Version 02 / BG1REN / 2019-12-06
Pixie-E在经典的Pixie QRPP CW电台的基础上,做了些改进:
- 由单片机生成侧音,并增加了静音电路,提升发射时的体验;
- 增加了自动键功能,同时也支持手键;
- 改进了低通滤波器,杂散发射指标优于-40dB。
Pixie-E的电路板大小为5cm x 5.5cm,四个角为圆角,可以和一块9V电池一起安装在润喉糖盒子中。
独石电容大多以三位数字表示容量。如果电容上标识的数字是nnm,其容量为:
例如:
- 103:
$10 \times 10^3 pF = 10 nF$ - 471:
$47 \times 10^1 pF = 470 pF$
容量不到100pF的独石电容,有的以类似100(10p)、220(22p)这样的方式标识,也有的只用两位数字加字母p标识,例如22p、56p等。需要准确辨认。
DIP-8封装的集成电路,在管脚1、8的一侧,有一个缺口。这个缺口方向要和电路板上丝印的缺口方向一致。使用集成电路插座时,插座的缺口方向也需要保持一致。
如图所示,1N4148有环形标识的一侧为负极,另一侧为正极。发光二极管LED的长脚为正极,短脚为负极。
在电路板上,二极管的两个焊盘:圆形的为正极、方形的为负极。
电解电容也是有极性的,不能装反。长脚为正极、短脚为负极。在电解电容上,负极也有专门的标识。
在电路板上,有白色填充的一侧为负极(圆形焊盘),另一侧为正极(方形焊盘,旁边有+
标识)。
电源一定不能接反!电路板上标识VCC
的一侧是电源正极、标识GND
的一侧是电源负极。
由于Pixie-E的电路简单、元件比较少,既可以分模块装配,也可以按照元件从矮到高的顺序装配。下面以40米波段为例,介绍装配顺序。20米波段见后文的说明。
以从矮到高的顺序装配:
- 两个IC插座
- 音频插座和电键插座
- 独石电容、可变电容
- 晶振(如果用49S矮晶振)
- 微动按钮、开关、电源插座
- 三极管(BJT)、场效应管(FET)、78L05稳压器
- 电阻
- 二极管(有环形标识的一侧为负极)、发光二极管(长脚为正极)
- 电解电容
- 天线插座
- 晶振(如果用49U高晶振)
分模块装配:
- 装配电源模块:
- 电源插座(J1):一定要注意极性,不能装反!!!
- 开关(SW1)
- R12:4.7K
- D3:黄色LED(长脚为正极)
- 完成后,插入电源,打开开关,应该能点亮黄色LED
- 装配振荡器:
- Q1:2N2222
- 晶振Y1:7.023MHz
- 可调电容C1、C2:60p
- D1:1N4148(有环形标识的一侧为负极)
- R1:47K
- R2:470
- C3:100p
- C4:100p
- C5:10n
- 完成后,接入电源,打开开关,振荡器应该工作,在C5处能检测到本振信号。如果没有示波器,可以用一个电台在附近收听(接收频率调整到晶振的频率附近),应该能收到本振电路辐射出来的信号。
- 装配放大/混频级:
- Q2:2N2222
- R3:47K
- R4:10K
- C6:47n
- C7:10n
- C8:100n
- L1:100u
- L2:22u
- 完成后,通电,应能从C7处检测到本振信号。
- 装配低通滤波器和天线插座:
- L3:1u
- L4:1u
- C13:470p
- C15:470p
- C14:1n
- C16:100p
- 天线插座J2
- 完成后,通电,应能在天线插座检测到本振信号。
- 装配单片机及外围元件:
- 单片机U2:STC15W104
- 稳压器U3:78L05
- Q3:2N2222
- R7:2K
- R9:2K
- R8:1K
- D2:红色LED(长脚为正极)
- Q4:2N3906
- R10:4.7K
- R11:4.7K
- Q5:2N7000
- R13:4.7K
- C17:100n
- R14:10K
- R15:100
- 音频插座J3
- 电键插座J4
- 微动开关SW2
- 完成后,接假负载、接耳机(或有源音箱)、接电键(手键或自动键均可)。接通电源,应能听到自动键电路发出的提示声;按动电键,应能听到发报侧音,并能看到红色LED闪烁;按动微动开关,应开始自动发报;检测假负载,应能检测到发报的信号(用示波器或用另外一个电台在附近接收)。
- 装配音频放大电路:
- U1:LM386
- R5:1K
- R6:10
- 电解电容C9:10u
- 电解电容C10:100u
- C11:10n
- 电解电容C12:10u
- 完成后,通电,应能从耳机或有源音箱中听到背景噪声。用金属镊子碰触天线或LM386的第三脚,应能听到明显的噪声。
全部装配完成后,即可进行调试。
接好假负载、耳机或有源音箱、手键,接通电源。这时应能从耳机或有源音箱中听到背景噪声。用金属镊子碰触天线或LM386的第三脚,应能听到明显的噪声。如果不正常,请仔细看电路图检查有无焊错、虚焊、短路等情况。
按下电键,应能听到发报侧音,并能看到红色LED闪烁;按动微动开关,应开始自动发报;检测假负载,应能检测到发报的信号(用示波器或用另外一个电台在附近接收)。
示波器或频率计接假负载。如果没有示波器或频率计,可以用另一个电台来帮助校准。
校准接收频率:调整C1,让振荡器的频率在7.0236MHz左右即可。如果没有示波器或频率计,可在旁边用一个电台于7.023Mhz频率发射,调整C1,让Pixie-E收到的声音听起来舒服即可。
校准发射频率:按下手键进行发射,调整C2,让振荡器的频率在7.023MHz左右即可。如果没有示波器或频率计,可在旁边用一个电台于7.023MHz频率接收,调整C2,让电台收到的信号听起来舒服即可。
请参照自动键手册完成自动键的设置。
依据供电电压的不同,以及R2不同取值(见下文),发射功率约在200mW到600mW之间。
如果输出功率太低,首先检查有无虚焊、短路等焊接问题,其次检查Q1的放大倍数。Q1的放大倍数大于200比较好。
前面的调试都完成后,即可接入天线,进行通联。
20米波段和40米波段有如下不同:
元件 | 40米波段 | 20米波段 |
---|---|---|
晶振Y1 | 7.023MHz | 14.023MHz |
L3、L4 | 1u | 470n |
C13、C15 | 470p | 220p |
C14 | 1n | 470p |
C16 | 100p | 68p |
R2可以选用220、470或1K。阻值越小,发射功率越大。在用9V电池供电的情况下,可以使用220。如果使用11V或更高的供电电压,则建议使用470或1K。
在使用小阻值、高电压的时候,需要注意Q2的发热情况。如果出现发射时Q2烫手的情况,则应该降低供电电压,或使用470/1K的阻值。
由于Pixie-E的供电电压可能会高于LM386的工作电压,因此用R5来保护。但引入R5会增加LM386的非线性,加强了广播干扰。
如果Pixie-E的供电电压低于12V,则可以短路R5,可以在一定程度上减轻广播干扰。
调整R13可以改变侧音音量。R13可以从1K到10K,阻值越大,侧音音量越小。
如果只用耳机,可以不接R15。用有源音箱的情况下,某些有源音箱的输入阻抗比较高,会造成侧音音量明显强于接收音量的情况,接入R15能改善这种情况,降低在接入有源音箱的情况下的侧音音量(但也会稍微降低接收音量)。
将C8改为22n或10n,可以降低收发切换时的开关声,改善体验。但同时也会降低接收音量。
不接C16,能提升大约10%左右的发射功率。但这会增加杂散发射,从优于-40dB变为-30dB,超过了相关标准。
编号 | 值 | 说明 |
---|---|---|
C1 | 60p | 可调电容 |
C2 | 60p | 可调电容 |
C3 | 100p | 101 |
C4 | 100p | 101 |
C5 | 10n | 103 |
C6 | 47n | 473 |
C7 | 10n | 103 |
C8 | 100n | 104 |
C9 | 10u | 电解电容 |
C10 | 100u | 电解电容 |
C11 | 10n | 103 |
C12 | 10u | 电解电容 |
C13 | 470p | 471;20米波段为220p(221) |
C14 | 1n | 102;20米波段为470p(471) |
C15 | 470p | 471;20米波段为220p(221) |
C16 | 100p | 101;20米波段为68p |
C17 | 100n | 104 |
D1 | 1N4148 | |
D2 | LED | 红色发光二极管 |
D3 | LED | 黄色发光二极管 |
J1 | PWR | 电源插座 |
J2 | ANT | SMA天线插座 |
J3 | SP | 音频插座 |
J4 | KEY | 电键插座 |
L1 | 100u | |
L2 | 22u | |
L3 | 1u | |
L4 | 1u | |
Q1 | 2N2222 | |
Q2 | 2N2222 | |
Q3 | 2N2222 | |
Q4 | 2N3906 | |
Q5 | 2N7000 | |
R1 | 47K | |
R2 | 470 | 可选220、470或1K |
R3 | 47K | |
R4 | 10K | |
R5 | 1K | |
R6 | 10 | |
R7 | 2K | |
R8 | 1K | |
R9 | 2K | |
R10 | 4.7K | |
R11 | 4.7K | |
R12 | 4.7K | |
R13 | 4.7K | 可选1K到10K |
R14 | 10K | |
R15 | 100 | |
SW1 | PWR | 电源开关 |
SW2 | SW | 微动按钮 |
U1 | LM386 | |
U2 | STC15W104 | |
U3 | LM78L05 | |
Y1 | 7.023MHz | 晶振;20米波段为14.023MHz |
- 《Pixie-E电路图》
- 《StcKeyer自动键说明书》