PE1GRL's 500 kHz station

Experimenten met dit station: 12 juni 2010 16 juni 2010 7 september 2010 9oktober 2010 16 oktober 2010

Een overzicht van het in begin 2010 gebouwde 500 kHz station:

	500 mWatt CW/QRSS/WSPR Beacon transmitter
	SDR (softrock) ontvanger
	Antennestroommeter
	PA0RDT mini-whip
	Loop antenne
	15 Watt Eindtrap van PE1CQP
	500 kHz AutoTrafo
	RX/TX Switch en 500kHz RX Bandpass filter
	Loading Coil

500kHz QRSS/WSPR/CW beacon transmitter

Links de DDS print voor het opwekken van de signalen. De 7805 regulator is van een koelblok voorzien omdat deze ook de Holux GPS module van spanning voorziet.
De totale stroomopname op de 5V voeding is 100 mA (30mA voor de PIC/DSS en 70 mA voor de GPS module). Zonder GPS is het koelblok niet nodig.
Rechts de 500 mWatt versterker print.

Het signaal wordt opgewekt met een PIC16F628A en een AD9832 DDS chip. Er wordt een omgebouwd DDS_VFO printje van de Hartkit van Cor PA0CHN gebruikt. De PIC16F84 is hier vervangen door een 16F628A en de code is geschreven voor het opwekken van WSPR/QRSS en CW signalen. Ook kan met een externe sleutel de zender geschakeld worden.
Hieronder de beschrijving van de nog originele Hartkit DDS (klik op de plaatjes voor een grotere afbeelding)

schema

pcb layout

beschrijving

Dit ontwerp is aangepast om de andere knoppen/ledfuncties. De aanpassingen in het digitale gedeelte:

Schema van de power amplifier met een 2N2219 en 2N2905. Bij 12 Volt is de output ongeveer 600 mW.
Met 14 Volt is een output van 1 Watt haalbaar. In beide situaties moet er wel een (50 ohm) load aangesloten zijn. Bij het ontbreken van een belasting zijn beide eindtorren snel terziele. Kortsluiten is echter geen probleem (de dissipatie per transistor is dan 500 mWatt). De 2de en 3de harmonische zijn beide meer dan 40dB down.

De bakenzender wordt geconfigureerd met een PC programma waar de modes, WSPR bericht en te verzenden teksten worden ingesteld:
In de bakenzender wordt de PIC microcontroller bestuurd met dit PICBasic programma

Loop Antenne

De ontvangstantenne is een eenvoudige loop naar een ontwerp van WA1ZMS.
De gebruikte opamp is een OPA228 (hogere gainbandwith) en de terugkoppelweerstand over de opamp is vervangen door een 680 ohm exemplaar.

Antennestroommeter

Om de antenne af te regelen op maximale stroom is de volgende antennestroommeter inelkaar geknutseld:

Whip antenne

Whip antenne, ontwerp van PA0RDT zoals beschreven in het mei nummer 2006 van Electron.
Het grote voordeel is dat deze antenne breedbandig is, maar iets ongevoeliger dan de eerder beschreven loopantenne. De loopantenne wordt gewoonlijk gebruikt daar de 120kWatt van Radio Maria op minder dan 5 km afstand wel wat IMD producten veroorzaakt.

500 kHz Ontvanger

De ontvanger is een gemodificeerde SoftRock SDR ontvanger. Een 160 meter exemplaar is gebruikt en aangepast voor gebruik op 500 kHz.

• Local oscillator
  X1 vervangen door een 2MHz kristal (1.995 MHz indien beschikbaar)
  C10 vervangen door een 330pF keramische condensator
  C11 vervangen door een 820pF keramische condensator
  C12 vervangen door een 100pF keramische condensator
  C20 vervangen door een 0.1uF SMT condensator
• Ingangstrafo
  Ik heb gebruik gemaakt van een grijs BACO ferriet ringkern met NN wikkelingen
• Filter
  Door mij is het filter vervangen door een draadbrug en word de loopantenne met een Q van 114 gebruikt die ongewenste signalen onderdrukt.
  Een mogelijk filter voor +/ 500 kHz:
  C03 vervangen door een 1.5nF keramische condensator
  C04 vervangen door een 22nF kermische condensator
  L01 vervangen door een 73.5uH inductie. Met ijzerpoeder bijvoorbeeld 49 wikkelingen op een T30-52 kern.

15 Watt Eindtrap

Een klasse D eindtrap met 2x IRF5120 die bij een voedingspanning van 12 Volt ongeveer 13 Watt output geeft.
Met een hogere voedingspanning is meer output mogelijk.

Opbouw van de eindtrap

Schema

Gemeten spectrum

500 kHz Autotrafo

Bij eerdere experimenten is de antenne rechtstreeks aangesloten op de antenne met verlengspoel. Aanpassingnetwerken zijn niet gebruikt. De stralingsweerstand van de antenne (102 meter) bedraagt zo'n 10 ohm. Met weerstand-, spoel- en aard-verliezen "ziet" de eindtrap ongeveer 25..30 ohm. De transformator bestaat uit een FT114-77 kern met daarop 14 windingen met taps op 7,8,9,10,11,12 en 13 windingen. Door de manier van aansluiten kan de impedantie van 50 ohm zowel omlaag als omhoog getransformeerd worden, de volgende impedanties kunnen aangepast worden:

Meetresultaten zijn hier te vinden

RX-TX Switch en Bandpass filter

Om de langdraad antenne (50..120 meter aan een vlieger) ook voor ontvangst te gebruiken is deze RX/TX schakeling gebouwd. Een klein kamrelais schakelt de antenne tussen de zender en willekeurige ontvanger. Omdat op minder dan 5km afstand 120 kW de lucht ingaat op 675 kHz is er een filter van YU1XXX toegepast. Dit filter kan met standaard "no-tune" onderdelen opgebouwd worden. Omdat de 27uH smoorspoelen niet voorradig waren zijn er zelfgewikkelde spoelen op een T50-2 kern gebruikt. De niet gebruikte uitgang wordt met een 50ohm weerstand naar ground verbonden om te voorkomen dat de ontvanger overstuurd wordt.

Het schema:

Het filter heeft een doorlaatdemping van 2dB en Radio Maria wordt bijna 20dB onderdrukt:

Loading coil

Tot nu toe werd een enkele spoel gebruikt van 48 wikkelingen op een 32mm pijp. De minimale impedantie hiervan was 30uH. Met behulp van 1 of 4 ferrietstaven wordt dan de antenne op maximale stroomsterkte afgeregeld. Met een antenne lengte van 120 meter bleek de minimale inductie al te veel te zijn. Daarom is een nieuw exemplaar gemaakt met een tap zodat het aantal windingen gekozen kan worden tussen 15, 35 of 50 windingen.

Hiermee zijn de volgende inducties mogelijk:

vragen of opmerkingen: mail naar PE1GRL