Montando o BITX Versão 3 A Versão 3 das placas do BITX foi elaborada pelo colega indiano Rahul Srivastava, VU3WJM, sendo esta a versão mais popular deste projeto. É a que descreveremos detalhadamente a seguir. No entanto, os textos extremamente bem detalhados que você verá logo em seguida não são do Rahul, e sim da página do colega Leonard Leeper, KC0WOX, que montou diversos kits do BITX de diferentes versões, documentando meticulosamente informações técnicas, postando-as em sua página, onde não só encontraremos o detalhamento dos layouts como também veremos como fazer testes e medições, o que facilitará muito na montagem e no alinhamento deste projeto. Não bastasse isso, o Leonard também disponibilizou em sua página diversos tutoriais em vídeo onde faz excelentes explanações sobre a montagem do BITX e também sobre toróides. Vale a pena visitar suas páginas :
http://golddredgervideo.com/kc0wox/ página principal http://golddredgervideo.com/bitx20/index.htm página sobre a versão original do BITX http://golddredgervideo.com/kc0wox/bitx20a.htm página sobre o BITX20A, da QRP KITS http://golddredgervideo.com/kc0wox/bitxver3/bitx20version3.htm BITX Versão 3 http://golddredgervideo.com/kc0wox/cobramike.htm página sobre microfones dinâmicos http://golddredgervideo.com/kc0wox/bitx/transformers.htm transformadores banda larga http://golddredgervideo.com/kc0wox/bitx3/finalassembly.htm sobre caixas e erros http://golddredgervideo.com/kc0wox/bitx3/finalassembly1.htm sobre acabamento final http://golddredgervideo.com/kitsandparts/index.htm vídeos sobre montagens de kits http://golddredgervideo.com/kc0wox/rfprobe.htm como construir uma ponta de RF
O e-mail do KC0WOX é : kc0wox (arroba) golddredgervideo.com
Esquema do BITX versão 3 :
Todos os transistores são do tipo BC547, 2N3904 ou 2N2222 (NPN, uso geral), exceto o transistor Q1, que é o 2SC2570A Todos os diodos são 1N4148 ou 1N4152 (diodos de sinal, chaveamento rápido) Todos os capacitores estão especificados em microfarads, exceto os especificados em pF Todos os resistores são de ¼ de watt Todos os cristais são de 10 MHz (o autor utilizou da marca KDS) O circuito integrado IC1 é um LM386 Bobinas L1, L2, L3 : 2 uH , bobinas de f.i. de FM sintonizadas em 14 MHz (ou 36 espiras de fio 28 numa arruela de nylon para torneira) Bobina L4 : 20 uH, enrole 40 espiras de fio 30 numa seringa ou 150 espiras de fio 32 numa arruela de nylon para torneira Bobina L5 : 5 uH, 20 espiras de fio 45 numa forma de bobina de 10 mm ou 70 espiras de fio 32 numa arruela de nylon para torneira
O esquema do P.A. de 6 watts do BITX da versão original :
Transformador T1 : 15 espiras bifilares de fio 32 num núcleo binocular de balun Transformador T2 : 40 espiras bifilares de fio 28 numa arruela nylon torneira (3 uH 14 MHz) L1 e L2 : 20 espiras de fio 28 numa arruela de nylon torneira (0,55 uH 14 MHz) RFC1 : 7 espiras de fio 28 num núcleo de ferrite de balun de TV OBS: utilize dissipadores no LM317 e nos transistores 2N2218 e no IRF510 Atenção : O Rahul, VU3WJM não divulgou o esquema do P.A. , mas apenas o layout da placa (vide logo abaixo), com a adição de dois relés e de um circuito regulador com o LM317 para a placa de recepção. Ele alterou os valores dos indutores da seguinte forma: Transformador T1 : 20 espiras de fio 26 num núcleo binocular balun (3 uH 14 MHz) Transformador T2 : 8 espiras bifilares de fio 26 num pequeno núcleo binocular balun L1 e L2 : 13 espiras de fio 26 num núcleo FT37-43 (0,55 uH 14 MHz) RFC1 : 2 espiras de fio 26 num pequeno núcleo de balun de ferrite de TV
Layout (invertido) da placa do BITX Versão 3 : (11,5 cm X 17,5 cm)
Disposição dos componentes na placa do BITX Versão 3 :
Posição dos capacitores na placa do BITX Versão 3 :
Resistores na placa do BITX Versão 3. O ponto azul indica onde falta um furo na placa :
Versão em “raio “X” da placa do BITX Versão 3 :
Trilhas da placa do BITX Versão 3, sem o plano terra :
Layout (invertido) da placa do PA do BITX Versão 3 :
Dimensões : 15 cm X 7 cm
Posição dos componentes no PA do BITX Versão 3 :
Visão em “raio “X” da placa do P.A. do BITX Versão 3 :
Foto de uma placa do P.A. do BITX Versão 3 já montada :
Descrição da Montagem do BITX Versão 3 pelo Leonard, KC0WOX http://golddredgervideo.com/kc0wox/bitxver3/bitx20version3.htm
Filtro de banda ante do BITX Versão 3 : O Leonard decidiu começar a montagem pela extremidade da antena, então seguindo o diagrama instalou os componentes da seção do filtro de banda ante.
Bobinas L1, L2, L3 : 2 uH , bobinas de f.i. de FM sintonizadas em 14 MHz (ou 36 espiras de fio 28 numa arruela de nylon para torneira), para a faixa de 14 MHz.
Logo após montar o filtro de banda ante ele conectou um gerador de varredura na entrada e um osciloscópio na saída.
Após alguns minutos, este era o resultado final. O espaço está indicando de 10 MHz a 20 MHz. Cada divisão representa 1 MHz.
Seção amplificadora de RF do BITX Versão 3 : As placas de circuito impresso são fornecidas com um transistor 2SC2570A para Q1. Verifique a pinagem, pois este transistor é diferente nesse sentido dos demais. Leve isso em conta caso queira substituí-lo.
Os amplificadores podem ser testados individualmente conectando 12 volts à extremidade do resistor de 100 ohms. Não ligue ambos ao mesmo tempo!
Nós temos 100 milivolts na entrada e 920 milivolts na saída. dB = 20log E1/E2 então dB = 20xlog 9.2 Assim nós temos um ganho médio de 19.27 dB. Vamos medir da entrada da antena ao mesmo ponto da saída. Isto emitirá o sinal através do filtro de banda ante. Simplesmente mude o gerador de sinais para o ponto da antena de RX, verifique novamente o sinal de saída do gerador e meça outra vez.
100 milivolts na entrada e 720 milivolts na saída. dB = 20log 7.2 então nós temos agora um ganho de 17.15 dB. A diferença entre nosso ganho anterior de 19.27 dB aos nossos atuais 17.15 dB é devido à perda do filtro de banda ante. A perda de inserção do filtro é -2.12 dB.
Aqui nós estamos varrendo de 10 MHz à esquerda a 20 MHz à direita. Cada divisão horizontal é 1 MHz. Olhe como nós vamos de aproximadamente 13.8 MHz a 14.7 MHz. Nós podemos até estreitar um pouco mais que isto. Vamos testar o outro amplificador da mesma forma como este. Os valores são os mesmos assim o ganho deve igualmente ser similar. Tudo que nós temos que fazer é mudar para o outro ponto e alimentá-lo com 12 volts. Nós conectamos ao ponto esquerdo mais baixo da entrada e deixamos para tomar a saída do ponto do P.A. Essa maneira nós estamos atravessando o transistor Q13, o filtro de banda ante e o transistor Q14. Nós estamos testando quase 1/4th da linha de saída.
Com 100 milivolts de entrada, nós temos 3 volts na saída. Isto é um circuito aberto e ficará mais baixo depois, mas esta é uma boa medida de como o circuito está funcionando.
dB = 20log e1/e2 ou 20log 3/.1 ou 20log 30 = 29.54 dB
O ganho real dos 2 circuitos será de aproximadamente 2.1 dB mais alto ou 31.64 dB por causa da perda de -2.1 dB do filtro de banda ante. Estágio do driver de RF do BITX versão 3 : Seguindo os planos do Leonard de trabalhar da antena para trás, a seção seguinte era o estágio de excitador do RF.
Na seqüência ele ligou um pouco de tensão e não houve fumaça, o que era uma boa notícia, e injetou um pouco de sinal.
Então ele testou com o osciloscópio. 100mv 14.2 MHz na entrada, 1.5 volts na saída. Aquele circuito estava aberto e provavelmente não conseguiremos isso quando ligarmos o P.A., mas para o momento, isto é um ganho de 15.
Estágio do VFO do BITX Versão 3 :
A seção do VFO é muito fácil de testar. O transformador foi fornecido com as placas, mas teria que ser rebobinado com 9 uH necessários ao VFO, pois media em torno de 5 uH. Na realidade, o autor utilizou 50 espiras de fio 34 num núcleo toroidal T37-6. Dependendo do capacitor variável você utilizar, as espiras do indutor podem ter que ser ajustadas, mas 50 devem ser suficientes e então você poderá remover algumas espiras para ajustar a freqüência. O capacitor de teste do autor variou de 15 a 377 pF e o VFO teve quase uma escala 500 kHz de ajuste, de forma que sintonizar a freqüência não deverá ser algo crítico.
Em seguida ele montou o VFO e conectou um osciloscópio à saída. Você pode ver a conexão de alimentação para o teste :
Ele verifiquei com o osciloscópio. Um pouco mais que 3.5 volts. Isto será menor quando o transformador for ligado. Há alguma distorção da onda de senoidal, o que indica que existem alguns harmônicos.
Uma verificada rápida com o analisador de espectro para ver como ficou o segundo harmônico.
O gráfico mostra 1 MHz por divisão horizontal. A esquerda é 0 hz e a direita é 10mhz. Cada divisão vertical é 10 dB. Olhe como o segundo harmônico ficou -25 dB abaixo.
Seção do primeiro misturador do BITX Versão 3 : Esta seção é uma pouco mais difícil de compreender. O Leonard incluiu um desenho para ajudar a mostrar a posição dos diodos. As cores apontadas abaixo são as conexões da cor do fio, caso você utilize fios vermelho, marrom, e verde. Se você usar cores diferentes, substitua-as no mesmo sentido.
Foto do misturador do BITX :
Detalhe do transformador do misturador do BITX :
Vamos precisar enrolar os transformadores trifilares. Use os núcleos binoculares de balun de TV e enrole 13 espiras trifilares de fio 28 AWG nos núcleos. Cada espira é uma volta sobre o orifício onde você começou. Nós precisamos de 2 transformadores. O autor usou fios 28 AWG nas cores vermelho, verde e marrom. Os núcleos devem ser grandes o bastante caso você utilize fios mais grossos. O esquema original especifica fio 32 AWG, mas o tamanho não faz muita diferença contanto que caiba no núcleo. As cores diferentes fazem a identificação dos enrolamentos mais fácil. Ao puxar os fios através dos furos nos núcleos, seja cuidadoso não raspar a isolação. Os núcleos binoculares podem ter bordas afiadas. Quando você terminar, deve ficar como este da figura acima. Caso você não consiga fios de cores diferentes, terá que testa-los com um multímetro.
Transformador T1 e T2 : 13 espiras trifilares de fio 32 num balun binocular de ferrite
Segundo estágio de f.i. do BITX Versão 3 :
Antes de começar a instalar os componentes, faça todas as ligações de jumpers na parte superior da placa. Isso facilitará o teste porque nós conectaremos à linha de RX ou de TX a alimentação de 12 volts para por o circuito em teste. Esta seção é quase idêntica o à seção do amplificador do RF e assim não deve apresentar nenhuma dificuldade.
Existe um pequeno erro no layout desta placa. Repare que na primeira foto não há um furo para o resistor 100 ohms no canto esquerdo inferior. Isso será facilmente reparável soldando o terminal direito do resistor ao fio junto a onde o furo deve ir.
O mesmo detalhe, visto na placa parcialmente montada :
Para testar o filtro de banda ante, verifique os procedimentos descritos na página : http://golddredgervideo.com/kc0wox/bitxver3/secondif.htm Testar a parte de recepção é um problema, pois existirão muitas freqüências após o misturador e se verificarmos com um osciloscópio, ficará confuso. Vamos verificar a parte de recepção com um analisador de espectro.
Estão aqui algumas das freqüências na entrada ao filtro de cristal. Isto é uma coisa boa, porque maioria destes partirá sem atravessar o filtro. A parte do motivo disso é que muitas freqüências estão aqui são porque nós estamos ultraando os circuitos de entrada da antena com 10 milivolts de entrada. Verifique o que acontece quando nós reduzimos a entrada ao misturador. Isto é feito normalmente diminuindo o ganho do RF, com um controle manual ou um AGC no amplificador de RF.
Esta é uma redução de 10 dB no sinal de entrada. Isso fez uma diferença grande. Os harmônicos do VFO ainda estão lá, mas muitos produtos do misturador foram reduzidos dràsticamente. Lembre-se, cada divisão vertical é 10 dB e uma redução a 1/10 de potencia. Vamos reduzir a entrada mais 10 dB.
Isso eliminou quase todos os produtos de excesso do misturador. Isto é uma redução 20 dB da primeira imagem. 20 dB é 1/100 de potência ou 1/10 da tensão original e assim nós temos agora 1mv na entrada do conector da antena. Sob condições normais, isso ainda é um sinal forte. Nosso receptor deve “enxergar” sinais em torno de .3 micro volt.
Comentário do Fernando, PY2ETT : “Avise aos colegas assustados que com esse tipo de mixer não há problema no fato de o oscilograma do sinal de saída do VFO não ser uma senóide perfeita, pois existem circuitos de renomados autores em que se injeta no mixer (doubly balanced mixer, claro) onda quadrada pura, proveniente de um buffer com 74HC240. Se quiser tirar a teima e ter senóide perfeita, basta inserir um filtro a-baixas tipo duplo PI na saída do ultimo transistor amplificador do VFO. Ainda que tenha uma senóide perfeita, observe que ao conectar o VFO ao mixer a forma de onda ficou muito ruim, ou seja, distorceu bastante. Isso é normal. Aconselho fortemente aos colegas que desejarem, que montem a versão 3, pois aparentemente o amplificador de FI de RX tem muito mais ganho devido ao uso de 2 transistores em vez de 1 só da versão mais antiga, levando a maior sensibilidade de recepção. O receptor é tão bom que em meu caso que montei para 80 metros pude dispensar o amplificador de RF de entrada de antena, conforme recomendam para as bandas até 7 MHz os melhores autores de renomadas revistas e livros para radioamadores (p. Ex. W7ZOI - Wes Hayward e outros). O único inconveniente, ao menos para mim que corujo muito, é a falta de AGC.”
Estágio do P.A. de RF do BITX Versão 3 :
Atenção : O Rahul, VU3WJM não divulgou o esquema do P.A. , mas apenas o layout da placa (figura acima), com a adição de dois relés e de um circuito regulador com o LM317 para a placa de recepção. Ele alterou os valores dos indutores da seguinte forma: Transformador T1 : 20 espiras de fio 26 num núcleo binocular balun (3 uH 14 MHz) Transformador T2 : 8 espiras bifilares de fio 26 num pequeno núcleo binocular balun L1 e L2 : 13 espiras de fio 26 num núcleo FT37-43 (0,55 uH 14 MHz) RFC1 : 2 espiras de fio 26 num pequeno núcleo de balun de ferrite de TV A placa do P.A. de RF da versão 3 tem 2 novidades muito interessantes. O primeiro é que o sinal de RF é comutado entre RX e TX por relés. O autor encontrou esta solução consertando uma placa do kit do BITX produzida pela Far Circuits, cujos problemas apenas foram resolvidos com a instalação de um relé. A outra novidade principal é um circuito regulador de fonte de alimentação. Nesse modo, poderemos entrar com corrente alternada e teremos um circuito regulador de tensão para fornecer 13,8 volts à placa do BITX, e uma tensão mais alta não regulada para ser usado no IRF510. No entanto, quem não quiser montar o regulador poderá deixar de instalar os componentes na placa e utilizar uma fonte estabilizada externa. É recomendável utilizar capacitores eletrolíticos acima de 35 volts. Por segurança, o autor utilizou capacitores de 6800 uF X 63 volts, utilizando um transformador de 22 volts AC. Ele chegou a usar 30 volts no P.A. e 13,6 na placa do BITX, mas com essa tensão o IRF510 não agüentou e pifou. Depois disso ou a usar 22 volts, e o P.A. ficou estável, sem problemas.
Divisão em blocos da placa do BITX Versão 3 :
Componentes do BITX Versão 3 : Placa principal : Capacitores: 100nf 1nf 100pf 10pf 2.2pf 220pf 560pf 56pf 68pf 220pf 1uf,63v 50uf,63v 10uf,63v 220uf,63v 22p Trimmer Variável 365 pF
40 3 4 3 3 5 3 1 4 5 4 5 2 1 3 (verde) 1
Resistores: todos de ¼ Watt 10 Ohm 8 22 Ohm 2 100 Ohm 13 220 Ohm 14 470 Ohm 3 10k 4 120k 3 1k 12 220k 2 47k 2 2k2 9 4k7 6 22k potenc. lin 1 10k potenc. lin 1 Cristais: 10 MHz
5
Transistores: BC547, 2N2222 ou 2N3904 15 (caso utilize o BC547, procure encontrar o BC547C) 2SC2570A 1
Circuito integrado: LM386
1
Diodos: Zener 36 V Zener 9,1V 1N4148 diodos)
1 1 15 (se puder, utilize 4 diodos Schottky BAT43 no misturador de
Diversos : Fios esmaltados 28, 30, 32 e 45, alto falante de 8 Ohms, bobinas Toko 10 K (10 mm), microfone de eletreto, knobs, dissipadores para os transistores, soquete de 8 pinos para circuito integrado Dados dos indutores da placa principal : Bobinas L1, L2, L3 : 2 uH , bobinas de f.i. de FM sintonizadas em 14 MHz (ou 36 espiras de fio 28 numa arruela de nylon para torneira) Bobina L4 : 20 uH, enrole 40 espiras de fio 30 numa seringa ou 150 espiras de fio 32 numa arruela de nylon para torneira Bobina L5 : 5 uH, 20 espiras de fio 45 numa forma de bobina de 10 mm ou 70 espiras de fio 32 numa arruela de nylon para torneira Placa do P.A. : Capacitores: 220pf 560pf 100nf 6800 uF X 63 v
2 1 9 2
Resistores: 1K 2.2K 470 Ohm 22 Ohm 56 Ohm 6.2 Ohm 10K trimpot
1 1 1 2 1 1 1
Transistores: IRF 510 (com dissipador) 2N2218 (com dissipador)
1 1
Circuito integrado : LM317
1
OBS: utilize dissipadores no LM317 e nos transistores 2N2218 e no IRF510 Diodos: 5.6V Zener 1N5408
1 4
Diversos : Fios esmaltados 26, 28 e 32, núcleos toroidais FT37-43, núcleos binoculares de ferrite de balun de TV, dois relés Dados dos indutores da placa do P.A : Versão original : Transformador T1 : 15 espiras bifilares de fio 32 num núcleo binocular de balun Transformador T2 : 40 espiras bifilares de fio 28 numa arruela nylon torneira (3 uH 14 MHz) L1 e L2 : 20 espiras de fio 28 numa arruela de nylon torneira (0,55 uH 14 MHz) RFC1 : 7 espiras de fio 28 num núcleo de ferrite de balun de TV OBS: utilize dissipadores no LM317 e nos transistores 2N2218 e no IRF510 Na Versão 3 o Rahul, VU3WJM alterou os valores dos indutores do P.A. da seguinte forma: Transformador T1 : 20 espiras de fio 26 num núcleo binocular balun (3 uH 14 MHz) Transformador T2 : 8 espiras bifilares de fio 26 num pequeno núcleo binocular balun L4 e L5 : 13 espiras de fio 26 num núcleo FT37-43 (0,55 uH 14 MHz) RFC1 : 2 espiras de fio 26 num pequeno núcleo de balun de ferrite de TV