PA GU74 » SP9XUH - Polska Radiostacja Amatorska >

<-- MENU dla stron PAGU74B -->
 QTH Loc:  JN99WX    ITU: 28    DXZone: 15    Powiat: (M)KR    Gmina: KR11      
   
 
Antena Inverted V na 40 m
Balun prądowy 1:1
Miernik częstotliwości 100 MHz
Wzmacniacz 4 x GU50
Moduł pomiarowy MP-2010 

Informacje o zawartości strony

Wpisz znak

Księga gości

Moje GG

MC PowerAmp 800 - PA na GU74B  w budowie



      Kolejna  konstrukcja nad którą pracuję,, to  wzmacniacz oparty na dość często stosowanej przez firmy jak i radioamatorów, lampie (lampach) GU74B. W założeniach, ma to być pełny automat, z rozbudowaną automatyką  i możliwością zdalnego sterowania   Podczas projektowania i budowy, powstało już trochę materiałów: schematów, pcb, elementów składowych konstrukcji. W miarę wolnego czasu i postępów w budowie, będę starał się, je tutaj zamieszczać.


PAGU74B - elementy             PAGU74B - obsługa, oprogramowanie


Założenia konstrukcyjne

   Ogólne
-
praca na wszystkich pasmach KF 160 m - 10 m,
- lampa GU74B, możliwość rozbudowy do dwóch GU74B  - przygotowana elektronika, zasilanie,
- sterowanie w siatce mocą do 70W,
 -  napięcie zasilania anody +2400 V,
 -  siatka przyspieszająca +340V,
 -  siatka sterująca –130 V (blokowanie lampy), dwa napięcia dla ustalenia prądów spoczynkowych
70 mA i 220 mA
 -  automatyczne strojenie
 -  2 wyjścia antenowe
 -  3 wejścia sterujące dla TRX ICOM, Yaesu, Kenwood/Other - zgodne z standardem sterowania wzmacniacza przez TRX tych firm
 -  praca QSK (dodatkowy procesor)
 - układ ALC
 - 8 kanałowy przełącznik antenowy
 - zdalne sterowanie z dodatkowego panela

   Sterownik
  CPU Atmega 2560 – jednostka centralna
  CPU1 Atmega 2560 – tuner antenowy
  CPU2 Atmega 644 (Atmega 32, 64) – obsługa klawiatury i wyświetlacza
  CPU QSK Atmega 8 – procesor QSK
   .
mierzone parametry
 -  napięcie i prąd: anody, siatek 1 i 2, żarzenia,
 -  napięcia: sieci, zasilania elektroniki – 5V, 12V, 24V, 44V, servo-motorów 12V,
 -  SWR i moc wejściowa,
 -  SWR i moc wyjściowa,
 -  amplituda napięcia w.cz. (anoda),
 -  temperatura lampy i elektroniki – czujniki analogowe i cyfrowe,
 -  prędkości obrotowych wentylatorów.

   sterowanie i nadzór nad:
- prawidłowymi wartościami napięć, prądów, temperatur  
- załączanie i wyłączanie układów zasilania w odpowiedniej kolejności  
- właściwym przełączaniem nadawanie/odbiór  i pracą w trybie QSK  
- automatycznym strojeniem wzmacniacza  
- silnikami krokowymi kondensatorów i przełącznika pasm  pi-filtra oraz układem ich pozycjonowania  
- układami sterowania z/doTRX  
- przełącznikiem antenowym  
- praxą w trybie AUTO/MEMORY/MANUAL  


Tetroda  GU 74B

 Katoda : tlenkowa, żarzona pośrednio,
 Obudowa: metalowo-ceramiczna,
Chłodzenie: wymuszony obieg powietrza,
Wysokość: max. 90 mm,
Średnica: max. 71 mm,
Waga: max. 550 g.



GU74B datascheet
Parametry elektryczne
 
Napięcie żarzenia, AC/DC V..
Prąd żarzenia, A .......................
Ptąd anody  mA
   (nap. anody - 250 V,
   nap. siatki 2 - 300 V) ............,
Napięcie polaryzacji  V
   (nap. anody - 1000V,
   nap. suatki 2 - 300V,
   prąd anody - 600 mA) .......... 
Napięcie odcięcia  V 
   (nap. anody - 2500 V,,
    nap. siatki 2 - 300 V,
    prąd anody - 15 mA)   .......... Pojemność międzyelektr., pF

   wejściowa,............................
   wyjściowa,............................
Czas rogrzewania karody  s
   nap. żarzenia - 12,6 V
   nap anody - 1000 V,
   nap. siatki 2 - 300 V.............
.Moc wyjściowa, klada AB  W

  nap. anody - 2000 V,
  nap. siatki 2 - 300 V,
  nap. siatki 1 - minus  60 V
  prąd siatki 2 - 50 mA ..............
  po 1000 godz. pracy ..............
Częstotliwość pracy  MHz ........
  
  
12,6

3,3-3,9
  
  
1400
  
  
ujemne
18 - 32
  

  
ujemne
90

  
46-56

9 - 13
  
  
  
150
  
  
  
   
550
440
 1 - 200
Wartości maksymalne

Napięcie żarzenia, V .........
Napięcie anody  V
   DC ..................................
   w impulsie ......................
Nap. siatki 2, V ..................
Nap. siatki 1, V ..................
Prąd katody mA
   DC ..................................
   w impulsie ......................
Moc strat, W

   anoda .............................
   siatka 2 ..........................
   siatka 1 ..........................
Max. częstotliwość  MHz....
 
 .
11,9-13,3
 
2000
4000
300
-150
 
750
2500
 
600
15
2
250

 

Schemat blokowy

   Jak widać na schemacie blokowym, elektronika została podzielona na moduły. Podczas budowy innych konstrukcji, okazało się, że takie rozwiązanie jest dobre. Każdy moduł jest „samodzielny”, co pozwala na wykorzystanie go w innym urządzeniu.  Jednocześnie ułatwione jest wstępne uruchamianie, gdyż nie ma potrzeby łączenia uruchamiaj płytki z innym modułem. Minusem może być, powielanie niektórych elementów układu na różnych modułach, np. zastosowanie dwóch procesorów Atmega 2560  
   schemat

 

Moduły (płytki):

50 klawiatura i wyświetlacz; 20 przyciskowa klawiatura matrycowa, układ wywołania i kontroli przerwania od klawiatury, monochromatyczny wyświetlacz graficzny 240 x 128 pikseli,
100 zasilacz wysokiego napięcia  +2400V, pomiar napięcia i prądu anody,
200 zasilacz średnich napięć: siatki 1 - -130V, siatki 2 - +340V, automatyka: stabilizacji, załączania, i zabezpieczeń napięć siatki 1 i 2, pomiar prądów siatek, przełącznik dwóch napięć siatki pierwszej dla prądów\ spoczynkowych lampy, 70 i 220 mA,
300  zasilacz niskich napięć: +5V, +12V, +12V dla silników krokowych, +24V, +44V, załączanie napięcia żarzenia (miękki start) i pomiar prądów żarzenia lamp,
500  jednostka centralna; sterownik z procesorem Atmega2560, interfejsy pomiarowe i sterowania elementami wykonawczymi,  procesor QSK,
600  automatyczny tuner antenowy;  pomiar częstotliwości, sterowanie silnikami krokowymi przełącznika pasm oraz kondensatorów anodowego i antenowego,
600_SRV
 
servo motory; elementy wykonawcze sterowania silników krokowych, obsługa pozycjonerów przełącznika pasm i kondensatorów PI-filtra, driver  dla przekaźników próżniowych,
700  detektor fazy; przełączniki: nad/odb,  tłumika 6dB i sztucznego obciążenia, detekcja  fazy sygnału wejściowego, pomiar:  amplitudy napięcia w.cz anody, mocy i SWR sygnału wejściowego, napięć siatek 1 i 2 oraz żarzenia, temperatury lamp,
750  pomiar mocy wyjściowej  i SWR; przekaźniki: nad/odb i wyboru gniazda antenowego ANT1/ANT2,
800  zasilacz; załączanie (miękki start) transformatorów wysokich, średnich i niskich napięć, zasilacz napięcia +5V standby dla jednostki centralnej, pomiar napięcia sieci,
900 interfejsy I/O; komunikacja z TRX, interfejs RS232 komunikacji ze zdalnym panelem sterującym, USB do komputera PC, 8 kanałowy przełącznik antenowy .
LPF wejściowe filtry dolnoprzepustowe

Blok lamp

   schemat
   Można powiedzieć, że jest to typowa aplikacja zasilania i sterowania lampy GU74B  oraz PI-filtra, ale może opiszę ją w paru zdaniach. Anoda lampy zasilana jest napięciem 2400 V, dostarczanym z zasilacza anody (100), poprzez dławik L3 (ferrytowy), anodowy L2 i antyparazytowy L1 (R1, R2). Kondensatory blokujące C5 – C8, zabezpieczają przed przedostawaniem się napięcia w.cz do kondensatorów prostownika zasilacza anody. Przyjmuje się, że wartość tego napięcia w.cz. nie powinna przekraczać 10V rms. Napięcie w.cz powoduje nagrzewanie się elektrolitów, wysychanie, a w konsekwencji utratę pojemności. Na schemacie są 4 kondensatory 2,2nF/6 kV, które przy indukcyjności dławika anodowego ok. 150 uH, zapewniają prawidłową ochronę elektrolitów. Kondensatory blokujące poza odpowiednią wytrzymałością napięciową, powinienny mieć dużą wytrzymałość prądową w.cz. Indukcyjność dławika anodowego nie jest zbyt dużą (150 uH), co na najniższych pasmach powoduje powstawanie bardzo dużych prądów w.cz.  W rzeczywistości zamontowałem 4 kondensatpry 3,3 nF/10kV o średnicy 16mm. Wartość napięcia w.cz. jakie występuje na anodzie lampy, mierzone jest dividerem pojemnościowym (C1, C2) z podziałem 1:30. Warystor VR1 zabezpiecza siatkę przyspieszającą i zasilacz: siatkę przed zbyt dużym napięciem z zasilacza, a zasilacz przed ewentualnym pojawieniem się zbyt dużego napięcia na siatce w momencie, np. przebicia w lampie.  Rezystor katodowy R3 wprowadza ujemne sprzężenie zwrotne. Jednocześnie zapewnia zachowanie odpowiednich napięć międzyelektrodowych w przypadku zaniku któregoś z napięć zasilających. Napięcie na żarnik lampy podawany jest poprzez układ „miękkiego startu”, co ogranicza uderzenie prądu gdy lampa jest „zimna”.  Rezystory R4 i R5 jeszcze dodatkowo zmniejszają udar prądowy, co zabezpiecza lampę przed zniszczeniem. Kondensator C9 blokujący stałe napięcie anody od pi-filtra i wyjścia antenowego , to kondensator talerzowy 2,2 nF/6kV o mocy 40 kVar. W skład PI-filtra wchodzą kondensatory C10 - C13 i C18 – C20, cewki L4 i L5, przełącznik pasm PK1. Kondensatory zmienne: anodowy i antenowy są dzielone, a ich sekcje łączone równolegle przekaźnikami próżniowymi K3 i K4 (RD5B26N399 JENNINGS).
Cewki L8 i L9 pełnią dość ważną rolę, gdyż stanowią fragment układu kontroli czasu przełączania przekaźnika K1 i z tego powodu parę słów o nich. Początek cewki L8 podłączony jest do zestyku NO przekaźnika K1, natomiast jej koniec do punktu TC2 w module 750 (PWR/SWR). Patrząc na schemat 1 modułu 750 widzimy, że pomiędzy punktem TC2 a masą są trzy diody D712 – D714.
Tak w uproszczeniu. Kiedy przekaźnik K1 jest w pozycji ODBIÓR potencjał w punkcie TC2 przyjmuje wartość ok. 1,5 V – spadek napięcia na diodach w kierunku przewodzenia, układ ten należy rozpatrywać łącznie z analizą schematu 5 modułu 500. Jest to informacja dla procesora (sygnał ORC), że przekaźnik jest w pozycji ODBIÓR. Po wysterowaniu przekaźnika K1, napięcie w punkcie TC2 przyjmuje wartość 0V, z powodu przeniesienia potencjału masy poprzez cewkę L9 do tego punku. Teraz, jest to informacja dla procesora, że przekaźnik przełączył się w pozycję NADAWANIE. Cewka L8 jest także źródłem sygnału dla układu informującego procesor o istnieniu napięcia w.cz. po pi-filtrze, a przed przekaźnikiem K1 – sygnał ARCF, schemat 5 modułu 500. Wszystkie te informacje (wraz z inymi z pozostałych układów) pozwalają automatyce w prawidłowy i bezpieczny sposób przełączać przekaźniki i lampę z odbioru na nadawanie i na odwrót.
Cewka L9 spełnia również rolę zabezpieczenia przed pojawieniem się napięcia anodowego na wyjściach antenowych w przypadku przebicia kondensatora blokującego C9. Gdyby taka sytuacja zaistniała, cewka zwiera stały potencjał do masy, powodując przepalenie bezpieczników zasilacza anody i wyłączenie PA.
TR1 (sprzęgacz) i C17, to elementy układu pomiaru SWR i mocy wyjściowej. Cewka L9 zabezpiecza przed pojawieniem się  stałego napięcia anody na wyjściowych gniazdach antenowych, w przypadku uszkodzenia (przebicia) kondensatora blokującego C9. Przekaźniki próżniowe K1 i K2 (RJ1A-26S JENNINGS) odpowiadają za: K1 – przełączanie nadawanie/odbiór, K2 – przełączanie wyjść antenowych ANT1/ANT2. W miejsce monostabilnego przekaźnika K2, można  założyć bistabilny. na co pozwala układ sterowanie przekaźników (sterowanie impulsowe/ciagłe dla przekaźnika K2, można ustawić w menu). Najczęściej przez dłuższy czas wybrane jest jedno z wyjść antenowych i w przypadku przekaźnika bistabiknego, nie ma potrzeby trzymania cewki pod napięciem  jej grzania. R6, C25-C30 i R7, C31-C36  to elementy wyjściowych filtrów antenowych. 

C1, C2 – divider

L1, R1, R2 – dławik antyparazytowy
L2 – dławik anodowy
 C10, C11 – kondensator anodowy
C12, C13 – kondensator antenowy
K3, K4 – przekaźniki łączące sekcje kondensatorów: anody i anteny
L4 – cewka pasm 30 m – 10 m
L5 – cewka pasm 160 m – 40 m
PK1 – przełącznik pasm
L6, L7 - cewki filtra wyjściowego
L8 – cewka układu ORC - kontrola przełączania przekaźnika wyjściowego K1
L9 – cewka kontroli przełączania K1 oraz zabezpieczenia
TR1 – sprzęgacz
M1, IC600, IC601, P604 – pozycjonowanie kondensatora anodowego
M2 IC602 IC603, P603 – pozycjonowanie kondensatora antenowego
M3, Band decoder – pozycjonowanie przełącznika pasm


50 - klawiatura i wyświetlacz

Moduł ten został zaprojektowany tak, aby można go było wykorzystać w różnych konfiguracjach podłączenia i sterowania, a także zastosować nie tylko w tym wzmacniaczu ale i w innych konstrukcjach. Chcąc uzyskać tą uniwersalność, wszystkie sygnały obsługi wyświetlacza i klawiatury zostały wyprowadzone na gniazda IDC. Umożliwia to odczyt klawiatury i sterowanie wyświetlaczem z innego, zewnętrznego procesora. Poniżej opiszę dwa sposoby wykorzystania modułu w tej konstrukcji.

1. Wersja programu 1.1 -  mikrokontroler zamontowany w podstawce modułu. 

Obsługą klawiatury (przyciski 6425) i wyświetlacza graficznego 240x128, zajmuje się mikro-kontroler Atmega644(Atmega32, Atmega64). Klawiatura to matryca składająca się z 4 wierszy i 5 kolumn. Wciśnięcie przycisku (przycisków), powoduje wywołanie przerwania sprzętowego INT1, w którego obsłudze następuje identyfikacja przycisku. Jest to dobre rozwiązanie, bo procesor nie musi tracić czasu na częste sprawdzanie matrycy klawiatury i może zająć się w tym czasie innymi zadaniami. Wyświetlacz to monochromatyczna matryca graficzna o rozdzielczości 240x128 pikseli, typu TG240128A-10 TINSHARP .Pracuje on w trybie mieszanym; graficzno-znakowym. Komunikacja pomiędzy procesorem klawiatury/wyświetlacza (CPU2), a procesorem głównym (CPU), odbywa się po magistrali  I2C. 



       
   schemat 1
   schemat 2
   schemat 3
   połączenia
 elementy

   Wejścia/wyjścia procesora buforowane są od  linii: kolumn i wierszy klawiatury, sygnalizatora dźwiękowego oraz diod LED wskazujących stan pracy wzmacniacza, układami U50 i U51 (74HC244). Buzzer to aktywny generator piezo (5V), załączany tranzystorem T50 (BC847). W miejsce diod D54 – D58 należy wlutować rezystory 0 Ohm. Diody te mogą się przydać, kiedy będziemy chcieli podłączyć „gołą” klawiaturę do zewnętrznego sterowania. Rezystory R52 – R55, wymuszają (podciągają) stan wysoki na wejściach buforów linii wierszy klawiatury.  Zworki JP50 i JP51 służą do wybrania sposobu zgłaszania przerwania.
- zwarta JP51 i rozwarta JP50 . Każde naciśnięcie przycisku (także w czasie identyfikacji klawisza), będzie powodować zgłoszenie przerwania.
- zwarta JP50 i rozwarta JP51. Przerwanie będzie zgłoszone tylko przy pierwszym naciśnięciu przycisku. Podczas identyfikacji, zgłaszanie przerwania jest zablokowane przez układ logiki zbudowany na U52 i U54. Normalnie, procesor utrzymuje linie kolumn KEYBCOL1 – KEYBCOL5 w stanie niskim (0). Na wejściu bramki  U54B (nóżka 5) jest stan wysoki. Naciśnięcie któregokolwiek z przycisków, powoduje zmianę stanu z 0 na 1na drugim wejściu bramki U54B (nóżka 4), a co za tym idzie zmianę stanu z 1 na 0 na jej wyjściu i wywołanie przerwania. Podczas identyfikacji przycisku (przycisków), tylko jedna z linii kolumn  jest w stanie niskim, a pozostałe w wysokim.  W tym momencie zablokowana jest możliwość zmiany stanu wyjścia bramki U54B na niski (jest w stanie wysokim), poprzez panowanie stanu niskiego na jej wejściu (nóżka 5).
W obu przypadkach, przerwanie wywołane jest zboczem opadającym (1 na 0). Identyfikacja odbywa się na zasadzie ustawiania po kolei, linii kolumn w stan niski i sprawdzania stanu linii wierszy. Jak wspomniałem wcześniej komunikacja pomiędzy procesorami odbywa się po magistrali I2C. Aby zmniejszyć ewentualne problemy z komunikacją , zastosowałem wzmacniacze linii I2C P82B715. Wartości elementów R57 – R70 i C70, C71, C73, C74 dobrane są dla prędkości 400 kbps (Fast Mode) i długości połączenia 15 cm. Procesor (U56,) zresztą jak i pozostałe procesory we wzmacniaczu, taktowany jest zegarem o częstotliwości 16 MHz. Zworkę JP55 zwieramy, w przypadku pracy z zewnętrznym procesorem – sygnał przerwanie przekazywany jest wprost na gniazdo J54. Nad prawidłowym startem procesora, oprócz wewnętrznego układu restartu (czas ustawiany w fusebit Atmegi, czuwa  DS1813 (U57). Utrzymuje on na wejściu RESET (pin 9) procesora stan niski, do chwili ustabilizowania się napięcia zasilania. Procesor możemy zaprogramować w układzie, za pomocą  zainstalowanego na płycie gniazda programującego ISP (J52). Jasność  podświetlania wyświetlacza regulowana jest przez procesor, którego sygnał PWM steruje bazę tranzystora T51 (2SA1013). Zrezygnowałem natomiast z cyfrowej regulacji kontrastu. Możemy go ustawić podkówką P50. Rezystor R66 ogranicza prąd pobierany przez LED-y podświetlania. Warto go dobrać (w zależności od typu wyświetlacza), gdyż okazało się, że w przypadku zastosowanego przeze mnie wyświetlacza znacznie ograniczyłem prąd (z 180 do 120 mA), a jasność świecenia zmniejszyła się minimalnie. W przypadku braku możliwości cyfrowego sterowania podświetlaniem, można go na stałe załączyć zworką JP53.

Moduł łączymy z płytą procesora głównego tylko przewodem zasilającym – gniazdo J53 i 10-żyłową taśmą – gniazdo J54. Pozostałych gniazd nie łączymy. 


2. Wersja programu 1.2 -  brak mikrokontrolera wyświetlacza; obsługą klawiatury i wyświetlacza zajmuje się procesor główny CPU (U515). 

NIE ZAPOMNIJ WYCIĄGNĄ PROCESORA. Muszą być wykonane wszystkie połączenia pomiędzy modułem a płytką procesora głównego, tzn. z gniazd J50, J51, J53, J54. Rozwieramy zworkę JP50, a zwieramy JP51 i JP55.  

   Schematy jak i płytki zostały zaprojektowana w programie Protel99SE. Większość płytek, ze względu na stopień skomplikowania, jest dwustronnych. Tam gdzie mogłem i pozwalało na to miejsce, starałem się stosować elementy przewlekane. Według mnie, pomimo tego że zajmują więcej miejsca, w warunkach amatorskich są łatwiejsze w montażu. Dotyczy to zwłaszcza układów scalonych, które niejednokrotnie mają wiele nóżek, a ich rozstaw jest bardzo mały. Pod przewlekane układy scalone stosuję podstawki, co już jest całkowitym komfortem  - łatwo, szybko i bezinwazyjnie – zwłaszcza, że podczas uruchamiania nowejgo układu, mogą się zdarzyć różne „niespodzianki”.

Gerbery
Pliki gerbera zostały wygenerowane z programu Protel99SE Service Pack 6, są w formacie: 2:3, calowe, bez mirroru, z obrysem płytki na warstwie KeepOutLayer, otwory powiększone o 0,1 mm w stosunku do rzeczywistych, miedź stanowiąca masę nie jest odsunięta od krawędzi cięcia z warstwy KeepOutLayer.


Płytka klawiatury

 top 
top negatyw
top termotransfer
 bottom
 bottom negatyw 
 bottom termotransfer
 elementy


Płytka sterownika (CPU2)

top 
top negatyw
bottom
 bottom negatyw
top_elementy bottom_elementy

CAM for 50cpu2_pagu74.zip - pliki gerbera

   Płytka sterownika, klawiatury i wyświetlacz zamontowane są ,za pomocą dystansów, , do wspólnego chassis wykonanego z 2 mm aluminiowej blachy. Wyświetlacz i płytki ułożone są jedna nad drugą (na „kanapkę), a połączenia pomiędzy nimi wykonane są precyzyjnymi listwami kołkowymi o rastrze 2,54 mm.

powiększ powiększ powiększ powiększ



100 - zasilacz anodowy

 
   schemat
   połączenia
 elementy

   W każdym ramieniu mostka Graetza, pracuje 5 diod BY255 (D100 – D119). Równolegle do każdej z nich przyłączony jest rezystor, co zapewnia w miarę jednakowy rozkład napięcia na diodach. Filtr składa się z 10 kondensatorów elektrolitycznych 220 uF / 450V (400V), C101 – C110, do których w tym samym celu co przy diodach, dołączone są równolegle rezystory R120 – R129.  Rezystor R130, ma za zadanie ograniczyć prąd, np. w przypadku „przestrzelenia” (zwarcia) lampy.  W skład układu pomiaru prądu wchodzi: bocznik pomiarowy (R137 – R139), dioda D121 – zabezpieczenie przed przekroczeniem maksymalnej wartości napięcia pomiaru podawanego do procesora (5V), rezystor R140 ograniczający prąd diody Zenera, Pomiar napięcia anodowego, realizowany jest na dzielniku napięciowym zbudowanym z rezystorów  R131 – R135   Rezystory R131 – R133, odkładają na sobie duże napięcie i należy pamiętać, by miały odpowiednią wytrzymałość napięciową i były dobrej jakości. Dioda D120. tak jak D121 w układzie pomiaru prądy, zapobiega pojawieniu się na wyjściu pomiaru napięcia większego od 5V. 

Płytki drukowane

   Elektronika zasilacza została zmontowana na  dwóch płytkach: mostka oraz filtra z pomiarami.

 bottom
bottom negatyw  
bottom termotransfer
 

elementy
 bottom
bottom negatyw
bottom termotransfer

elementy

W mostku Graetza zastosowałem rezystory o max. napięciu pracy 400V, natomiast w układzie filtra i pomiaru napięcia na 2,5 kV. Rezystory filtra zamontowane są od strony miedzi. Elementy zasilacza, zostały osłonięte obudową wykonaną z materiału izolacyjnego (laminat bez miedzi). Na pewno zwiększa to trochę bezpieczeństwo i uniemożliwia przypadkowe dotknięcie elementów będących pod napięciem.

Rysunki obudowy
Bok 1 Bok 2 Góra  


powiększ powiększ powiększ powiększ



200 – zasilacz średnich napięć 

Zasilacz dostarcza napięć dla siatek:
- sterującej: -130V blokujące lampę oraz dwa napięcia ustalające prądy spoczynkowe,
- przyspieszającej: +340V.

Układy zasilaczy sterowane są przez mikrokontroler czterema sygnałami:
ENAB
stan wysoki – blokowanie lampy, BIAS =130V, stan niski - prąd spoczynkowy wybrany sygnałem G1VL
G1VL stan wysoki – prąd spoczynkowy 70 mA, stan niski – prąd 220 mA.
INH zabezpieczenie: stan niski – zablokowanie lampy, BIAS = -130 V, niezależnie od sygnałów ENAB i G1VL. Sygnał ten może być wystawiony  nie tylko przez procesor, ale także przez układ ORC – w układzie pomiaru mocy wyjściowej (opisane w module 500)
EG2ON stan wysoki – wyłączony zasilacz siatki 2, niski – załączony.

   
 schemat 1 
  schemat 2   połączenia
 elementy

Zasilacz siatki 1

Napięcia przemiennego o wartości 120V  dostarcza transformator TR2. Wyprostowane (D200) i wyfiltrowane (C205) napięcie  podawane jest na tranzystor T200 (BUX85). Pracuje on jako stabilizator napięcia, a wartość tego napięcia (-130 v) ustalana jest przez diody Zenera D201 i D202 – sumaryczna wartość 130V. Zastosowałem dwie diody (5W), bo nie miałem do dyspozycji jednej o takiej wartości  Napięcie –130 V wystarcza aby lampa została całkowicie „zatkana”. 
Kiedy sygnał sterujący ENAB ma wartość logicznej „1”, to tranzystor T205 jest w stanie przewodzenia, a na emiterze T206 występuje potencjał bliski zeru. T206 „odcina” gałąź dzielników regulacji napięcia (R210, R211, R221, P200, P201) od masy, T204 nie przewodzi, a na wyjściu zasilacza panuje napięcie –130V. Po zwarciu ENAB do minusa, tranzystor T206 podłącza gałąź dzielnika do masy, tranzystor T204 zaczyna przewodzić, a napięcie wyjściowe uzależnione jest od nastaw potencjometrów P200, P201 i sygnału G1VL.  Zwarcie G1VL do minusa zasilania, spowoduje zatkanie tranzystora T202. W tym przypadku pracuje cała „gałąź” dzielnika, a napięcie wyjściowe zależy od ustawienia potencjometru P201 (220mA, mniejsze napięcie ujemne na siatce). Natomiast, gdy  G1VL ma stan logicznej „”1”, to tranzystor T202 przewodzi bocznikując rezystor R210 i fragment P200. Teraz napięcie wyjściowe zależy także od położenia potencjometru P200 (70 mA, większe napięcie ujemne na siatce). 

Uwaga: możemy wybrać źródło sterowania sygnałem G1VL: wystawiany przez mikroprocesor QSK (U529) lub z analogowego układu kluczowania napięciem siatki w takt sygnału modulującego (mocy wejściowej, schemat 6, moduł 500). Źródło sterowania wybieramy zworkami J500, J501 na płytce modułu 500. W tym wzmacniaczu sygnały G1VL i INH wystawiane są przez mikrokontrolery – zwarte zworki J500, J503.

Zasilacz może zostać zablokowany (napięcie na wyjściu –130V) sygnałem INH. Jest on wystawiany przez procesor (np. z powodu przekroczenia prądu siatki sterującej, maksymalnej mocy odbitej, itp. ) lub bezpośrednio (bez udziału mikrokontrolera) przez układ automatyki analogowej (schemat 5, moduł 500 ), sterowanej sygnałem ORC (kontrola mocy odbitej, sygnał z modułu 750) – źródło blokowania wybieramy zworkami J502, J503 na płytce modułu 500. Zwarcie INH do minusa zasilania powoduje, że sygnały ENAB i G1VL, nie będą miały wpływu na wartość napięcia wyjściowego. 
Dodatkowym zabezpieczeniem lampy przed jej zniszczeniem jest układ ograniczenia (stabilizacji) prądu siatki. Na rezystorze R214, odkłada się napięcie proporcionalne do prądu  płynącego przez tranzystor T204. Napięcie to wpływa na wysterowanie T203, a w konsekwencji T204. Ograniczenie zaczyna działać przy prądzie ok. 10 mA.
Pomiar prądu zrealizowany jest następująco. Na rezystorze R222 (100 ohm) odkłada się napięcie proporcionalme do prądu płynącego w obwodzie siatki sterującej. Napięcie to podawane jest na wejście odwracające wzmacniacza U200. Po wzmocnieniu (dwukrotnym) i obróceniu przekazywane jest do interfejsu na module 500. Wartość wzmocnienia, a tym samym i wartość prądu wskazywaną  na wyświetlaczu, ustawiamy potencjometrem P202.  Równocześnie napięcie z wyjścia wzmacniacza U200, podawane jest do układu ALC (automatycznej regulacji poziomu mocy sterującej).  Warto wspomnieć o połączeniu wyjścia ALC wzmacniacza z wejściem ALC w TRX i ustawieniu właściwego poziomu napięcia ALC. Zapobiegnie to „nadwyrężaniu” wzmacniacza, a nawet jego wyłączaniu (zadziałanie automatyki).

Napięcia wyjściowe, a co za tym idzie prądy spoczynkowe musimy ustawić przy pierwszym uruchamianiu zasilacza, jak i po wymianie lampy. Zasilacze (siatki sterującej i przyspieszającej) możemy zastosować nie tylko w opisanym wzmacniaczu i z takim sterowaniem mikroprocesorowym, ale także w innych rozwiązaniach, które dostarczą prawidłowego sterowania sygnałami ENAB, G1VL, INH. 

Procedura regulacji:

Jeżeli zasilacz uruchamiamy po raz pierwszy (możemy tak zrobić i po wymianie lampy na nową) podkówki regulacyjne P200, P201 ustawiamy w pozycji skręconej całkowicie w prawo, w kierunku rezystora R211 (na schemacie). Zapewni to maksymalne napięcia ujemne, czyli minimalne prądy.

- bez sterowania z mikrokontrolera lub w innym układzie
1. Zwieramy sygnały ENAB i G1VL do masy i podkówką P201 ustawiamy prąd 220mA.
2. Odpinamy sygnał G1VL od masy i podkówką P200 ustawiamy prąd 70 mA.
3. Zwieramy INH do masy i sprawdzamy czy zasilacz się zablokuje – napięcie wyjściowe –130V.

 sterowanie z mikrokontrolera 
Proces regulacji możemy sobie ułatwić, wykorzystując funkcję zawartą w programie sterującym pracą wzmacniacza.

Uwaga: sterowanie sygnałami G1VL i INH z procesora. Zwarte jumpery J500 i J503.

1.  Załączamy wzmacniacz do stanu pracy on-line (stan OPERATE).
2.  Wciskamy przycisk MENU, pojawia się ekranik z pomiarami napięć i prądów.
3.  Jeszcze raz naciskamy MENU, pojawia się drugi ekran z pomiarami temperatur.
4.  Naciskamy i przytrzymujemy przycisk ANT i wciskamy ANT1/2.
5.  Pod parametrami temperatur pojawia się linijka zawierająca wskazania pomiarów: napięcia anody, prądu anody, prądu siatki 1, prądu siatki 2, napięcia siatki 1 oraz stanu (logicznego: 0-wyłączony, 1-załączony) sygnałów ENAB, G1VL, INH (stany początkowe „0”).  
6.  Wciskamy przycisk MEMO1 (ENAB=1), następnie MEMO2 (G1VL=1) i podkówką P201 ustawiamy prąd 220 mA.
7.  Naciskamy przycisk MEMO2 (G1VL=0) i podkówką P200 ustawiamy prąd 70 mA. 
8.  Naciskając przycisk MEMO3, możemy przetestować blokowanie zasilacza sygnałem INH.
9. Naciśnij przycisk ESC (wyjście z ekranów pomiarowych) lub MENU (powrót do ekranu z pomiarami napięć) - wyjście z funkcji ustawiania prądów spoczynkowych.

Może się okazać, że punkty 6 i 7 trzeba będzie powtórzyć kilkukrotnie, ze względu na wpływ regulacji na siebie (to samo dotyczy regulacji bez sterownika).



Zasilacz siatki 2

   Maksymalna wartość napięcia stałego, jaka występuje na kondensatorach filtra prostownika, wynosi ok. 420 V (z TR2 ok.. 305V AC). Dlatego w filtrze, w celu zwiększenia bezpiecznego zapasy napięcia, zastosowałem dwa kondensatory elektrolityczne na napięcie 350V (220 uF). Elementem regulacyjnym (zaworem) jest tranzystor polowy IRF830 (T250). Regulator napięcia zbudowałem na szeroko stosowanym układzie  LM723 (uA723, U252). Stabilizowane napięcie (z wewnętrznego układu napięcia referencyjnego, pin 6), poprzez rezystor R270, podawane jest na nieodwracające wejście wzmacniacza błędu (pin 5). Do drugiego, odwracającego wejście wzmacniacza (pin 4), podłączone jest wyjście dzielnika rezystancyjnego, zbudowanego z elementów R269, R607-R609, P251.Wyjściowy sygnał wzmacniacza błędu, steruje tranzystorem zawartym w strukturze LM723, którego elektrody: emiter (pin 10) i kolektor (pin 11),wpięte są w układ z diodą transoptora. Zmiana oświetlenia tranzystora transoptora, powoduje zmianę potencjału na bramce T250, a co za tym idzie zmianę napięcia wyjściowego. Podkówką P251 ustawiamy wartość napięcia 340V. – możliwość regulacji w zakresie od 320V  do 360V.  Załączanie/wyłączanie zasilacza odbywa się sygnałem EG2ON. Gdy ma on stan wysoki (rozwarty), rezystor podciągający R263 wymusza na nóżce 2 (limiter prądu) potencjał dodatni, powodując wysterowanie  wewnętrznego układu wyłączenia regulatora LM723. Gdy EG2ON ma stan niski (zwarty do masy), układ blokady jest wyłączony, a na wyjściu zasilacza pojawia się napięcie.

   Układ ograniczenia prądowego zapobiega  przeciążaniu siatki przyspieszającej , co mogło by doprowadzić do uszkodzenia lampy. Prąd, przy jakim tranzystor T251 (2N3904) zacznie sterować T250  - obniżać napięcie wyjściowe, zależy od wartości rezystora R255. Dla R255  = 40,2 Ohm,, odcięcie zacznie działać przy prądzie ok. 50 mA.  Im obciążenie wieksze, tym napięcie wyjściowe będzie bardziej zaniżane.  Do zasilania dwóch lamp potrzeba więcej prądu.  Pozwala na to dołączenie równolegle do R255, rezystora R253 i podkówki P250. Na płytce zostało przewidziane miejsce, na ich wlutowanie. Rezystory R278 – R281 stanowią obciążenie zasilacza .

   Pomiar prądu zrealizowany jest tak samo, jak w zasilaczu siaki sterującej. Napięcie odkładające się na rezystorach pomiarowych R271, R272 (proporcionalne do płynącego przez nie prądu) podawane jest na wejście odwracające wzmacniacza U250A (LM358), a po wzmocnieniu do interfejsu pomiarowego na module CPU. Przed ewentualnym, zbyt dużym wzrostem napięcia na nóżce 2, wejście wzmacniacza zostało zabezpieczone diodą Zenera D256. Potencjometrem P252 ustawiamy wzmocnienie tak, aby uzyskać prawidłową wartość wskazywanego na wyświetlaczu prądu siatki przyspieszającej.

Oba zasilacze zostały zmontowane na jednej, dwuwarstwowej płytce drukowanej. Większość elementów jest przewlekanych, co spowodowane zostało tym, że moc jaką mają elementy smd jest zbyt mała niż wymagana w układzie

top 
top negatyw
bottom
bottom negatyw
top_elementy bottom_elementy


CAM for 200mv_pagu74.zip - pliki gerbera

   Napięć przemiennych dla układów stabilizacji  dostarcza transformator TR2. Wartość tych napięć może się znacznie zmieniać z powodu wahań sieci zasilającej, jak i znacznego obciążenia transformatora TR2 prądem anody. Dlatego, aby zapewnić tak ważną dla prawidłowej pracy lampy stabilność napięć siatek, różnica napięć pomiędzy wejściem a wyjściem układów stabilizacji jest duża - dla siatki 2 może ona wynosić nawet 100V. Powoduje to wytracanie sporej mocy na tranzystorach wykonawczych, dlatego  zostały one przykręcone do radiatorów: radiator T200, T204, radiator T250. Rezystory obciążenia, R278 – R281, należy zamontować parę milimetrów nad powierzchnią płytki. Wydziela się na nich ok. 3W  mocy, dość mocno się nagrzewają, co może doprowadzić do jej uszkodzenia.



powiększ powiększ powiększ powiększ



300 – zasilacze niskich napięć i żarzenia 

   W zasilaczach zastosowałem ogólnie stosowane regulatory i stabilizatory napięcia, pracujące w typowych dla nich aplikacjach.

Napięcia dostarczane przez zasilacze:
+5V - 78T05 (U301) – zasilanie większości elektroniki wzmacniacza,,  
+5V STBY - 78L05, 100 mA - zasilanie dla cyfrowego czujnika temperatury lampy. DS18B20,
+10V zasilanie płytki procesora ATU (moduł 600), w przypadku wykorzystania stabilizatora U600 na module 600,
+12V - 78S12 (U303) – zasilanie przekaźników, elektroniki pomiarowej, 
+12V ST BY - 7812 (U302) - zasilanie elementów układu chłodzenia: wentylatorów, układów sterowania i pomiaru prędkości obrotowych wentylatorów,
+12V SERVO - regulator LM338 (U304) – zasilanie silników krokowych. Podkówką P300 ustawiamy wartość napięcia wyjściowego. Ostatecznie, została tu wprowadzona drobna modyfikacja. W miejsce podkówki wlutowany jest przewód, łączący ten moduł z gniazdem J613 na module ATU (600). Zainstalowane tam dwie podkówki P606, P607, przełączane  kluczemT606, pozwalają uzyskać dwa napięcia wyjściowe. +12V – normalna praca silników, +6V – napięcie „trzymania” – podawane na uzwojenia silników podczas zatrzymania. Pomimo zaniżonego napięcia, uzyskiwany jest wystarczający moment trzymający, który nie pozwala na samoistną zmianę pozycji rotora. Jednocześnie przy niższym napięciu, na silnikach wytracamy mniejszą  moc i zdecydowanie mniej się one nagrzewają, niż przy znamionowym napięciu zasilania.
+24V - 78S24 (U306) – zasilanie elementów wykonawczych, elektroniki pomiarowej,
+24V STBY - 7824 (U305) – zasilanie analogowych czujników temperatury,
+44V - regulator LM317HV (U307) - zasilanie przekaźników próżniowych, układu pomiarowego mocy wyjściowej ii SWR.


Kolejność załączania i wyłączania napięć we wzmacniaczu:

załączenie wyłącznikiem sieciowym
- moduł CPU (500) zostaje zasilony napięciem +5V (+10V) z moduły zasilacza (800). Procesor załącza transformator TR3, a co za tym idzie napięcia STBY w module 300. Sprawdzana jest temperatura w bloku lamp oraz przedziale elektroniki i jeżeli jest ona większa od wartości ustawionych w MENU, następuje schładzanie. Po osiągnięciu właściwych temperatur, wyłączany jest transformator TR3 i CPU przechodzi w stan czuwania
 
załączenie przyciskiem POWER
- włączenie transformatora TR3 – napięcia STBY, załączenie przekaźników K300 – K303 – napięcia pomocnicze. Teraz naciśnięcie przycisku OPER załącza żarzenie oraz transformatory wysokiego napięcia TR1, TR2,, przygotowując wzmacniacz do pracy
 
wyłączenie przyciskiem POWER
= pierwsze naciśnięcie – wyłączenie żarzenia i transformatorów TR1, TR2.
drugie naciśnięcie – wyłączenie napięć pomocniczych, schładzanie wnętrza wzmacniacza do temperatur określonych w  MENU, wyłączenie napięć STBY i przejście  w stan czuwania.       


schemat 1
schemat 2

 schemat 3

 

schemat 4
 połączenia
 
 elementy

Żarzenie - załączanie i pomiar prądu
Napięcie żarzenia 12,6V, podawane jest na lampę (lampy) z transformatora TR3, poprzez przekaźnik KK304 i układ „miękkiego startu”. Kiedy lampa jest zimna, rezystancja żarnika jest bardzo mała. Podanie pełnego napięcia wymusza duży prąd, który przepływając przez żarnik, może doprowadzić do jego zniszczenia. W momencie załączenia napięcia, rezystory R307, R308 ograniczają wartość tego prądu. Po 2 sekundach styki przekaźnika K305 zwierają rezystory, a na grzejniki lamp podawane jest pełne napięcie. Układ pozwala zasilać dwie  lampy Gu74,a pomiar prądu żarzenia jest osobny dla każdej z nich. Z rezystorów pomiarowych R309, R310 (R311, R312), napięcie, (proporcionalne do przepływającego prądu) podawane jest na wejście odwracające wzmacniacza U308. Zostaje wzmocnione, wyprostowane (D313, C365, D315, C369) i przesłane do modułu CPU (500).

Na małej płytce, wlutowanej w płytkę zasilacza, zmontowany jest fragment układy pomiaru napięcia i prądu anody.  Sygnały hvv_HV  (napięcie) i hvc_HV (prąd), doprowadzone są z modułu zasilacza anody (100). Podkówkę P302, ustawiamy tak, aby wartość napięcia wskazywana przez wyświetlacz, była równa faktycznemu napięciu  anody. Rezystora R321 nie montujemy. Sygnał hvc_HV  podlega dodatkowemu wzmocnieniu w układzie LM358 (U309). Wartość wzmocnienia, a tym samym wskazania prądu na wyświetlaczu, ustawiamy podkówką P303,


Płytka zasilaczy

top 
top negatyw
bottom
bottom negatyw
top_elementy bottom_elementy


Płytka interfejsu pomiaru napięcia i prądu anody

top 
top negatyw
bottom
bottom negatyw
top_elementy bottom_elementy


CAM for 300lv_pagu74.zip - pliki gerbera - płyta główna
CAM for 300_UIpomiar_pagu74.zip - pliki gerbera - pomiar U,I anody


Na płytce zasilaczy należy wlutować cztery zwory (widoczne ba zdjęciu):
- dwie znajdujące się obok bezpieczników F301 i F304 – zwiększają obciążalność ścieżek zasilania żarzenia - dla dwóch lamp są nieodzowne,
- połączenie punktu wspólnego elementów R307, R308, zestyku K305 z masą,
- zasilanie przekaźników K304, K305 z napięcia +24V – możliwość zasilania z napięcia +24v I +24v_SB .
Płytka interfejsu pomiaru napięcia i prądu anody, połączona (wlutowana) jest z płytką zasilaczy, za pomocą kołkowej listwy kątowej o rastrze 2,54 mm. Stabilizatory w obudowach TO-220, zostały zamontowane na wspólnym radiatorze o wymiarach, 190x40x15 mm. Należy pamiętać, o odizolowaniu obudów  regulatorów napięcia U304 i U307 od radiatora.



powiększ powiększ powiększ powiększ


Zasilacz napięcia ujemnego -12V

   
schemat 1
bottom
bottom negatyw
bottom termotransfer
top_elementy bottom_elementy



Błąd podczas projektowania (jakby nie patrzeć PA to prototyp) spowodował, że nie została uwzględniona potrzeba dostarczenia napięcia ujemnego –12V do zasilania wzmacniacza operacyjnego pracującego w układzie ALC (U500, schemat1 modułu 500).
Zasilacz zbudowany jest na popularnym stabilizatorze napięcia ujemnego 7912 (U1), pracującego w typowej aplikacji. Napięcie przemienne 13V, dostarczane jest do gniazda J1 z transformatora TR3. Po wyprostowaniu (D1) i odfiltrowaniu (C6. C7), podawane jest bezpośrednio na wejście stabilizatora. Rezystor R1 służy do szybszego rozładowania pojemności C6 po wyłączeniu zasilacza. Kondensatory C8 – C10, dodatkowo odfiltrowują napięcie –12V.
Wartość napięcia –12V, tak jak i pozostałe napięcia, mierzone jest przez mikrokontroler. Sygnał pomiarowy dostarczany jest z dzielnika R2, P1. Należy zwrócić uwagę, że wartość napięcia sygnału pomiarowego jest różnicą napięć –12V i +12V. Dlatego może się zdarzyć, że zgłoszenie przez procesor braku lub zaniżenia napięcia ujemnego, tak naprawdę jest brakiem  (zaniżeniem) napięcia dodatniego 12V – spowodowane jest to kolejnością (czasem) odczytów przez procesor.
Wstępie potencjometr P1 ustawiamy tak, aby wartość napięcia sygnału pomiarowego –12V_adc_CPU wynosiła ok. 1 V. Ostatecznie, potencjometrem tym ustawiamy prawidłową wartość wyświetlaną na LCD.

Układ zasilacza zmontowano na dwóch płytkach. Pierwsza z układem stabilizacji, przymocowana została na dystansach do przedniej ścianki działowej. Druga z dzielnikiem napięcia dla układu pomiarowego, przykręcona jest za pomocą śrubki M3 do tranzystora T502 na płytce modułu głównego (500). Połączenie pomiędzy gniazdami J2 i J3, wykonujemy czterożyłowym  (lub dwużyłowym) przewodem. Z zasilacza pobierany jest prąd rzędu kilkunastu miliamper, ale na wypadek gdybyśmy potrzebowali więcej prądu, układ stabilizatora został zamontowany na niewielkim radiatorze.

Musimy zmodyfikować połączenia na płytce modułu głównego, a w moim przypadku musiałem także nawinąć dodatkowe uzwojenie na transformatorze TR3.

Zmiany a module głównym:
1. Wykonujemy otwór w płytce modułu głównego (jak na zdjęciu), aby można było przeprowadzić przewody na drugą stronę płytki.
2. Odlutowujemy – podnosimy – nóżkę nr 4 układu U500.
3. Do nóżki nr 4, U500 przylutowujemy przewód z napięciem –12V – na płytce zasilacza opisany jako –12V.
4. Pole opisane jako +12V, łączymy z przelotką na płytce 500 – jak na zdjęciu – zasilanie +12V układu U510, przelotka tuż obok tego układu.
5. Pole GND, łączymy z jednym z rezystorów R512 - R514 od strony masy.
6. Przewód  z sygnałem –12V_adc przeprowadzamy na drugą stronę płytki i doprowadzamy (przylutowujemy) do nóżki nr 15, układu U526 (klucz pomiarowy).

zdjęcia zostaną dodane



500 - jednostka centralna - CPU


       
   schemat 1    schemat 2    schemat 3   schemat 4
       
   schemat 5    schemat 6    schemat 7   schemat 8

       
   schemat 9    schemat 10    schemat 11    połączenia 1

       
  połączenia 2


 elementy

Schemat 1

Sygnały w gnieździe J500.
g1c_MV  – prąd siatki pierwszej – montujemy rezystor R500, potencjometru P500 nie montujemy. Obciążając zasilacz siatki sterującej prądem 5 mA, ustawiamy potencjometrem P202 (na module 200) napięcie na g1c_adc_CPU = 0,94 V (dokonać korekty P202 dla prawidłowych wskazań na LCD). 
g2c_MV  – prąd siatki drugiej – montujemy R502, nie montujemy P501. Obciążając zasilacz siatki przyspieszającej prądem 30 mA, ustawiamy potencjometrem P252 (na module 200) napięcie na g2c_adc_CPU = 0,58 V (dokonać korekty P252 dla prawidłowych wskazań na LCD). 
alc_MV  - sygnał ten jest wykorzystany do uzyskania napięcia ALC - automatyczna kontrola poziomu sygnału sterującego z transcaivera).
Wartość napięcia sygnału alc_MV jest taka sama jak g1c_MV, czyli odzwierciedla prąd pobierany przez siatkę 1 lampy. Na prąd siatki sterującej ma wpływ m.in. wartość mocy sterującej czy dopasowanie pi-filtra. Układ ALC zapewnia automatyczną kontrolę mocy sterującej z transceivera, zapobiegając sterowaniu wzmacniacza zbyt dużą mocą, co może doprowadzić nawet do uszkodzenia lampy.
Napięcie ALC musi mieć wartość ujemną w stosunku do masy. Zrealizowane zostało to na wzmacniaczu operacyjnym U500, zasilanym z napięcia dodatniego 12V i ujemnego –12V. Dzielnik rezystancyjny R505, R506 wyznacza próg od którego następuje regulacja – napięcie na wyjściu układu regulacji zaczyna przyjmować wartości ujemne. Poniżej tego progu napięcie wyjściowe równe jest 0V. Dla wartości rezystorów dzielnika takich jak na schemacie R505 – 1k, R506 – 24k, rezystora bocznika pomiarowego prądu siatki 1 R222 – 100 omów i wzmocnienia układu U200 ok. 2-ch, układ ALC zaczyna regulować od wartości prądu siatki sterującej ok. 2,5 – 3 mA. Maksymalne napięcie jakie może pojawić się na wyjściu układu – sygnał ALC_IO – wynosi ok. –9V. Trasceivery potrzebują do prawidłowej regulacji napięcia z zakresu od 0V do –4V. Aby to zapewnić, sygnał ALC_IO przekazywany jest do modułu interfejsów (900), gdzie poprzez przekaźniki przełączania wejść/wyjść sterujących, podawany jest na potencjometr (P900 – P902) regulacji poziomu ALC dla danego wyjścia.
 W razie potrzeby, potencjometrem P502 możemy regulować wartość wzmocnienia układu, ale wystarczy ustawić go tak, aby suma rzystancji R507 i P502 była równa 160 k.
G1VL_MV  - wyjście - zmiana napięcia wyjściowego zasilacza siatki sterującej.
Sterowanie może odbywać się z trzech źródeł: 
G1VL – bezpośrednio z układu automatyki analogowej (opisano dokładniej przy schemacie 6).
G1VL_CPU – z procesora głównego. Wystawiany tylko przy ustawianiu prądów spoczynkowych lampy (zobacz zasilacz siatki 1). Normalnie w stanie niskim.
G1VL_CPUQSK - z procesora QSK – wystawiany przez procesor na podstawie sygnałów KEYIN_CPUQSK (TRX na nadawaniu), GRIDRF_CPUQSK (TRX moduluje).
Zworkami JP500, JP501 wybieramy źródło sterowania – aktualnie JP500 zwarta, JP501 rozwarta.

Przy stanie niskim na wejściu U501C (U501B) zasilacz siatki 1 daje większe napięcie ujemne (prąd  lampy 70mA), a przy wysokim niższe napięcie ujemne (prąd 220mA).  
INH_MV  - wyjście - awaryjne blokowanie zasilacza siatki sterującej. 
Blokowanie może odbywać się z dwóch źródeł:
INH - bezpośrednio z układu automatyki analogowej – sygnał blokowania (stan wysoki) pojawia się w momencie przekroczenia maksymalnej mocy odbitej (zobacz schemat 5 tego modułu oraz moduł 750).
INH_CPU - z procesora głównego - zasilacz siatki sterującej blokowany jest przez program w wyniku zgłoszenia różnych awarii lub przekroczeń parametrów pracy.
Zworkami JP502, JP503 wybieramy źródło sterowania - najlepiej ustawić pełną kontrolę blokowania przez program zwierając JP503, a zostawiając rozwartą JP502.
Stan wysoki na wejściu U501D (U501A), blokuje możliwość zmiany napięcia wyjściowego zasilacza siatki 1 sygnałami ENAB oraz G1VL – napięcie wyjściowe –130V.
 
ENAB_MV  – wyjście – zablokowanie/odblokowanie lampy (PA odbiór/nadawanie).  –130V.
Sterowanie może odbywać się dwoma sygnałami:
ENAB_CPU – z procesora głównego. Wystawiany tylko przy ustawianiu prądów spoczynkowych lampy (zobacz zasilacz siatki 1). Normalnie w stanie niskim.  
ENAB_CPUQSK – sygnał z procesora QSK – wystawiany na podstawie sygnału KEYIN_CPUQSK (TRX na nadawaniu). 


Przy stanie niskim na wejściu U501E lampa jest „zablokowana”, tzn. napięcie na siatce 1 = -130V, a przy wysokim lampa zostaje „odblokowana”, zasilacz daje jedno z napięć polaryzacyjnych (w zależności od stany G1VL). 
EG2ON_MV  – wyjście – załączanie/wyłączanie zasilacza siatki przyspieszającej.
Kiedy sygnał EG2ON_CPU, wystawiany przez procesor główny jest w stanie wysokim, U501G przewodzi zwierając EG2ON_MV do masy, zasilacz siatki 2 zostaje załączony, a na jego wyjściu pojawia się napięcie +340 V. Przy stanie niskim EG2ON_CPU zasilacz jest blokowany – napięcie wyjściowe bliskie 0 V. 



Schemat 2

Sygnały w gnieździe J501.
HTR_ON_LV  – załączenie/wyłączenie napięcia żarzenia. Stan wysoki sygnału HTR_ON_CPU powoduje wysterowanie U502C i załączenie przekaźnika K304 (moduł 300). 
HTR_ST_LV  – załączenie/wyłączenie przekaźnika ograniczenia prądu żarzenia podczas załączania napięcia żarzenia. W stanie niskim sygnału HTR_ST_CPU, rezystory R307, R308 (moduł 300) są wpięte w szereg z żarnikiem lampy ograniczając jego prąd. W stanie wysokim HTR_ST_CPU, U502D załącza K305 (moduł 300), który to bocznikuje rezystory ograniczenia prądu. 
POWER_ON_LV  – załączenie/wyłączenie przekaźników napięć pomocniczych.
W stanie wysokim sygnału POWER_ON_CPU, U502E załącza przekaźniki: K300 (+5V, +10V), K301 (+12V, +12V SERVO), K302 (+24V), K303 (+44V). 


Sygnały w gnieździe J502.
hvv_LV  – napięcie anody. Podłączamy transformatory zasilacza anody poprzez autotransformator i ustawiamy napięcie wyjściowe zasilacza na 1000V. Potencjometrem P302 (moduł 300) ustawiamy wartość napięcia hvv_adc_CPU = 0,62 V. 
hvc_LV  – prąd anody. Obciążając zasilacz anody prądem 500 mA, ustawiamy potencjometrem P303 (na module 300) napięcie na hvc_adc_CPU = 0,83 V. 
htrc1_LV  – prąd żarzenia lampy 1. Do gniazda J305 (HTR 12,6V i HTR-T1) podłączamy obciążenie wymuszające prąd 2 A. Potencjometrem P503 ustawiamy napięcie htrc1_adc_CPU = 0,22 V.  
htrc2_LV  – prąd żarzenia lampy 2. Do gniazda J305 (HTR 12,6V i HTR-T2) podłączamy obciążenie wymuszające prąd 2 A. Potencjometrem P504 ustawiamy napięcie htrc2_adc_CPU = 0,22 V. 

Ewentualnie, może zaistnieć potrzeba korekt położeń potencjometrów, aby uzyskać prawidłowe wskazania na LCD _adc_CPU = 0,22 V.

Poprzez gniazdo J524 przesyłane są sygnały pomiarowe i sterowania do/z modułu 600:
g2c_adc_CPU1  – wyjście – prąd siatki przyspieszającej
KEYIN_CPU1  – wyjście – transcaiver na: nadawaniu – stan wysoki (1), odbiór – stan niski (0) 
inp_adc_CPU1  - wyjście – pomiar mocy sterującej (wejściowej z TRX-a) 
ORC_CPU1  – wyjście – przekroczenie maksymalnej mocy odbitej: przekroczono - stan niski (0), nie przekroczono – stan wysoki (1)  
g1c_adc_CPU1  – wyjście – prąd siatki sterującej 
paav_adc_CPU1  – szczytowa amplituda napięcia w.cz. anody
+44_MET_CPU1  – wejście – pomiar napięcia +44 V 
ARCF_CPU1  - wyjście – informacja o istnieniu mocy po pi-filtrze, przed przekaźnikiem głównym K1: jest moc – stan niski (0), brak mocy – stan wysoki (1)  
+12V_SER_MET_CPU1  – wejście – pomiar napięcia zasilania silników
hvc_adc_CPU1  – wyjście – prąd anody 
fwd_in_adc_CPU1  – wejście – moc padająca, pomiar sygnału wejściowego z transceivera 
ATT_CPU1  – wejście – sterowanie diody LED sygnalizującej stan tłumika obwodu wejściowego 6dB. Tłumik przełącza procesor CPU1 (tunera), a tu jest doprowadzany tylko sygnał dla sygnalizacji jego stanu 
rfl_in_adc_CPU1*  – wejście – moc odbita, pomiar sygnału wejściowego z transceivera 


Schemat 3

Napięcie żarzenia mierzone jest na podstawce lampy, skąd sygnał pomiarowy (napięcie przemienne) doprowadzony zostaje do gniazda J503. Po wyprostowaniu na diodzie D504 i wyfiltrowaniu (C526) podawane jest na dzielnik (R521, R522, P505), a następnie na klucz przełącznika pomiarowego. Układ kalibrujemy podając na gniazdo J503 napięcie przemienne 12 V i ustawiając potencjometrem P505 napięcie 1,3 V na htrv_adc_CPU (doregulować do prawidłowych wskazań wyświetlacza LCD).

Sygnały w gnieździe J504:
inpi_PD  – pomiar mocy wejściowej, sterownie przełączaniem lampy. Opisano przy schemacie 6. 
aavi_PD  – pomiar napięcia w.cz. anody. Sygnał ten, może być przetworzony do wartości paav_adc_CPU na dwa sposoby: 

1. Bez żadnej dodatkowej obróbki. Jest tylko dostosowany amplitudowo do wartości przetwornika pomiarowego potencjometrem P506. W tym przypadku, nie montujemy rezystorów R524 i R528 lub w ogóle elementów znajdujących się na schemacie pomiędzy tymi rezystorami.   
2. Nie montujemy elementów R527, R528, P507. Sygnał po przejściu przez dzielnik rezystancyjny R524, P508, R525, podawany jest na wtórnik napięciowy U503A (LM358) z tranzystorem T500, a następnie na układ całkujący i  komparator U504A (LM393).  
 
Różnica pomiędzy powyższymi obróbkami sygnału jest taka, że w pierwszym przypadku sygnał wyjściowy paav_adc_CPU (szczytowe napięcie w.cz. anody) zmienia się z taką samą szybkością jak sygnał wejściowy. Natomiast w drugim przypadku sygnał wyjściowy jest „przytrzymywany” w czasie. Sygnał paav_adc_CPU1 wykorzystywany jest w procesie strojenia i jego wolniejsze opadanie poprawia dokładność odczytu przez przetwornik A/C (odczyt wejść przetworników odbywa się w ściśle określonych odstępach czasu).  
g1v_PD  – pomiar napięcia siatki sterującej. Sygnał przychodzący z dzielnika napięcia w module detektora fazy ma wartość ujemną w stosunku do masy. Dla prawidłowego pomiaru musi zostać zmieniona jego polaryzacja, co odbywa się na wzmacniaczu LM358 (U503B). Potencjometr P510 regulujemy tak, aby wypadkowa rezystancja R536 + P510 = 220 kOhm. Dla nominalnego napięcia siatki -130 V, napięcie na g1v_adc_CPU powinno wynosić 1,27 V. Regulacji dokonujemy potencjometrem P509. asu).  
g2v_PD  – pomiar napięcia siatki przyspieszającej. Dzielnik pomiarowy znajduje się na płytce modułu detektora fazy. Dla nominalnego napięcia siatki +340 V, napięcie na g2v_adc_CPU powinno wynosić 0,99 V. Regulacji dokonujemy potencjometrem P506.
BLO_ROT_PD  – pomiar prędkości obrotowej wentylatora chłodzenia lampy. Pomiar zrealizowany jest na jednoukładowym konwerterze częstotliwości na napięcie LM2917. Aplikacja układu i dobór elementów zostały wykonane na podstawie dokumentacji fabrycznej. Impulsy z hallotronu (rezystor podciągający do +5V znajduje się na płytce modułu 700 – jest niezbędny) wentylatora podawane są na różniczkujący układ kształtowania sygnału, a następnie na wejście wewnętrznego komparatora (pin 1). Wartością wyjściową jest napięcie proporcionalne do częstotliwości impulsów na wejściu (obrotów wentylatora). 
Regulacji układu najlepiej wykonać używając generatora fali prostokątnej. Na wejście podajemy sygnał o częstotliwości 3000 Hz i obracamy potencjometr P511 tak, aby napięcie na blo_rotate_CPU było równe 1,46 V.  


Schemat 4

Sygnały w gnieździe J505:
INT/R_PD   przełączanie przekaźnika K1 – główny (próżniowy), nadawanie/odbiór.
Sygnał sterujący przełączaniem może być wystawiany przez procesor główny – T/R_CPU (tylko dla testów) lub QSK – T/R_QSKCPU (normalna praca wzmacniacza). Wysoki stan logiczny tego sygnału, powoduje przejście T501 (IRFD120) w stan przewodzenia i przyłączenie cewek przekaźników do masy (stan załączony). Przekaźnik główny K1 przełączany jest natychmiast, natomiast przekaźnik wejściowy K700 przez układ wprowadzający minimalne opóźnienie przełączania: R545, C550. 
Na płytce drukowanej w miejsce rezystorów R544 i R545, wlutowano zwory z drutu. Natomiast R545 (100Ohm/3W) należy przylutować bezpośrednio do cewki K1 w szereg z R773 i R774 (moduł 750), a C550 dolutować równolegle do R545. Stosując inne przekaźniki niż na schematach należy pamiętać, aby przez T501 nie płynął większy prąd niż 500 mA. 
 
PH_PD   – zgodność fazy sygnału w.cz. siatki i anody z detektora fazy; stan niski (0) – sygnały w fazie 180 stopni, stan wysoki (1) – nie są w fazie. Sygnał procesora PH_CPU buforowany przez U506A (CD4050), ma taki sam stan logiczny jak PH_PD.
temp_tube_PD  – pomiar temperatury lampy – czujnik analogowy LM335. Regulacja układu pomiarowego polega na podgrzaniu czujnika do temperatury 50 stopni Celsjusza i ustawienie potencjometrem P512 napięcia 1,165 V na temp_tube_adc_CPU. 
+12V_BLO_PD  – sterowanie wentylatora lampy. Dla wentylatora 3-przewodowego, na tym wyjściu panuje napięcie zależne od wypełnienia (częstotliwości) sygnału PWM. Dla 4-przewodowego napięcie +12V.  
BLO_PWM_PD  – wyjście sygnału generatora PWM dla wentylatora 4-przewodowego (z wewnętrznym driverem). 


Obroty wentylatorów lampy i elektroniki zmieniane są płynnie przez mikrokontroler. Do ich sterowania wykorzystałem zawarte w procesorze generatory sygnału PWM. Układ został zaprojektowany tak, aby można było podłączyć i regulować prędkość obrotową wentylatorów 3-przewodowych (bez wewnętrznego PWM) oraz 4-przewodowych (z driverem PWM).


Układ sterowania obydwu wentylatorów chłodzenia (lampy i elektronik) zrealizowany jest identycznie. 
Wyjścia generatorów PWM procesora (OC4A, OC4B), buforowane są od reszty układu poprzez U507 (74LVC2G). Dla wentylatorów 3–przewodowych zworki ustawiamy tak, że sygnał generatora steruje bazę drivera T505 (T507, BC847), a ten, tranzystor wykonawczy T504 (T506, IRF9520) na którego drenie występuje napięcie zależne od wypełnienia (częstotliwości) sygnału PWM. Przy wentylatorze 4-przewodowym, bezpośrednio do do niego, przekazywany jest sygnał PWM oraz napięcie zasilania +12V.

Ustawienie zworek dla wentyaltorów trój i cztero-przewodowych:

LAMPA  JP 504 JP 505  JP 506  JP 507 
3-przewody zwarta  rozwarta  zwarta  rozwarta 
4-przewody rozwarta  zwarta  rozwarta  zwarta

ELEKTRONIKA  JP 508  JP 509  JP 510  JP 511
3-przewody zwarta  rozwarta  zwarta  rozwarta 
4-przewody rozwarta  zwarta  rozwarta  zwarta

Zasilacz napięć pomocniczych został zbudowany tak (patrz moduł 300), że układy chłodzenia (pomiary temperatur i wentylatory) mogą działać zawsze, tzn. wystarczy że wzmacniacz załączony jest wyłącznikiem głównym. Umożliwia to schłodzenie lampy i wnętrza wzmacniacza do odpowiednich temperatur (ustawianych w MENU), nawet po wyłączeniu do standby. 

Wentylatory zasilane są napięciem 12V (+12V_SB), które jest od nich odcinane kluczem elektronicznym -  po przejściu na standby i zakończeniu procesu schładzania. Powodem dołożenia tego klucza było obracanie się niektórych typów wentylatorów 4-przewodwych, pomimo ustawienia wypełnienia sygnału PWM na 0. Załączanie/wyłączanie klucza odbywa się sygnałem FAN_SBY_ON_CPU z mikrokontrolera. Stan wysoki tego sygnału, powoduje przejście w stan przewodzenia T503 (BC847) i przyłączenie źródła T502 (IRF9520) do masy co, powoduje jego przejście w stan przewodzenia (kanał p).  


Schemat 5

Sygnały w gnieździe J506:
TRHV_ON_PS  – załączenie/wyłączenie transformatorów wysokich napięć TR1 i TR2. Stan wysoki sygnału TRHV_ON_CPU wprowadza w przewodzenie driver U502F (ULN2003), który załącza przekaźnik K800 (moduł 800).
TRHV_ST_PS  – załączenie/wyłączenie przekaźnika „miękkiego startu” transformatorów wysokiego napięcia. W stanie niskim sygnału TRHV_ST_CPU, rezystory R801, R803 (moduł 800) są wpięte w szereg z uzwojeniami pierwotnymi transformatorów TR1 i TR2. W stanie wysokim tego sygnału, U502C załącza K801 (moduł 800), który to bocznikuje rezystory ograniczenia prądu. Czas zmiany poziomu sygnału TRHV_ST_CPU z niskiego na wysok, ustalony jest programowo i wynosi 1 sekundę..
TRLV_ST_PS   – załączenie/wyłączenie przekaźnika „miękkiego startu” transformatora niskich napięć (pomocniczych). W stanie niskim sygnału TRLV_ST_CPU, rezystory R805, R806 (moduł 800) są wpięte w szereg z uzwojeniem pierwotnym transformatora TR3. W stanie wysokim tego sygnału, U508D i U508E załącza K803 (moduł 800), który to bocznikuje rezystory ograniczenia prądu. Czas zmiany poziomu sygnału TRLV_ST_CPU z niskiego na wysok, ustalony jest programowo i wynosi 1 sekundę. 
TRLV_ON_PS  – załączenie/wyłączenie transformatora niskich napięć (pomocniczych) TR3. Stan wysoki sygnału TRLV_ON_CPU wprowadza w przewodzenie drivery U508F i U508G (ULN2003), które załączają przekaźnik K802 (moduł 800). 
netv_PS   – pomiar napięcia sieci zasilającej. Dla napięcia sieci 230V AC, ustawiamy potencjometrem P800 (moduł 800) napięcie na netv_adc_CPU równe 1,38 V. 

Sygnały w gnieździe J507:
rfl_out_adc_CPU*   - moc odbita – wyjście PA; rfl_out_adc_CPU = 0,522 V dla 100W, 1,647 V dla 1000W.
prfl_out_adc_CPU*   - szczytowa moc odbita - wyjście PA.
fwd_out_adc_CPU*   - moc padająca - wyjście PA; fwd_out_adc_CPU = 0,522 V dla 100W, 1,647 V dla 1000W.
pfwd_out_adc_CPU*  - szczytowa moc padająca - wyjście PA
OUTT/R_MPWR  – przełączanie przekaźnika K700 – sygnał wejściowy z transceivera, nadawanie/odbiór. Układ przełączania opisano przy schemacie 4.
ANT1/2_SW_MPWR  – przełączanie przekaźnika K2 (próżniowy) – wyjście antenowe ANT1 / ANT2. Przy niskim stanie sygnału ANT1/2_SW_CPU, przekaźnik nie jest wyzwolony, a w tor nadawczo/odbiorczy wpięte jest gniazdo ANT1. Stan wysoki tego sygnału, powoduje wysterowanie T508 poprzez bufor U506F, zadziałanie przekaźnika i podłączenie gniazda ANT2. Ze względu na wydzielanie się sporej ilości ciepła na rezystorze R554, nie został on zamontowany na płytce, a przylutowany bezpośrednio do cewki przekaźnika w szereg z rezystorami R775, R776 na module 750.  
PANT_CPU*  - sygnał z układu pomiaru mocy wyjściowej o pojawieniu się mocy na antenie: stan niski (0) – jest moc, stan wysoki (1) – brak mocy. Sygnał PANT_CPU wraz z ARCF_CPU (moc przed przekaźnikiem K1), służą do kontroli prawidłowego działania przekaźnika K1.   
ORC_CPU*  - sygnał przychodzący z modułu 750 wykorzystany do kotroli przełączania przekaźnika K1 oraz sygnalizacji istnienia napięcia w.cz. po pi-filtrze, a przed stykiem NO K1.

ORC_CPU  (ORC_CPU1, ORC_CPUQSK) stan położenia zestyku przekaźnika wyjściowego K1 
Kiedy K1 jest w pozycji ODBIÓR, napięcie sygnału ORC_CPU* wynosi ok. 1,5V. Wynika to ze spadku napięcia jakie odkłada się na diodach D712 – D714 (schemat 1 modułu 750) połączonych szeregowo w układ dzielnika z rezystorami R558 i R559. Napięcie to powoduje wysterowanie bazy tranzystora T509 i wprowadzenie go w stan przewodzenia. Sygnały ORC_CPU, ORC_CPU1, ORC_QSKCPU przyjmują wartość logicznego zera.
Po wysterowaniu przekaźnika K1, jego zestyk ustawia się w pozycji „NADAWAIE”, powodując przeniesienie potencjału masy poprzez cewkę L9, zestyk przekaźnika K1, L8 do punktu ORC_CPU* - pomocne będzie przeanalizowanie schematu 1 modułu 500. Powoduje to zatkanie tranzystora T509 i sygnały ORC_CPU, ORC_CPU1, ORC_QSKCPU przyjmują wartość logicznej jedynki.

INH – sygnał blokowania zasilacza siatki sterującej.
W tym PA zworki wyboru źródła blokowania zasilacza ustawiamy tak, aby zasilacz blokował sygnał z procesora, czyli INH_CPU: JP502 – rozwarta, JP503 – zwarta, schemat 1 modułu 500.
Stosując moduł 500 w innym rozwiązaiu, zasilacz siatki sterującej możemy blokować bezpośrednio sygnałem INH, zwierając zworkę JP502, a rozwierając JP503. 

ARCF_CPU – istnienie mocy po pi-filtrze. Sygnał w.cz. poprzez kondensator C573, separujący oba układy od siebie (ORC, ARCF) prostowany jest na diodzie D515. Wyprostowane napięcie steruje bazę tranzystora T510. Kiedy nie ma napięci w.cz. na wyjściu pi-filtra, T510 nie przewodzi i sygnał ARCF_CPU jest w stanie wysokim (1). Po pojawieniu się napięcia w.cz., T510 zaczyna przewodzić i sygnał ARCF_CPU przechodzi w stan niski (0).  

Uwaga: Sygnał KEYOUT_CPU* nie jest wykorzystany - zworkę JP512 należy zostawić rozwartą.

 
VR_CPU  – napięcie odniesienia (referencyjne). W przypadku wlutowania rezystorów R784, R785 na płytce modułu 750, nie należy robić tego połączenia.  



Schemat 6

Sygnały w gnieździe J508: 
KEYOUT_IO  – sygnał dla transceivera potwierdzający przejście wzmacniacza na nadawanie. Prawidłowe przełączenie na nadawanie, sygnalizowane jest przez procesor wystawieniem stanu wysokiego sygnału KEYOUT_CPU, a co za tym idzie przejście w stan przewodzenia tranzystora T512. Sygnał KEYOUT_IO poprzez moduł interfejsów (900), wyprowadzony jest na zewnętrzne gniazda KEOUT (3 gniazda, osobne dla różnych typów TRX-ów). Dobrze jest je połączyć z odpowiednim wejściem w transceiverze, gdyż będzie on informowany o prawidłowej pracy wzmacniacza. 
Uwaga” Wyjścia „wiszą„ w powietrzu . Należy zastosować rezystor podciągający (10 kOhm) sygnał KEYOUT, montując go pomiędzy plus zasilania transceivera a linię KEYOUT. 
KEYIN_IO  – sygnał z transceivera przełączający wzmacniacz – odbiór/nadawanie, opisano poniżej. 
ALC_IO  – wyjście sygnału automatycznej regulacji poziomu mocy sterującej z transceivera – zobacz schemat 1. 
FAN_ROTATE_IO – pomiar prędkości obrotowej wentylatora chłodzenia elektroniki – opisano przy schemacie 10.

Kiedy wzmacniacz nie jest w trybie sterowania z transceivera (OPERATE wyłączone), zestyki przekaźnika K500 łączą bezpośrednio wejście sterujące KEYIN_IO z wyjściem potwierdzenia KEYOUT_IO (bypass). Linie KEYIN_IO i KEYOUT_IO łączone są, poprzez moduł interfejsów, z gniazdami KEYIN i KEYOUT na tylnej ściance obudowy.

Po wciśnięciu przycisku „OPERATE”, wzmacniacz przechodzi w tryb sterowania z transceivera (przy spełnieniu wszystkich warunków – programowych i sprzętowych). 
Stan wysoki sygnału BYPASS_CPUQSK (z procesora QSK), powoduje wysterowanie drivera U510G (ULN2003) i zadziałanie przekaźnika K500. Gniazda: KEYIN – wejście sterujące i KEYOUT – wyjście potwierdzenia, zostają podłączone poprzez zestyki przekaźnika K500 do automatyki sterującej wzmacniacza. Tutaj dodam, że K500 może być również, niezależnie wyzwalany sygnałem BYPASS_CPU z procesora głównego – nie wykorzystane w aktualnej wersji programu, BYPASS_CPU jest zawsze w stanie niskim. YPASS_CPU z procesora głównego – nie wykorzystane w aktualnej wersji programu, BYPASS_CPU jest zawsze w stanie niskim.  

Do gniazda KEYIN podłączona jest linia sygnałowa z układu kluczowania nadawanie/odbiór transcaivera. Ostatnim elementem (wykonawczym) tego układu jest najczęściej przekaźnik lub tranzystor, które w momencie przejścia transeivera na nadawanie. zostają wysterowane i zwierają linię KEYIN (KEYIN_IO) do masy.

Kiedy transceiver jest na odbiorze (KEYIN_IO odłączone od masy), rezystor R570 zasilany z +12V wprowadza tranzystor T511 (2N3904) w stan przewodzenia. Na obu wejściach bramki U511A (pin 1 i 2, 74LS132) jest stan wysoki, co w efekcie daje stan niski na jej wyjściu.

Uwaga: Bramka U511C pozwala zanegować stan logiczny sygnałów KEYIN_CPU, KEYIN_CPU1, KEYIN_QSKCPU. Zwierając zworkę JP513, stany logiczne tych sygnałów odpowiada stanowi logicznemu na wyjściu bramki U511A. Zwarcie JP514 neguje stany logiczne tych sygnałów. Dla aktualnej wersji programu, należy zewrzeć zworkę JP513, a JP514 pozostawić rozwartą. 
KEYIN_CPU, KEYIN_CPU1, KEYIN_QSKCPU = 0 ; TRX na odbiorze.
KEYIN_CPU, KEYIN_CPU1, KEYIN_QSKCPU = 1 ; TRX na nadawaniu.

Sygnał inpi_PD przekazany z układu pomiaru mocy wejściowej (sterującej, moduł 700), służy do:

   - wskazań mocy na LCD - potencjometr P513, należy wyregulować tak, aby przy 100 W mocy sterującej z transceivera ustawionego na paśmie 14 MHz, napięcie na inp_adc_CPU (inp_adc_CPU1) wynosiło 1,161 V (skorygować dla wyświetlania właściwej mocy.
  - sterowania przełączaniem napięć siatki sterującej lampy – sygnał z dzielnika R583, P514 podawany jest na wejście odwracające komparatora U513A (LM393), gdzie porównywany jest z napięciem odniesienia (referencyjnym, R579, R580). Na wyjściu komparatora, uzyskujemy stan logiczny zależny od poziomu mocy wejściowej. Wartość progową mocy przy której nastąpi przełączenie komparatora, ustawiamy potencjometrem P514. Przy ustawieniu go na pełną wartość 100kOhm, zmiana stanu na wyjściu komparatora nastąpi po przekroczeniu mocy sterującej ok. 0,1 W. Możemy podwyższyć próg zadziałania (większa moc sterująca) poprzez zmniejszenie rezystancji P514.

Uwaga: zmiana rezystancji P514, powoduje zmianę wartości napięcia inp_adc_CPU. Potrzebna będzie korekta P513.

Jeżeli moc wejściowa jest mniejsza od progowej, na wyjściu komparatora panuje stan wysoki, jeżeli większa stan niski. Stan ten jest wykorzystany do przełączania napięć polaryzacji (prądów spoczynkowych) siatki sterującej lampy, które może odbywać się na dwa sposoby – opis dotyczy sytuacji kiedy wzmacniacz jest w trybie OPERATE, a transceiver na nadawaniu (KEYIN_CPU, KEYIN_CPU1, KEYIN_QSKCPU = 1):

 - sprzętowo – przy braku mocy sterującej (poniżej progu), wyjście komparatora jest w stanie wysokim, a sygnał G1VL przyjmuje poziom niski, co powoduje, że zasilacz siatki 1 daje większe napięcie ujemne (prąd spoczynkowy 70 mA).  Po przekroczeniu wartości progowej mocy (modulacja), na wyjściu komparatora mamy stan niski, G1VL przyjmuje poziom wysoki, a zasilacz daje mniejsze napięcie ujemne (prąd 220 mA). 
Stan sygnału G1VL zmienia się z minimalnym opóźnieniem w stosunku do zmian na wyjściu komparatora. Zrealizowane jest to na elementach R587, C596, C597 (całkowanie), przyłączonych do jednego z wejść bramki NAND U511B.


- programowo – stan logiczny wyjścia komparatora poprzez bufor U512B podawany jest na wejścia procesorów: GRIDRF_CPU – główny, GRIDRF_QSKCPU – procesor kluczowania QSK: 0 – modulacja, 1 – brak modulacji. Po ”obróbce” programowej, zasilacz siatki 1 przełączany jest sygnałami G1VL_CPU, G1VL_CPUQSK.

Konfigurację źródeł sterowania zasilacza opisano przy schemacie 1.


Schemat 7
 
Sercem jednostki centralnej jest mikrokontroler ATMEGA 2560 firmy ATMEL. Procesor taktowany jest zegarem o częstotliwości 16 MHz – rezonator kwarcowy X500, C5/00, C5/01. Układ wlutowany jest w płytkę adaptora TQFP 100, który umożliwia przejście na typowe złącza o rastrze 2,54 mm. Ułatwia to wymianę procesora np. na inny (ATMEGA 1280) czy przy ewentualnym jego uszkodzeniu. 

Podczas normalnej eksploatacji, zmiana oprogramowania mikrokontrolera odbywa się poprzez złącze USB (na ściance tylnej obudowy) z wykorzystaniem bootloadera wgranego w pamięć nieulotną flash. Z doświadczenia wiem, że podczas uruchamiania i testowania urządzeń sterowanych procesorami, bardzo przydatna jest możliwość programowania ich bezpośrednio w układzie, np. żeby wgrać ponownie bootloader. Na płytce znajduje się gniazdo J515, do którego możemy podłączyć programator szeregowy mikrokontrolerów AVR w standardzie ISP. Programator może być zasilany z modułu głównego, poprzez pin 2 złacza J515. W tym celu należy zewrzeć zworkę JP515. Bezpiecznik F500 (500 mA, polimerowy) zabezpiecza moduł przed uszkodzeniem w przypadku ewentualnych zwarć w programatorze. Wyjścia PB1¸ PB3 procesora, które są jednocześnie liniami programującymi, wykorzystano do sterowania układami automatyki. Dlatego linie MOSI, MISO, SCK, RST z gniazda J515, mogą być na czas programowania odłączone od reszty elektroniki przełącznikiem SW500. W zależności od programatora, zdarza się, że gdy do linii programujących podłączone są jakieś elementy, to nie udaje się poprawnie zaprogramować procesora.

Mikrokontroler steruje wiele układów, których kolejność załączania jest bardzo ważna, dlatego duże znaczenie ma prawidłowy, stabilny start procesora. Zastosowałem scalony układ restartu DS1813 (U514) w wersji 5V. Jego zadaniem jest przytrzymanie linii RESET (pin 30) w stanie niskim przez ok. 150 ms od momentu osiągnięcia przez zasilanie (5V) napięcia 4,5 V. Ten czas plus czas wewnętrznego restartu procesora, wystarcza na pewny i stabilny start układu i programu. Reset może być dokonany jeszcze na dwa sposob:
  - przyciskiem SW501 – stosowane do wywołania bootloadera. Uwaga: nie robić takiego resetu, gdy wzmacniacz nie jest na STANDBY – nie powinny być załączone transformatory TR1, TR2, TR3. 
  - z komputera PC – stan niski sygnału RESET_FT232_CPU powodujący restart procesora, może być wystawiony przez konwerter USB/RS232 FT232RL (U521); sygnał DTR

Magistrala I2C,
Komunikacja pomiędzy procesorami: jednostki centralnej (U515), tunera antenowego (U625), kluczowania QSK (U529), klawiatury i wyświetlacz (U56) oraz zegarem  czasu rzeczywistego (U517) odbywa się po magistrali I2C, opracowanej przez firmę PHILIPS. Układ zegara i procesor QSK znajdują się na płytce opisywanego tutaj modułu i do nich linie SDA i SCL procesora głównego podłączone są bezpośrednio. Natomiast przesyłane pomiędzy modułami (50, 500, 600) sygnały SDA i SCL magistrali I2C są wzmacniane przez specjalnie do tego celu opracowane przez PHILIPSA układy P82B715. Nie będę tutaj opisywał wyliczania rezystorów podciągających linie sygnałowe do plusa zasilania jak i pojemności tych linii, gdyż jest to bardzo dokładnie wyjaśnione w dokumentacji fabrycznej. 
Teoretycznie, długość magistrali I2C bez stosowania wzmacniaczy, może wynosić ok. 50 – 70 cm. Nie testowałem komunikacji pomiędzy modułami bez stosowania wzmacniaczy, ale można spróbować ich nie montować (oraz niepotrzebnych rezystorów i kondensatorów) i zewrzeć wtedy zworki JP516, JP517.


Zegar czasu rzeczywistego zrealizowany został na często stosowanym układzie PCF8563 (U517). Gdy wzmacniacz jest załączony, zegar zasilany jest z napięcia 5V. Po wyłączeniu, nieprzerwaną pracę układy zapewnia bateria BAT500 (CD2032, 3V). PCF8563 jest taktowany typowym, stosowanym w zegarkach rezonatorem kwarcowym o częstotliwości 32768 Hz. Korekty częstotliwości, a w efekcie dokładności odmierzania czasu, dokonujemy trymerem C5/21. Zworki JP518 i JP519 należy zewrzeć. 

Sygnały w gnieździe J509:
SOUND_CPU   - sterowanie buzzera na module klawiatury
KEYB_COL1_CPU
KEYB_COL5_CPU 
- linie kolumn klawiatury
KEYB_ROW1_CPU
KEYB_ROW4_CPU 
- linie wierszy klawiatury
ONOFF_LED_CPU   – funkcja tego sygnału jest zależna od wersji programu (zobacz opis oprogramowania i modułu 50):

– wersja 1.1 – z zamontowanym procesorem CPU2 (U56, moduł 50). Zmiana poziomu sygnału ONOFF_LED_CPU z wysokiego na niski (zbocze opadające), powoduje wywołanie przerwania INT0 w procesorze CPU2 – procesor główny chce wysłać dane do CPU2 po magistrali I2C. Sygnał ONOFF_LED_CPU poprzez bufor U509 (schemat 6), wystawiany jest na pin 3 gniazda J513 jako INT_CPU_CPU2. 

– wersja 1.2 – bez zamontowanego procesora CPU2 (U56, moduł 50) – załącza/wyłącza diodę LED „STANDBY”. 

Gniazdo J510 – +5V_CPU, zasilanie modułu wyświetlacza i klawiatury (50).
Gniazdo J511 – komunikacja z wyświetlaczem LCD.


Sygnały w gnieździe J512:
TX_CPU1
RX_CPU1
UWAGA !. Zmiany konstrukcyjne. Wyciąć przewody z tymi sygnałami w tasiemce łączącej gniazdo J512 z J618.  
SDA_CPU_CPU1 – linia danych magistrali I2C..  
SCL_CPU_CPU1 – linia zegara magistrali I2C.
INT_CPU_CPU1*  - wywołanie przerwania INT4 w procesorze tunera antenowego CPU1 – procesor główny chce wysłać dane do CPU1. 
INT_CPU1_CPU* - wywołanie przerwania INT5 – procesor tunera antenowego CPU1 chce przysłać dane procesorowi głównemu. 
RESET_CPU1 – zresetowanie procesora tunera antenowego CPU1. Wykonywane w celu synchronizacji procesorów lub po awarii.   

Sygnały w gnieździe J513:  
SDA_CPU_CPU2   – linia danych magistrali I2C.
SCL_CPU_CPU2   – linia zegara magistrali I2C. 
INT_CPU_CPU2   – wywołanie przerwania INT0 w procesorze wyświetlacza CPU2 – procesor główny chce wysłać dane do CPU2. 
INT_CPU2_CPU*   - wywołanie przerwania INT4 – procesor wyświetlacza CPU2 chce przysłać dane procesorowi głównemu. 
BRIGHT_LCD_CPU – sygnał PWM podświetlania wyświetlacza LCD. 
OPERATE_LED – załączenie/wyłączenie diody LED „OPERATE”. 
ATT_LED

– załączenie/wyłączenie diody LED „ATT” – tłumika sygnału wejściowego  6dB. 


Gniazdo J514.
Wzmacniacz był projektowany z myślą o możliwości sterowania go ze zdalnego panelu operatorskiego. Komunikacja z nim, będzie się odbywać poprzez interfejs RS232. Właśnie do tego ma służyć to gniazdo (J514), które będzie połączone z gniazdem J908 (moduł 900). Na ten moment nie jest ono wykorzystane.
Dodam, że teraz gniazdo J908 – wejście/wyjście konwertera poziomów MAX232, jest połączone z 3 liniami gniazda J618 (w miejsce usuniętych przewodów 1, 2, 10 tasiemki łączącej gniazda J512 z J618).


Schemat 8

Zasilanie mikrokontrolera.
Z modułu zasilacza (800) do gniazda J516, doprowadzone są dwa napięcia: +10V – bezpośrednio po układzie prostowania i filtrowania oraz +5V – z układu stabilizacji. Napięcie +10V podawane jest na układ stabilizatora napięcia 78S05 (U519) zamontowanego na radiatorze. Napięcie 5V po stabilizatorze, możemy podać na procesor (moduł klawiatury i wyświetlacza (50), zegar, pomiar temperatury, i...) zwierając zworkę JP520 (należy pamiętać o rozwarciu zworki JP521). Ten sposób zasilanie należy stosować tylko podczas uruchamiania, gdyż moduł pobiera sporo prądu i niewielki radiator nie jest w stanie przy dłuższym załączeniu, odprowadzić dostatecznej ilości ciepła z układu stabilizatora; może on ulec uszkodzenie. 
Podczas normalnej eksploatacji, układ procesora musi być zasilany bezpośrednio napięciem +5V z zasilacza na module 800 - zworka JP520 rozwarta, a JP521 zwarta. 

UWAGA!: Modyfikacja zasilania procesora tunera antenowego. Na module tunera (600), dokonano zmiany sposobu zasilania układu procesora, co zostało przedstawione przy opisie modułu tunera 600, schemat 1.

Bardzo ważnymi elementami są L556 ¸ L560 oraz C5/36 ¸ C5/40, których zadaniem jest odkłócenie i odfiltrowanie napięcie 5V. Zawsze powinny być montowane jak najbliżej wyprowadzeń zasilających procesor, co gwarantuje jego stabilną pracę. Napięcie zasilania układów procesora +5V_CPU, jest mierzone na dzielniku R596, P515, skąd jako sygnał 5V_CPU_adc_CPU podawany jest do klucza pomiarowego. Dla +5V_CPU = 5V napięcie 5V_CPU_adc_CP = 1.22V, co ustawiamy potencjometrem P515.

Źródłem napięcia referencyjnego 2,5 V (odniesienia) dla przetwornika A/C znajdującego się w strukturze procesora jest układ TL431 (U520).

Konwerter USB/RS232 umożliwia łatwą i szybką komunikację komputera PC z mikrokontrolerem. Zastosowałem układ FT232RL, który bardzo dobrze spisywał się w innych konstrukcjach i tak jest i tutaj. Linie sygnałowe RXD i TXD FT232RL podłączone są bezpośrednio do odpowiednich linii układu USART 2 procesora. 
Sygnał RESET_FT232_CPU wychodzący z wyjścia DTR FT232RL, służy do resetowania mikrokontrolera które jest potrzebne do wywołania bootloadera (program wgrywający właściwy program sterujący do pamięci flash i eeprom). Większość oprogramowania służącego do programowania procesorów AVR. pozwala na automatyczną generację sygnału DTR w momencie rozpoczęcia programowania.
Diody LED D526, D527 sygnalizują transmisję na liniach RX i TX. Aby poprawnie wskazywały, należy odpowiednio zaprogramować FT232RL, co jest opisane w PAGU74 – obsługa, oprogramowanie.


Schemat 9

Sygnały w gnieździe J520:
TXINH_YAESU_IO   – informacja dla transceivera o poprawnej pracy wzmacniacza. Wystawiany tylko gdy wybrano wejście YAESU.  Stan wysoki sygnału – wzmacniacz pracuje poprawnie, można nadawać. 
UWAGA: TXINH_YAESU_CPU (TXINH_YAESU_IO) steruje klucz tranzystorowy T900 (moduł 900), który odwraca logicznie stan wyjścia TX_INHIBIT_FT (bezpośrednio na gnieździe J915). TXINH_YAESU_CPU = 1 -> TX_INHIBIT_FT zwarty do masy – wzmacniacz pracuje poprawnie.    
REL_KENW_IO  – podłączenie/odłączenie gniazd sterujących (na tyle obudowy) dla wejścia KENWOOD/OTHER. Stan wysoki sygnału REL_KENW_CPU, powoduje załączenie przekaźników K900 i K901.
REL_ICOM_IO 

– podłączenie/odłączenie gniazd sterujących (na tyle obudowy) dla wejścia ICOM. Stan wysoki sygnału REL_ICOM_CPU, powoduje załączenie przekaźników K902 i K903.
REL_YAESU_IO  

– podłączenie/odłączenie gniazd sterujących (na tyle obudowy) dla wejścia YAESU. Stan wysoki sygnału REL_YAESU_CPU, powoduje załączenie przekaźników K904 i K905.

+12V_FAN_IO 
FAN_PWM_IO 
 

– wyjścia z układu sterowana wentylatora elektroniki – zobacz schemat 4.


We wzmacniaczu zabudowany jest 8 kanałowy przełącznik antenowy. Jego sterowanie odbywa się z wyjść portu PF procesora. Stan wysoki sygnałów ANT1_CPU ¸ ANT8_CPU, powoduje wysterowanie driver-ów (U523, ULN2803)  załączenie przekaźników K960 ¸ K967 (moduł 900).

Do gniazd J522 i J523 podpięte są czujniki temperatur DS18B20 – lampy, detektora fazy i elektroniki. Linia 1-wire podciągnięta jest do +5V_CPU rezystorem R5/04 – przypominam o właściwym napięciu linii sygnałowej szyny, gdyż bez tego układy czujników nie będą działać poprawnie. Przełącznik SW502 pozwala pojedynczo podłączać czujniki do linii procesora TEMP_CPU. Będzie to potrzebne przy odczycie adresów czujników podczas uruchamiani lub wymianie uszkodzonego czujnika. 



Schemat 10

W sumie we wzmacniaczu mierzonych jest 28 parametrów analogowych. W mikrokontrolerze nie ma tak dużo przetworników A/C, a poza tym potrzebowałem porty do innych celów, dlatego zastosowałem następujące rozwiązanie. 
Pomiar wykonywany jest tylko przez jeden przetwornik A/C (ADC15, pin 82 U515), natomiast sygnał aktualnie mierzonego parametru podłączany jest do niego kluczami elektronicznymi CD4051 (U525 ¸ U528). Procesor wybiera linię pomiarową wystawiając odpowiednie stany logiczne na porcie PK. Wyjścia PK0 ¸ PK3 wybierają układ, a PK4 ¸ PK6 kanał w wybranym układzie. r-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol'>¸ PK6 kanał w wybranym układzie. 

Tabela mierzonych parametrów. 
PORT K - stan portu PK w momencie odczytu parametru (MSB -> LSB).
WARTOŚĆ - wartość napięćia na wejściu kanału dla określonej wartości parametru mierzonego.

ETYKIETA OPIS PORT K  WARTOŚĆ 
paav_adc_CPU - szczytowe napięcie w.cz. anody 01010111   
blo_rotate_CPU - obroty wentylatora chłodzenia lampy 01110111   3000 rom/min = 1,46 V
fan_rotate_CPU - obroty wentylatora chłodzenia elektroniki 01100111    3000 rom/min = 1,46 V 
temp_tube_adc_CPU - temperatura lampy – czujnik LM335 01000111    50 st. Cels. = 1,165 V
g1c_adc_CPU - prąd siatki sterującej 00100111     5 mA = 0,94 V
inp_adc_CPU - moc sterująca (wejściowa) 00101110    100 W = 1,161 V
g2c_adc_CPU - prąd siatki przyspieszającej 00000111    30 mA = 0,58 V 
netv_adc_CPU - napięcie sieci 00110111    230 V AC = 1,38 V  
rfl_in_adc_CPU  - moc padająca - wejście  01011011   
12V_SERVO_adc_CPU - 12V, zasilanie serwomotorów  01101011    12V = 1,23 V 
fwd_in_adc_CPU - moc padająca - wejście  01001011   
-12V_adc_CPU - napięcie -12V (ujemne) 00101011 -12V = 0,976 V
44V_adc_CPU - napięcie 44V  00011011    44V = 1,288 V 
5V_CPU_adc_CPU - napięcie 5V - zasilanie procesorów  00111011    5V = 1,22 V 
5V_adc_CPU - napięcie 5V  01011101    5V = 1,22 V  
rfl_out_adc_CPU - moc odbita - wyjście  01111101    100 W = 0,522 V 
  1000 W = 1,647 V 
fwd_out_adc_CPU - moc padająca - wyjście  01101101    100 W = 0,522 V 
  1000 W = 1,647 V 
prfl_out_adc_CPU - szczytowa moc odbita - wyjście  01001101   
pfwd_out_adc_CPU - szczytowa moc padająca - wyjście  00011101   
g1v_adc_CPU - napięcie siatki sterującej 00001101    -130 V = 1,27 V  
g2v_adc_CPU - napięcie siatki przyspieszającej   00111101   340 V = 0,99 V 
htrv_adc_CPU - napięcie żarzenia  01011110    12V AC = 1,3 V  
htrc1_adc_CPU  - prąd żarzenia – lampa 1  01111110    2 A = 0,22 V  
htrc2_adc_CPU  - prąd żarzenia – lampa 2  01101110   2 A = 0,22 V  
hvc_adc_CPU  - prąd anody  01001110    500 mA = 0,83 V  
24V_adc_CPU  - napięcie 24V  00101110    24V = 1,23 V
hvv_adc_CPU  - napięcie anody  00011110    1000V = 0,62 V 
12V_SB_adc_CPU - napięcie 12V - standby  00001110    12V = 1,23 V
12V_adc_CPU  - napięcie 12V  00111110   12V = 1,23V

Pomiar prędkości obrotowej wentylatora elektroniki zrealizowany jest w identyczny sposób jak pomiar obrotów wentylatora lampy. Więcej szczegółów znajduje się w opisie schematu 3.
Regulację układu przeprowadzamy tak samo jak dla wentylatora chłodzenia lampy. . Na wejście podajemy sygnał o częstotliwości 3000 Hz i obracamy potencjometr P520 tak, aby napięcie na fan_rotate_CPU było równe 1,46 V. 

Pomiary temperatur:
elektroniki – czujnik DS18B20 (U631). Płytka z czujnikiem zamocowana jest blisko przedniej ścianki komory z elektroniką, pod zasilaczem niskich napięć. Na płytce znajdują się dwa gniazda: J529 – łączymy go z gniazdem J523 na płytce modułu głównego, J530 – łączymy zJ528 na płytce czujnika temperatury radiatora. 
radiatora – także DS18B20 (U630). Sam czujnik wsunięty jest w dokładnie dopasowany otwór wywiercony w radiatorze zasilacza niskich napięć, pomiędzy stabilizatorami U301, U302. Natomiast płytka zamocowana jest do radiatora, za pomocą dwóch dystansów. Gniado J528 łączymy z płytką czujnika temperatury elektroniki. 

UWAGA: Nie należy montować rezystorów R5/12 oraz R5/13. Rezystor podciągający linię sygnałową 1-wire do +5V, znajduje się na płytce modułu głównego. Mogą one się przydać, gdy chcielibyśmy wykorzystać płytki czujników jako samodzielne, np. w innej konstrukcji.   


Schemat 11 - procesor QSK

Procesor główny CPU może samodzielnie sterować i nadzorować układy przełączania nadawanie/odbiór wzmacniacza. Jednak ze względu na jego mocne obciążenie wynikające z wykonywania wielu zadań, mogło by dojść do sytuacji, że obostrzone czasowo przełączenie, nie zostałoby wykonane prawidłowo. W takiej sytuacji noże dojść nawet do uszkodzenie wzmacniacza. Z tego powodu za prawidłowe przełączanie odpowiedzialny jest osobny procesor. 

W układzie zastosowałem bardzo popularny procesor ATMEGA 8, taktowany rezonatorem kwarcowym 16 MHz (X502, C5/93, C5/94). Prawidłowy „start” mikrokontrolera zapewnia scalony układ restartu DS1813 (U530, opisano go dokładniej przy schemacie 7).

Reset procesora może być wykonany na dwa sposoby: 
  - ręcznie – przyciskiem SW503, wykorzystywany przy wgrywaniu programu,  
  - z procesora głównego – procesor CPU ustawia w stan wysoki (na 200 ms) linię RESET_CPUQSK. Tranzystor T513 zaczyna przewodzić, wejście PC6(RES) zostaje dołączone do masy i następuje ponowny start procesora. Restart wykonywany jest w celu synchronizacji procesorów lub po awarii.

Atmege programujemy w układzie, przyłączając programator szeregowy AVR do gniazda ISP - J526. W zależności od programatora, może okazać się, że dla poprawnego zaprogramowania trzeba będzie odłączyć układ resetu. Robimy to rozwierając zworkę JP524, która normalnie musi być zwarta. Na pinie 2 gniazda ISP J526, dostępne jest napięcie +5V (po zwarciu zworki JP523), które może okazać się przydatne do zasilania programatora. 
Diody D555 ¸ D559 odseparowują wyjściowe sygnały sterujące od odpowiadającym im sygnałom w procesorze głównym. Diody pozwalają na niezależne sterowanie z dwóch źródeł (procesor CPU i QSK). Takie sterowanie używane jest tylko w procesach naprawczych (ustawienie prądów spoczynkowych po wymianie lampy) lub podczas uruchamiania PA. Podczas normalnej eksploatacji,S danym sygnałem zarządza tylko jeden procesor, kiedy drugi utrzymuje go w stanie niskim.

Sygnały w gnieździe J527:
ORC_CPUQSK  – wejście - przekroczenie mocy odbitej na wyjście PA; 0 - przekroczono.      
KEYIN_CPUQSK 

– wejście - sygnał przełączania nadawanie/odbiór z transceivera: 0 – TRX na odbiorze, 1 – TRX na nadawaniu.

   
GRIDRF_CPUQSK – wejście - stan mocy na wejściu PA (z transceivera): 0 – jest moc (modulacja), 1 – nie ma mocy.    
PANT_CPUQSK – wejście – stan mocy po przekaźniku K1 (główny nadawanie/odbiór): 0 – jest moc, 1 – nie ma mocy. 
   
T/R_CPUQSK – wyjście – przełączanie przekaźników K1 (wyjściowy), K700 (wejściowy) nadawanie/odbiór: 0 – wyłącz, 1 – załącz.    
G1VL_CPUQSK – wyjście – zmiana napięcia polaryzacji lampy (prądy spoczynkowe): 0 – 70 mA, 1 – 220 mA.    
ENAB_CPUQSK – wyjście – zablokowanie/odblokowanie lampy: 0 – zablokuj (-130V), 1 – odblokuj (prąd spoczynkowy).    
KEYOUT_CPUQSK  – wyjście – potwierdzenie dla transceivera o przejściu PA na nadawanie: 0 – odbiór, 1 – nadawanie.    
Com1/INT_CPU – wejście – przerwanie INT1 wywoływane przez procesor główny CPU; CPU chce wysłać dane do CPUQSK.    
SCL_CPU_CPUQSK – linia zegara magistrali I2C.    
SDA_CPU_CPUQSK – linia danych magistrali I2C.    
Stat1_CPU – wejście – stan pracy PA: 0 – OPERATE załączone (PA na sterowaniu z TRX-a), 1 – OPERATE wyłączone.    
Stat2_CPU – wejście – blokada od procesora głównego; CPU blokuje operacje w CPUQSK podczas np. zmian ustawień, pasm, awarii, itp. : 0 – odblokuj CPUQSK, 1 – zablokuj CPUQSK.    
Stat3_CPU – wyjście – sygnał blokuje procesor główny; CPUQSK blokuje wykonywanie pewnych operacji w CPU: 0 – odblokuj CPU, 1 – zablokuj CPU.    
Com2/INT_CPU – wyjście – wywołanie przerwania INT6 e procesorze CPU; QSKCPU chce wysłać dane do CPU.    
BYPASS_CPUQSK – wyjście – załączenie/wyłączenie przekaźnika K500 (bypass): 0 – wyłącz, 1 - załącz. .    
RESET_CPUQSK – wejście – restart CPUQSK przez procesor główny CPU.    


Płytka sterownika
top 
top negatyw
bottom
bottom negatyw
top_elementy
 
bottom_elementy

Płytka procesora QSK
top 
top negatyw
bottom
bottom negatyww
top_elementy bottom_elementy

Płytka czujnika temperatury DS18B20 elektroniki.

top
top negatyw
bottom
bottom negatyw
top_elementy bottom_elementy

Płytka czujnika temperatury DS18B20 radiatora stabilizatoró.
top
top negatyw
bottom
bottom negatyw
top_elementy bottom_elemen


powiększ_1024
powiększ_max 
powiększ_1024
powiększ_max 
powiększ_1024
powiększ_max 
powiększ_1024
powiększ_max 




600 - tuner antenowy - CPU1


       
   schemat 1    schemat 2    schemat 3   schemat 4
     
   schemat 5    schemat 6    schemat 7   schemat 8

       
   schemat 9    schemat 10 schemat 11  połączenia 
 elementy


Schemat 1

Układy: zasilania procesora , komunikacji z komputerem PC oraz napięcia referencyjnego 2,5 V, są prawie identyczne jak w module jednostki centralnej 500. Zostały one opisane przy schemacie 8 modułu 500, dlatego omówię tylko różnice.

UWAGA WAŻNE. Zmiana zasilania procesora.
Pierwotnie, cały moduł był zasilany jednym wspólnym napięciem +5V. Podczas uruchamiania wystąpiły pewne problemy, których jedynym rozwiązaniem było wprowadzenie drobnej zmiany, polegającej na doprowadzeniu dodatkowego napięcia +5V z modułu 500. Niestety wymaga ona ingerencji w mozaikę płytki. 
Dodatkowe napięcie +5V pobieramy z dolnego pinu jumpera JP520 (płytka modułu 500), jak pokazano na zdjęciu 1. Można zrobić przewód zakończony wsuwką i nałożyć ją na pin jumpera, ale pewniejsze będzie przylutowanie przewodu. Drugi koniec przewodu wlutowujemy w otwór przelotowy (od góry płytki) wskazywany przez strzałkę na zdjęciu 2. Musimy zrobić jeszcze dwie rzeczy: przeciąć ścieżkę w miejscu który widać na zdjęciu 2 - koło strzałki oraz wykonać połączenie do pinu 14 gniazda J612 (zasilanie wyświetlacza).
Napięcie to zaznaczone jest na schematach jako +5V_CPU1.



zdjęcie 1 zdjęcie 2


Natomiast drugie napięcie, na schematach jako +5V, dostarczane jest bezpośrednio z zasilacza (300) lub z stabilizatora 78S05 (U600). Tutaj, podobnie jak w module głównym, stabilizator zamontowany jest na niewielkim radiatorze i został przewidziany do zasilania układu podczas uruchamiania modułu. Choć teraz, po odciążeniu go częścią elektroniki, może być wykorzystany do zasilania podczas normalnej eksploatacji. Aktualnie, ja wykorzystuję ten stabilizator – zworka JP600 zwarta, JP601 rozwarta.

Gniazdo J603 zostało przewidziane do podłączenia dodatkowego potencjometru, wskazującego położenie przełącznika pasm. Bałem się, że zastosowane teraz w pozycjonowaniu przełącznika bariery optoelektroniczne, nie spełnią należycie swojej roli. Okazało się, że działają bardzo dobrze i ostatecznie potencjometru nie zakładałem.
Potencjometr jest zasilany stabilnym napięciem 2,5 V, ze źródła referencyjnego TL431 (U602). Pomiar napięcia odpowiadającego położeniu suwaka, realizowany jest bezpośrednio w przetworniku A/C mikrokontrolera (band_pot_adc_CPU). ją bardzo dobrze i ostatecznie potencjometru nie zakładałem. 

Schemat 2

Przez gniazdo J604 przesyłane są sygnały pomiarowe i sterowania z/do modułu głównego (gniazdo J524). Znaczenie poszczególnych sygnałów opisane zostało przy omawianiu schematu 2, modułu głównego. Sygnały przychodzące KEIIN_CPU1, ORC_CPU1, ARCF_CPU1 oraz wychodzący ATT_CPU1, zostały dodatkowo wzmocnione (buforowane) w układzie CD4050 (U604).  
Diody Zenera 4,7V/1,3W widoczne na wyjściach wszystkich linii pomiarowych, zabezpieczają wejścia przetworników A/C mikrokontrolera przed ewentualnym pojawieniem się napięcia większego od 5V, co mogłoby doprowadzić do ich uszkodzenia. Wspomnę, że takie diody zamontowane są na wszystkich liniach pomiarowych przetworników A/C (elektronicznego klucza pomiarowego), we wszystkich układach i modułach wzmacniacza. 


Schemat 3

Źródłem sygnału dla układu pomiaru częstotliwości może być: divider z kondensatorami C702 i C703, transformator TR700 lub komparator TL3016 (U704) – zobacz opis modułu 700. Aktualnie, w opisywanym wzmacniaczu, sygnał pobierany jest z dividera, z gniazda J704 i przekazywany kablem koncentrycznym RG58 do gniazda J606. Wspomnę, że TR700 wykorzystany jest w układzie generowania sygnału GRIDRF – informacja o podaniu mocy, modulacji z transceivera, a układ z komparatorem U704 nie jest na razie używana.

Sygnał może być podany na dwa niezależne układy pomiarowe (formowania sygnału): J605 – wejście sygnału analogowego, J606 - wejście sygnału analogowego oraz w standardzie TTL. 
 
Dlaczego dwa podobne rozwiązania układu analogowego?. Tylko i wyłącznie z chęci przetestowania ich w praktyce. Oba spisują się bardzo dobrze i bez problemu można je dowolnie wykorzystać. Testy były robione w zakresie częstotliwości do 60 MHz.

S
ygnał z gniazda J506, podlega wzmocnieniu na tranzystorze polowym T600 (BF245). Następnie przekazany zostaje poprzez C635, do układy wstępnego formowania na T601 (BFR93). Ostatecznie sygnał formowany jest do poziomu TTL na przerzutniku Schmitta U605 (74F14). Sygnał ten wchodzi na wejście wstępnego dzielnika częstotliwości - preskalera, zbudowanego na dwóch szybkich przerzutnikach D typu 74F74 (U606). Są one połączone szeregowo i pracując w układzie dwójek liczących, dając na wyjściu Q drugiego przerzutnika częstotliwość podzieloną przez 4. Dalszy podział następuje w liczniku binarnym typu 74HCT393 (U607B). Na wyjściach Q0 ¸ Q3 otrzymujemy częstotliwość podzieloną przez: 2 – Q0,4 – Q1, 8 – Q2, 16 – Q3 w stosunku do częstotliwości wejściowej. Wyboru dzielnika dokonujemy zworkami JP602 ¸ JP605. Ostatecznie, tak podzielona częstotliwość, podana zostaje do wejścia licznika T1 (pin49, U625) mikrokontrolera. 

UWAGA: Aby częstotliwość została poprawnie wyliczona i wyświetlona, mierzona częstotliwość musi być podzielona przez 32 – zwarta zworka JP604. 

  Jak wspomniałem wcześniej, do gniazda J606 możemy podać sygnał analogowy jai i cyfrowy w standardzie TTL. 
Dla sygnału TTL, musimy zewrzeć zworki JP606 i JP609, a rozewrzeć JP607 i JP608. Przy takim ustawieniu, sygnał przekazywany jest bezpośredni do dzielników, których układ jest identyczny jak opisany powyżej. Zworkami JP610 ¸ JP613 ustawiamy odpowiedni podział, który dla aktualnego programu wynosi 32, czyli zwieramy zworkę JP612. 

Dla sygnału analogowego zwieramy natomiast zworki JP607 i JP608, a rozwieramy JP606 i JP609. Sygnał poprzez kondensator C642, podawany jest na nóżkę 14 (wejście 2) układu U608 (NE592 - wzmacniacz video), pracującego jako wzmacniacz napięcia. Wzmocnienie napięciowe ustalane jest rezystorem R621. Przy wartości 150 Ohm, wynosi ono około 100. Sygnał trójkątny z wyjść 1 i 2 (nóżki 7 i 8) steruje bazami tranzystorów T602 i T603. Ich zadaniem jest uformowanie sygnału prostokątnego, potrzebnego dla prawidłowej pracy bramek TTL. 

Uwaga: Nie zwierać (lutować) zworki JP614 (znajduje się przy 49 nóżce procesora, strona bottom), łączącej nóżki 8 i 49 procesora. Nastąpiła zmiana funkcji lini portu PE.6 (nóżka 8).


Schemat 4

Na schemacie przedstawiono układ dopasowania napięć sygnałów mocy padającej i odbitej, mierzonych na wejściu PA w układzie wzmacniaczy logarytmicznych AD8309

UWAGA: Lutując płytkę modułu nie należy montować elementów: R635 ¸ R637 oraz R642 ¸ R644. 

Podczas projektowania wziąłem pod uwagę możliwość obróbki sygnału na 3 sposoby:
1 - ze wzmacniaczami operacyjnymi.
konfiguracja: dla mocy padającej montujemy R635, R637, zwieramy - JP616, P617, rozwieramy – JP614, JP615, dla mocy odbitej montujemy R642, R644, zwieramy - JP620, JP621, rozwieramy – JP618, JP619. 

Jedną z cech wzmacniaczy logarytmicznych AD8309 jest to, że kiedy sygnał na ich wejściach jest równy 0V, na wyjściu VLOG otrzymujemy napięcie ok. 400 mV. Zadaniem wzmacniaczy operacyjnych (U612) jest przesunięcie poziomu tego napięcia do wartości 0V. Napięcie odniesienia budowane jest w układzie stabilizatorów napięcia referencyjnego TL431 (U610, U611), które na wyjściach dają napięcie 2,5V. To napięcie, poprzez potencjometry podawane jest na wejścia odwracające wzmacniaczy. Zrównoważenia, przy zerowej wartości mocy sterującej, dokonujemy potencjometrami P600 (moc odbita) oraz P601 (moc padająca) ustawiając je tak, aby na wyjściach fwd_in_adc_CPU1 i rfl_in_adc_CPU1 napięcie było równe zeru.  
 
2 bezpośrednie przeniesienie sygnału wejściowego na wyjście. -> macniaczy logarytmicznych AD8309.
konfiguracja:  dla mocy padającej zwieramy - JP614, rozwieramy- JP615, JP616, JP617, dla mocy odbitej zwieramy – JP618, rozwieramy – JP619, JP620, JP621. 
3 - z podziałem sygnału, bez wzmacniaczy. --> -> macniaczy logarytmicznych AD8309. 
konfiguracja: dla mocy padającej montujemy R635, R637, zwieramy - JP615, rozwieramy - JP614, JP616, JP517, dla mocy odbitej montujemy R642, R644, zwieramy - JP619, rozwieramy – JP618, JP620,JP621. 

Oprogramowanie mikrokontrolerów współpracuje z pierwszym rozwiązaniem - ze wzmacniaczami operacyjnymi. 
 

Limiter (ogranicznik sygnału wyjściowego) w układzie AD8309 - mocy padającej (U702, moduł 700) oraz podawanie sygnału TTL (U704) do układu pomiaru częstotliwości, są blokowane/odblokowywane sygnałami LIM_ON_CPU1 oraz FC_ON_CPU1 z mikrokontrolera. Stan wysoki sygnału sterującego, powoduje załączenie danej funkcji. Oba wyjścia mikrokontrolera, są buforowane przez układ U613 (74LVC2G).. 


Schemat 5

Sygnały w gnieździe J608.
LOAD_PD  – przełączanie przekaźnika rezystora obciążenia 50 Ohm/100W R((bc). Stan wysoki sygnału LOAD_CPU1, powoduje wysterowanie drivera U614A (ULN2003) i załączenie przekaźnika K702 w module 700. Teraz Robc podłączone jest do zestyków przekaźnika K700 (na odbiorze) i gniazda wejścia TRX-a. Przekaźnik jest sterowny (załączany) tylko podczas uruchamiania pomiaru mocy/SWR wejściowego i częstotliwości. Podczas normalnej eksploatacji, sygnał LOAD_CPU1 ma stan niski i obciążenie Robc zawsze wpięte jest w obwód wejściowy siatki sterującej lampy (700).
PH_PD  – zgodność fazy sygnału w.cz. siatki i anody z detektora fazy; stan niski (0) – sygnały w fazie 180 stopni, stan wysoki (1) – nie są w fazie. Sygnał procesora PH_CPU1 buforowany przez U615C (CD4050), ma taki sam stan logiczny jak PH_PD.
ATT_PD  – przełączanie przekaźnika tłumika 6dB. Stan wysoki sygnału ATT_CPU1, powoduje wysterowanie drivera U614B (ULN2003) i załączenie przekaźnika K701 w module 700. 
FAN_M1_PD
FAN_M2_PD  
– załączenie/wyłączenie dodatkowych wentylatorów - gniazda do podłączenia wentylatorów znajdują się na płytce modułu detektora fazy. Stan wysoki sygnałów FAN_M1_CPU1 lub FAN_M2_CPU1, powoduje wysterowanie tranzystora T604 lub T605 (IRFD120) i załączenie odpowiedniego wentylatora.

Sygnały w gnieździe J6010.
rfl_out_adc_CPU1*   - moc odbita – wyjście PA; rfl_out_adc_CPU1 = 0,522 V dla 100W, 1,647 V dla 1000W. 
prfl_out_adc_CPU1*   - szczytowa moc odbita - wyjście PA.
fwd_out_adc_CPU1*   - moc padająca - wyjście PA; fwd_out_adc_CPU1 = 0,522 V dla 100W, 1,647 V dla 1000W. 
pfwd_out_adc_CPU1*  - szczytowa moc padająca - wyjście PA


Schemat 6


Podczas nadawania, sygnał z transceivera przechodzi przez zespół 6-kanałowego filtra LPF. Przedstawiony układ posiada 10- sięć wyjść, co pozwala podłączyć i sterowa, 10-ma osobnymi filtrami dla każdego pasma KF + 50 MHz. Za prawidłowe przełączanie obwodów filtrów, odpowiedzialny jest procesor. Ze względu na ograniczoną liczbę linii mikrokontrolera, do przełączania wykorzystałem tylko 4 jego wyjścia. Na linie LPF_A_CPU1, LPF_B_CPU1, LPF_C_CPU1, LPF_D_CPU1 procesor wystawia informację w kodzie BCD, o numerze wyjścia które ma zostać załączone. Jak widać, w danym momencie, tylko jedno wyjście może być wysterowane. Dekodowanie kodu BCD na 1 z 10-ciu, realizowane jest przez układ CD4028 (U618). Wyjścia dekodera sterują bezpośrednio elementami wykonawczymi (drivery, U616, U617, ULN2003). Pojawienie się stanu wysokiego na wyjściu dekodera, powoduje wysterowanie drivera i załączenie odpowiedniego przekaźnika. Zworkami JP622, JP523. możemy wybrać napięcie zasilania przekaźników: 12V lub 24V.

Tabela stanów
WYJŚĆIE A B C D LINIA
LPF 1 1 1 1 0 7
LPF 2 0 0 0 0 0
LPF 3 0 1 0 0 2
LPF 4 0 0 1 0 4
LPF 5 1 0 1 0 5
LPF 6 1 0 0 1 9
LPF 7 0 0 0 1 8
LPF 8 1 0 0 0 1
LPF 9 0 1 1 0 6
LPF 10 1 1 0 0 3
X 0 1 0 1
X 1 1 0 1  
X 0 0 1 1  
X 1 0 1 1  
X 0 1 1 1  
X 1 1 1 1  

 
Schemat 7

Sygnały w gnieździe J611:
BDATA_A_YAESU_IO
BDATA_B_YAESU_IO
BDATA_C_YAESU_IO
BDATA_D_YAESU_IO  
– pasmo pracy transceivera YAESU. Radia YAESY na jedno z gniazd, wystawiają informacje w kodzie BCD (4 sygnały) o aktualnym paśmie pracy, co zostało wykorzystane do automatycznej zmiany pasma we wzmacniaczu. Tabela kodów BCD odpowiadających pasmom, znajduje się przy opisie modułu interfejsów (900). 
VBAND_ICOM_IO    – pasmo pracy transceivera ICOM. Informacja o aktualnym paśmie pracy, wystawiana jest w postaci napięcia 0 ¸ 8V. Napięcie to zmniejszane jest do wartości akceptowalnych przez przetwornik A/C, na układzie ze wzmacniaczem U620 (LM358). Potencjometrem P604, ustawiamy prawidłowe napięcie sygnału VBAND_ICOM_adc_CPU1 (patrz tabela). Jak widać w poniższej tabeli, niektóre zakresy napięć są takie same dla dwóch pasm. Niestety, ten mankament ogranicza pełne wykorzystanie informacji o paśmie w procesie automatycznego strojenia.
Kondensator C* (100nF) zapobiegający wzbudzaniu się wzmacniacza,  należy dolutować „na kanapkę” na rezystorze R665. 

MHz ICOM [V] VBAND A/C [V]
 1,8 7,0 ¸ 8,0  2,0 ¸ 2,29 
3,5 6,0 ¸ 6,5 1,71 ¸ 1,85 
7 5,0 ¸ 5,5 1,43 ¸ 1,57 
10 0,1 ¸ 1,2 0,03 ¸ 0,34
14 4,0 ¸ 4,5  1,14 ¸ 1,28
18, 21 3,0 ¸ 3,5  0,86 ¸ 1
28, 24 2,0 ¸ 2,5 0,57 ¸ 0,71 
50 1,2 ¸ 2  ---
 
SW_YAESU_IO    – przyłączenie/odłączenie sygnałów sterujących z/do gniazda YAESU (J915, tył obudowy). Stan niski sygnału SW_YAESU_CPU1, powoduje podłączenie przez 3-stanowy bufor 74HC244 (U904) linii BAND DATA A_FT, BAND DATA B_FT, BAND DATA C_FT, BAND DATA D_FT, TX INHIBIT_FT do portów mikrokontrolera. Stan wysoki SW_YAESU_CPU1 odłącza te linie.

Sygnały z procesora są wzmacniane/buforowane przez układ U619 (74ABT541).

Zasilanie silników krokowych.
Silniki krokowe kondensatorów pi-filtra oraz przełącznika pasm, zasilane są dwoma poziomami napięć: 12V podczas obracania serwomotorami oraz 4V na postoju. Zaniżone napięcie jest wystarczające do wytworzenia takiej siły trzymającej, aby pozycje kondensatorów czy przełącznika nie uległy zmianie pod ich własnym ciężarem lub przypadkowym trąceniem pokręteł regulacyjnych. Jednocześnie małe napięcie powoduje, że na cewce silnika wytracana jest stosunkowo mała moc (na postoju zasilana jest tylko jedna cewka) i nie nagrzewa się on znacznie. 
 
UWAGA: Musimy dokonać pewnych zmian w zasilaczu niskich napięć (300). Przewody wychodzące z gniazda J613, wlutowujemy w miejsce potencjometru P300. Zobacz opis zasilacza niskich napięć i żarzenia. 
 
Zmiana napięcia zasilania silników sterowana jest z procesora sygnałem H/L_SERVO_CPU1. Przy stanie niskim tego sygnału, tranzystor T606 (IRFD120) nie przewodzi, oba potencjometry P606 i P607 wpięte są w wejście ADJ regulatora napięcia LM338 (U304) – napięcie 12V. W stanie wysokim sygnału H/L_SERVO_CPU, T606 przewodzi zwierając potencjometr P607 do masy – napięcie 4V.

Regulacja napięć. 
Najlepiej zrobić to „na stole”, zasilając moduły 300 i 600, nie zapominając o wyciągnięciu procesora i połączeniu gniazda J613 z zasilaczem.
Jeżeli regulacja napięć będzie robiona po raz pierwszy, należy ustawić potencjometry P606 i P607 na minimalną rezystancję – w tym przypadku maksymalnie skręcone w lewo. Przy zerowej rezystancji pomiędzy wejściem ADJ stabilizatora a masą, uzyskujemy minimalne napięcie wyjściowe.
Podajemy napięcie 5V na nóżkę 97 wyciągniętego procesora (H/L_SERVO_CPU1) i podkówką P606 ustawiamy napięcie +4V na wyjściu stabilizatora U303. Następnie zwieramy sygnał H/L_SERVO_CPU1 do masy i podkówką P607 ustawiamy napięcie 12 V.   
 

Schemat 8

Sygnały w gnieździe J614:
BANDSW_160_SM
           ¸
BANDSW_6_SM  
– położenie przełącznika pasm. Stan niski danego sygnału informuje procesor, na którym paśmie ustawiony jest przełącznik. Tylko jeden z sygnałów może być w stanie niskim, a pozostałe muszą być w stanie wysokim. W innym przypadku nastąpi zgłoszenie awarii.
CLOAD_LEFTSW_SM 

– położenie kondensatora antenowego; stan niski sygnału – pojemność minimalna.

CLOAD_RIGHTSW_SM 

– położenie kondensatora antenowego; stan niski sygnału – pojemność maksymalna.

CPLATE_LEFTSW_SM 

– położenie kondensatora anodowego; stan niski sygnału – pojemność minimalna.

CPLATE_RIGHTSW_SM 

– położenie kondensatora anodowego; stan niski sygnału – pojemność maksymalna.

+44V_MET_SM  – pomiar napięcia +44V – sygnał przekazywany bezpośrednio do modułu głównego.
+12VSER_MET_SW - pomiar napięcia +12V – sygnał przekazywany bezpośrednio do modułu głównego. 

Dwa 8-liniowe bufory 3-stanowe 74ABT541 (U621, U622), zapewniają separację/oddzielenie układów zewnętrznych od portów mikrokontrolera.  


Schemat 9 

Sygnały w gnieździe J615:
CLOAD_POT_SW  – położenie kondensatora antenowego – napięcie z potencjometru P603 odzwierciedlające położenie rotora kondensatora. Informacja wykorzystywana przy wstępnym (startowym) pozycjonowaniu oraz w układzie zabezpieczeń – przekroczenia pozycji krańcowych o 20 stopni poniżej CLOAD_LEFTSW_SM lub powyżej 20 stopni od CLOAD_RIGHTSW_SM. Nie bierze on udziału przy właściwym ustawianiu pozycji (automatycznie, z pamięci czy ręcznie), która jest realizowana przez programowe liczniki kroków silnika.
CLOAD_POT_SW  – położenie kondensatora anodowego – napięcie z potencjometru P604 odzwierciedlające położenie rotora kondensatora. Pozostałe funkcje jak dla CLOAD_POT_SW.
A_M1_SM
      ¸
B1_M3_SW 
– linie sterujące silnikami krokowymi. Do ustawiania pozycji kondensatorów pi-filtra oraz przełącznika pasm zastosowałem unipolarne, 2-fazowe silniki krokowe typu 42BYGH802U. Każdy z silników sterowany jest w trybie półkrokowym, z czterech linii mikrokontrolera, np. dla silnika kondensatora antenowego: A_M1_CPU1, B_M1_CPU1, A1_M1_CPU1, B1_M1_CPU1.

Sygnały w gnieździe J616:
CPLATE_REL_SW  – załączenie wyłączenie przekaźnika K3 (próżniowy), przyłączającego drugą sekcję kondensatora anodowego C11. Stan wysoki sygnału CPLATE_REL_CPU1, powoduje wysterowanie tranzystora T600 (moduł serwomotorów, 600_SRV) i załączenie K3.
CLOAD_REL_SW  – załączenie wyłączenie przekaźnika K4 (próżniowy), przyłączającego drugą sekcję kondensatora antenowego C13. Stan wysoki sygnału CLOAD_REL_CPU1, powoduje wysterowanie tranzystora T601 (moduł serwomotorów, 600_SRV) i załączenie K4.
CNR3_REL_SW 
        ¸
CNR1_REL_SW 
– sterowanie trzema dodatkowymi przekaźnikami. W tej konstrukcji nie wykorzystane, ale mogą się przydać do przyłączania, np. dodatkowych kondensatorów czy innych elementów.  
 
Obciążalność portów wyjściowych procesora, została zwiększona poprzez dwa 8-liniowe bufory 3-stanowe 74ABT541 (U623, U624). Drabinki rezystancyjne R674 – R677 (8x10k) pozwalają podciągnąć wejścia bufora do masy, a wyjścia do plus zasilania. Przy sterowaniu silników nie ma potrzeby stosowania podciągania do żadnego potencjału i nie wlutowujemy drabinek. Mogą one być przydatne w innych konstrukcjach.
 
UWAGA: Rezystorów R670, R672 nie wlutowujemy, a R671, R673 jak na schemacie mają mieć wartość 0 omów (zworki). Nie było potrzeby stosowania dzielników na pomiarach położeń potencjometrów kondensatorów. 
 

Schemat 10

Tutaj, tak jak w module jednostki centralnej, zastosowałem procesor ATMEGA 2560 firmy ATMEL, taktowany zegarem o częstotliwości 16 MHz – rezonator kwarcowy X600, C6/43, C6/44. Układ wlutowany jest w płytkę adaptora TQFP 100, który umożliwia przejście na typowe złącza o rastrze 2,54 mm.

Do gniazda J617 możemy podłączyć programator szeregowy ISP, którym możemy od razu wgrać program sterujący lub lepiej bootloader - program ładujący główny program sterujący. Jest to lepsze rozwiązanie, bo umożliwia on łatwiejszą i szybszą zmianę oprogramowania, wykorzystując zamontowany na płytce modułu konwerter USB/RS232 FT232. Zwierając zworkę JP624, podajemy na programator napięcie +5V. Podczas programowania po złączu ISP należy pamiętać, że może zaistnieć konieczność rozwarcia na czas programowania zworki JP627 – odłączenie reszty układu od linii programującej MISO. 

Resetowanie procesora: 
1 – po załączeniu napięcia zasilania. Scalony układ resetu DS1813 (U626) wraz z zawartym w procesorze układem ponownego startu, zapewniają stabilne i pewne rozpoczęcie wykonywania programu. 
2 wywołany przez procesor jednostki centralnej (500). Procesor główny wykonuje reset w celu synchronizacji procesorów lub po awarii. Stan wysoki sygnału RESET_CPU1*, powoduje przejście tranzystora T607 (BC847) w stan przewodzenia, a linia RESET procesora zostaje przyłączona do masy (impuls, czas 200 ms). 
3 - przez układ konwertera USB/RS232 FT232. Programując mikrokontroler (z wgranym bootloaderem) poprzez USB, bootloader może być automatycznie wywołany przez komputer PC. Ja wykorzystałem sygnał DTR (FT232), którego stan wysoki wprowadza w stan przewodzenia T607 i następuje restart procesora. W opcjach ustawień programu do programowania mikrokontrolerów, należy wybrać DTR jako sygnał który będzie rozpoczynał programowanie. 
4 - ręcznie przyciskiem S600. 

Sygnały dźwiękowe generowane są przez aktywny generator piezo (BUZ600), sterowany sygnałem SOUND_CPU1 poprzez tranzystor T608 (BC847). 

Sygnały w gnieździe J618:
TX_CPU1
 
RX_CPU1 
w tym momencie port szeregowy UART 1 wykorzystany jest do komunikacji z transceiverami. Jak pisałem przy schemacie 7 w module głównym (500), po uruchomieniu zdalnego panelu sterującego, za całość komunikacji odpowiedzialny będzie procesor główny. 

Modyfikacja wtyku gniazda J618.
W tasiemce (10-żyłowa) łączącej gniazdo J512 jednostki głównej z J618 tunera antenowego, nie robimy połączeń pinów 1,2 i 10. Następnie wykonujemy połączenie 2-żyłowym przewodem ekranowanym, pomiędzy gniazdami J908 a wtykiem J618, jak opisano w tabeli i pokazano na zdjęciu. 

J908 J514
RX_REM_IO - pin 1 RX_CPU1 - pin 2
TX_REM_IO – pin 2 TX_CPU1 – pin 1
GND – pin 3 GND – pin 10
  powiększ
 
SDA_CPU_CPU1
SCL_CPU_CPU1  
– magistrala I2C. Rozwiązanie identyczne jak w jednostce głównej – szczegółowy opis znajdziesz przy schemacie 7 modułu głównego. Nie zwieramy zworek JP628, JP629, montujemy U627 (P82B715).
INT_CPU_CPU1  – wywołanie przez procesor główny przerwania INT4 – procesor CPU chce przysłać dane. Dolutować rezystor podciągający Rpod (10k), pomiędzy 6 nóżkę procesora a +5V_CPU1.
INT_CPU1_CPU – wywołanie przerwania INT5  w procesorze głównym – CPU1 chce wysłać dane do CPU.
RESET_CPU1 – sygnał resetowania procesora. Reset wykonuje procesor główny, dla dokonania synchronizacji procesorów lub po awarii.


Schemat 11

Chcąc skrócić czas i pewność pomiaru częstotliwości, musiałem mieć sygnał którego niestety nie doprowadziłem z modułu głównego, a mianowicie GRIDRF – informacja o mocy (modulacji) z TRX-a. Nie mając możliwości pobrania w prosty sposób tego sygnału, dobudowałem płytkę z układem który go generuje. Jest to identyczne rozwiązanie jak w module głównym (schemat 6, 500), tylko z innego miejsca pobrany jest sygnał mocy, a mianowicie z transformatora TR700. Napięcie w.cz. jest prostowane na diodzie Dg1, a następnie poprzez dzielnik Rg1, Rg3, podawane na wejście odwracające komparatora Ug1. W komparatorze sygnał wejściowy porównywany jest z napięciem odniesienia z dzielnika Rg5, Rg6. Na wyjściu komparatora uzyskujemy stan logiczny, zależny od wartości mocy wejściowej. Wartość progową mocy przy której nastąpi przełączenie komparatora, ustawiamy potencjometrem Pg1. Dla opisanego w module 700 transformatora TR700, dzielnika rezystancyjnego Rg5, Rg6 jak na schemacie oraz potencjometru Pg1 ustawionego na maksymalną oporność 100k (możemy obniżyć próg zadziałania, zmniejszając wartość rezystancji), komparator zmienia stan wyjścia przy mocy ok. 0,1 W. Poniżej tej mocy stan sygnału GRIDRF jest wysoki, powyżej niski.   
Elementów Rg2, Rg4, Pg2, Cg2 nie trzeba montować, gdyż nie wykorzystywany jest sygnał power_in.

UWAGI MONTAŻOWE: Gniazdo J720 (moduł 700, popatrz na opis tego modułu, gdzie dokładnie wyjaśniono konfigurację połączeń) łączymy kablem koncentrycznym z gniazdem J605. Wylutowujemy rezystor R608 (lub go wcześniej nie montujemy) na płytce modułu CPU1 (obok gniazda J605). Przewód z sygnałem J605_TR700, przylutowujemy bezpośrednio do środkowej szpilki gniazda BNC J605. Przewody zasilania dołączamy w dowolne miejsce z dostępnymi potencjałami: +5V oraz masa. Przewód z sygnałem wyjściowym GRIDRF, lutujemy do zworki JP614 od strony ścieżki przychodzącej z nóżki 8 procesora U625. Wcześniej, jeżeli ta zworka była zwarta, należy ją rozlutować, aby nie było połączenia z nóżką 49 U625 (zworka JP614 znajduje ię koło nóżki 49 procesora). 

Przy okazji wspomnę, że pomiar częstotliwości odbywa się przez układ z gniazdem J606, dlatego wykorzystałem tutaj J605. 


Płytka ATU
top 
top negatyw
bottom
bottom negatyw
top_elementy bottom_elementy

CAM for 600_CPU1_pagu74b.zip - pliki gerbera

Płytka sygnału GRIDRF.


bottom 
bottom negatyw  
bottom termotransfer

top elementy
bottom_elementy  mocowanie

Płytka sygnału GRIDRF, zamocowana jest do gniazda BNC J60, za pomocą uchwytu montażowego wykonanego z cienkiej blaszki miedzianej. Dwa wąsy mocowania wlutowane są w płytkę, a otwór przełożony przez gniazdo i dokręcone oryginalną nakrętką.

600 - wyświetlacz i klawiatura



schemat
bottom
bottom negatyww
bottom termotransfer
elementy  owiększ_1024
powiększ_max 

Projektując moduł ATU, pomyślałem o możliwości podłączenia do procesora  wyświetlacza LCD. Jest on bardzo pomocny podczas uruchamiania wzmacniacza. Wyświetlane są na nim różnego rodzaju informacje, np. który fragment programu jest aktualnie wykonywany, stan niektórych zmiennych lub ich wartości, odczyty przetworników, parametry komunikacji z transceiverami, położenie czujników krańcowych, kondensatorów itp. 
Zastosowany wyświetlacz nie jest duży, bo tylko 2x20 znaków (typ. AC-2002A-DIW W/K-E6 C PBF, może być inny mający taki sam układ wyprowadzeń), dlatego wyświetlane informacje podzielone są na ekrany. W MENU wybieramy który ekran (z interesującymi nas parametrami) ma być wyświetlany. Opis ekranów znajduje się w PAGU74 – obsługa, oprogramowanie.


UWAGA. Obsługa wyświetlacza przez procesor (komunikacja po szynie) jest operacją dość czasochłonną i znacznie go spowalniającą, dlatego jest ona  wyłączona podczas normalnej eksploatacji. Z tego względu wyświetlanie uruchamiane jest ustawieniem odpowiedniej flagi w MENU serwisowym. Jeżeli ustawimy flagę na WYŚWIETLAJ, to będzie ona aktywna do momentu, aż ją sami zmienimy na NIE WYŚWIETLAJ lub wyłączymy wzmacniacz wyłącznikiem głównym. Przy ponownym restarcie procesora flaga jest kasowana, aby gdy zapomnimy sobie o jej ręcznym przestawieniu, nie spowodować ewentualnej nieprawidłowej pracy wzmacniacza.

Dodatkowo, płytka ta pozwala nam na wstępne sprawdzenie poprawności działania procesora QSK (U529).

Gniazda:

Jgraf1 – gniazdo zasilania. Do podłączenia zewnętrznego, dodatkowego napięcia +5V. Służy do zasilania procesora QSK,podczas jego wstępnych testów. Normalnie nie podłączamy, bo napięcie 5V pobierane jest z gniazda Jgraf2. 
Jgraf2 – połączenie z procesorem. Gniazdo to łączymy z gniazdem J612, za pomocą 16 – żyłowej taśmy paskowej. 
Jgraf3  – służy do podłączenia płytki procesora QSK (tylko testy). Tu niewykorzystane.
Jgraf4 – cztero przyciskowa klawiatura – jeżeli zaistnieje taka potrzeba, łączymy gniazdo (10-przewodową taśmą) z gniazdem programującym ISP J617. 

UWAGA. Obsługiwane są tylko dwa przyciski: S1 – zmiana ekranu w dół, S3 – zmiana ekranu w górę. Jeżeli klawiatura będzie wykorzystywana tylko we współpracy z modułem tunera antenowego (600), najlepiej nie montować przycisków S2 i S4. Linia przycisku S2, jest połączona z wyjściem portu PB4 procesora, który to port steruje przełączaniem filtrów LPF!. Przypadkowe naciśnięcie przycisku S2, może spowodować przełączanie filtra na pasmo inne, niż aktualnie ustawione.

Przyciski S1, S3 umożliwiają zmianę ekranu z parametrami, bez potrzeby wchodzenia w MENU serwisowe.  

Układ zmontowany został na jednowarstwowej płytce wykonanej metodą termotransferu. Wyświetlacz nie jest wlutowany bezpośrednio w płytkę, a połączony złączem precyzyjnym. Można go wtedy łatwo wykorzystać w innych konstrukcjach czy wymienić. Warto nie zapomnieć o rezystorze Rgraf (10 omów lub dobrać) ograniczającym prąd diod podświetlania.
Przy pierwszym uruchomieniu potrzebna będzie regulacja kontrastu wyświetlacza. Robimy to potencjometrem Pgraf - potencjometr kontrastu P605 na płytce ATU, nie jest tutaj wykorzystywany. 

powiększ_1024
powiększ_max 
powiększ_1024
powiększ_max 
powiększ_1024
powiększ_max 
powiększ_1024
powiększ_max 




600_SRV - servo

Moduł ten, zawiera w sobie elementy wykonawcze sterowania silnikami krokowy oraz przekaźnikami próżniowymi. Jednocześnie porządkuje  połączenia elementów wykonawczych i  pozycjonujących z modułem CPU1 (600).


       
   schemat 1    schemat 2    schemat 3   połączenia
 elementy

Moduł zasilany jest, poprzez gniazdo J600, z zasilaczy niskich napięć – moduł 300. Tutaj dokonywany hest pomiar napięcia zasilania silników krokowych - dzielnik R600, P600  oraz +44V zasilania modułu pomiaru mocy wyjściowej – R601, P601. Napięcie pomiarowe  z dzielników przekazywane jest, za pośrednictwem modułu ATU (600), do przetworników A/C na jednostce centralnej CPU. Pozycja, w jakiej ustawione są kondensatory zmienne pi-filtra – anody i anteny, określana jest na podstawie informacji z potencjometrów P603 (antena) i P604 (anoda). Potencjometry te, zasilane są napięciem 2,5V, którego dostarcza źródło napięcia stabilizowanego TL431 (U601). Natomiast, napięcie potrzebne do zasilania diod nadawczych (D631 – D639) pozycjonera przełącznika pasm, budowane jest na regulatorze napięcia LM317 (U600). Regulacja napięcia pozwala nam, na zmianę natężenia światła emitowanego przez diody, a co za tym idzie, możemy ustawić właściwą czułość układu pozycjonowania Wejście LM317 może być zasilane z dwóch źródeł napięcia: +12V_MOTOR_SM lub +5V_SM, którego wyboru dokonujemy wlutowując element Rx lub Lx. Tak faktycznie, w miejsce Rx wlutowujemy dławik. Założyłem, że zakres regulacji napięcia wyjściowego wynosił będzie od 1,3V do 2,5V. Pozwoliło to zasilać LM317 napięciem 5V i uzyskiwać, jeszcze stabilizowane, napięcie 2,5V. Rezystory (R648-R656) ograniczające prąd diod nadawczych (L-934F3C), zostały dobrane tak, aby przy napięciu 2,5V, pobierały prąd ok. 20mA – maksymalne natężenie światła emitowanego przez diody. Jednocześnie ich wartość jest wystarczająca, aby nie został przekroczony maksymalny prąd diod 50 mA, np. w przypadku uszkodzenia regulatora i pojawieniu się na jego wyjściu napięcia 5V. W przypadku zastosowania diod potrzebujących większego napięcia, regulator LM317 można zasilić z napięcia +12V_MOTOR_SM.  W tym przypadku należy pamiętać, że jest to zasilanie silników krokowych. Podczas „postoju silników” napięcie to, zaniżana jest przez CPU1 do wartości ustawionej podkówkami P606, P607 – opisane przy module 600. T600 – T604 (IRFD120), to klucze tranzystorowe załączające cewki przekaźników próżniowych. Zworkami J600, J601 wybieramy wartość napięcia zasilania kluczy; 24V lub 44V. Wartości rezystorów R613 – R620 (100 Ohm), zostały dobrane dla przekaźnika RD5B26N399  JENNINGS; klucze zasilane z 44V.
Uwaga: Napięcie znamionowe cewki przekaźnika RD5B26N399 wynosi 26V (rezystancja cewki ok. 260 Ohm, prąd ok. 100mA).
Aby uzyskać takie napięcie, w szereg z dwoma rezystorami 100 Ohm, musimy włączyć rezystor 47 Ohm – R8, R9. Silniki krokowe (unipolarne, 42BYGH802U )  kondensatorów zmiennych pi-filtra (M2, M3) oraz przełącznika pasm (M1),  sterowane są przez mikrokontroler (U625, CPU1). Jako drivery, zastosowałem układy STA 401A (U602 – U604). W strukturze układu, zawartych jest 8 tranzystorów: na kanał - dwa tranzystory w układzie Darlingtona. Sygnał sterujący z mikrokontrolera, podawany jest na bazę pierwszego tranzystora układu Darlingtona, poprzez rezystor 2,2 kOhm. Jego wartość jest ważna i została dobrana dla stanu wysokiego 5V i prądu bazy 1 mA. Zbyt mała wartość tego rezystora, może spowodować wymuszenie prądu przekraczającego obciążalność portów mikrokontrolera.  Rezystorów do masy, np. R622, dla STA401A nie montujemy. Złącza tranzystorów końcowych zabezpieczone zostały diodami S1M. Podczas przełączania, na uzwojeniach silnika  indukują się niebezpieczne „szpili”, które mogły by doprowadzić do uszkodzenia tranzystorów.
Informacji o aktualnym położeniu przełącznika pasm, dostarcza pozycjoner. Wykonany jest w postaci par nadawczo/odbiorczych, dla każdego z pasm. Nadajnik składa się, z wspomnianej wcześniej diody L-934F3C wraz z rezystorem ograniczającym prąd. Odbiornik to fototranzystor L-93DP3C  i rezystor „podciągający” 6,8 kOhm. Między odbiornikiem a nadajnikiem porusza się tarcza ze szczelina, zamocowana do ośki przełącznika. Jeżeli odbiornik jest zasłonięty tarcza, na kolektorze fototranzystora jest stan wysoki. Po odsłonięciu go przez szczelinę, złącze zacznie przewodzić i na kolektorze robi się stan niski, informujący procesor o pozycji przełącznika. Dodatkowo, jakby zaistniała taka potrzeba, położenie przełącznika może być odczytane, tak jak dla kondensatorów zmiennych pi-filtra (potencjometry P603, P604), z potencjometru. W tym celu na module ATU (600), przygotowane jest gniazdo (J603) do jego podłączenia. Informacji o krańcowych położeniach kondensatorów strojeniowych pi-filtra (pojemność minimalna i maksymalna), dostarczają mikrokontrolerowi CPU1, transoptory szczelinowe. TCST2103. IC600 i IC601 obsługują kondensator anodowy, a IC602 i UC603 antenowy. Zasada działania – przesłanianie aluminiową tarczą ze szczelinami, jak i stan sygnału: odsłonięty, na pozycji, stan niski - jest identyczna jak dla pozycjonera przełącznika pasm.


Płytka servo
top 
top negatyw
bottom
bottom negatyw
top_elementy bottom_elementy

CAM for 600servo_pagu74.zip - pliki gerbera


Płytki pozycjonera: nadajnik i odbiornik
 bottom
bottom negatyw
bottom termotransfer
 

elementy
 bottom
bottom negatyw
bottom termotransfer

elementy



powiększ powiększ powiększ powiększ



700 – detektor fazy

Moduł zawiera: układ dopasowania i kontroli sygnału wejściowego (TRX), pomiar SWR i mocy wejściowej, elementy pomiaru częstotliwości oraz temperatury lampy, tłumik 6dB, przełączanie nadawanie/odbiór, sztuczne obciążenie (100W), pomiar napięcia w.cz. anody oraz siatki sterującej i przyspieszającej, detektor fazy.

       
   schemat 1    schemat 2    schemat 3   schemat 4


       
  połączenia  


 elementy

Schemat 1

Sygnał z wejścia antenowego w pierwszej kolejności, podawany jest na transformator pomiarowy - do punktów X i Y (na płytce w postaci pionowych miedzianych blaszek ze szczelinami do których przylutowujemy odcinek środkowej żyły kabla koncentrycznego H-155 z zainstalowanym na nim rdzeniem; całość zamknięta w ekranowanej obudowie) możemy zamontować jeden z dwóch wersji transformatora.  

Wersja 1 – z transformatorem TR200, zastosowana teraz we wzmacniaczu.
TR200 jest wykorzystany w układzie tworzącym sygnał GRIDRF (informacja o podaniu mocy - modulacji z transcaivera) potrzebnym w procesie strojenia pi-filtra. Na rdzeniu FT43-50 nawinięto 30 zwoi drutu o średnicy 0,3 mm. Początek uzwojenia podłączamy do 7 pinu U704, (U704 w tym przypadku nie jest montowany, nie wykorzystuje się pomiaru SWR, mocy i częstotliwości w układzie ze schematu 3), a koniec do masy. Gniazdo BNC J720, łączymy kablem koncentrycznym z gniazdem J606 (BNC na module 600).
Kondensatory C702, C703 stanowią pojemnościowy dzielnik napięcia dla układu pomiaru częstotliwości. Gniazdo J704 łączymy (kablem koncentrycznym) z gniazdem J605. 
 
Wersja 2  – z transformatorem TR202; pomiar mocy wejściowej, SWR, formowanie sygnału dla pomiaru częstotliwości odbywa się w układzie wzmacniaczy logarytmicznych (demodulatorów) AD8309 i komparatora TL 3010 (schemat 3). Rozwiązanie to nie zostało jeszcze wprowadzone w życie ze względu na brak  rdzenia o bardzo dużej przenikalności (indukcyjność minimum 60 uH/1zw, C701 to „górny“ kondensator wskaźnika napięcia (dzielnika pojemnościowego).

Przekaźnik K700, podczas pracy bez PA lub na odbiorze, przekazuje sygnał do gniazd wyjściowych ANT1/ANT2 – poprzez przekaźniki K1-nadawanie/odbiór oraz K2–wybór anteny wyjściowej. Gniazdo J701, łączymy kablem koncentrycznym (H-155, RG-58) z przekaźnikiem K1. Podczas nadawania (PA na OPERATE), sygnał przekazywany jest do filtrów LPF(gniazdo J702). Jeżeli nie montujemy filtrów LPF, należy połączyć gniazdo J702 z J703. Cewki przekaźników K700, K701 – tłumik oraz K702 – sztuczne obciążenie, zasilane są z napięcia +24V poprzez rezystory obniżające napięcie do wartości napięć cewek (+12V, łagodniejsze przełączanie). Dopasowanie do obwodu lampy i sztucznego obciążenia zrealizowane zostało na elementach indukcyjnych i pojemnościowych: L700  L702, L705, L706, C705, C712. 

6 dB tłumik realizują elementy C706, C708, L703, Jest on wpinany w tor sterowania siatki, przekaźnikiem K701 przez układ automatyki w procesie strojenia lub możemy go w każdej chwili przyłączyć/odłączyć przyciskiem ATT na klawiaturze. 

Podczas normalnej eksploatacji, bezindukcyjne obciążenie 50 Ohn/100W jest włączone w obwód wejściowy poprzez zestyk przekaźnika K702, poprawiając współczynnik SWR całego układu wejściowego. K702 jest wykorzystywany (przełączany) tylko w procesie uruchamiania PA, pozwalając na przyłączenie obciążenia bezpośrednio do wejścia antenowego (na odbiorze). 

Pomiar mocy sterującej (równoważny pomiarowi mocy wejściowej w układzie wzmacniaczy logarytmicznych) zrealizowany jest następująco. Napięcie w.cz. występujące na rezystorze obciążenia Robc, podawane jest na dzielni pojemnościowy C713, C714. Następnie zostaje wyprostowane na diodzie D700 i przekazane do układu pomiarowego na module 500. Uwaga: w celu uzyskania właściwego poziomu napięcia, może zaistnieć potrzeba zmiany wartości kondensatorów dzielnika. 

Pomiar napięcia siatki przyspieszającej odbywa się na dzielniku rezystancyjnym R704, R705. Transformator TR701 (układ detekcji fazy) można nawinąć na rdzeniu AMIDON FT43-50 (toroid), dwuotworowym BN-43-202 lub BN-43-302, a nawet na stosowanych w symetryzatorach (głowicach) antenowych TV rdzeniach dwuotworowych. Uzwojenie pierwotne liczy 16 zwoi drutu o średnicy 0,3 mm, a wtórne 1 zwój. ości kondensatorów dzielnika. 


Schemat 2

Zadaniem detektora fazy jest wykrycie momentu, kiedy faza sygnału na anodzie jest przesunięta o 180 stopni  w stosunku do fazy sygnału siatki sterującej.
Fazy tych sygnałów porównywane są na mostku (detektorze) diodowym. Z jednej strony na mostek podawany jest sygnał siatki z transformatora TR701 (opisany wcześniej), natomiast na środek diod sygnał anody z dzielnika pojemnościowego (dividera) C1, C2 i układu dopasowania. Kiedy mostek jest w równowadze (faza 180 stopni) napięcie na suwaku potencjometru P700 wynosi 0V. Następnie napięcie to porównywane jest w komparatorze U700 (dyskryminatorze progowym) z napięciem odniesienia (referencyjnym, wejście odwracające z elementami R721, C733). Jeżeli sygnały siatki i anody nie są w fazie (różna od 180 stopni) na wyjściu komparatora panuje wysoki potencjał – stan logiczny 1, jak są w fazie niski potencjał – logiczne 0. Divider (C1, C2) wykorzystany jest także w układzie pomiaru napięcia w.cz. na anodzie lampy. Napięcie z dividera, jeszcze raz dopasowywane jest amplitudowo na dzielniku pojemnościowym C723, C724, a po wyprostowaniu (D705) przekazane do modułu 500 (sygnał aavi). Tutaj wspomnę że sygnał aavi zostaje, w module 500, poddany formowaniu (wtórnik napięcia U503A, układ całkujący z komparatorem U504A) do sygnału paav_adc_CPU (paav_adc_CPU1) – szczytowe napięcie w.cz. anody. 

Sygnał zgodności fazy PH_PD (a także napięcia paav_adc), wykorzystany jest w procesie strojenia kondensatora anodowego pi-filtra. Jest to informacja dla mikrokontrolera (programu strojenia) czy pi-filtr jest w rezonansie na częstotliwości pracy. Jeżeli przesunięcie fazy sygnałów siatki i anody wynosi 180 stopni, pi-filtr jest w rezonansie, a impedancja anody czysto rezystancyjna. W praktyce, ze względu na dokładność układu pomiarowego (detektor diodowy nie jest idealnym rozwiązaniem, ale prostym), zawsze będziemy mieli jakąś impedancję (brak rezonansu), a pojemność po stronie anody będzie mniejsza lub większa w odniesieniu do pojemności rezonansowej.

Regulacji detektora fazy, a dokładnie ustawienia potencjometru P700, najlepiej (duża dokładność)  wykonać z użyciem generatora, który ma możliwość generowania dwóch sygnałów przesuniętych w fazie o 180 stopni. Możemy to też wykonać prościej (mniej dokładnie) na pracującym PA, doprowadzając pi-filtr do rezonansu i ustawiając wtedy P700 tak aby zadziałał komparator. 
 
Uwaga: Pomiędzy +12V_PD a wyjście komparatora U700 (pin 1) należy dolutować rezystor R722* (10k). Został pominięty w procesie projektowania i nie przewidziano dla niego miejsca na płytce, a jest niezbędny do uzyskania stabilnych stanów logicznych PH_PD.    

Temperatura wewnątrz obudowy płytki modułu (obudowa jest jednocześnie podstawą pod lampę) mierzona jest cyfrowym czujnikiem temperatury DS18B20 (U701). W MENU programu możemy dla tego czujnika, ustawić maksymalną wartość temperatury po przekroczeniu której nastąpi wyłączenie wzmacniacza. Do gniazda J714 wpinamy przewód z sygnałami od czujników temperatury lampy (Schemat 4). W układzie chłodzenia lampy zamontowano wysokowydajny, trój przewodowy wentylator (120x120x25 mm, 185m3/h, 3100 rpm/min, 12V), którego podłączamy do gniazda J712. Elektronika sterująca została przewidziana do podłączenia trój (zasilanie + halotron) lub cztero (zasilanie + halotron + sterowanie PWM) przewodowego wentylatora. W zależności od zastosowanego wentylatora, należy odpowiednio ustawić zworki JP504 ¸ JP507 na module 500 (wyjaśniono przy opisie modułu CPU).

Gdyby zaistniała konieczność dołożenia dodatkowego chłodzenia, możemy do gniazd J710, J711 podłączyć wentylator 2-przewodowy (12V, max. 0,3A) – tylko załącz/wyłącz, bez kontroli obrotów. Sterowanie pracą wentylatorów odbywa się z poziomu MENU (więcej informacji w opisie programu). 

 
Schemat 3

 Jak wspomniałem wcześniej, ze względu na brak rdzenia o odpowiednich parametrach, nie mogę (jak na razie) wykonać dobrego transformatora do układu przedstawionego na tym schemacie. Próby z dostępnymi mi rdzeniami nie przyniosły zadawalających mnie efektów i na ten moment ten układ pomiarowy nie jest wykorzystany we wzmacniaczu. Dlatego teraz tylko parę słów o nim.

Pomiar wejściowej mocy padającej i odbitej, zrealizowany został na dwóch oddzielnych układach AD8309. Kondensatory C755 ¸ C757 są „dolną” częścią wskaźnika napięcia (dzielnika). Napięcie to podawane jest na wejścia sygnału LO (ujemnej polaryzacji) obu układów. Natomiast na wejścia sygnałowe HI (dodatnia polaryzacja) przychodzą napięcia odpowiadające wartości mocy padającej i odbitej. Sam mostek to stosowane w wielu układach rozwiązanie, którego „zbalansowania” dokonujemy potencjometrem P701. Na wyjściach VLOG, otrzymujemy napięcia mocy padającej i odbitej jako logarytm poziomu sygnału wejściowego (RSSI). Sygnały z wyjść limtera LMHI, LMLO układu U702 (moc padająca), wykorzystano do generacji fali prostokątnej dla pomiaru częstotliwości. Zmianę poziomu sygnału wyjściowego limitera, możemy dokonać poprzez dopinanie rezystora do pinu 9 (LMDR). Kiedy T700 nie jest wysterowany, limiter jest zablokowany (maksymalne wzmocnienie). Podłączenie rezystora R742 do masy (tranzystor T700 wysterowany) spowoduje, że wartość napięcia na pinach limitera wyniesie Ulim = Us – 400 mV * R738 / R742, a prądu Iout = -400mV / R742. Limiter wykorzystany jest do obniżenia amplitudy napięcia sterującego komparator U704 (TL3016) przy większych mocach sygnału z transcaivera. W komparatorze sygnał z limitera, formowany jest do fali prostokątnej o amplitudzie: stan niski < 0.6 V, stan wysoki 3,6 ¸ 3,9 V, Generowanie sygnału prostokątnego na pinie 7 (Q), może być zablokowane poprzez przyłączenie pinu 5 (LAE) do masy. U704 odblokowywany jest na czas pomiaru częstotliwości. 


Schemat 4
 
Temperatura powietrza nad lampą mierzona jest przez dwa czujniki. Głównym czujnikiem jest DS18B20 (cyfrowy), według którego pomiarów sterowana jest praca wentylatora chłodzenia lampy oraz układ zabezpieczenia przed termicznym zniszczeniem lampy. Analogowy czujnik temperatury LM335, jest dodatkowym zabezpieczeniem, np. gdyby główny czujnik dostał awarii niemożliwej do wychwycenia przez mikrokontroler. Czujnik ten nie pełni roli sterującej wentylatorem, a tylko wyłączeniem wzmacniacza po przekroczeniu maksymalnej temperatury. Wartości progów temperatur dla sterowania wentylatorem: załączenie, wyłączenie, maksymalne obroty jak i maksymalne temperatury (wyłączenie PA) dla lampy, ustawiane są w MENU sterownika.  
Pomiar napięcia siatki przyspieszającej zrealizowano na dzielniku R750, R751, R752, R752*. R752* został dołożony przy uruchamianiu. Nie przewidziano dla niego miejsca na płytce i należy dolutować go do R752.
Elementy VR700, C3, C4, R3 przylutowane są bezpośrednio do nóżek podstawki lampy. Zadaniem rezystorów R4, R5 jest ograniczenie uderzenia prądu w momencie załączenia żarzenia, kiedy żarnik jest jeszcze zimny. Ostatecznie ich nie montowałem ze względu na to, że napięcie na żarnik podawany jest przez układ ograniczenia prądu – moduł zasilacza 300, schemat 2.  



Płytka detektora fazy
top 
top negatyw
bottom 
bottom negatyw
top_elementy  bottom_elementy






Płytka z czuknikami temperatury lampy

top 
top negatyw
bottom 
bottom negatyw
top_elementy 





powiększ 1024
powiększ max 
powiększ 1024
powiększ max 
powiększ 1024
powiększ max 
powiększ 1024
powiększ max




powiększ 1024
powiększ max 
powiększ 1024
powiększ max 
 




750 – pomiar mocy wyjściowej  i SWR


Moduł zawiera: mostek pomiaru mocy padającej i odbitej, kontrolę istnienia mocy po pi-filtrze, dopasowanie napięcia cewek przekaźników, układy formowania (stałe czasowe) napięć odzwierciedlających moc padającą i odbitą.

Zakres pomiaru: moc maksymalna 1500 W przy SWR 1:5,  częstotliwość pracy 1,8 MHz ¸ 54 MHz. 
 

       
   schemat 1    schemat 2    schemat 3   połączenia

 elementy

W procesie uruchamiania PA powstały dwie wersje mostka pomiarowego.

Schemat 1 – pierwsza wersja, elementy mostka zamontowane są na głównej płytce modułu.

Transformator pomiarowy wykonano na rdzeniu K16x8x6 o przenikalności u=24. Strona pierwotna to odcinek przewodu koncentrycznego H-155 (bez ekranu). Strona wtórna to 43 zwoje drutu DNE o średnicy 0.3 ¸ 0.4 mm, nawiniętych równomiernie na całym obwodzie rdzenia (indukcyjność około 34 uH).Transformator obciążony jest rezystancją 2x25 Ohm (R756 ¸ R763, 8 x 100 Ohm SMD). Na środek obciążenia podawane jest napięcie ok. 190 mV tworzone z 48V, na elementach: R764 ¸ R766, D709. Prostowanie napięcia odpowiadającego mocy padającej i odbitej, realizowane jest na podwójnych diodach BAS70-04, D710 i D711. Z jednej strony na diodę podawane jest napięcie wyindukowane na transformatorze, a z drugiej ze wskaźnika napięcia wykonanego jako dzielnik pojemnościowy: C17, C7/05 ¸ C7/08, C7/09. Dzielnikami napięcia: R770, P703, R771 dla mocy padającej oraz R767, P702, R768 dla mocy odbitej, ustawiamy (dobieramy) odpowiednie wartości napięć dla przetworników A/C na modułac CPU i CPU1. Równoważenia mostka dokonujemy w paśmie 14MHz kondensatorem C7/09. Potencjometrem P701 zmieniamy stałą czasową obwodu P701/ C7/05 ¸ C7/08, C7/09 i możemy skompensować zrównoważenie na niższych częstotliwościach (1,8 MHz). W paśmie 6m (54 MHz), kompensacji dokonujemy kondensatorem C794. 
Elementy D712 ¸ D714, L735, L736, C7/14 ¸ C7/16 wraz z cewką powietrzną L8 (oraz L9) stanowią fragment układu kontroli przełączania przekaźnika K1 i lampy oraz istnieniem napięcia w.cz. po pi-filtrze (przed zestykiem NO K1). Więcej informacji znajduje się przy opisie schematu bloku lampowego oraz schematu 5 modułu głównego (500).  
Przekaźniki, K1 - przełączanie nadawanie/odbiór oraz K2 – wybór gniazda  antenowego ANT1/ANT2, zasilane są z napięcia 44V. Jako K1, K2 zastosowałem przekaźniki JENNINGS RJ1A-26S z cewkami na napięcie znamionowe 26 V (prąd około 80 mA). Odpowiednie napięcie na cewce zapewniają rezystory wpięte z nią w szereg: R8, R773, R774 dla K1 oraz R9,  R775, R776 dla K2. Dla tego typu przekaźników, są to rezystory 100 Ohm/3W.


 
Schemat 2

Informacje o wartości mocy padającej i odbitej przekazywane są do modułów jednostki centralnej (500) i tunera antenowego (600) w postaci czterech sygnałów napięciowych: 
rfl_out_adc_CPU  – moc odbita - sygnał przekazywany bezpośrednio do mikrokontrolerów – pomiar SWR, sterowanie procesem strojenia, zabezpieczenie przed przekroczeniem maksymalnej mocy odbitej
prfl_out_adc_CPU   – szczytowa moc odbita – sygnał rfli_MPWR podawany jest na wtórnik napięciowy (U707A) z tranzystorem T700. Układ ten wraz z kondensatorem C7/20 (1uF – stała czasowa) zapewnia dłuższe „przytrzymanie” napięcia odpowiadającego mocy odbitej – wykorzystywany do obliczania i wyświetlania mocy odbitej.
fwd_out_adc_CPU   – moc padająca - sygnał przekazywany bezpośrednio do mikrokontrolerów – pomiar SWR, sterowanie procesem strojenia.
pfwd_out_adc_CPU   – szczytowa moc padająca - sygnał fwdi_MPWR podlega podobnej „obróbce” jak dla mocy odbitej. Dodatkowo zastosowałem tutaj układ całkujący z komparatorem U709A – wykorzystywany do obliczania i wyświetlania mocy padającej.

Wartości napięć sygnałów wymaganych do prawidłowego wskazywania mocy, SWR oraz strojenia pi-filtra, dla napięcia referencyjnego przetworników A/C 2,5V:
rfl_out_adc_CPU, fwd_out_adc_CPU – 0,522V dla 100W, 1,647V dla 1000W.


Wspomniany wcześniej sygnał PANT_CPU oraz PANT_CPU1 (informacja dla  procesorów o pojawieniu się mocy na antenie, logiczne „0”), tworzony jest w układzie komparatora (U709B) poprzez porównanie sygnału fwdi_MPWR z wartością progową wyznaczoną przez dzielnik R784, R785.

Schemat 3 – druga wersja, dodatkowa płytka 


W tej wersji, transformator wykonano z użyciem rdzenia AMIDON FT50-62. Uzwojenie pierwotne, tak samo jak w pierwszym rozwiązaniu, to kawałek przewodu koncentrycznego H-155 (bez ekranu), przechodzącego przez środek rdzenia. Uzwojenie wtórne to 2x14 zwoi drutu DNE o średnicy 0.3 ¸ 0.4 mm, nawiniętych bifilarnie, równomiernie na całym obwodzie rdzenia. Rezystancja obciążenia transformatora jest inna niż w pierwszej wersji i wynosi 2x16 Ohm – 6 rezystorów bezindukcyjnych 47Ohm/0,5W. Diody prostownicze to BAT85 (Schottkego), ale można zastosować inne tego typu diody np. BAT41 / 43 lub serii 1N. Rezystory R9 ¸ R12, to dzielniki napięcia dla mocy padającej i odbitej. 
Prawidłowego zrównoważenia mostka dokonujemy trymerem C4 (ewentualnie może być potrzebna korekta kondensatorów C2 lub C3. 

Ta wersja mostka powstała z powodu niedostatecznych parametrów wersji pierwszej, a mianowicie: mała dokładność na wyższych pasmach, zbyt duży SWR „przelotowy” dochodzący nawet do 1:1,5 na 28 MHz. Spowodowane to było sposobem montażu transformatora (transformator zamontowany po drugiej stronie ścianki działowej niż płytka z mostkiem, a co za tym idzie długie doprowadzenia sygnałów z transformatora i dzielnika wskaźnika napięcia – przesunięcia fazy) i brakiem możliwości dokładnego ekranowania oraz zbyt dużą odległością pomiędzy przekaźnikami próżniowymi (K1 - nadawanie/odbiór, K2 – zmiana anteny. Tutaj mankamenty te zostały wyeliminowane. Płytka zawierająca  transformator oraz cały układ mostka, została zamontowana pomiędzy przekaźnikami K1, K2 w miedzianej obudowie stanowiącej ekran. SWR „przelotowy” w zakresie 1,8 MHz ¸ 30 MHz nie jest większy niż 1:1,1. 

UWAGA: Podłączenie drugiej wersji mostka do płytki modułu 750.
Montujemy rezystory R9 i R12 (R10, R11 – nie montować) na płytce drugiej wersji mostka. Demontujemy rezystory R767, R770 na płytce głównej. Przewody z sygnałami FWD_ver2 i RFL_ver2, podlutowujemy (odpowiednio) do wyprowadzeń potencjometrów P703 i P702. 


Płytka drukowana - pierwsza wersja

top 
top negatyw
bottom 
bottom negatyw
top_elementy  bottom_elementy 


CAM for 750swr_ver1_pagu74b.zip - pliki gerbera


Płytka drukowana - druga wersja 

top
top negatyw
top termo
bottom
bottom negatyw
bottom termo
top_elementy negatyw
termotransfer


 Płytka drugiej wersji została wykonana domową techniką fotochemiczną. Najlepiej użyć do tego ostatniej kliszy na której znajdują się obie warstwy (top i bottom); ułatwi nam to „wycentrowanie” otworów.
Transformator umieszczony jest w wyfrezowanej szczelinie. Na pozbawiony ekranu kabel koncentryczny nasunięty jest pierścionek teflonowy, dopasowany dokładnie do średnicy izolacji żyły środkowej oraz wewnętrznej średnicy rdzenia (z drutem). Zapobiega to ewentualnym zmianom położenia rdzenia.Płytka wmontowana została do obudowy której ścianki boczne i dno wykonane są z laminatu, a górna pokrywa (w kształcie litery U) z miedzianej blachy. 
obudowa





800 – zasilacz – załączanie


schemat 1
schemat 2

 połączenia
 elementy

   Załączenie wyłącznika głównego S1, powoduje podanie napięcia sieci na transformatory TR800 (INDEL TSZZ12/026M) i TR801 (TZ1.5VA 12V). TR800 wraz z układem prostowania i stabilizacji, dostarcza dwóch napięć: niestabilizowanego +10V dla modułu CPU (500) i stabilizowanego (U800 78T05) +5V, dla CPU oraz przekaźników załączających transformator napięć pomocniczych TR3.
Transformator TR3 załączany jest przez CPU ,dwuetapowo. Najpierw CPU (sygnał TRLV_ON_PS) załącza przekaźnik K802 (RM84) i transformator zostaje zasilony napięciem niższym od sieciowego, o spadek na rezystorach R805, R806 – „miękki start”. Po 2 sekundach, rezystory zostają zwarte przez K803 (sygnał TRLV_ST_PS), a transformator zasilany jest pełnym napięciem sieci.
Transformatory wysokiego napięcia TR1 i TR2 załączane są identycznie, poprzez układ „miękkiego startu”, jak TR3. CPU, sygnałem TRHV_ON_ST, załącza przekaźnik K800 (RP421024). Po 2 sekundach przekaźnik K801 zwiera rezystory R801 i R803.. Rezystory „miękkiego startu” R801, R803, R805 i R806, zostały zabezpieczone przed przegrzaniem, a nawet zniszczeniem, bezpiecznikami F800, F801, f802. Sytuacja taka może wystąpić, kiedy któryś z zestyków przekaźników lK801 lub K803, nie zwarłby rezystorów „miękkiego startu:. Przepięcia jakie powstają przy przełączaniu zestyków, gaszone są elementami, R802, C804, R804, C805, R807, C806. Załączenie transformatorów wysokiego napięcia TR1 i TR2, możliwe jest tylko wtedy, kiedy istnieje napięcie żarzenia: transformator TR3 dostarcza napięcia AC 12,6V i załączony jest przekaźnik K304 (moduł 300). Zrobiłem dodatkowe zabezpieczenie z przekaźnikiem K804
(FRM18)., którego zestyk włączony jest w szereg z cewkami przekażnikówK800, K801. Przy braku napięcia żarzenia, rozwarty zestyk  nie zasili cewek K800, i K901, napięciem +24V./
Pomiar  napięcia sieci zasilającej zbudowany został na transformatorze TR801 i prostym układzie prostownika z diodami D807, D808. Przyjąłem (w programie), że napięcie 0 v– 2 na pinie 5 J803, odpowiada napięciu sieci 0V – 250V. Podkówką P800 ustawiamy wartość napięcia wskazywanego przez wyświetlacz.




top 
top negatyw
bottom
bottom negatyw
top_elementy bottom_elementy


CAM for 800ps_pagu74.zip - pliki gerbera

Rezystory „miękkiego startu” zostały zamontowane parę milimetrów nad powierzchnią płytki. Zapobiega to, ewentualnemu, termicznemu  uszkodzeniu płytki drukowanej.  Stabilizator napięcia +5V (U800), zamontowany został na radiatorze.
W tylnej części płytki znajdują się elementy interfejsu I/O (900): gniazda sterowania wzmacniacza z radii  Icom, Yaesu, Kenwood lub innych, potencjometry regulacji ALC – indywidualne dla każdego z wejść oraz USB do połączenia z komputerem PC.


powiększ powiększ powiększ powiększ



900 - interfejsy I/O

   Moduł interfejsu zawiera w sobie układy odpowiedzialne za: przyłączanie/odłączanie sygnałów do gniazd sterowania wzmacniaczem, komunikację z zewnętrznym panelem sterującym, sterowanie przekaźnikami 8-mio kanałowego przełącznika antenowego.

schemat 1
schemat 2

 
schemat 3
 
schemat 4

połączenia



 elementy

Sygnały gniazd sterujących: 

Gniazdo DIN 8
widok z przodu

 
  ICOM
YAESU
KENW/OTHER
1 SEND +13.8V ALC
2 ALC
BAND DATA D
N/C
3 GND
 BAND DATA C
GND
4 +13,8V TX GND KEY-OUT
5  KEY-OUT BAND DATA A
N/C
6 BAND BAND DATA B
SEND
7 GND ALC
GND
8  N/C
TX_INHIBIT N/C

ICOM
  BAND_V_IC – informacja o paśmie, na którym aktualnie pracuje radio. Sygnał (napięcie) ten, przesyłany jest bezpośrednio do modułu ATU, gdzie jest identyfikowane pasmo pracy TRX

 
MHz Napięcie V
50 1,2 - 2
28, 24 2,0 - 2,5
18, 21 3,0 - 3,5
14 4,0 - 4,5
10 0,1 - 1,2
7 5,0 - 5,5
3,5 6,0 - 6,5
1,8 7,0 - 8,0

  ALC_IC – sygnał wyjściowy z układu kontroli poziomu mocy sterującej (0V do -4V),
  SEND_IC – sygnał przełączania wzmacniacza na nadawanie - poziom niski (zwarty do masy).  Wejście to, odseparowane jest od układu automatyki w module CPU, transoptorem (U902, 4N35). Zworkami JP900, JP901, ustalamy skąd będzie zasilany nadajnik transoptora. Jeżeli w TRX jest dodatkowo wyprowadzone (na zewnątrz) napięcie +13,8V, to warto je wykorzystać i zasilać diodę transoptora poprzez pin  +13,8V_TRX_IC. 
  KEY_OUT_IC – informacja dla TRX-a, że wzmacniacz może przejść na „nadawanie” - poziom niski (zwarty do masy).  

Yaesu
  Piny ALC_FT, +13,8V_TRX_FT, KEY_OUT_FT, TX_GND_FT = SEND_IC, mają tajką samą funkcję jak w Icom,
  TX_INHIBIT_FT – informacja dla radia, że wzmacniacz jest gotowy – stan niski, zwarty do masy - można nadawać. Sygnałem tym steruje procesor, wystawiając stany na pinie 5 (TXINH_YAESY_CPU, U515), powodując  przełączanie tranzystora T900 (BC847),
  BAND_DATA_A_FT – BAND_DATA_D_FT – informacja dla wzmacniacza o aktualnym paśmie na którym pracuje radio. Transceivery Yaesu, wystawiają taką informację (w kodzie BCD) na jedno z gniazd i wykorzystane zostało to do automatycznej zmiany pasma we wzmacniaczu.

 
 Band  160m  80m  40m  30m  20m  17m  15m  12m  10m  6m  NA
 DATA A
 H  L  H  L  H  L  H  L  H  L  L
 DATA B
 L  H  H  L  L  H  H  L  L  H  L
 DATA C
 L  L  L  H  H  H  H  L  L  L  L
 DATA D
 L  L  L  L L  L  L  H  H  H  L

Uwaga: Maksymalna wartość napięcia sygnałów BAND_DATA_A_FT – BAND_DATA_D_FT, wynosi 5V. Wyższe napięcie może spowodować uszkodzenie układu 74HC244 (U904), a nawet elektroniki w module CPU1 (ATU).


Sygnały TX_INHIBIT_FT, BAND_DATA_A_FT – BAND_DATA_D_FT są odłączane/przyłączane do procesora, za pomocą 3-stanowych bramek zawartych w strukturze układu U904 (74HC244). Przełączanie układu U904, następuje sygnałem SW_YAESU_CPU1 z procesora CPU1 (pin 55, U625): stan niski- wejścia  podłączone, stan wysoki – odłączone.

Kenwood/Other
  Piny ALC_TS, KEY_OUT_TS, SEND_TS, mają taką samą funkcję jak w Icom.


Sygnały  ALC, KEY_OUT, SEND poszczególnych gniazd, przyłączane są do układów wzmacniacza przekaźnikami: K90, K901 (AZ850-12)  – Kenwood/Other , K902, K903 – Icom, K904, K905 – Yaesu, które to załączane są przez procesor CPU (poprzez drivery) sygnałami, odpowiednio: REL_KENW_CPU, REL_ICOM_CPU i REL_YAESU_CPU.

Do gniazda J904, podłączony jest  wentylator chłodzenia elektroniki i transformatorów. Możemy zastosować wentylator (komputerowy) z 3-ma lub 4-ma wyprowadzeniami. Należy pamiętać, o właściwym ustawieniu zworek na płytce modułu CPU (500) i prawidłowym wpięciu kabelków wentylatora do wtyczki (gniazda). Rezystor R903 podaje napięcie na impulsator, musi być wlutowany – jego brak będzie powodem zgłaszania awarii
Mikrokontroler CPU komunikuje się z zewnętrznym panelem sterującym, po interfejsie RS232. Dopasowanie napięć TTL procesora do standardu 12V RS232, realizowane jest na konwerterze poziomów MAX232. (U901). Pracuje on jednocześnie jako wzmacniacz, zapewniając stabilną i bezbłędną komunikację. Do  gniazda J911,możemy także podłączyć. np. dla testów, urządzenie komunikującego się w standardzie TTL RS232.  Umożliwia to przełącznik SW900, którym możemy pominąć konwerter poziomów U901.
Na płytce interfejsów I/O, znalazły się także, elementy sterujące i wykonawcze 8-kanałowego przełącznika antenowego. Do gniazda J962 doprowadzone są, z modułu CPU (500), sygnały przełączania poszczególnych wyjść antenowych. Dla przykładu; procesor CPU, wysokim poziomem sygnału ANT1_CPU, wysterowuje driver w układzie U523 (ULN2803A, moduł 500), powodując dołączenie katody diody transoptora U965 (4N25) do masy. W tym momencie stan na wejściu In6 (pin 13, U961 CD4069), zmienia się z wysokiego na niski, który po zanegowaniu daje na Out6 (pin 12, U961) stan wysoki,  powodując wysterowanie drivera w układzie scalonym U960  i załączenie przekaźnika K960  (JRC23F/241ZS) – antena 1. Separacja układów wykonawczych od sterownika (reszty elektroniki) realizowana jest nie tylko dzięki transoptorom, ale także i oddzielnemu zasilaniu. Dodatkowe uzwojenie transformatoraTR3 (transformator niskich napięć), dostarcza napięcia przemiennego 23V. Po wyprostowaniu, budowane są z niego dwa napiecia stabilizowane: +24V do zasilania przekaźników i +5V dla logiki. 24V na typowym stabilizatorze 7824, a 5V na  przetwornicy napięcia DC/DC MC34063.

Płytka drukowana
top 
top negatyw
bottom
bottom negatyw
top_elementy bottom_elementy

CAM for 900io_pagu74.zip - pliki gerbera

Pod układy scalone wlutowałem podstawki. Może się to przydać, zwłaszcza w przypadku przełącznika antenowego. Może zdarzyć się, że przed burzą zapomnimy odłączyć kable łączące gniazda przełącznika z przekaźnikami antenowymi. Zaindukowane napięcie może mieć bardzo dużą wartość i uszkodzić elektronikę, a najprawdopodobniej w pierwszej kolejności układy scalone. Warto tu nawet pomyśleć o jeszcze jednym stopniu pośredniczących przekaźników, z niezależnym zewnętrznym zasilaniem.



powiększ powiększ powiększ powiększ


LPF - wejściowe filtry dolnoprzepustowe

  Mało który amatorski wzmacniacz mocy (z mojej analizy wynika, że fabryczne też), ma na wejściu z TRX-a zainstalowane filtry LPF. Zapewne jednym z powodów jest to, że większość, a może i wszystkie fabryczne transceivery, mają zainstalowane takie filtry na wyjściu stopnia końcowego nadajnika . Mając do dyspozycji trochę miejsca, postanowiłem zamontować płytkę z dodatkowymi filtrami. Mogą się one przydać w przypadku sterowania wzmacniacza, np. z amatorskiego TRX-a, dodatkowo ograniczając emitowanie niepożądanych zakłóceń poza pasma amatorskie – powyżej 30 MHz.

 
   schemat
 
  

 Właśnie, z powodu tego, że było tylko trochę miejsca, nie ma 9-ciu indywidualnych  torów dla każdego pasma, a 6-ść: pojedyncze dla pasm 160m, 80m, 40m oraz trzy filtry obejmujące po  dwa pasma: 30m/20m, 17m/15m i 12m/10m. Zastosowałem tu dwuobwodowe: pasma 160m, 80m, 40m(60m), 17m/15m i  trójobwodowe filtry: pasma 30m/20m, 12m/10m. Wybrany filtr przyłączany jest do wejścia (J1)  i wyjścia (J2), za pomocą par przekaźników typu JQC3FF/24V. Do gniazda J3 doprowadzone jest napięcie zasilania cewek przekaźników +24V oraz sygnały załączania poszczególnych par przekaźników. Zadziałanie danej pary przekaźników, następuje w momencie przyłączenia, przez drivery  U616, U617 (ULN2003A), drugiej strony cewek do masy. W tym wzmacniaczu odpowiedni filtr załączany jest przez procesor CPU1 (600 ATU). Natomiast, wejścia i wyjścia pozostałych filtrów, zostają dołączone zestykami przekaźników do masy.


W filtrach zainstalowane są kondensatory mikowe na 500V. Ich cena nie jest niska, ale bardzo dobrze nadają się do takich zastosowań. Moduł filtrów testowany był, długotrwale, mocą 150W  i przeszedł ten test pozytywnie.

Cewki nawinięte są drutem DNE 0,6 mm, na rdzeniach proszkowych AMIDON: T50-1, T50-2 i T50-10. W poniższej tabeli podane są parametry cewek oraz sposób ich nawinięcia. Drut, w miarę możliwości, powinien dolegać do rdzenia. Po pomiarze indukcyjności, może okazać się, że ilość zwoi, jak i ich ułożenie trzeba będzie skorygować. 


 
Cewka Indukcyjność  Ilość zwoi
 Nawinięcie  Rdzeń
L1 5,08 uH  21  7 - 17
 T50-1 Niebieski
L2 5,08 uH  21  7 - 17   T50-1 Niebieski
L3 2,5 uH  20  7 - 17   T50-2 Czerwony
L4 2,5 uH  20  7 - 17  T50-2 Czerwony
L5 1,37 uH  14  7 - 17  T50-2 Czerwony
L6 1,17 uH  12  7 - 17  T50-2 Czerwony
L7 580 nH  9  9 - 3
 T50-10 Czarny
L8 400 nH  7  10 - 2
 T50-10 Czarny
L9 430 nH  7  10 - 2
 T50-10 Czarny
L10  470 nH
 7  11 - 1
 T50-10 Czarny
L11  470 nH
 7  11 - 1  T50-10 Czarny
L12  380 nH
 6  11 - 1  T50-10 Czarny
L13  330 nH
 5  11 - 1  T50-10 Czarny
L14  330 nH
 5  11 - 1  T50-10 Czarny


Płytka drukowana
top
top negatyw
top termotransfer
bottom
bottom negatyw
bottom termotransfer 
 
lementy



Filtry zostały zmontowane, na dwustronnej płytce drukowanej wykonanej metodą fotochemiczną, Warstwa miedzi od strony elementów, stanowi ekran. Bojąc się ewentualnych problemów z pozycjonowaniem klisz obu warstw, zrobiłem dość duże pola w miejscach, gdzie przechodzą nóżki podzespołów. Wolna przestrzeń w obudowie wzmacniacza, jak i miejsce zainstalowania wymusiły taki, a nie inny układ elementów. Z tego powodu , gniazda BNC wejścia i wyjścia modułu, są dość blisko siebie.


160m 80m 40m 30m/20m 17m/15m 12m/10m


powiększ powiększ powiększ powiększ






W danej chwili, podłączony jest tylko jeden filtr,. Natomiast, wejścia i wyjścia pozostałych filtrów, zostają dołączone zestykami przekaźników do

masy