Minggu, 27 Februari 2011

Universal PLL-VFO dengan MC145151



Saat ini, membuat PLL-VFO yang bekerja pada frekwensi HF (1-30Mhz) masih relevan. Walaupun sudah muncul pembangkitan signal secara digital yaitu direct digital synthesis (DDS). Banyak sekali produsennya, yang paling populer di mata para radio amatir adalah buatan Analog Digital, dengan beberapa serinya seperti, AD983x, AD985x, AD99xx, dan sebagainya.
Tetapi DDS dan PLL serial programming memerlukan program yang ditanam di dalam IC microcontroller. Ini tidak mudah bagi sebagian para amatir radio. Maka PLL dengan parallel programming masih populer sampai saat ini.
Hampir semua homebrewer kenal dengan TC9122 (paralel programming), IC bikinan Toshiba yang sangat populer. Sayangnya IC ini hanya sebagai IC pembagi decimal. Sedang di dalam sistem PLL, masih dibutuhkan pembagi referensi dan phase detector.
IC lain yang juga populer adalah MC145151-2 buatan Motorola. IC ini, sampai sekarang masih diproduksi oleh Freescale. Di dalam MC145151, sudah terdapat 14 bit binary divider, 3 bit reference frequency option, dan phase detector.
Spesifikasinya :
- Low power energy,
- Tegangan kerja 3V-9V
- built-in reference oscilator
- Lock detect signal,
- parallel programming,
- pilihan pembagi referensi, 8, 128, 256, 512, 1024, 2048, 2410, 8192
- 14 bit pembagi frekwensi (3-16383)
- Input frekwensi sampai 40Mhz

Skema yang ditampilkan adalah skema PLL secara umum yang bisa digunakan untuk membuat oscilator dari 1-40Mhz. Di dalam skema, disertakan juga VCO yang bisa bekerja dari 1-30Mhz (tergantung nilai L1), dan dial elektronik.

Keluaran VCO sekitar 12dbm (15mW, 0.8V), sangat cukup untuk digunakan sebagai LO dalam diode mixer. Dengan mengatur nilai L1 dan Cx, VCO akan bergetar pada frekwensi tertentu. Perhatian, VCO ini tidak mungkin bergetar di frekwensi yang sangat lebar. Dengan diode varactor MVAM108/MVAM109 (20pF-470pF, 1V-8V), maka clean signal akan berkisar diantara 0.25x Fc (frekwensi tengah). Jika menggunakan diode varactor VHF, kisaran frekwensinya akan makin sempit.

Dial elektronik menggunakan 3x up/down counter (CD4516 binary counter), CD4013 (flip-flop), dan CD4011 (clock, NAND gate).
Setiap IC CD4516 akan mengontrol status dari 4 bit pembagi MC145151, maka ketiga IC ini akan mengontrol 12 bit pembagi. Dengan hanya mengambil 10bit pembagi (1024), maka ke 4 bit pembagi lainnya (MSB) digunakan untuk menetukan awal kerja VCO.
Misal, jika status RA0, RA1, dan RA2 tinggi (terbuka), maka kristal 8.192Mhz akan dibagi 8192 dan memberikan step sebesar 1Khz dan rentang pembagian dari 3-1024 Khz. Dengan mengatur status empat pembagi terakhir (N10, N11, N12, N13), maka frekwensi awal bisa di cari). Dengan N10=1 (1=open, 0=ground), N11=1, N12=0, N13=0; frekwensi awalnya adalah 3.072 Mhz. Dial elektronik akan mengubah frekwensi setiap 1khz ke atas/bawah sampai 1024Khz. Sehingga rentang VCO akan bergetar dari 3.074Mhz - 4.096Mhz.

Download MC145151 datasheet

--

80M AM TRANSCEIVER


Tahun 2007, di milis orarinews@yahoogroups.com, Om Agus YB0DJH melemparkan ide perlunya mode AM dihidupkan kembali, agar para experimenter baru atau lama bisa muncul kembali. Banyak timbul pro dan kontra, termasuk memperkecil daya maupun mempersempit alokasi frekwensi untuk mode AM. Dengan KEP-065/OP/KU/2009, frekwensi 3.550-3.560 Mhz bisa digunakan untuk mode AM.
Kualitas audio dari pemancar AM tetap lebih bagus dibandingkan mode2 lainnya (kecuali mode FM). Regchewing dengan mode AM sangat mengasyikan. Audionya sangat natural.
Banyak sekali skema-skema SSB dan CW transceiver, tetapi sangat jarang yang mendesign AM transceiver.

Dengan beberapa komponen yang ada di junkbox, jadilah 80M AM transceiver, dengan spesifikasi sbb :
- Mode AM (series modulator), tanpa trafo
- Frekwensi kerja 3.500-3.600 Mhz
- RF power 10W
- DC Power 16-18V
- Diode mixer,
- Ukuran PCB 10cm x 17cm
- IF 455Khz dengan filter CFX455B
- Menggunakan Hifi AM detector

Reference : G3YNH, Free Radio TX


-----

Alternatif Trafo Modulator untuk Pemancar AM


Sampai pertengahan 80'an, mode AM masih mendominasi komunikasi radio di band 80M. Pemancar AM mudah dibuat, dan sangat sesuai bagi pemula yang ingin mendalami teknik-teknik komunikasi radio.
Dengan diberlakukannya KEP-065/OP/KU/2009, maka mode AM sudah bisa digunakan kembali oleh tingkat Siaga. Alokasinya di frekwensi 3.550-3.560 Mhz (10khz???), dengan bandwidth audio tidak lebih dari 6Khz.
Cara yang paling mudah untuk membuat mode AM, adalah menggunakan trafo modulator (series modulator). Dulu sangat mudah mencari trafo OT426 dari kapasitas 10W sampai 100W. Tetapi sekarang jantung dari pemancar AM tersebut sudah sulit dicari.
Alternatifnya? menggunakan trafo yang ada dipasaran? ya, trafo power supply ......

Alternatif model 1 : Menggunakan 1 buah trafo power supply dg sekunder yang identik.
Trafo power supply yang digunakan harus mempunyai dua sekunder yang identik, misal 0-12V, 0-18V, dst. Jika transistor final mengambil arus sebesar 1A dengan tegangan 12V, maka trafo power supply yang digunakan juga harus mempunyai sekunder dengan arus 1.5x 1A = 1.5A dan tegangan 12V. Multiplier 1.5x, karena asumsi tambahan power modulator sebesar 1/2 dari power yang dibutuhkan oleh transistor final pemancar. Kapasitor sebesar 10000uF, digunakan untuk proteksi amplifier terhadap arus liar. HATI-HATI dengan bagian primer-nya (0-110-220), nyetrum....

Alternatif model 2 : Menggunakan 2 buah trafo power supply.
Jika anda kesulitan mencari trafo dengan sekunder yang identik, anda bisa menggunakan 2 buah trafo yang primernya (0-220V) saling dihubungkan. Sekunder yang satu dihubungkan dengan dengan transistor final, sekunder lainnya dengan modulator. HATI-HATI dengan bagian primer-nya (0-110-220), nyetrum....

Alternatif model 3 : Menggunakan 2 buah trafo power supply yang terpisah jauh.
Terkadang kita memerlukan pemisahan bagian pemancar-nya dengan audio, dengan 2 buah trafo, tidak menjadi masalah, tinggal dihubungkan dengan kabel twinpair. Dengan cara seperti ini, pemancar bisa terpisah dengan audio modulator dari 10m-100m, tanpa takut kehilangan daya di audio amplifier-nya. HATI-HATI dengan bagian primer-nya (0-110-220), nyetrum....

Menggunakan trafo modulator, adalah cara pembangkitan mode AM yang paling mudah dibuat (bagi pemula sekalipun). Jenis series modulator lainnya adalah menggunakan transistor (bukan trafo). Series modulator hanya cocok digunakan untuk power rendah.

Cara2 pembangkitan AM selain di atas adalah menggunakan PWM (pulse width modulation), PDM (pulse duration modulation), dan sebagainya. Prinsipnya, audio dimasukan kedalam PWN/PDM, sehingga output tegangan akan bergerak dari 1/2 Vcc ke Vcc yang sinkron dengan amplitudo audio (linear). Keduanya biasa digunakan sebagai modulator untuk pemancar AM berdaya besar.

Minggu, 06 Februari 2011

RF SPEECH PROCESOR FOR SSB TRANSCEIVER





Menggunakan perangkat QRP harus sabar dan telaten, terutama untuk mode voice. Meningkatkan "kekuatan" antenna adalah cara yang lazim untuk meningkatkan penerimaan signal di sisi lawan bicara.
Jika kita bekerja di band 30M, 20M, 15M, dan 10M mungkin tidak ada masalah. Dengan yagi antenna beberapa elemen, sudah bisa menjadi alternatif cara meningkatkan kekuatan signal sebesar 6-10db (1-1.5 S), cukup lumayan untuk melawan QRM yang timbul. Bagaimana kalau bekerja di band 160M, 80M, dan 40M? Sepertinya sangat sulit membuat high gain antenna seperti di atas.
Alternatif lainnya adalah meningkatkan "kekuatan suara" (talk power) dari transmitter-nya. Beberapa perangkat SSB transceiver buatan pabrik, biasanya sudah built-in audio speech processor atau/dan rf speech processor.

Apa perbedaan antara audio speech processor dan rf speech processor?

AUDIO SPEECH PROCESSOR, adalah "pengolahan signal audio" di dalam spektrum audio (di bawah 20khz). Biasanya akan menambah s-meter sebesar 2-3db. Pemotongan signal amplitudo suara akan menghasilkan harmonik suara yang sangat mengganggu, sehingga pemotongan amplitudo tidak boleh terlalu besar. Audio 400Hz, akan menghasilkan harmonik 800Hz, 1200Hz, dst yang akan bercampur dengan suara aslinya, sehingga akan mengurangi detail suara. Speech processor ini biasanya sebagai kelengkapan low end ssb transceiver.

RF SPEECH PROCESSOR, adalah "pengolahan signal audio" di dalam spektrum RF (>100Khz). Biasanya akan menambah penerimaan sebesar 6-15db (1-1.5S). Hanya terdapat di mid-high end SSB transceiver.
Kualitas suaranya jernih dan modulasi terasa sangat menonjol, tetapi agak "punch", cocok digunakan untuk check-in, kontes, dan DX. Bagi anda yang senang regchewing, kurangi ratio pemotongan signalnya.

Cara kerjanya (lihat diagram block) :
  1. Audio diumpan ke modulator (misal 455Khz)
  2. Output moulator akan di filter dengan keramik filter 455Khz dengan lebar 2.0-5.0Khz
  3. RF yang termodulasi (SSB atau DSB) akan diperkuat sebesar-besarnya (40-50db)
  4. signal RF di potong dengan diode limiter (2x 1N4148), jika signal inputnya sekitar 4V, maka diode limiter akan memotong signal RF sehingga tinggal 0.7V
  5. pemotongan signal rf mengahsilkan signal harmonik (910Khz, dst), maka signal RF tersebut harus difilter kembali
  6. Output RF di umpan ke demodulator untuk dikembalikan menjadi signal audio
  7. Hasilnya outputnya adalah signal audio yang bersih.
Pengaturan besaranya pemotongan signal RF dilakukan oleh VR1. VR1 harus diatur agar pemotongan signal tidak mengganggu detail suara.

Skema di atas menggunakan 2x NE602. Ukuran pcb 5cm x 5cm. IC ini sulit dicari di Indonesia. Saya sedang memodifikasi skema ini untuk mengganti NE602 dengan TA7320 (Toshiba), skemanya terlampir.



Dengan meningkatkan kekuatan suara. maka perangkat 5W ssb transceiver akan diterima oleh lawan bicaranya setara dengan RF power sebesar 50W

Modul ini juga bisa digunakan untuk perangkat SSB transceiver lainnya (FT-817, IC-703, dsb).

Referensi :
1. RF SPEECH PROCESOR by DF4ZS
2. A Double-Sideband Limiting RF (HF) Speech Processor by PA0FRI
3. ARRL Radio Amateur Handbook 2001, page 17.44