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아주 가난한 사람을 위한 EHB-1 송수신기 정밀 조정법
SDR4를 이용한 EHB-1 송수신기 조정글을 글을 작성하다 아무것도 필요없고 돈한푼 안들이고 정밀 조정할 수 있는 방법이 생각 났습니다. EHB-1의 구성도를 보니 정말 아이디어가 넘치는 구성입니다.
수신 시험 할 무전기도 없고, 주파수 카운터도 없고, 오실로 스코프도 없고, 정말 아무것도 없고 달랑 EHB-1 하나 있는 아주 가난한 자작파도 초정밀 조정이 가능한 방법을 소개 합니다.
송수신기 전체 계통도
EHB-1의 송신과 수신부 각 계통도는 앞서 설명을 올렸으니 참조 하십시요. 이번에는 송수신기 전체 계통도를 보기로 합니다. 송수신시 공유하는 회로는 단지 VFO하나 입니다. 일반적으로 송수신기의 장점으로 공유할 수 있는 회로가 많다고 합니다만 그럴 수록 조정할 곳이 많아져 골치만 아풉니다. 송수신기를 합쳐서 공유할 회로가 많다는 점은 전혀 장점이 아닙니다(적어도 자작하는 경우에는). 앞으로 살펴보겠지만 달랑 VFO하나만 공유해도 조정점이 한두 가지가 아닙니다. 물론 일단 한번 조절해 놓으면 운용시 장점도 많습니다. 완전 분리형 송신기와 수신기(카페 공제품 중 SDR4/CW TX 키트의 경우)는 교신 할 때마다 송신기와 수신기의 주파수 일치시켜 주는 수고를 해야하지만 일체형은 그냥 VFO 만 조절하면 됩니다.
EHB-1은 송수신 공유 회로가 별로 없는데, 송수신 필터도 별도의 회로를 사용합니다. CW 전용 기기라 송신 필터는 간단하게 LC 동조회로만 두었고, 수신 필터는 크리스털을 무려 4개나 동원하여 신경 많이 쓰고 있습니다. 그리고 특이한 점이 있습니다. 송신부와 수신부 안테나가 붙어있습니다. 고출력 무전기에서 이렇게 하면 수신부다 다 타 버리기 때문에 릴레이로 송수신 전환을 합니다만 저전력 무전기 임을 감안해서 과감하게(?) 그냥 연결 했군요. 아무리 저전력이라 해도 큰 신호가 수신부로 전부 들어가는 것을 제한하기 위한 조치로 달아놓은 것이 D1~4라는데 정확히 작동 원리는 잘 모르겠습니다. 그리고 AGC에서 큰신호가 스피커로 그대로 울리는 것을 제한합니다. 만일 AGC가 없으면 송신시 수신부로 들어오는 신호로 만들어지는 사이드-톤 소리 때문에 귀청 떨어질지 모릅니다.
사이드 톤이 나는 원리
송신시 전력의 일부가 바로 수신기 초단으로 들어갑니다. 1차 믹서와 2차 믹서를 거쳐 스피커를 울립니다. 결국 별도의 회로 없이 송신 전파를 곧바로 수신해서 사이드 톤으로 듣게 됩니다. 수신부의 동작 여부를 판단 하려면 송신 키를 눌렀을 때 스피커로 뭔가 소리가 나오면 EHB-1의 모든 수신부 기능은 잘 작동하는 겁니다.
EHB-1은 4Mhz대의 발진기가 두개 있는데 각각 수신용과 송신용 입니다. 얼핏 보기에 동일한 주파수의 발진기가 중복되어 있는 것처럼 보이지만 사실 사이드 톤을 포함한 수신음을 생성을 위한 것으로, 엄밀히 따지면 두 발진기의 주파수는 동일하지 않습니다.
교신 중인 두 무선국이 제로-비트를 맞췄다면 주파수가 일치 해야 합니다. 하지만 수신측의 스피커를 울리는 음향 주파수는 실제 교신 주파수보다 약간(사이드 톤 주파수 만큼) 높아야 합니다. 즉, 이쪽에서 7.000Mhz 로 송신하면 저쪽에서도 같은 주파수로 송신할 것이고 이 전파를 수신해 스피커를 울려야 합니다.
EHB-1에서 7.000Mhz 전파를 송신하기 위한 주파수 변환은 1번 실시합니다. 4.000Mhz - 11.000Mhz = 7.000Mhz. 수신의 경우 두번 주파수 변환 합니다. 1차변환에서 7.000Mhz - 11.000Mhz = 4.000Mhz, 2차 변환에서 송신부에서 사용한 국부 발진기와 동일하게 4.000Mhz를 빼면 0Hz 가 되서 스피커를 울리지 못하게 되겠지요. 그래서 제2 수신 믹서용 발진기는 스피커로 들리도록 사이드-톤 주파수 만큼 차이가 나는 발진기가 사용되어야 합니다. 만일 750Hz 정도의 사이트 톤을 듣고 싶다면 2차 수신 믹서용 발진기의 주파수는 3.99925Mhz 또는 4.00075Mhz 이 되어야 합니다. 결국, 동일한 주파수로 교신이 이뤄지는 경우에 송신과 수신용 국부 발진기의 주파수는 약간 달라야 합니다. 문제는 두개의 발진기를 사이드 톤 주파수 만큼 차이나도록 정밀하게 맞추는 것이 큰 관건입니다. 그것도 계측기도 없이....
EHB-1에는 4개의 조정점이 있는데 모두 LC회로의 트리머 입니다.
TC1 - 수신 입력 초단 공진회로, 7.020Mhz 정도의 주파수가 가장 강하게 수신되도록 조절
TC2 - 제 2 수신 믹서용 국부 발진기. 송신부 국부 발진 주파수(4.000Mhz) +- 750Hz 로 조절
TC3 - 송신부 국부 발진기. 수신부 제2국부 발진기(4.000Mhz) -+ 750Hz 로 조절
TC4 - 송신부 믹서 공진 주파수 필터. 송신 출력이 최대가 되도록 조절
문제는 TC1과 TC4는 일방적으로 출력이 가장 크게 조절하면 되지만 TC2, TC3은 상호 연관이 있습니다. 간단하게, 송신할 때 수신음을 들어보면서 가장 크고 듣기 편한 소리로 맞추면 됩니다. 하지만 뭔가 찝찝한 면이 있지요. 그래서 좀더 정밀하게 맞춰 보는 방법을 찾아보면 방법은 아주 간단 합니다. 스피커에서 나오는 저주파 출력을 스코프로 관찰하고 스펙트럼을 보면서 조정하는 겁니다. 하지만 오실로 스코프도 없고 스펙트럼 스코프도 없다면 PC의 사운드 카드를 이용해 봅시다.
PC의 사운드 카드의 라인-인 입력을 마치 저주파 오실로 스코프/스펙트럼 스코프 처럼 운용할 수 있게 해주는 소프트웨어가 있습니다. 무료 소프트웨어는 아닙니다만 유용하다고 생각되면 비용을 지불해 주시면 감사한 그런 소프트웨어 입니다.
http://www.zeitnitz.de/Christian/scope_en
준비사항
1. EHB-1의 출력에 더미-로드를 연결합니다.
2. EHB-1의 스피커 출력을 PC의 사운드 카드 입력에 연결합니다.
3. EHB-1의 볼륨은 중간 정도에 둡니다.
준비가 됐으면 EHB-1의 전원을 넣고 키를 눌러 송신해 봅니다. 만일 스코프에 이렇게 나타난다면 수신부 국부 발진기가 발진하지 않는 겁니다. 사실 송신은 되는데 이렇게 스피커 출력이 아무것도 안나오게 하기도 쉽지 않습니다.
제2 수신 국부 발진기용 TC2를 조절해 봅시다. 스피커로 뭐든 나올 겁니다.
이번에는 송신 믹서 동조 필터의 TC4를 조절하여 조금이라도 진폭이 커지게 합니다. TC4가 완전히 틀어지면 송신이 전혀 나가지 않을 수도 있습니다. 이어서 수신부 초단 동조 TC1도 조절해 보는데 그리 큰 변화는 없습니다. 천천히 봐가며 가급적 최대 신호가 나오도록 TC4를 조절합니다.
이제 서로 상호연관관계가 있는 수신 국부 발진기 TC2와 송신 국부 발진기 TC3를 조절할 차례입니다. 주파수 조절이 중요한 요소이므로 스펙트럼을 봐가며 조절하겠습니다.
TC2를 돌려 발진 음의 주파수가 최대가 되도록 조절합니다. 이어서 TC3도 조절하여 주파수가 가장 높도록 합니다. TC2와 TC3를 모두 조절하여 발진 주파수가 가장 높게 올리면 약 2.5Khz 까지 올라 갑니다.
이번에는 수신 국부 발진기용 TC2를 돌려 발진이 최저점이 되도록 조절하고 최저 주파수를 기억합니다. 약 1.2Khz 쯤 됩니다.
다시 TC2를 돌려 사이드 톤으로 듣고자 하는 주파수 만큼 발진 주파수를 올립니다. TC2의 최처가 1.2Khz였고, 750Hz로 사이드 톤을 듣고 싶다면 조절할 주파수 위치는 1.950Khz 정도 됩니다.
수신부 국부 잘진 주파수 조절은 끝났습니다. 이제 TC3를 조절하여 발진 음 주파수가 실제 수신할 사이드 톤 주파수 점으로 이동 시킵니다.
이로써 모든 조절이 끝났습니다. 다시 송신 파형을 보면 한층 송수신 파형이 깨끗해지고 강해진 것을 발견하실 겁니다. 사이드 톤 주파수도 780Hz 정도로 아주 듣기 좋습니다.
맨처음 대략 맞췄던 것과 비교해 보면 조절된 파형은 아주 훌륭합니다. 이제 TC3와 TC1을 아주 천천히 세밀하게 조절하여 파형 진폭이 가장 크고 깔끔하게 만듭니다. 큰차이는 보지 못하겠지만 조금이라도 세밀하게 조절할 수 있을 겁니다.
이상입니다.
EHB-1은 누구나 쉽게 만들 수 있는 QRP CW 용 송수신기 자작 키트 입니다. 필요한 도구는 단지 납땜 인두 뿐입니다. EHB-1은 대한민국 전자공작 카페에서 제공 합니다.
http://cafe.daum.net/elechomebrew
EHB-1 QRP 자작 리그로 온-에어에서 뵙길 기대 하겠습니다.
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