkleber.
     
2032 Litium-Knopfzelle   Nachdem die beiden Taster M1 und F3 neu verdrahtet wurden, kann man den ersten Funktionstest starten. Hierzu sollte allerdings vor dem Einsetzen der Batterie die neue Firmware, Build nach dem 20.01.17, installiert werden.
     
Setup der Uhr  

 

Jetzt wir die Uhr im Menü "Debug/Exper. Settings" aktiviert.

     
Uhrenanzeige  

 

 

Nach dem folgenden Neustart sollte die RTC laufen und kann dann im Menü eingestellt werden.

 

 

 

 

Weiter gehts im 3. Teil ...

 

Links:

   
Teil I   Teil I, mcHF SDR Transceiver
Teil III   Teil III, mcHF SDR Gehäuse
Teil IV   Teil IV, mcHF SDR CAT-Schnittstelle
   
Blockschaltbild pdf Blockschaltbild mcHF Vers. 0.4 als PDF (12.01.16)