EFE-40 HF SSB QRP Transceiver

The EFE-40 is a 7 MHz (40-meter) HF SSB QRP transceiver typically operating at 3–5 watts of output power. It is derived from Luc Pistorius’s “Forty” QRP design and further developed by TA3OM Mustafa Bey. This article covers the design origins of the transceiver, key circuit modifications, and practical construction details including its PCB-based homebrew implementation and potential for CW operation.

Bu yazının Türkçe'sini okumak için tıklayınız.

The Turkish Brother of the Forty QRP Transceiver: EFE Is Born 

It was December 16, 2013 (yes, I remember!). Late in the afternoon at work, I was secretly reading the discussions on the forum then known as Bitlik when I saw a message from TA3OM Mustafa Bey and practically jumped out of my chair. He was explaining that he had taken F6BQU Luc Pistorius’s Forty transceiver, combined it with a DDS signal generator he had built himself, and—with some modifications—created a higher-performance QRP single sideband (SSB) transceiver. In an instant, my mind went back ten years…

It was the summer of the year I had finished my master’s degree in France and started my PhD. I had no chance of setting up a station or working on electronics (except for a FOXX-3 that I had assembled). My financial means were very limited, yet I still couldn’t resist subscribing to Megahertz magazine. It was a high-quality publication edited by F6GKQ Denis Bonomo. In fact, partly to break some of the prejudices about Turkey and to introduce our country, I also wrote a few articles for that magazine. I first came across F6BQU Luc Pistorius and the circuits he designed thanks to Megahertz. These circuits were introduced through articles in the magazine. If you wanted to buy them as kits, you could obtain them from Dahms Electronique in Strasbourg. Unfortunately, neither Megahertz magazine exists anymore nor does Dahms Electronique sell those kits; but thankfully, detailed descriptions of all of Mr. Pistorius’s circuits are still available on his website. There are very useful circuits ranging from simple to more advanced ones—I recommend taking a look.

The Megahertz issue where Forty was described for the first time

That summer, when a heatwave swept across Europe, Luc Pistorius published the details of a QRP single sideband transceiver operating on the 40-meter band in the July 2003 issue of Megahertz: the Forty. I remember carrying the magazine with me and studying it until morning at the hotel where I worked nights (yes, I completed my PhD while working night shifts at a hotel!). I especially never forgot the last sentence of the article: “Despite its deliberate simplicity, this transceiver is not a toy.” A year earlier, in the August 2002 issue of the same magazine, Mr. Pistorius’s Toucan CW transceiver for the 30-meter band had also been published, and I had been quite tempted by that one as well. Anyway, in the end, amid all those financial constraints, the rumbling of my stomach prevailed; I buried both the Forty and the Toucan in my heart (!) and carried on with my life.

Time passed, and when I returned to Turkey, I learned that a group of amateurs, led by TA1AC Çetin Ağabey, had prepared kits of the Forty and a frequency counter that could be used with it, and that these were being sold as kits at Başak Elektronik in Abed Han in Karaköy. I obtained one of each. I built the frequency counter, but alas, I couldn’t even touch the Forty because it was time for my military service. My year as a reserve officer came and went. But I could never settle down. I went to Cyprus for work, and my dear Forty board was left orphaned again. At one point I intended to finally build it and even carried it there with me, but somehow my mind drifted to my first love, the Toucan. I left the Forty aside and built a Toucan instead, but since I didn’t really know CW properly, I never quite boxed it up and made it fully operational. In the meantime, I changed jobs and returned to Istanbul.

It was during this period, when I had finally begun to devote serious time again to amateur radio, that Mustafa Bey’s message appeared on the forum. You can imagine how happy I was. A week later, the boards for both the transceiver and the VFO were in my hands. Naturally, the first thing I did was to start removing components from the Toucan and the old Forty boards. I used most of those parts in the construction of the EFE-40 (and later the EFE-20).

Technical Specifications – Differences Between EFE QRP and FORTY QRP

Now that we have covered the historical background (!), let us move on to the technical part. I mentioned that the EFE is an improved version of the Forty. We should talk a bit about the differences between the two transceivers. First of all, it should be emphasized that Luc Pistorius continued to develop the Forty after August 2003. You can see this evolution by clicking the links on the relevant page. For example, the earliest versions did not even have a digital frequency display. Later came the PLL-synthesized Forty 2. As far as I understand, the version Mustafa Bey used as the basis while developing the EFE was the Forty 1B. What he essentially did was to eliminate some of the shortcomings that amateurs had complained about in the Forty’s circuit and to combine it with a variable frequency oscillator similar to the one in the Forty 2—but using DDS instead of PLL. Fortunately he did, and we owe him our thanks. There were amateurs in Turkey who had built the Forty 1 and Forty 2, but thanks to Mustafa Bey’s detailed explanations, his support, and the well-prepared circuit boards, we really experienced a QRP boom. 🙂

Forty's Schematic

EFE-40's Schematic

As for the points that were improved:

• Luc Pistorius designed the Forty according to the components he could find in France. Two of these parts are really difficult to obtain, and even if you can find them, they are very expensive. The first is the SSM-2165 integrated circuit from Analog Devices, which he used for microphone compression. Mustafa Bey solved this problem by redesigning the microphone input to work with a capacitive microphone and by using a TL072 op-amp to provide both pre-amplification and compression, thus eliminating the need for the SSM-2165.

Microphone input and preamplifier in Forty

Microphone input and preamplifier in EFE

• The second issue concerns the Neosid 5164 intermediate frequency (IF) transformers, four of which are required in total. It is possible to find other miniature transformers with similar values, but almost all of them measure 10×10×10 mm, which makes them somewhat bulky. This particular series from Neosid, however, measures 7.5×7.5×10 mm. For this reason, Mustafa Bey designed the PCB with traces and holes for both 7 mm and 10 mm transformers, making it possible to use whichever suitable transformer is available. I will provide more detailed information about this topic below.
• To increase the somewhat insufficient audio level of the Forty, he amplified the signal in the receive section after the second mixer and the demodulator, again using a TL072 op-amp.
• In the Forty, automatic gain control (AGC) occurs when an LED conducts only during the negative portion of signals whose peak-to-peak voltage exceeds 0.6 V (for very strong signals, a second diode comes into play, further reducing the signal level entering the mixers). In the EFE, however, the signal taken from the low-frequency preamplifier is amplified by a transistor and used both for the S-meter and for gain control. Naturally, an S-meter output circuit—absent in the Forty—was also added to the design.
• In addition to these changes, Mustafa Bey placed a higher-gain transistor at the output of the crystal filter in the receive section, moved the aluminum heat sink onto the PCB, and provided a VFO input with an adjustable resistor. He also added screw terminals—which I find very practical—to make the connections between the PCB and external components easier.
• Of course, for all these changes, he also redrew the PCB layout and the circuit diagram. The dimensions of the EFE boards are: RF board 120×95 mm, DDS board 115×54 mm.

Forty's circuit board

EFE-40's circuit board

Construction of the EFE-40: Some Observations, Tips and Suggestions

Now that we have also touched on the differences between the two devices, we can move on to notes about construction, adjustments and operation:

• As I mentioned, I obtained the EFE PCBs from Mustafa Bey. I started by assembling the DDS board. Apart from the SMD AD9833 integrated circuit and a few SMD capacitors around it, there is nothing particularly difficult here. When mounting the DDS board on the inside of the front panel of the enclosure, I had to move some components that were originally on that side to the back because of space constraints, but that was a matter of personal preference. When connecting the encoder to this board, make sure that the A and B terminals are wired correctly. If you do not like using a push-button encoder, you can use a separate button for menu operations; if I had had enough space, that is what I would have done.
• A 16F84 microcontroller controls the DDS chip. Mine came with the program already loaded when I received the boards. You can contact Mustafa Bey regarding this.
• The AD9833 integrated circuit is a DDS device capable of generating signals up to 12.5 MHz. Like all DDS circuits, it cannot generate signals at frequencies higher than half of the reference frequency (clock oscillator), so by using a voltage-controlled oscillator (VCO) designed for 25–27 MHz, you can make use of the AD9833 across this entire range. With a 25 MHz reference, it provides a resolution of 0.1 Hz, which is more than sufficient for this type of device. The circuit worked flawlessly with the 28.672 MHz VCXO that came with the boards.

EFE-40 DDS Board

Schematic of the EFE-40 DDS board

Component Selection, DDS VFO, and Crystal Filters

Before starting the assembly, I carried out a careful effort to source the components. In all his explanations, F6BQU emphasized that using multilayer ceramic capacitors is important for good performance. In our country, however, it is very difficult to find places that sell such capacitors except for the larger ones designed for high voltage. For this reason, I ordered a kit containing various values from China via the internet, and additionally asked for plenty of commonly used values such as 100 pF, 1 nF, and 10 nF (note that not every capacitor labeled “multilayer” actually is one. Some are fake. It is best to buy from sellers you have previously purchased from). Before assembly, I measured the values of all passive components and discarded those that showed large deviations from their nominal values. All the cores I used were originals (Amidon and Micrometals) that I had also purchased from abroad. I avoid buying the binocular or toroidal cores found on the market in various colors but with unknown specifications, because if they do not have the required characteristics they only waste time.

Another component that required special care when sourcing for this circuit was the miniature transformers. As mentioned earlier, F6BQU used transformers from the Neosid company in all his circuits because he could obtain them in France, but acquiring these was a major problem. In Istanbul, many amateurs used transformers with pink and green cores that were available at Elmadağ Elektronik in the Karaköy İşhanı (unfortunately this wonderful shop closed in 2018 and turned into a “LED shop”). While working on my first Forty assembly, I had also bought and kept some of these. However, since there was no clear information about their exact values, I preferred to purchase TOKO KACSK3892 transformers from a seller in the U.K. instead of using the parts I already had. Of course, any other intermediate frequency transformer produced for 10.7 MHz with equivalent pin layout, winding ratio, and characteristics could also be used. Some friends even wound their own transformers. Later, when I built a precise LC meter, I measured these different transformers and took notes about them. Since this information might also be useful for other projects, I wrote a separate article on this subject, where you can find more detailed information.

For the single sideband filters in both receive and transmit, I used 4.9152 MHz HC-49U crystals that I was able to obtain at a reasonable price. Another suitable frequency between 4 and 6 MHz could also be used. Since it was mentioned on forums that they might have narrower bandwidth, I did not want to use the shorter HC-49S type crystals, although I also saw people who reported using them without problems. Do not forget to enter the crystal frequency into the DDS as the intermediate frequency. To do this, hold down the encoder button while applying power to the circuit. On the screen that appears, press the button again to move step by step through each digit, and rotate the encoder to change the number at that position. Since the intermediate frequency must be entered either as negative or positive, do not forget to change the sign as well. If you leave the number displayed there as “00000000”, it means that no intermediate frequency has been entered. In that case, the signal at the DDS output will remain at the frequency shown on the display.

After Construction: Adjustments and Tests

A few days after roughly adjusting the output power to about 4 watts (PEP of course) and completing the basic tuning, I managed to connect the battery that I was using to power the circuit with reversed polarity and burned almost everything from the power supply section and the output stage—from nearly the fourth mixer all the way to the final transistor! You may ask, “Why were you powering it from a battery?” In the apartment where I live, as in many buildings in our country, the mains grounding is problematic, and my simple power supplies cannot fully suppress the noise coming from the mains.

Anyway, as a result, I had to rebuild the output stage twice from scratch. In the meantime, finding the output transistor, the 2SC1971—or rather a genuine one—is very difficult. Even the ones I ordered from Greece for a high price turned out to be fake (the seller was someone I trusted; he was very surprised and immediately refunded my money, and I still continue to buy from him). Fortunately, TA3OM Mustafa Bey helped me with this issue, and the device was finally completed using the transistor he sent me. I also tried other transistors such as the 2SC2075, 2SC2078, and 2SC5739, but the highest output power was again achieved with the 2SC1971. Later, I found a seller in China who salvages these transistors from old equipment (probably medical devices), and I managed to obtain ten of them at a good price. Nine of the parts that arrived were in working condition.

At left, a genuine 2SC1971, at right, the "potato"

After completing the receiver section of the device, I found a strong station and made the rough adjustments. I listened to traffic for a few days. Then I started working on the output stage, but because of three mistakes I made, finishing this stage took a long time. The first was that one of the intermediate frequency transformers I had removed from the Toucan and used in this build was defective. Assuming that the transformer could not be faulty, I kept struggling with the other components. Secondly, I had used a BN43-302 core instead of a BN43-202 in the L9 coil; I noticed this only while searching for another component and looking through the ferrites in my box.

Shorter binocular ferrites in the picture are BN43-302 (wrong type)

After finishing the construction, I followed this procedure to make the adjustments: once I made sure that the BFOs were operating properly (using both an oscilloscope and a frequency counter), I soldered a wire to the relevant pins on the relay and shorted them so that the receiver would receive continuous DC supply voltage. After connecting a dummy load to the antenna connector and a pair of headphones to the audio output, I keyed the transmitter and spoke into the microphone while listening to my own voice. Using this method, I adjusted the microphone input level with P3, the single sideband balance with P4, and the BFO frequency with C63, leaving the settings where the sound seemed best to me. In the following days, when I had the opportunity, I connected the device to an antenna and further improved the adjustment by listening to my own signal this time with a commercial HF receiver (to make this receiver slightly less sensitive, I used only a 30 cm piece of wire as the antenna).

To house the circuit, I used the enclosure of an old power supply that I had on hand. Since its dimensions were close to those of the PCBs, making the front panel both attractive and functional was not particularly easy. I did not want to separate the display and the encoder from the DDS board. However, in order to position the board properly on the front panel of the enclosure, I had to solder the capacitor and the terminal block at the DC power input to the back side of the PCB. I chose a chassis-mount four-screw BNC connector for the antenna and a 2.1 mm connector for the DC power input. I designed the front and rear panel labels in MS Word and had them printed on suitable paper at a copy shop, then glued them onto the panels. After that, I installed the display, knobs, switches and connectors in their places and made the final wiring connections.

Preparing the front panel

Assembly completed

Note the "supposedly" efficient RF insulation
between the DDS board and the main board

Chassis closed after first alignment

Next Stage: Improving the EFE-40 QRP

At first, I had prepared an old CB microphone to use with this device, but later I changed it because of a small issue that was bothering me. You can find my explanations about this and other modifications in my article titled “Improving the EFE-40.” Yes, of course there is more to come—did you think it was finished? The pursuit of perfection is an endless journey, my friends. :)

The mascot of the late Megahertz Magazine,
which sparked my fascination with Forty and the EFE.
It was a great magazine, but the French-speaking amateur
community seems not to have recognized its value.

FAQ – EFE-40 HF SSB QRP Transceiver

1. What is the EFE-40 HF SSB QRP transceiver?

The EFE-40 is a compact single-band HF transceiver designed for operation on the 40-meter amateur radio band. It uses single-sideband (SSB) modulation and operates at low power (QRP level), typically around 3–5 Watts. It is popular among amateur radio operators who enjoy lightweight and experimental radio operation.

2. What power output does the EFE-40 have?

The EFE-40 typically operates at around 3–5 Watts of RF output power, depending on the build and configuration. This low power level is typical for QRP transceivers and emphasizes efficient antennas and operating technique.

3. What frequency bands does the EFE-40 operate on?

Initially it was designed for the 40 meters band but like the Forty transceiver of which it is a derivative, it can be built for 20 or 30 meters, and even 80 meter, with minor changes.

4. Is the EFE-40 a kit or a ready-built transceiver?

The EFE-40 was not sold as a complete kit or finished transceiver. In most cases only the PCB and circuit design were available, and builders had to source components and construct the rest of the radio themselves, often in a homebrew configuration.

5. Can the EFE-40 be used for long-distance (DX) communication?

Yes. The EFE-40 can achieve long-distance (DX) contacts under good propagation conditions, especially on the 40-meter band during evening and nighttime hours. Success depends heavily on antenna quality and operating skill.

6. Is the EFE-40 suitable for beginners?

It can be suitable for beginners with basic understanding of HF radio operation, but it is primarily aimed at amateur radio enthusiasts interested in QRP operation and experimental setups.

7. Can CW mode be added to the EFE-40?

Yes. CW (Morse code) operation can be added depending on the build configuration. Since the design is based on a simple QRP platform, CW capability can often be implemented with additional keying circuitry or modifications to the transmitter stage, making it suitable for both SSB and CW experimentation.

Links

• FORTY QRP Transceiver, the origin of EFE-40: click
• A nice build and review by WB8YQI: click
• Another build by KG7M: click
• Video by JL1HD : click
• Video and review by Radio Diogenes: click

HEATHKIT HW 2036 VHF ALICI - VERİCİ RESTORASYONU / Bölüm 3

 RESTORATION of a HEATHKIT HW 2036 VHF TRANSCEIVER / Part 3

Üç bölümlük bu yazının girişini buradan ve verici plaketi üzerindeki çalışmalarımı içeren ikinci bölümünü de buradan okuyabilirsiniz.

Verici kısmıyla ilgili sorunları hallettikten sonra artık cihazın üst tarafında bulunan alıcı kısmıyla ilgilenebilirdim. Belirtmiş olduğum gibi, cihaz epeyce sağırdı. Bir kıyaslamayla anlatmak gerekirse, elimdeki aynı dönemden kalma KDK VHF telsizde -121 dBm'lik işaret zar zor da olsa hoparlörden duyulabiliyor fakat bu cihazda -105 dBm'den zayıf işaretler gürültüye karışıp gidiyordu. Bu nedenle alıcı kısmındaki bobinlerle (L201'den L210'a) oynayarak durumu düzeltmeye çalıştım ve tabii ki "kestirmeden gittiğim" için hüsrana uğradım. Ne yapacağımı enine boyuna düşünmeden önce durumu daha da kötü yaptım :) fakat sonradan aklım başıma geldi. Uslu uslu kılavuzdaki adımları izleyince işler yoluna girdi.

Devrelerin üstten görünüşü: Sol altta VCO ayrı bir kutu içinde, sağ altta BCD anahtarlar. Sol üstteki plaket alıcı, sağ üstteki ise sentezör.

Solda sentezör, sağda alıcı plaketi ve parça yerleşimi.

Bu ayarları el kitabı ayrıntılı olarak verdiği için tekrardan anlatmaya gerek duymuyorum, aşağıda yalnızca ana hatları ve püf noktalarını vereceğim.

Alıcıyı ayarlamaya VCO'yu ayarlayarak başlamak gerekiyor. Aslında VCO ile oynamak istemiyordum çünkü vericinin frekansında bir sorun yoktu (hatırlarsanız bu cihazda vericinin frekansı VCO frekansının 6. harmoniği). Fakat yine de el kitabındaki tüm adımları izlemiş olmak için bu ayarı da yaptım. Bu işi VCO kutusunun üstündeki deliklerden C511 ayarlı kondansatörüne ve L501 bobinine ulaşılarak yapılıyor. İşin ilginç yanı, bu ayarı frekansmetre ile çıkış frekansına bakarak değil, TP401 noktasındaki gerilime bakarak yapmak çok daha kolay, ama bir osiloskop ya da giriş empendansı 10 MΩ olan bir voltmetre kullanmak şart. Ayar bir defa alma konumunda, bir defa da PTT'ye basarak gönderme konumunda yapılıyor.

VCO ayarlandıktan sonra, ayar frekansımızı seçip (bant ortası olabilir, mesela 146 MHz) alıcı kısmına geçiyoruz. Anten girişinin boş olması ve squelch'in tümüyle açık olması gerek (sesi de tümüyle kısmak şart tabii). Burada Heathkit firmasına hayranlığımı daha da arttıran bir uygulama var. Heathkit, evinde bu cihazı monte eden her amatörün bir osiloskop ya da hassas bir ölçü aleti olamayabileceğini düşünerek cihazın kendi S-metre göstergesini basit bir ölçü aleti gibi kullanma olanağı sunmuş. Bunu sağlayabilmek için size yine kitin içinden çıkan birkaç parça ile bir RF prob yaptırıyor. Ben merakımı gidermek için bu yolu izledim ve çok keyif aldım. Yine de sonuçları osiloskop ile kontrol ettim ve kendi multimetrem ile sonradan biraz ince ayar da yaptım.

El kitabında verildiği şekliyle RF prob

Benim yaptığım haliyle RF prob :)

 

Bir defa probunuz hazır olunca alıcı plaketindeki P soketindeki fişi çıkarıp yerine probun çıkışını bağlıyoruz böylece S-metre göstergemiz bir ölçü aletine dönüşüyor. Hem alıcı hem de verici plaketlerindeki bütün bobinlerin nüvelerini en tepeye (silme) kadar çıkarıyoruz. Ardından probun canlı ucunu sentezör plaketindeki C soketine değdirerek L402-L403 bobinlerini ibrenin en yüksek sapmasını elde edene kadar ayarlıyoruz. Bu sentezörden alıcı plaketine giden işaretin genliği için. Sonraki adım probun ucunu Q202 transistörünün G2 bacağına dokundurup L212-L213 (giriş filtresi) bobinleri ile oynayarak en yüksek sinyal seviyesini sağlamak. Bundan sonra RF prob ile işimiz bitiyor, çıkardığımız fişleri yerlerine takıyoruz, ön paneldeki mikroampermetremiz tekrar S-metreye dönüşüyor. Artık işaret üretecimizi anten girişine bağlayıp (ben -50 dBm sinyal seviyesi ile başladım) L201'den L210'a en yüksek işareti görecek şekilde ayar yapabiliriz. Göstergenin ibresi ne zaman maksimuma dayanırsa sinyal seviyesini azaltmak gerekiyor. Ben bu şekilde -116 dBm'de 1 kHz işareti duyabilecek kadar hassasiyet elde ettim. -118 dBm'de squelch açılmaya başladı. 

Yukarıda da belittiğim gibi, bu ayarların bütün ayrıntıları cihazın montaj kılavuzunda. Burada çok özet bilgi veriyorum, ama aldığım bazı pratik notları da aktarmamda yarar var çünkü bunlar benzer bütün FM cihazlara uyarlanabilir:

• İlk iki adımda bütün gerilimleri yüksek empedanslı moderne bir voltmetre ile kontrol etmek ve iyileştirmek şart. Cihazın kendisini, kendi ayarı için kullanmak ve analog gösterge ile işaret seviyesine bakmak çok hoş olsa da, sayısal bir ölçü aleti kullanınca şurada 0,1 mV, orada 0,2 mV falan derken toplamda ciddi bir iyileştirme sağlıyoruz. Sonuçta alıcının girişine gelen işaret µV düzeyinde. Bunun için en kolay yöntem L201-L210 arası ayarları yaparken plaketteki S-metre bağlantı noktasına (P soketi) dijital multimetrenin ucunu bağlamak. Aslında aynı mantıkla RF probun ucunu dijital multimetreye bağlayarak kullanmak da mümkün. Ben hepsini denedim, bana göre en iyi yol önce Heathkit'in önerdiği gibi yapmak, sonra da gelişmiş ölçü aletleriyle ince ayar ile performansı en yükseğe çıkarmak.
• Bir bobinin iki tane tepe noktası olabiliyor, birincisi ferit nüve dipte iken, diğeri de yukarılarda iken. Böyle bir durumda Heathkit'in tavsiyesi nüveyi plakete yakın konumdaki tepe noktasına ayarlamak.
• Nüvelerin gevrek ve kırılgan olduğunu unutmamak ve doğru ayar tornavidasını kullanmak çok önemli (tornavidanın fiberglas, ucunun da seramik gibi yalıtkan bir malzemeden yapılmış ve nüveye uygun uca sahip). Nüvenin çok zor dönmesi halinde, nüve yavaş yavaş dışarıya çıkarılıp biraz teflon gres uygulanabilir. Ben bütün dikkatime rağmen L209'un nüvesini kırdım. Elimde aynı nüveden olmasaydı, kendim trafo yapmak gibi epey uğraştıracak bir işe girmek zorunda kalacaktım, neyse ucuz kurtardık.

Kırılan nüvenin bulunduğu L209 bobini. Nüve parçalarını çıkarmak da ayrı bir dert!

Sağda 15 yıl önce İzmir Çankaya'dan, Onur 4 iş hanından almış olduğum bobinler. Neye niyet neye kısmet. Son gidişimde hemen hemen bütün dükkanların kapanmak üzere olduğunu görüp çok üzüldüm.

• Ayarların bir defada bitmeyeceğini önceden bilmek gerek. Tam iyileşme ayar prosedürü 7-8 defa tekrarlandığında gerçekleşiyor.
• Alıcı ve sentezör kartları, VCO gibi RF geçirmez kutuların içinde olmadığı için son ayarları tek kullanımlık alüminyum fırın tepsisinden yaptığım bir "kasa"nın içinde yaptım. Alüminyum levha ile cihazın kendi üst kasasının bir kopyasını yaptım, bunda bobinlere karşılık gelecek yerlere küçük delikler açtım, sonra da basbayağı yerine vidaladım. 

Tek kullanımlık alüminyum fırın tepsisi şekillendirilmeyi bekliyor

Geçici "kasa" yerine vidalanmış

Üst tarafta plaketin yerleşim planının 1:1 ölçekteki kopyasından yararlanarak bobinlerin üzerine gelecek şekilde açılmış delikler

Geçici "kasa" yerindeyken farklı frekanslarda FM susturma testi

• Tamamladıktan sonra antene bağlayıp konuşan istasyonları bir süre dinlemek, mümkünse başka bir amatörden yardım alarak sesin kalitesine bakmak da şart. Bu cihazda alış ofset osilatörünün frekansı ile (C438 ayarlı kondansatörü) ve L210 ile bir parça oynayarak sesi daha da iyileştirmek mümkün. Ben fazla kurcalamadım, çünkü bir sıkıntı görmedim.

Ayarlarda istediğim performansı elde ettiğimden emin olmak için yaptığım bir test de "FM susturma" (FM quieting) testi oldu. Hatırlaycağınız gibi, FM'in bir üstünlüğü, alıcının ayarlamış olduğu frekansta gelen işaretin geri plan gürültüsünü bastırması, radyoyu "gürültüsüzleştirip" yalnızca istenilen audio işaretin hoparlörden gelmesini sağlaması. Cihazın ne kadar genlikteki işaret ile ne kadar susturma sağladığı aslında FM alıcı için alıcı hassasiyetinin de bir ölçüsü. Normal olarak üreticiler de bu değerleri belirtiyorlar. Nitekim HW-2036 için Heathkit "antene 0,5 µV'luk işaret, 15 dB susturma sağlar" demiş. Bunu ölçmenin kolay bir yolu var. Cihazın audio çıkışından hoparlörü ayırıp yerine 4Ω, 8Ω gibi bir yük bağlamak. Ölçü aletiyle ses seviyesini gözlerken anten girişine RF işaret uygulandığında ses seviyesinde kaç dB düşüş olduğuna bakmak. Ben şu anda cihazın özelliklerinde yazılı genlikteki işareti (0,5 µV = -113 dBm) anten girişine verdiğimde 18-20 dB susturma elde ediyorum demek ki Heathkit'in verdiği değerlerden çok daha ilerideyim. Yalnız bu cihaz için unutmamamız gereken bir nokta var: Alıcının hassasiyeti çalışma aralığının tamamında (144-148 MHz) aynı olmayacaktır. O yüzden hep "ayar yaptığım frekans" gibi ifadeler kullanıyorum. Daha modern cihazlar gibi duyarlılığını dinamik olarak geniş bir aralıkta aynı düzeyde tutma özelliği olmadığından, ayar frekansınızın altında ve üstünde duyarlılığı yitirmeye başlıyorsunuz (kabaca +/- 500 kHz'den sonra). O nedenle ayar frekansınızı seçerken bunu hatırlamakta yarar var. 

Bunların dışında yaptığım bir şey, S-metrenin düzgün çalışmadığından kuşkulandığım için Q204 transistörünü ve D201 diyotunu değiştirmek oldu. Aslında alıcı düzgün ayarlandıktan sonra S-metre de kusursuz olarak işini yapıyordu ama yine de emin olmak istedim. Q204 bir MPF105 idi, yakınımdaki bir satıcıdan değerleri çok yakın olan bir MPF102 aldım ve kullandım. D201 için de 1N4149 yerine 1N4148 kullandım. Ama daha da önemlisi, hazır bu iş için alıcı plaketini sökmüşken, sentezör plaketini de sökmem ve bütün Tantal kondansatörleri değiştirmem oldu. 

Bildiğiniz gibi böyle 40-50 yıl gibi sürelerin ardından Tantalum sığalar kaçak yapar hale geliyor. Özellikle PLL döngüsünden sorun çıkmamasını garanti etmek için tümünü değiştirdim. Herhalde modern çok katmanlı seramik sığalar da iş görürdü ama devrenin aslına sadık kalmayı tercih ettim.

Bütün Tantal kondansatörler yenilendikten sonra (sarı ve şişman olanlar)

Son ve aslında benim "kozmetik" işlerden saydığım bir iş de göstergenin yanmış lambasını değiştirmek oldu. Bu iş için sarı bir LED de kullanabilirdim ama hem bu cihazla enerji tasarrufu derdim olmadığı hem de restorasyonda olabildiğince aslına sadık kalmayı tercih ettiğim için uygun bir lamba ile değiştirdim (Grain of wheat   -Buğday "danesi"- 11*470)

İlk yazıda da belirtmiş olduğum gibi bütün bu onarım ve değişikleri tamamlamam 4 ay kadar zaman aldı. Bu arada zaman zaman durup bazı konularda bilgimi arttırmak için biraz araştırma ve okuma yapmam de gerekti. Örneğin PLL'in çalışması konusunda çok şey öğrendim, bundan da memnunum. Söylemekten asla çekinmiyorum: Benim için "hazır" aldığım şeylerin verdiği tatmin çok sınırlı ve hemen de bitiyor. HW-2036'nın restorasyonu bu anlamda benim çok tatmin eden güzel bir proje oldu. İstasyonuma da tarihi değeri ve güzel bir hikayesi olan ilginç (ve de gürül gürül çalışan) bir cihaz eklendi. 

Bu restorasyonun ayrıntılarını 4 bölüm olarak Youtube kanalımda da anlattım, buradan bakabilirsiniz.

Sorularınız olursa her zaman beklerim. 

YASAL UYARI

Bu web sitesinde yer alan tüm içerikler (metin, görsel, tasarım, doküman ve diğer tüm materyaller) aksi açıkça belirtilmediği sürece Çağlar Akgüngör’e aittir ve telif haklarıyla korunmaktadır.

İçerikler; arama motorları, önbellek kayıtları veya başka herhangi bir teknik yolla erişilmiş olsa dahi, yazılı izin olmaksızın kopyalanamaz, çoğaltılamaz, alıntılanamaz, değiştirilemez, yeniden yayınlanamaz veya herhangi bir amaçla kullanılamaz.

Bu web sitesinin kullanımı, kullanıcıya içerikler üzerinde herhangi bir hak veya lisans vermez.

 

HEATHKIT HW 2036 VHF ALICI - VERİCİ RESTORASYONU / Bölüm 2

Kısaca: Bu yazı, 1976 yapımı PLL kontrollü, 10 watt gücünde, 2 metre FM alıcı-verici olan Heathkit HW-2036A'nın restorasyonunu anlatan 3 bölümlük serinin ikinci bölümüdür. Bu cihazı Montreal'deki bir bit pazarından neredeyse bedavaya almıştım. Bu bölümde, cihazı eve getirdikten sonra karşılaştığım sorunları ele alıyorum—sıkışmış bir vidadan düşük çıkış gücüne, Micoder mikrofondaki arızalı DTMF tuş takımından yapılandırılmamış CTCSS tonlarına kadar—ve verici tarafında her birini nasıl teşhis edip tamir ettiğimi anlatıyorum. Bir sonraki bölüm alıcı tamirlerini kapsayacak.

You can read the English version of this article here.

Heathkit HW-2036'nın alt tarafı, verici plaketi üzerinde çalışırken

Bir önceki yazımda HW-2036'nın özelliklerine genel olarak değinmiştim. Dolayısıyla doğrudan doğruya bitpazarından aldığım cihazdan söz edeceğim. Telsizi eve getirdikten sonra önce Internet'te ilgili bilgi-belgeleri topladım. Çok şükür ki HW-2036 ile ilgili ayrıntılı bilgiye erişmek son derece kolaydı. Heathkit'in özenle hazırlamış olduğu montaj ve ayar kılavuzu, devre şeması, tamir bültenlerinin yanı sıra daha önce bu cihaz üzerinde çalışmış amatörlerin web sayfaları veya videoları mevcuttu. Bunları topladım, kendimce önemli bulduğum bilgileri bir kenara not aldım.

Ardından, uygun bir zamanda cihazı inceledim. Önce darbe izi, paslanma gibi başka sorunların habercisi olabilecek işaretleri aradım. Daha sonra kasanın alt bölümünü açarak devre kartına ve elemanlarına baktım. Aynı şeyi üst tarafta da yapmak istedimse de, arka taraftaki vidalardan birinin boşta dönmesi nedeniyle yapamadım. Daha sonra gerilim verdim ve cihazın çalışmasına baktım. İlk saptamalarım şunlar oldu:

1. Kasa tam açılamadığı için alıcı ve sentezör kartlarını kontrol etmek mümkün değildi. İlk çözülmesi gereken sorun bu vidaydı.
2. Cihaz hem simpleks hem dupleks olarak alma ve gönderme yapıyordu, frekanslarda bir sorun  yoktu.
3. Göndermede çıkış gücü olması gerekenin çok altındaydı.
4. Başka bir telsizden dinleyince kendi sesim adeta bir kuyunun dibinden geliyormuş gibi boğuk geliyordu. Buna ek olarak, boşalan bir kondansatörün gürültüsü gibi (bana basit siren devrelerini anımsatan) tuhaf bir ton duyuluyordu.
5. Alıcı biraz sağırdı. -95 dBm civarında squelch açıyor, -105 dBm'den zayıf sinyalleri de neredeyse "duymuyordu".
6. S-metre çalışmıyordu ve aydınlatma lambası yanmıştı.

Bu tespitlerin üzerine ilk el attığım konu boşta dönen arka vida oldu. Bunu vida söken döner uçla çıkarabilmek için önce epoksi yapıştırıcı ile sabitledim. Sonra matkapla vida başında küçük bir oyuk açtım, son olarak da vida çıkarma ucuyla yerinden söktüm. Bu sayede içerideki devre plaketlerine ulaşabildim. Bu arada yalnızca tek bir vidayı değiştirmek istemediğim için uygun çap ve uzunlukta (Amerikan ölçülerine göre "6#-32") vida temin ettim ve daha sonra tüm üst kasa vidalarını yenileriyle değiştirdim. Vidayı çıkardığımda sorunun içerideki distanstan kaynaklandığını, bunun diğer uçtan tam sıkıştırılmamış olduğu için boşta döndüğünü gördüm. Bir damla japon yapıştırıcısı uygulayıp tekrar sıktım. 

Sorunlu vida epoksi ile sabitlenmiş

Delme işleminin ilk aşaması

Cihazın için tümüyle görünür hale gelince devre kartlarını inceledim ve devre şemasına göre devre yollarını izleyerek şemada işaretlenmiş referans gerilimlerinin altına not düştüm, bunlarla kendi ölçümlerimi karşılaştırdım. Değerlerde büyük bir sapma görmediğim için komponentlerin genel olarak iyi durumda olduğu sonucuna vardım. Yanmış, biçimi bozulmuş vb. bir parça da görmedim.

Bunlardan sonra önce cihazın alt tarafındaki plakete odaklandım. Bu plakette DC güç girişi, ses (mikrofon) girişi ve kuvvetlendiricisi, verici, 10 MHz referans osilatörü, ve ton osilatörü vardı. Bu devrelerle ilgili olarak yaptığım işler şunlar oldu:

• Önce 10 MHz referans osilatörünü de yeniden ayarladım (200 Hz kadar kayma vardı). Bunun için frekansmetreyi TP108 noktasına bağlayıp C144 ayarlı kondansatörünü kullanıyoruz.
• DC girişteki elektrolitik kondansatörleri değiştirdim (40 yıl hizmetten sonra eskilerinin emekli olma zamanı gelmişti).

Cihazı alt tarafındaki devre kartı. Sorunlu vida/distans ikilisi sağ üstteki.

Elektrolitik kondansatörler değişip temizlik yapıldıktan sonra

Plaketin "vaziyet planı": Sol üstteki 5 entegrenin olduğu bölüm 10 MHz osilatörü, altında ton osilatörü (ve ayar dirençleri), sol en altta mikrofon kuvvetlendirici. Plaketin sağ tarafı verici. Ortası DC güç.

• Mikrofonu (Micoder versiyon 1) açıp bazı denemeler yaptım ve gördüm ki içindeki DTMF devresinin beslemesini kestiğimde hem o tuhaf ton sesi yok oluyordu, hem de karşı taraftan kendi sesimi normal olarak duyabiliyorum. DTMF devresini çıkarıp bağımsız olarak çalıştırdım. Ölçümler yaparak şemasındaki sonuçları referans değerlerle kıyasladım. Denemelerim sırasında bu devrenin sağlıklı olarak ton ürettiğini ama devreye komuta etmek için kullandığımız esnek tuş takımının bozulmuş olduğunu anladım. Tuş takımının alt iki sırası sürekli temasta kaldığı için devre PTT basıldığında bozuk bir işaret üretiyordu. Aynı tuş takımından bir tane daha bulmak şansım olmadığı ve mikrofonun özgün görünümünü de korumak istediğim DTMF devresini mikrofonun içindeki besleme noktasından ayırmış olarak geri taktım. Günümüzde DTMF tonlarına pek de ihtiyacımız olmuyor zaten. Artık hiçbir röle telefon hatlarına bağlı değil, bu tonları ancak röle sorumluları röle istasyonundaki cihazları yönetmek için kullanıyor. Dolayısıyla tamirde ısrara gerek de yoktu. Mikrofon kapsülüne güç vermiş olarak mikrofonu kapattım.

Mikrofon (Heathkit Micoder-1) üzerinde çalışırken. Ton devresi tuş takımından ayrılıp kontaklar elle kısa devre edildiğinde normal çalışıyor. Ne yazık ki aynı tuş takımından yeni ya da eski bir tane edinmek çok zor.

Tuş takımı: Alt iki sıra sürekli kısa devre. Açılıp tamir edilmek/temizlenmek vb. şansı da yok.

• Mikrofon kapsülüne güç sağlamak için pil kullanmak istemedim. Zaten ayda bir defa 5 dk. ya konuşuyorum, ya konuşmuyorum. O nedenle sızıntı yapabilecek bir pili mikrofonun içinde bırakmak da hoşuma gitmedi. Dolayısıyla W9RAS'ın önerdiği şekilde mikrofon kablosunun blendajını negatif damar yapıp cihazda bir şase noktasına lehimledim. Kablodaki negatif damarı da cihazdaki bir 12V noktasına bağlayarak kapsüle gereken gücü sağladım.

Mikrofunun içindeki kayar anahtara lehimli siyah kablo artık 12V taşıyor, bu kablonun diğer ucu fotoğrafın sol üst köşesindeki mavi kabloya lehimli

• Bu işlerden sonra çıkış gücünü 10W'a geri getirmek için çıkış katını tekrar ayarladım. Bu ayarları el kitabı ayrıntılı olarak verdiği için tekrardan anlatmaya gerek duymuyorum, aşağıda yalnızca ana hatları ve püf noktalarını vereceğim. Önce çıkıştaki son güçlendiriciye giden J102 fişini ayırıp 50 Ohm suni yük bağladıktan sonra TP101'den TP104'e kadar örnekleme noktalarındaki gerilimi ölçerek L101'den L107'ye buradaki ayarlı bobinleri tekrar ayarladım (Bu ayarı osiloskopta işaretin son aşamadaki genliğine bakarak da yaptım ama giriş empendansı yüksek (10 MΩ) bir voltmetre ile bakarak yapmak daha pratik). Burada özellikle L105-L106-L107 birbirlerinden etkilendiği için işi biraz uzatıyor. Neyse ki Heatkit'in verdiği el kitabında tüm bu ayarların nasıl yapılacağı ayrıntılı olarak anlatılmış... Sonuçta verici ayar frekansında (147.010) 10 Watt güce ulaştım. 10 Watt bu telsiz için özelliklerinde belirtilmiş güç olduğundan, daha fazlasını elde etmek için çıkış katını kurcalamadım.
• Vericinin sağlıklı çalıştığından emin olduktan sonra bulunduğum yerdeki rölelere erişmek için ton ile gönderme yapmak istedim. Ton devresinde 3 farklı ton verecek şekilde 3 "kol" var, her kolun üzerinde de ton ayarı yapmak üzere ayarlanması gereken minyatür ayarlı dirençler var... Ancak fark ettim ki 3 ton seçeneğinin hiçbirinde işaret gelmiyor.  Biraz uğraştıktan sonra, tonları ayarlamak kullanılan ince ayar potansiyometrelerin hepsinin "sıfır" konumunda olduğunu fark ettim. Cihazı monte eden rahmetli amatör herhalde hiçbir zaman tona gereksinim duymamıştı. Dirençlerin ayarları değişir değişmez frekansmetrede tonu görmeye başladım. Bana en gerekli olacak 3 tonu ayarladım.
• Bir de yalnızca verici plaketi değil, her üç plakette de yaptığım bir işlemden söz edeyim. Bütün tümleşik devrelerin bacaklarını ve bütün fişlerin metal (temas) yüzeylerini maket bıçağı ile hafifçe kazıdım, oluşmuş tabakaları temizledim.

Tümleşik devrenin bacaklarına dikkat, az da olsa oksitlenme var

Burada tek sayfada anlatıyorum ama yukarıda anlattıklarım yaklaşık olarak Ağustos ayından Ekime kadar sürdü. Vericiyi hallettikten sonra, sıra alıcı kısmına gelmişti. Yazının devamını da buradan okuyabilirsiniz.

Ayrıca: Bu restorasyonun ayrıntılarını 4 bölüm olarak Youtube kanalımda da anlattım, buradan bakabilirsiniz.

Sıkça Sorulan Sorular

Kullanılmış bir Heathkit HW-2036’da yaygın olarak hangi sorunlar görülür?

Yaygın sorunlar arasında düşük verici çıkış gücü, zayıf susturma hassasiyetine sahip sağır bir alıcı, çalışmayan bir S-metre, yanmış aydınlatma lambaları, boğuk ses ve yaşlanmış elektrolitik kapasitörler bulunabilir. 

Heathkit HW-2036 üst kapağında hangi vida boyutu kullanılır?

Üst kapak vidaları 6#-32 (Amerikan standart diş ölçüsü) boyutundadır.

HW-2036’da 10 MHz referans osilatörü nasıl ayarlanır?

Bir frekans sayacını TP108 test noktasına bağlayın ve osilatör doğru frekansı gösterene kadar C144 trimmer kondansatörünü ayarlayın.

HW-2036 verici çıkışı 10 Watt’a nasıl ayarlanır?

Son amplifikatöre giden J102 konnektörünü çıkarın ve 50 Ohm’luk bir dummy load bağlayın. TP101 ile TP104 arasındaki örnekleme noktalarındaki voltajı ölçün ve L101 ile L107 bobinlerini buna göre ayarlayın. Yüksek empedanslı bir voltmetre (10 MΩ), bu işlem için osiloskoptan daha pratiktir. L105, L106 ve L107’nin birbirini etkilediğini unutmayın; bu nedenle ayar sabır gerektirir.

HW-2036 üzerindeki Micoder versiyon 1 mikrofonla ilgili olası bir sorun nedir?

Benim durumumda, mikrofon içindeki DTMF devresinde bulunan esnek tuş takımı bozulmuştu ve alt iki sıranın sürekli temas halinde kalmasına neden oluyordu. Bu durum bozuk bir sinyal ve PTT’ye basıldığında garip bir ton üretiyor, ayrıca iletilen sesin boğuk çıkmasına yol açıyordu. DTMF devresinin beslemesini kesmek sorunu çözdü. Günümüzde DTMF tonlarına nadiren ihtiyaç duyulduğundan, mikrofonun orijinal görünümü korunarak devre bağlantısı kesik bırakıldı.

Micoder mikrofon kapsülü pilsiz nasıl beslenebilir?

W9RAS’ın önerdiği gibi, mikrofon kablosunun blendaji negatif iletken olarak yeniden kullanılabilir ve cihaz üzerindeki bir şasi noktasına lehimlenebilir. Kablodaki orijinal negatif iletken ise kapsüle güç sağlamak için cihaz üzerindeki 12V noktasına bağlanır.

HW-2036’da CTCSS tonları neden çalışmayabilir?

Ton devresinin üç kolu vardır ve her birinde ton ayarı için küçük bir trimmer direnç bulunur. Eğer cihaz ilk montaj sırasında bu tonlar yapılandırılmadan bırakıldıysa, trimmer potansiyometreler sıfır konumunda kalmış olabilir ve bu da ton çıkışı üretmemesine neden olur. Bu trimmer’ları bir frekans sayacı ile izleyerek ayarlamak ton işlevini geri kazandırır.

Bağlantılar:

HW-2036 restorasyonu ile ilgili videolarım, bölüm 1: İzlemek için tıklayın
HW-2036 restorasyonu ile ilgili videolarım, bölüm 2: İzlemek için tıklayın
HW-2036 restorasyonu ile ilgili videolarım, bölüm 3: İzlemek için tıklayın
HW-2036 restorasyonu ile ilgili videolarım, bölüm 4: İzlemek için tıklayın
HW-2036’daki genel modifikasyonlar hakkında Robert Sumption’ın videosu: İzlemek için tıklayın
W5RKL katkılarıyla Heathkit 2036 kılavuzu: İndirmek için tıklayın
Vintage Radio Info katkılarıyla Heathkit 2036 kılavuzu (şemalar dahil): İndirmek için tıklayın

YASAL UYARI

Bu web sitesinde yer alan tüm içerikler (metin, görsel, tasarım, doküman ve diğer tüm materyaller) aksi açıkça belirtilmediği sürece Çağlar Akgüngör’e aittir ve telif haklarıyla korunmaktadır.

İçerikler; arama motorları, önbellek kayıtları veya başka herhangi bir teknik yolla erişilmiş olsa dahi, yazılı izin olmaksızın kopyalanamaz, çoğaltılamaz, alıntılanamaz, değiştirilemez, yeniden yayınlanamaz veya herhangi bir amaçla kullanılamaz.

Bu web sitesinin kullanımı, kullanıcıya içerikler üzerinde herhangi bir hak veya lisans vermez.