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Aus unterschiedlichen Gründen hat es sehr lange gedauert, bis dieses Projekt fertige gestellt werden konnte. Der erste Aufbau wurde wegen "nicht lösbarer Probleme" im Empfänger abgebrochen. Zudem war die ursprüngliche Platine sehr ungünstig gestaltet, da alle Zuleitungen zu den Baugruppen einzeln angeschlossen waren, was den Aufbau zusätzlich erschwerte. Für einen zweiten Versuch wurde daher zunächst ein neues Layout erstellt, und mit dem Aufbau des Empfängers begonnen. Danach blieb die Platine wegen fehlender Motivation wieder einige Zeit liegen, bevor im Mai 2026 mit dem weiteren Aufbau begonnen wurde.

Zwischenzeitlich konnte der "2N2-40+" fertig gestellt werden. Empfänger und Sender arbeiten wie gewünscht, und ich bin froh, das es mir damit gelungen ist, diesen einzigartigen Transceiver aufzubauen. Mein Dank gilt Jim Kortge, K8IQY, der mir das durch sein Projekt ermöglicht hat. Weiterhin gilt mein Dank an Wayne Burdick, N6KR, der die Voraussetzung dafür mit seiner Ausschreibung des "The NorCal 2222 Design Contest" geschaffen hat.

Auf Vorschlag von Wayne Burdick, N6KR, veranstaltete der 'Northern California QRP Club' (NorCal) im Herbst 1997 einen Wettbewerb mit dem Ziel, einen funktionsfähigen Amateurfunk-Transceiver zu entwickeln und zu bauen. Die Bewertung der Einsendungen war Teil des FDIM-QRP-Forums, das im Mai 1998 im Rahmen der  Hamvention in Dayton stattfand.

Der Wettbewerb stand unter der Prämisse "Egal was mit uns oder dem Planeten passiert, du wirst sie (2N2222' s) immer noch in großen Mengen finden können." Wayne bezeichnete den Transistor auch als 'Die Kakerlake der Transistorwelt'. Die Herausforderung des Wettbewerbs bestand darin, einen Transceiver zu entwickeln, der in der Lage ist zu senden und zu empfangen, wobei nur maximal 22 Stück 2N2222 Transistoren als aktives Bauelement verwendet werden durften. Den vollständigen Text der Ausschreibung findet man im Januar-Heft 1998 des'QRP-Quarterly' Magazins.

Jim Kortge, K8IQY, gewann seinerzeit den Wettbewerb mit seinem 2 Watt, 40 Meter CW Transceiver, der im 'Manhattan Style' aufgebaut war. Den Transceiver nannte er '2N2/40'. Ein ausführlicher Artikel über Design und Aufbau dieses Transceivers erschien dann in der Winterausgabe 1998 des 'NorCal QRPp-Magazin'. Der Artikel erhielt Schaltpläne, Stücklisten und detaillierte Layouts für die Platzierung der Bauteile, um allen interessierten den Nachbau des Transceivers zu ermöglichen. Der Artikel wurde mit den unvergleichlichen Zeichnungen von Paul Harden, NA5N, illustriert.

Später hat Jim Kortge seinen Entwurf überarbeitet und konnte hierdurch einige Verbesserungen erreichen. Hierfür war es dann aber erforderlich von den geforderten 2N2222 Transistoren geringfügig abzuweichen. Es entstand der '2N2/40+'

Informationen findet man auf der Seite von K8IQY: https://k8iqy.com/qrprigs/QRPRigs.htm

Bei den Transformatorabbildungen im Original-Artikel von 1998, gibt es einige Fehler in der numerischen Bezeichnung der primären und sekundären Anschlüsse.

Wenn man die Skizzen verwendet ist es daher sinnvoll, sich im Vorfeld alle anzusehen und die Anschlussbezeichner zu korrigieren. In dem Dokument 'Winter QRPp 2N2/40 Article Corrections - V1.5' finden sich hierzu weitere Hinweise.

Aufbau-Hinweise

Baugruppe 7 - 'Tx RF Driver, Final Amplifier(s), Tx Output LP-Filter'

Die Baugruppe bildet den zweiten Abschnitt des Senders. Im Sende-HF-Treiber ist der erste der im Gerät verwendeten 2N2222A-Metalltransistoren verbaut. Zur Ableitung der Verlustleistung kann ein Kühlkörper an diesem Transistor angebracht werden, dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Diese Stufe ist ein unabgestimmter Klasse-A-Verstärker, der die für die Endstufe erforderliche Ansteuerung liefert. Die Ausgangsleistung dieser Stufe beträgt etwa 10 Milliwatt oder +10 dBm bei einer Ansteuerung von -6 dBm aus der vorherigen Stufe.

Die Endtransistoren sind ebenfalls vom Typ 2N2222A mit Metallgehäuse und sollten mit Kühlkörpern betrieben werden. Diese Verstärkerstufe arbeitet in Klasse C, und der gemessene Wirkungsgrad liegt bei etwa 70 Prozent. Man kann damit ohne übermäßige Erwärmung problemlos 2 bis 2,5 Watt Ausgangsleistung erreichen. Betrieben wird der Sender aber mit ca. 1,5 Watt. Das Ausgangsfilter ist ein 5-poliges Tschebyscheff-Tiefpassfilter.

'Transmitter Driver'

'Final Amplifier(s)'

'Tx Output LP-Filter'

Baugruppe 6 - 'Tx Local Oscillator, Tx SB-Mixer, Tx Cascode RF Amplifier'

Diese Baugruppe bildet den ersten Abschnitt des Senders. Der 'Tx Local Oscillator' dient der Erzeugung eines CW-Signals bei 4,915 MHz, welches zusammen mit dem Signal vom VFO an den diodenbasierten, symmetrischen Mischer (SBM) angelegt wird. Der SBM besteht aus einem trifilar gewickelten Transformator sowie vier 1N4148-Dioden. Die Summe aus dem Tx-LO-Signal und dem VFO-Signal erzeugt ein Ausgangssignal bei 7 MHz, das im Sendebereich verwendet wird.

Die Differenzfrequenz wird zusammen mit den ursprünglichen Mischersignalen und Mischprodukten höherer Ordnung durch die abgestimmten Eingangs- und Ausgangsschaltungen der nächsten Stufe, einem Kaskaden-HF-Verstärker, herausgefiltert. Die Gesamtleistungsverstärkung für diesen HF-Verstärker liegt in der Größenordnung von 40 dB. Die maximale Ausgangsleistung dieser Baugruppe beträgt etwa 10 Milliwatt oder 0 dBm.

'Tx Local Oscillator'

'Tx SB-Mixer'

'Tx Cascode RF Amplifier'

Test der Baugruppen:

Der 'Tx Local Oscillator' Sende-Lokaloszillator kann separat getestet werden, indem man die TX-Leitung mit Strom versorgt und mit einem Empfänger auf ein Signal bei 4,915 MHz achtet. Alternativ kann man eine Frequenzzählersonde an die Mischerseite des Kondensators C50 anschließen, um zu überprüfen, ob die Schaltung mit der richtigen Frequenz schwingt.

Sobald alle Elemente fertiggestellt sind, können sie nach folgendem Verfahren getestet werden. Schließen Sie eine kurze Messleitung oder Ihre Messspitze an die Schleifkontaktfläche von Trimmer POT4 an und stellen Sie POT4 auf Maximum ein, indem Sie den Einstellschraubendreher bis zum Anschlag im Uhrzeigersinn drehen. POT4 dient zur Einstellung der Ausgangsleistung der Baugruppe 6. Diese beträgt maximal etwa 10 Milliwatt oder 0 dBm.

Hören Sie auf einem Empfänger nach einem Signal bei 7 MHz. Vergewissern Sie sich, dass sich die Frequenz des Signals ändert, wenn der VFO abgestimmt wird. Stellen Sie den VFO auf eine Frequenz von 2,135 MHz ein (seine Mittenfrequenz) und stellen Sie die Trimmer TC7 und TC8 auf maximales Signal ein. Wechseln Sie einige Male zwischen diesen beiden hin und her, da eine gewisse Wechselwirkung besteht. Wenn Sie mit diesem Test fertig sind, können wir mit dem Aufbau der Baugruppe 7 beginnen.

Baugruppe 5 - 'Adjustable Span RIT Circuit'

Die Baugruppe enthält RIT-Schaltung zur Empfängerfeinabstimmung über eine MV209-Varicap Diode. Hiermit ist eine Empfänger-Offset-Abstimmung von bis zu +/- 2 kHz möglich. Geringere Offset-Werte lassen sich durch Einstellen des Trimmers im hinteren Bereich der Platine erzielen.

Adjustable Span RIT Circuit

Empfänger-Abgleich

Der Empfängerabgleich ist in dem Dokument "2N2/40+ Receiver Alignment" beschrieben. Hier geht geht es im wesentlichen darum, den Empfangsoszillator so einzustellen, dass er sich etwa 700 Hz unterhalb der Mitte des Filterdurchlassbereichs befindet, wenn der Filter auf seine engste Bandbreite von etwa 250 Hz eingestellt ist.

Quelle: K8IQY

Verdeutlicht wird das Verfahren anhand einer grafischen Darstellung der Filter-Durchlasskurve

Unabhängig davon wird vorher das Rx-Eingangsfilter mit TC1 und TC2 auf maximale Signalstärke am Filterausgang eingestellt.

Baugruppe 9 - 'Audio Pre-Amp, Rx Mute, Audio Amplifier'

Dieser Abschnitt enthält den lokalen Oszillator des Empfängers. Es handelt sich, wie beim VFO, um eine Colpitts-Schaltung. Die einzige Besonderheit dieser Schaltung besteht vielleicht darin, dass das Ausgangssignal vom geteilten Emitterwiderstandspaar R15 und R16 abgegriffen wird und dass eine parallel abgestimmte Schaltung verwendet wird, um die Wellenform zu modellieren und die Oberwellen zu reduzieren.

Audio Pre-Amp

Rx Mute

Audio Amplifier

Baugruppe 8 - 'Rx Local Oscillator'

Dieser Abschnitt enthält den lokalen Oszillator des Empfängers. Es handelt sich, wie beim VFO, um eine Colpitts-Schaltung. Die einzige Besonderheit dieser Schaltung besteht vielleicht darin, dass das Ausgangssignal vom geteilten Emitterwiderstandspaar R15 und R16 abgegriffen wird und dass eine parallel abgestimmte Schaltung verwendet wird, um die Wellenform zu modellieren und die Oberwellen zu reduzieren.

Rx Local Oscillator

Die Frequenz dieser Oszillatoranordnung liegt unterhalb des ZF-Durchlassbereichs, weil das Cohn-Filter als oberes Seitenbandfilter verwendet wird, anstatt der traditionelleren Anordnung mit dem unteren Seitenband. Die Absenkung der Quarzfrequenz wird durch Hinzufügen einer induktiven Reaktanz L3 in Reihe zum Quarz erreicht. Hierdurch wird die Nachstimmung des Empfängers minimiert, wenn der Durchlassbereich des Filters eingeengt wird.

Mit dem Trimmer TC5 wird die Frequenz dieses lokalen Oszillators so eingestellt, dass sie 750 Hz unterhalb des Durchlassbereichs von 4,915 MHz liegt. Damit erhält man den gewünschten 750-Hz-CW-Ton.

Baugruppe 3 - 'Rx Mixer Amplifier, Variable Xtal-Filter, IF Amplifier, Product Detector'

Die Baugruppe enthält die Bauteile für die oben genannten Bauabschnitte. Besonderheiten waren hier nicht zu berücksichtigen.

Mixer Amp +9dB

Variable Xtal Filter 250-750 Hz

IF Amp +40dB

Product Detector

Nach dem Mischverstärker folgt ein 3-poliges Cohn-Quarzfilter mit variabler Bandbreite. Die Bandbreite kann von etwa 700 Hz bis hinunter zu 300 Hz verändert werden. Die Einstellung der Bandbreite erfolgt über zwei MV1662 VariCap-Dioden. Die Abstimmspannungen (4V bis 2V) werden durch die beiden grünen LED's erzeugt.

Baugruppe 2 - 'T/R-Switch, Rx-Filter, RF Amp, Rx DB-Mixer'

Die Baugruppe enthält die Bauteile für die S/E-Umschaltung, das Rx-Eingangsfilter, einen HF-Verstärker und den Doppelt Symmetrischen Diodenmischer.

Die S/E-Umschaltung beruht auf dem bekannten Entwurf von Roy Lewallen, W7EL. Sie wurde in der 'QST August 1980' erstmals veröffentlicht. Eine genaue Beschreibung findet man in dem Dokument von W7ZOI, "Some Thoughts on Electronic T/R Circuits", vom November 2018. Der ursprüngliche HF-Verstärker wurde durch ein Norton-„Noiseless-Feedback“-Design ersetzt, um die Fähigkeiten des Gerätes zur Verarbeitung starker Signale zu verbessern.

T/R-Switch, Rx-Filter

RF Amp

Rx DB-Mixer

Layout-Korrektur:

Beim Aufbau der Baugruppe ist ein weiterer 'Layoutfehler' aufgefallen, der ebenfalls auf der Darstellung im Schaltplan beruht.

Im Schaltplan ist der IF-Abgriff 'C' am Mittelanzapf von T4 (LO-Seite) gezeichnet. Nach der Literatur sollte dieser aber am Mittelanzapf auf der RF-Seite (T3) erfolgen.

Die Korrektur konnte der Oberseite der Platine durch eine kurze freie Verdrahtung erfolgen. Das Platinenlayout wurde in einer neuen Version korrigiert.

Baugruppe 4 - 'Varactor Tuned, Buffered VFO'

Der VFO ist ein klassisches Colpitts-Design mit einer spannungsvariablen Kapazitätsdiode MVAM109 zur Abstimmung. Der Frequenzbereich liegt bei ca. 2,085 bis 2,185 MHz, was einer Bandabdeckung von 100 KHz entspricht. Mit dem Trimmer TC4 wird die untere Frequenzgrenze und mit TC3, falls vorhanden, die obere Frequenzgrenze eingestellt. Um den korrekten Frequenzbereich mit den gezeigten Werten zu erreichen, kann eine Anpassung der Windungen der Induktivität L1 erforderlich sein.

VFO-Modifikationen:

• Eine ausreichende Ausgangsleistung konnte nur durch einen zusätzlichen Kondensator (Cx), parallel zu R9, erreicht werden. Hier wurden 1nF verwendet.
• Das Anzahl der sekundären Windungen von T5 wurde von 8Wdg. auf 2 Wdg. reduziert.
• Der Kondensator C12 wurde mit einem Parallelkondensator von 30pF zu 360pF ergänzt.

Durch Veränderung des Kondensators C12 kann eine Anpassung der Ausgangsleistung des VFO erreicht werden. Hier wurde ein Wert von ca. 9 dBm im mittleren Frequenzbereich des VFO eingestellt.

Der VFO liefert nun ein sauberes und stabiles, in der Amplitude frequenzabhängiges Signal am Ausgang von T5 (an 50 Ohm). Im mittleren Abstimmbereich des VFO wurde hier eine Ausgangsleistung von ca. 9dBm eingestellt. Eine Anpassung kann durch Veränderung von C12 erfolgen.

Baugruppe 1 - 'Rx/Tx Driver'

Die Schaltung dient zur Steuerung der Baugruppen des Empfängers und des Senders. Je nach Schaltzustand des Key-Anschlusses, werden die Leitungen 'Rx' oder 'Tx" mit Spannung versorgt. Bei einer Versorgungsspannung Vcc = 13.8V liegen an der RX-Leitung ~ 12.6V und an der TX-Leitung ~ 13.1V an.

Rx/Tx Driver

Layout-Korrektur:

Beim Aufbau der Baugruppe ist ein Layoutfehler aufgefallen, der auf einem Fehler im Schaltplan beruht.

Der Anschluss "RX" ist im Schaltplan am Kollektor von Q22 gezeichnet. Richtig ist jedoch der Anschluss an der Verbindung R68/R69.

Die Korrektur erfolgte auf der Unterseite der Platine. Die Änderung wurde in ein korrigiertes Layout eingearbeitet.

Gliederungs des Layouts

Das Layout enthält die Bauabschnitte:

Maßgebend für den Aufbau sind, neben der Layout-Vorlage, jedoch die Schaltpläne vom 01.02.2002

Platinenlayout

Für die Platine wurde mit 'Sprint-Layout' ein neues Layout erstellt. Grundlage ist eine Layoutvorlage von Larry Przyborowski, K3PEG, vom 27.04.2005, die er als 'Extreme Manhattan' Layout bezeichnet. Es wurden hier jedoch einige individuelle Änderungen eingearbeitet.

Die Fertigung der Platine, mit den Abmessungen 180mm x 130mm, erfolgte wieder durch Dirk (DH4YM).

Layout-Modifikationen:

• Die Platine ist doppelseitig kupferkaschiert. Die DC-Leitungen für die Baugruppen wurden auf der Unterseite angeordnet (Bild 2), um die freie Verdrahtung mit Litzen zu reduzieren.
• Die Lötinseln des 'Manhattan Style' wurden als geätzte Lötpads vorgesehen. Das Ergebnis ähnelt daher der von Chuck Adams, K7QO, für den Bau von Leiterplatten entwickelt Technik, die er als 'Muppet construction' bezeichnet.
• Für externe Anschlüsse wurden Platinensteckverbinder vorgesehen.
• Im Layout vorgesehenen Zwischenverbindungen (blaue Litzen) wurden als Leiterbahnen auf der Oberseite ausgeführt.
• Die Anordnung der Bauelemente in den Layoutabschnitten 2 und 3 wurden etwas verschoben um eine bessere Ausnutzung der Flächen zu erreichen.
• Der Layoutabschnitt 5 wurde wegen der Platinenstecker umgestaltet.