80m Empfänger 'The Sudden'

Im SPRAT-Magazin #58 erschien 1989 ein Beitrag Rev. George Dobbs, G3RJV, mit dem Titel 'The SUDDEN Receiver'. Es handelt sich hierbei um einen einfachen Monoband DC-Empfänger auf der Basis des NE602 Mischer-IC's, für die Bänder 160m bis 20m.

Später erfolgte eine Veröffentlichung in 'Practical Wireless', und dem '73 Amateur Radio Today' Magazin. Seitdem sind mehrere Versionen und Modifikationen des Sudden-Empfängers veröffentlicht worden.

Der Empfänger wird beim G-QRP-Club auch als Komplett-Bausatz "The GQRP Club 'Limerick Sudden' Receiver Kit" angeboten und kann dort erworben werden. Dort gibt es auch einen dazu passenden Sender "The GQRP Club 'Limerick Sudden' Transmitter Kit", einen Antennentuner "The GQRP Club 'Limerick Sudden' ATU Kit", und eine Platine für einen digitalen VFO "The GQRP Club 'Limerick Sudden' Digital VFO". Näheres hierzu kann man den entsprechenden Seiten des G-QRP-Club entnehmen.

Der 'Sudden RX' wurde von George Dobbs aus der Schaltung entwickelt, die in dem Artikel 'The Neophyte Receiver', von WA3RNC, in der QST 2-1988 veröffentlicht wurde.

Warum Sudden?

Rev. George Dobbs lebte in Rochdale, einer Stadt im Nordwesten Englands, in einer Gegend namens 'Sudden'. Sudden war einst ein eigenständiges Dorf mit einer schönen, aus Stein gebauten Kirche der Church of England, in der er als Pfarrer gearbeitet hat.

Aufbau eines 80m Empfängers 'The Sudden'

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Quelle: DL2KI

Technische Daten:

Frequenzbereich hier: ca. 206 kHz Bandabschnitt im 80m-Band (3.597 kHz bis 3.803 kHz)
Frequenzabstimmung stufenlos (VFO)
Modes CW/SSB
RX-Typ Direktmischer
Spannungsversorgung 9 V Blockbatterie
RX Stomaufnahme ca. 9 mA

Schaltungsbeschreibung

Im Sudden-RX werden nur zwei aktive Komponenten verwendet. IC1, ein SA602, der einen Mischer und einen Oszillator enthält, und IC2, ein LM386-Audioverstärker.

Das Antennensignal gelangt über ein Dämpfungsglied, einem linearen 10K-Potentiometer, das als GAIN-Regler für den Empfänger dient, an ein 2-stufiges lose gekoppeltes Bandfilter. Hier werden die gewünschten Signale selektiert. Der Ausgang des Bandpassfilters geht an den Eingang des Mischers, Pin 1 und 2.

IC1 enthält eine interne Oszillatorschaltung, die über die Pins 6 und 7 zugänglich ist. Es handelt sich um eine Version des Colpitts-Oszillators, dessen Frequenz durch L3 und die zugehörigen Kondensatoren bestimmt und durch den 60pF-Abstimmkondensator eingestellt wird. Der Oszillator wird auf das gewünschte Amateurband abgestimmt. Der Mischerteil von IC1 mischt die Signale vom Bandpassfilter und das Signal vom Oszillator, und die resultierenden Signale erscheinen an den Pins 4 und 5. Ein Audiosignal (Ton) erscheint im oberen und unteren Seitenband der Oszillatorfrequenz. Dies sind die Signale, die wir benötigen.

Dieses Audiosignal wird über C6 und C7 in IC2 eingespeist; dabei wird der symmetrische Eingang des LM386 verwendet. C15 zwischen den Pins 1 und 8 von IC2 ergibt die maximale Spannungsverstärkung von etwa 45 dB.

Das verstärkte Audiosignal erscheint an Pin 5 des 'LM386' und wird über C18 an die Kopfhörerbuchse bzw. zum Lautsprecher geführt.

C16 und R3 bilden ein Filter (ein so genanntes Zobelnetzwerk), das die Stabilität des Verstärkers unterstützt. Die Ausgangsleistung des LM386 beträgt etwa 350 Milliwatt. Damit lässt sich ein kleiner Lautsprecher betreiben, obwohl er besser mit "Walkman-Kopfhörern" funktioniert.

Beschaffung der Bauelemente:

Die Beschaffung der Filterspulen und IC's ist bereits vor längerer Zeit erfolgt.

Die Filterspulen (Spectrum 10mm 10K Coils) bekommt man mit verschiedenen Induktivitäten auch aktuell über die Club-Sales des G-QRP-Club. Ebenso den Mischer SA602N / SA612N und den Audio-Verstärker LM386N-1.

Kleine Foliendrehkos sind hier aus Auschlachtplatinen reichlich vorhanden. Alternativ kann man sich aus einem Poti und einem Trimmer-C einen "Drehko" auch selbst herstellen. Der Drehwinkel des Poti's sollte auf geeignete Weise auf 180°, passend zum Trimmer, eingeschränkt werden.


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Alles andere bekommt man bei den einschlägigen Händlern in DL.

Modifikation

Die Abstimmung mit dem Drehko war sehr schwierig, um nicht zu sagen unakzeptabel. Zum Einen durch den geringen Drehwinkel und vor allem durch den Einfluss der Handkapazität, die ein genaues einstellen auf einen Sender so gut wie unmöglich machte.

Ich habe daher den Drehko 1:1 durch eine kleine VariCap-Schaltung ersetzt, die 'fliegend' am VFO-Poti angelötet wurde. Es wurde eine VariCap-Diode aus dem Bestand mit dem Aufdruck '301' verwendet, die bei 0V eine Kapazität von ca. 66pF und bei 9V eine von ca. 14pF aufweist. Hierdurch entfallen die o.g. Einschränkungen.

Damit wird nun bei größerem Drehwinkel des VFO-Poti ein Frequenzbereich von ca. 3.500 kHz bis 3.792 kHz (ca. 292 kHz) abgedeckt. Da die Diode direkt aus der Batteriespannung gespeist wird, sind hier natürlich Abweichungen bei nachlassender Batteriespannung zu erwarten. Für den Einsatzzweck ist das völlig akzeptabel, zumal hier nur der Poti und 2 Bauteile verwendet wurden.

Der Abstimmbereich wurde noch weiter eingeengt. Mit 2 x BB122 (je ca. 23pF - 2,4pF) wird nun ein Bereich von ca. 206 kHz erreicht, der sich besser abstimmen lässt. Damit kann nun z.B. der Bandabschnitt von ca. 3.500 kHz bis 3.706 kHz, oder ca. 3.597 kHz bis ca. 3.803 kHz kHz) abgedeckt werden. Zusätzlich wurde noch ein kleiner Lautsprecher in das Gehäuse eingebaut.

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Der Unterschied zur Version mit dem Abstimmdrehko ist gravierend. Mit dieser Modifikation ist der Sudden-RX nun verwendbar. An dem Gehäuse muss nun noch die Frontplattenfolie ausgetauscht werden.

Mit der einfachen Schaltung kann man natürlich auch gut experimentieren und z.B. alternativen zu VariCap Dioden ausprobieren. Mit der Kombination "C11 / VariCap-Diode" kann man sich die Abstimmbereiche des Empfängers passend einstellen.

Nähere Infos hierzu findet man z.B. hier:

Oktober 2022

Gehäuse

Im Vorfeld wurde nach einem geeigneten Gehäuse Ausschau gehalten. Ich habe mich dann für ein kleines EuroBox-Gehäuse entschieden und das Layout der Platine darauf abgestimmt.

Nachträglich wurden die Befestigungsbohrungen soweit nach vorne versetzt, dass die Platine an der Rückwand des Gehäuses anliegt. Hierdurch ergibt sich mehr Raum zwischen Platine und Frontplatte.

Weiterhin wurde die Platine an der Unterseite unterlegt und im Gehäuse höher gesetzt. Hierdurch lassen sich die Seitenteile zum Öffnen des Gehäuses besser verformen. Um dies zu bei künftiger Verwendung der Platine zu vermeiden, wurde ein neues Layout mit reduzierter Platinenbreite erstellt.

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Die externen Anschlüsse sind auf ein Minimum beschränkt. Die Spannungsversorgung erfolgt über eine 9V-Blockbatterie, die in einem Halter auf der Platine befestigt ist.

Oktober 2022

Abgleich

Bei den Filterspulen ist zu berücksichtigen, dass die Spulenkerne sehr spröde und empfindlich sind. Zum Einstellen der Kerne sollte daher unbedingt ein geeignetes "Trimmwerkzeug" und kein Metall-Schraubendreher verwendet werden.

Abgleich des Empfängeroszillators

Zum Einstellen der Oszillatorfrequenz wird hier der Stations-RX verwendet.

In der Nähe des VFO wird eine kleine Sonde platziert, die mit dem Eingang des Stationstransceivers verbunden ist. Dieser wird auf einen Empfangsfrequenz von 3.500 kHz eingestellt.

Nun wird der Abstimm-Drehko fast vollständig gegen den Uhrzeigersinn eingedreht und dann der Kern von L3 vorsichtig gedreht, bis das VFO-Signal im Stationsempfänger zu hören ist.

Nun kann man den gewünschten Empfangsbereich, der mindestens das gesamte 3,5-MHz-Amateurband abdecken sollte, einstellen.

Bei der Auswahl eines geeigneten Foliendrehkos aus dem Bestand fand sich kein 'genau' passender Drehko. Es wurde daher ein Exemplar mit einer Kapazitäts von ca. 52.0 pF bis 9.5 pF ausgewählt, was einen VFO-Bereich von ca. 238 kHz ergibt, der variabel im 80m-Band eingestellt werden kann.

Hier könnte man später noch einen anderen Drehko (ca. 60pF) einbauen, der das komplette 80m-Band abdeckt.

Abgleich des Eingangsfilters

Die beiden Eingangsabstimmkreise L1/C1 und L2/C3 werden nun mit den Kernen in L1 und L2 abgeglichen. Hierzu werden die Kerne wechselseitig so eingestellt, bis die maximale Signalstärke im Sudden-RX hörbar ist.



So hört sich der Empfänger nun an.


Die Abstimmung des Empfängers ist sehr schwierig, da sich auch Handkapazitäten auswirken. Vermutlich wäre eine weitere Einschränkung des Abstimmbereichs sinnvoll. In jedem Fall sind hier Nacharbeiten erforderlich.

Provisorischer Aufbau

Ein provisorischer Aufbau dient zur Funktionsprüfung, zum Abgleich und für einige Messungen.


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Auf dem Board kann nun auch der erste Test und der Abgleich des Empfängers erfolgen. Hierzu muss auch noch ein passender Foliendrehko gefunden werden.

Die Abgleichprozedur ist weiter oben beschrieben.

Weitere Bestückung

Nun sind nur noch die passiven Bauelemente einzubauen.

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Filterspulen und IC-Sockel

Weiter geht es mit dem Einbau der Filterspulen, da man die Anschlussstifte bei leerer Platine noch gut von der Seite verlöten kann. Die Bohrungen dienen lediglich der besseren Fixierung der Filterspulen; ein verlöten der Anschlussstifte auf der Platinenunterseite ist nicht erforderlich.

Nach den Filterspulen werden die beiden IC-Sockel aufgelötet. Es werden hier einfache Sockel verwendet, bei denen man die Anschlüsse seitlich abbiegen kann. Dies erleichtert das Auflöten der Sockel.

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Vorbereitung

Begonnen wird der Aufbau zunächst mit den Bohrungen für die Befestigungsschrauben M3, den Batteriehalter und die Platinenstecker. Anschließend die Vormontage in der Gehäuse-Unterschale.


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Die Platinenstecker werden zunächst auf der Unterseite der Platine angelötet. Hierzu sind isoliert angebrachte Lötaugen vorgesehen. Dann wird das Kunststoffoberteil hoch geschoben, damit die Stifte auf der Oberseite der Platine verlötet werden können. Danach wird das Oberteil wieder auf die Platine gedrückt.

Platine

Hier die Platine für den 'Sudden-RX'.

Das Layout wurde mit 'Sprint Layout' erstellt und orientiert sich an dem Layout von W1REX, das dem G-QRP Bausatz (s. oben) zugrunde liegt. Hier wurde es für den Einbau in ein Eurobox-Gehäuse angepasst. Auf der Platinenunterseite befinden sich einzelne Lötaugen, die zur stabileren Befestigung der Platinenstecker dienen. Die Bohrungen für die Filterspulen dienen der zusätzlichen Stabilität beim Einbau. Das Verlöten der Filterspulen auf der Platinenunterseite ist nicht erforderlich.

Die Herstellung der doppelseitigen Platine erfolgte wieder durch Dirk (DH4YM).

Oktober 2022