Stavebnice QRP - část I.

Petr Ouředník, OK1RP, ok1rp@qsl.net

 


 


 

Mnoho radioamatérů se dnes již bohužel zcela oprostila od jakéhokoliv vývoje či stavby zařízení a bastlení v tom pravém slova smyslu je pro ně již nepředstavitelnou minulostí. Důvodem je záplava dnes již víceméně dostupných, komerčně nabízených zařízení japonské či americké provenience a možnost být okamžitě na pásmu je velmi lákavá. Pro mnohé může být důvodem například absence technického vybavení, znalostí, případně času, který by na stavbu zařízení museli věnovat. Nutno podotknout, že pod rouškou výše zmíněných objektivních problémů se často ukrývá jednoduše pohodlnost či lenost.

Naštěstí je však ještě mezi námi dost takových, kteří neváhají v této uspěchané době plné mobilních telefonů, e-mailů a internetu nejen sednout k hotovému zařízení, ale také věnovat svůj drahocenný čas vývoji a stavbě vlastního zařízení a to k potěšení svému, případně k potěšení ostatních takto vzácně smýšlejících amatérů. Je nasnadě, že např. stavebně nenáročné, ale koncepčně dobře propracované, dobře fungující a k tomu všemu levné telegrafní zařízení bude vynikajícím nástrojem ke vstupu do radioamatérského světa pro všechny ty, kteří se kromě vlastního provozu chtějí také něco naučit. 

Pro všechny, kteří by si rádi postavili své vlastní zařízení, ale jednoduše nemají dostatečné znalosti či vybavení na jeho samotný vývoj existuje nepřeberné množství popisů, schémat a konstrukčních návodů, které již někdo vyzkoušel a případně také podrobněji popsal a které se dají s větším či menším úspěchem kopírovat.

Mnozí však nemají tolik zkušeností se stavbou podle pouhého schéma zapojení, případně nemají ve svém okolí žádného dodavatele součástek, mnohdy jsou v zapojení použity součástky v dané lokalitě nedostupné a jejich náhrada bez znalostí teorie obvodů je obtížná, často takového jedince odradí neúspěchy při oživování postaveného zařízení. Zklamání z nechodivé konstrukce, nebo bezradnost při stavbě či shánění vhodných součástek může vést k zatracení myšlenky na další stavbu vlastního zařízení.

Jednou z možností jak se těmto potížím vyhnout a především jak získat množství užitečných informací, konstrukčních zkušeností se stavbou a  potřebných znalostí takových obvodů je zakoupení stavebnice. Nabízí se nám možnost získat za přijatelný peníz především kompletní soubor součástek, plošný spoj a úplný návod na stavbu, podporu při oživování jejím výrobcem a to nejdůležitější – chodivou konstrukci, kterou již před Vámi postavilo mnoho jiných a tudíž její reprodukovatelnost je téměř úplně zaručena.

Existuje mnoho firem nabízejících stavebnice radioamatérských zařízení, ve většině případů se jedná o konstrukce zařízení pro QRP provoz. Jde o samostatné přijímače a vysílače, předzesilovače, ale především kompletní transceivery pro CW / SSB provoz na KV. Výjimkou již dnes nejsou ani stavebnice pro provoz na VKV. Jejich seznam a linky si uvedeme v dalších částech našeho povídání...

 Nyní se pokusíme seznámit se základním rozdělením tak, abychom pokud možno co nejvíce přiblížili svět stavebnic QRP (převážně CW, není to však pravidlem) příznivcům, začínajícím a nakonec všem, kdo se o tuto část našeho hobby zajímají.

 V následujícím popisu se nebudeme záměrně zabývat stavebnicemi samotných vysílačů, přijímačů, jednotlivých stupňů, neboť naším cílem je získat stavebnici kompletního QRP zařízení pro jedno nebo více pásem CW resp. SSB.

V našem případě se pokusme rozdělit stavebnice kompletních QRP transceiverů resp. zařízení do následujících základních skupin:

Typ 1:

Tato zařízení lze nazvat "Stavebnice pro experimenty". Nalezneme zde takové výrobky jako jsou Pixie 2, Tixie, Foxx-3, apod. firem Vectronics, SOP, Kanga Kits apod. Nabízejí se zde kromě nejjednodušších TX a RX především jednoduché tcvry s přímým směšováním a jejich funkce jsou povětšinou velmi omezeny. Výkony se pohybují kolem hranic QRPP a QRP t.j. cca 1W, směšování je řešeno mnohdy bipolárním tranzistorem (Foxx-3), v lepším případě je použit FET. Výjimku tvoří stavebnice s názvem RockMite firmy Small Wonder Labs, kde je již na směšování použit obvod typu NE602/612. Ladění, pokud je vůbec použito, se omezuje na rozladění VXO pomocí kapacitního trimru nebo přídavnou indukčností. Nízkofrekvenční části těchto konstrukcí nemají vzhledem ke své jednoduchosti dostatečný zisk a ošizeny bývají v drtivé většině také vstupní obvody přijímače.

Z tohoto důvodu se tyto stavebnice stávají cílem mnoha experimentů, vylepšování a zdokonalování. Mnozí konstruktéři a nadšenci používají tyto stavebnice pro experimenty s jednotlivými obvody, použitými součástkami a různými typy zapojení. Cena je zde sice poměrně nízká, parametry a nabízené funkce jsou však velmi omezeny a proto užitná hodnota je nižší. Užije se s nimi mnoho zábavy, pro praktický a běžný provoz se však příliš nehodí.

Typ 2:

Tyto výrobky lze nazvat "Jednopásmové zázraky" (v tom dobrém slova smyslu!). Stavebnice tohoto typu jsou zastupovány především velkým množstvím jednopásmových a již většinou dobře propracovaných kompletů jako např. NC-20 od Northern California Clubu, RH-20 firmy Red Hot Radio, OHR-100 firmy Oak Hills Research, SST od Wilderness Radio nebo vynikající sérií jednopásmových zařízení s názvem SW+ firmy Small Wonder Labs resp. jejich novinkou, stavebnicí transceiveru DSW, modely firmy Ten-Tec apod.

 Funkcemi jsou již dospělejší, většinou jsou TX/RX integrovány do tcvrů, které disponují QSK, RIT/XIT, RF gain a nezřídka i kvalitnějšími AGC obvody apod. Výkon se již pohybuje okolo 2-5 W a přijímače jsou téměř vždy koncepcí superheterodyny s jedním směšováním jejichž signálový řetězec obsahuje na vstupu jednoduchý nebo dvojitě laděný obvod pásmové propusti, následuje obvod Gilbertova směšovače v IO typu NE612/602 dále 3 až 6ti krystalový příčkový filtr na mezifrekvenci. BFO je řešeno opět použitím směšovače NE602/612. Nízkofrekvenční část bývá pravidelně osazována obvody MC1350, LM386 s použitím propustí ve funkci nf CW filtru. V lepším případě používají autoři těchto koncepcí dvojitě vyvážený diodový směšovač typu SBL-1 resp. TUF-1 apod., tedy obdobu našeho UZ-07, ladění VFO bývá řešeno pomocí klasického vzduchového kondenzátoru, varikapem, případně je již použita syntéza.

Tyto stavebnice vynikají při své stále ještě jednoduché koncepci již výbornými parametry a provozními vlastnostmi. Jsou stále ještě dostatečně jednoduché na stavbu, nebývají potíže s oživováním, ke kterému není většinou třeba žádných speciálních měřicích přístrojů a tudíž také reprodukovatelnost je velká. Poměr cena / výkon je zde vynikající a jsou výborně použitelné v běžném (nenáročném) praktickém provozu.

Proto pokud někdo uvažuje o jednoduchém jednopásmovém zařízení, nenáročném na stavbu a použitelném ihned po jeho sestavení s jednoduchým ovládáním a příjemnými vlastnostmi, pak stavebnice tohoto typu od výše zmíněných výrobců nebo jim podobných je tou pravou volbou.

Typ 3:

Tento typ lze nazvat "Všepásmové komplety" a jejich hlavní předností je zastoupení všech pásem. Jsou již vybaveny základními prvky jako ALC, AGC, RIT/XIT, umožňují provoz CW/SSB, mají regulaci zisku, výkonu, umožňují změnu šířky pásma mezifrekvenčního filtru, ladění je řešeno pochopitelně syntézou, digitální stupnice je téměř pravidlem. Zde je asi klasickým zástupcem transceiver K2, resp. K1 od Elecraftu nebo poměrně povedený OHR-500 od Oak Hills Research, nyní je k dispozici také “nízkorozpočtový” jednodeskový transceiver Digital 2004 od SP3ABG, nebo novinka Elecraftu s názvem KX1, vynikající všepásmový Tramp z dílny OK1XGL aj.

Základem stavebnic tohoto typu bývá syntéza např. AD9835, MC145170 apod. řízená např. mikroprocesorem 18C452 atd., čítač kmitočtu s LCD displejem, druhé VFO spolu s paměťovou databankou k uložení kmitočtů a dalších užitečných nastavení. Koncepcí se ale většinou nijak neliší od stavebnic předchozího typu. Jsou to opět superheterodyny s jedním směšováním, vstupní část RX již ale obsahuje slušné pásmové filtry, směšování se děje opět pomocí dvojitě vyvážených diodových směšovačů např. TUF-1 zpracovávající úroveň +7dBm. V lepším případě používají konstruktéři směšovače pro vyšší úrovně např.13 dBm resp. 17 dBm, případně jsou použity čtveřice FET tranzistorů. V přijímacím řetězci pak následuje opět 3 až 6ti krystalový příčkový filtr na mezifrekvenci, často s proměnnou šíří pásma pomocí varikapů, některé koncepce ještě obsahují mezifrekvenční zesilovač. BFO bývá osazeno směšovačem typu NE602/612, některá zapojení mají i v tomto stupni DBM typu SBL-1 apod. Nízkofrekvenční část je v drtivé většině u těchto stavebnic naprosto shodná s předchozím typem (2), t.j. MC1350, LM386. Odlišnosti lze však nalézt ve způsobu řešení nf filtrů. Najdeme zde i zapojení  se stereo CW příjmem apod.    

Díky použitým mikroprocesorům, syntéze a celkově již mnohdy poměrně složité architektuře řízení, obsahují takové stavebnice i přes 800 součástek, koncepce bývá kombinací diskrétních i monolitických komponentů v provedení standardním i SMD a oživování takového kompletu je životně závislé na dokonalosti zpracování návodu ke stavbě a v propracovanosti popisu následného uvedení do provozu. Velmi důležitou součástí takové stavebnice je pak list naměřených typických hodnot napětí a proudů v důležitých částech transceiveru či v jednotlivých funkčních blocích. Stavebnice ve většině případů již obsahuje také kompletní sestavu mechanických dílů, přístrojová skříň, ve které je transceiver umístěn má profesionální vzhled a je k dispozici s předlisovanými otvory pro všechny ovládací prvky, displej, konektory, atd.

Cenová úroveň těchto kompletů je vzhledem k jejich vybavení a parametrům již poměrně vysoká. Technické parametry některých z těchto výrobků úspěšně konkurují japonským či americkým gigantům a také v praktickém provozu s nimi mohou úspěšně soupeřit. Pro mnoho zájemců jsou však svou cenou nedostupné, stavba takové stavebnice vyžaduje často desítky až stovky hodin práce a užitná hodnota takové stavebnice je proto velmi diskutabilní.

Pokud byste si rádi takovou stavebnici pořídili, pak musí být Vaším prvořadým krokem vymezení hranic použití, stanovení Vámi požadovaných parametrů a správný odhad Vašich technických schopností a zkušeností se stavbou náročnějších zařízení. Vyhnete se tím nemalé investici do stavebnice, kterou nedokončíte pro její přílišnou složitost, Vaši netrpělivost, nedostatek času apod.

Některé stavebnice z výše uvedených kategorií se svou architekturou samozřejmě mohou lišit od zapojení, která jsme si popsali výše. Najdeme tak stavebnice transceiverů, které používají na pozici směšovače nejen obvody NE612/602 resp. DBM typu TUF-1 či SBL-1 apod., ale také směšovače tvořené diskrétními vybíranými diodami, dvojcí BF964 nebo jsou použita různá provedení dvojitě vyvážených směšovačů integrovaných do obvodů jako LM1496, MC3362P nebo méně známý AD831 apod.

Stavebnice se samozřejmě liší i v mnohém dalším. Je to především zpracování manuálu k sestavení, měření a oživení přístroje, s odlišností jednotlivých koncepcí zařízení se pak liší i výsledné parametry, rozdílné je vlastní provedení a kvalita materiálu DPS, použité součástky, krabička a ovládací prvky atd. Dobrým vodítkem může být při výběru také počet prodaných kusů a reference jejich majitelů. Tyto lze velmi snadno nalézt na internetu v různých konferencích apod. Nebojte se zeptat v takové konferenci na jejich zkušenosti, buďte si jisti, že Vám nikdo z nich neodmítne pomoc! Mnohdy jsou účastníky těchto konferencí a diskuzních skupin i samotní výrobci resp. majitelé firem, které stavebnice vyrábějí. Technická podpora pro Vámi vybraný typ je pak opravdu vynikající a snadno dostupná.

To nejdůležitější jsou ale dva parametry, které v souvislosti s předchozím hodnotí většina zájemců s největším důrazem: cena vs. použitelnost v provozu resp. parametry, t.j. "užitná hodnota" stavebnice pro naše potřeby.

Pokud se tedy rozhodnete pořídit si nějakou ze stavebnic, patrně se nejdříve musíte rozhodnout, zda to bude pro pokusy a experimenty s tím nejjednodušším, či to bude monoband, který ale musí být co nejlépe použitelný v provozu poté co jej sestavíte a ještě k tomu byste jej rádi dále např. zdokonalovali, dostavovali, vylepšovali apod., nebo zda to má být finální výrobek s pokud možno všemi pásmy a co největším komfortem. Pak ale jistě budete muset sáhnout do kapsy mnohem hlouběji! Ceny se pohybují asi v těchto relacích:

     Typ 1.     10 -   40 USD *

     Typ 2.     50 - 150 USD *

     Typ 3.   160 - 650 USD *

*Při výběru je třeba dát si pozor, co všechno je obsaženo v udané ceně. Někteří dodavatelé zasílají za danou cenu balíček s vlastní stavebnicí t.j. DPS + všechny součástky k osazení DPS (components on board) t.j. bez konektorů, potenciometrů a knoflíků + návod na sestavení. Ostatní příslušenství je nutno přikoupit za poplatek.     K základní částce je tedy třeba připočítat poplatek za balíček s konektory, potenciometry a knoflíky spolu s krabičkou (tzv. enclosure kit), za poplatek je možné získat servisní balíček s náhradními nedostupnými součástmi tzv. (service pack) a je třeba počítat s poplatky za poštovné a balné. To se liší v závislosti na velikosti balíku a hlavně v závislosti na cílové zemi. Částky za poštovné a balné se pohybují od několika USD až po 35-45 USD za zaslaný komplet. Pojištění již bývá obsaženo v ceně poštovného a to v základní výši.

Někteří výrobci mají již v udané ceně za stavebnici obsaženo poštovné a balné a jde tedy o konečnou cenu pro Vás. Vždy se proto vyplatí věnovat pozornost informaci o ceně za nabízené výrobky.

Někdy najdete stavebnici, která nabízí mnohem více funkcí výrobku za méně peněz než konkurenční. I zde existuje konkurenční boj firem povětšinou z USA. Pozor je tedy třeba dát nejen na reklamní slogany typu "...the best performance at all" apod., ale i na vlastní zapojení a použité součástky. Pokud máte např. averzi k zařízení, které ve svých útrobách skrývá bezpočet drátů a propojek, potom se jistě budete zajímat o SST kit od Wilderness Radio, jehož jednodeskový transceiver obsahuje také všechny konektory a ovládací prvky osazené přímo na DPS. Toužíte-li postavit si zařízení s možností změny pásma záměnou pásmového modulu, pak bude Vaším favoritem určitě NorCal Sierra, případně cenově o několik kategorií výše model 555 / Scout firmy Ten-Tec apod.

V příštích dílech se pokusíme projít pár stavebnic z jednotlivých kategorií a získáte také (vcelku obsáhlý) přehled o nabízených stavebnicích a linkách na výrobce. Od mnoha stavebnic mám výkresy zapojení a to buďto v elektronické nebo papírové formě. Pokud Vás něco zaujme, neváhejte mne kontaktovat.

Jakékoli dotazy adresujte na ok1rp@qsl.net, (indians@seznam.cz) případně vyhledejte www.qsl.net/ok1rp, kde v brzké době zřídím samostatnou sekci QRP stavebnic Rád zodpovím dotazy, jak některé stavebnice získat, nebo jak získat některé součástky jako cívky a filtry TOKO, Neosid, varikapy, aripoty do Vámi stavěných zařízení apod.  

 

CW/SSB tcvr 40m-MINI od KN-Electronic Krásný 3-pásmový CW/SSB tcvr DK5NOA
30m CW mini tcvr S56AL se směš. AD831 10-pásmový CW tcvr MP+ z dílny W8DIZ
 
   
OK1RP/p: Mizuho MX-21S a tuner KXQRP,SW+20m a reflektometr CN-220.    

 

73,
Petr, OK1RP

Aktualizováno: 21.02.2006

Radioamatérský zpravodaj

kontakt: