Monitor CW

Monitor de CW y algo más

Un oscilador para tono local para CW es algo que hace falta muchas veces y acabamos con una horrible chicharra o interrumpiendo un oscilador con la llave a lo "bestia" con los consiguientes chasquidos al pisar y liberar la llave.
Ante esta necesidad se plantea hacer un circuito sencillo pero que funcione bien que no tenga chasquidos y el tono suene de forma parecida a como lo hace en un receptor. Ya puestos, un amplificador de BF, para oírlo, parece necesario. Al disponer de un amplificador de auricular/altavoz, sería bueno poder escuchar por el mismo sitio la recepción de aquellos TRX que no están preparados para inyectarles el tono local. Como la mayoría de los TRX de SSB no disponen de CW y en caso de poder desbalancear el modulador no disponen del desplazamiento de portadora en TX, pues hacer algo que permita usar un TRX de SSB en CW ayuda. Total, a base de "poyaque" ha salido este circuito monitor de CW y algo más.

Diagrama de bloques

En el diagrama de bloques podemos ver que el circuito es conceptualmente sencillo. Un oscilador de BF que da el tono fijo de unos 700Hz, un interruptor para cortarlo que viene gobernado por un circuito conformador de onda que se encarga de eliminar los chasquidos de la llave. La salida del interruptor va a un filtro pasobajo que limpia la señal y mejora la distorsión. Finalmente el amplificador de BF para altavoz dispone de una entrada auxiliar para poder escuchar también la señal de un receptor.
Por otro lado la llave de CW ataca al conformador de onda para habilitar el tono de CW y ataca a una unidad de retardo que gobierna el interruptor de PTT. El retardo permite mantener en TX al TRX, and mientras se libera la llave entre palabras, 7 puntos. 7 puntos a 8 ppm son unos 0,9sg.
El circuito puede funcionar solo, como monitor de CW para prácticas o combinado con un TRX para disponer de tono local o o usar un TRX de SSB, como el PEREGRINO, en CW. Este circuito puede trabajar en combinación con el filtro de CW publicado en el número EA QRP 93.

Descripción

En el esquema adjunto podemos ver el circuito completo. No presenta gran dificultad entender cómo funciona, pero explicaremos algunas cosas que no son tan evidentes.
Q1 es el oscilador y mediante R1 podemos ajustar la frecuencia de oscilación. EL margen de ajuste es bastante amplio, R5 limita el margen de ajuste por arriba y R6 por abajo. El valor de C1 no es crítico, pero si se quiere trabajar a frecuencias de oscilación muy por debajo de 600Hz, será necesario aumentar su valor para que arranque el oscilador. La salida del oscilador está atenuada con el divisor R9 más R19. Esto es importante para que el circuito siguiente funcione correctamente.
El interruptor del oscilador es Q3. Q3 es un JFET que funciona como resistencia variable. No amplifica ya que la tensión drenador-surtidor es de 0Vcc. Para fijar la tensión D-S a 0V, se conectan mediante sendas resistencias de bajo valor a la referencia de 5Vcc que proporciona U1. Es importante para que no haya chasquidos es que la diferencia de potencial entre drenador y surtidor sea de 0Vcc cuando el JFET está en modo abierto. De lo contrario al cerrar se va a producir un chasquido por al diferencia de potencial. Para que el JFET funcione como un interruptor es necesario que la señal a interrumpir no supere la tensión de "pinch-off" ya que en caso contrario el JFET acabaría conduciendo en los picos de señal y además aumenta la distorsión cuando está en modo conducción. La tensión del surtidor del JFET es de 5Vcc, por tanto cuando la puerta esta a 0V, está respecto del surtidor a -5Vcc, es decir, no conduce. EL JFET en este estado actúa como un circuito abierto o una resistencia de alto valor. R17 es de muy bajo valor para que se produzca una buena atenuación en este estado. Cuando la tensión de puerta está próxima a 5Vcc, el JFET pasa a tener una resistencia muy baja entre drenador y surtidor. Por tanto funciona como un circuito cerrado y aquí la resistencia R17 no afecta de forma considerable.
Q2 funciona como inversor y está gobernado por la llave de CW. Cuando se pisa la llave la corriente de colector sube hasta fijar la tensión en R7 casi en 5Vcc. Mediante un filtro pasobajo de un solo polo, R21-C11, hacemos que la tensión de puerta del JFET varíe lentamente y por tanto la resistencia drenador-surtidor varía también lentamente. Este circuito es el conformador de onda que elimina los chasquidos de la llave. No porque la llave tenga rebotes, que también los elimina, sino porque no sabemos cuando la amplitud de la señal del oscilador pasa por "cero". Es decir, si en el momento de cerrar la llave la amplitud del oscilador está en la cresta máxima o mínima de la onda, al cerrar el interruptor aparece un chasquido. Sinembargo si el proceso de pasar de abierto a cerrado tarda 4 o 5 mS, este efecto queda minimizado. Lo mismo sucede al liberar la llave. Desde que se levanta la llave hasta que la tensión de la puerta del JFET cae por debajo de -2Vcc, respecto de surtidor, pasa un cierto tiempo y desde este punto hasta los-5Vcc pasan unos mS.

El filtro pasobajo tiene dos funciones. La primera es atenuar los armónicos y la segunda es aislar el interruptor de la salida de tal forma que las variaciones de carga no afecten a la relación de amplitudes del estado ON y el estado OFF. La señal filtrada el el emisor de Q4 se lleva por un lado al potenciómetro de volumen y por otro a un divisor ajustable seguido de un atenuador de tal forma que puede generar una señal de nivel equivalente a un micrófono y que es apta para conectar a la entrada de micrófono el TRX. La salida de audio para TX está en J3, junto al PTT que veremos más adelante.
El conector P1 va aun ajustable y éste al amplificador de BF que junto a la señal que viene del potenciómetro de volumen permite oír a la salida del amplificador de BF, por J4, ambas señales. En P1 podemos conectar el audio de salida del filtro de CW del Nº93 o el audio de salida de un TRX como el PEREGRINO. El potenciómetro de volumen solo actúa sobre la señal de CW local, el potenciómetro de volumen del filtro de CW actúa solo sobre la señal de RX. Por tanto, el volumen del circuito monitor lo ajustaremos a un valor que sea cómodo oír y el volumen de la señal exterior lo ajustaremos en el equipo de donde provenga la señal.
El conector de la llave de CW es estéreo lo que permite conectar tanto una llave vertical de un solo contacto como una llave de doble contacto, monopala o de dos palas. Cuando la llave está en reposo, la base de Q2 esta a la misma tensión que el emisor y por tanto Q2 esta al corte. C11 se habrá descargado a través R21-R7 y por tanto Q3 no conduce, impidiendo que se oiga el tono del oscilador. Al pulsar la llave de CW, Q2 pasa a saturación y la tensión que hay en R7 es de casi 5Vcc, pero la puerta de Q3 sube la tensión lentamente ya que R21 tiene que cargar a C11. Según va subiendo la tensión en C11, va aumentando la salida de audio que se envía al potenciómetro de volumen. Al liberar la llave C1 se descarga como ya hemos dicho disminuyendo el audio hasta que se corta.
El interruptor que dispara al TRX está hecho con el FET Q6. Este FET de conmutación tiene una muy baja resistencia cuando la tensión de puerta pasa de 2Vcc. La tensión que hay en R7 varía al ritmo de la manipulación. 0 Vcc cuando la llave esta en reposo y 5Vcc cuando se pisa. Por tanto D3 va a cargar a C14 con más de 4Vcc, cada vez que se pisa la llave. C14 se descarga por R27+R28. R27 se ajusta al valor que mejor nos venga para mantener el TRX en emisión entre pausas de palabras según la velocidad de TX que usemos. Si se elimina C14 o se le pone un valor muy bajo, podremos trabajar en "full QSK" ya que el PTT va a seguir el ritmo de la manipulación.

Montaje

Los materiales usados son fácilmente localizables en tiendas del ramo. No obstante puede que haya algunos componentes menos comunes o especiales. Potenciómetro de volumen con interruptor, conector de alimentación y jack estéreo para circuito impreso. El potenciómetro de volumen vale cualquiera de 5K a 50K con interruptor para circuito impreso con paso de patillas de 5mm.

El JFET previsto en el circuito impreso es el J310 pero se puede usar igualmente el BF245. Lo único que sucede es que el BF245 cambia las patillas puerta y surtidor, por tanto hay que montarlo al revés de como está la serigrafía.

Tabla de materiales

Ajustes y puesta en marcha

Ajustes como tal en realidad no hay. Es más ajustarlo a nuestro gusto o necesidad.
La frecuencia del tono se ajusta mediante R1. Si la frecuencia no sube hasta donde queremos podemos disminuir el valor de R5 y si no baja hasta donde queremos habrá que aumentar R6 y posiblemente R5. Si al bajar de frecuencia deja de oscilar habrá que subir el valor de C1 a 22uF o 47uF. La frecuencia dl tono la podemos ajustar con un osciloscopio o frecuencímetro midiendo en C9 o pisando la llave de CW y medir o hacerlo a oído con un auricular o altavoz conectados a la salida del amplificador, J4 auricular, P2 altavoz.
Si conectamos una señal exterior de un RX en P1, podemos ajustar R29 para que la señal no sature el amplificador. Hay que tener en cuenta que el amplificador está a mínima ganancia. Por tanto las señales requeridas para saturar la salida del amplificador son relativamente altas. Está pensado para conectar a la salida de auricular de un TRX.
Si vamos a usar la salida de PTT, con un TRX de SSB, ajustaremos R27 para que el TX se mantenga en emisión al ritmo que manipulamos. Si manipulamos muy lento y se corta la emisión antes de tiempo, podemos subir el valor de C14 y si no queremos retardo habrá que quitar C14, el punto de ajuste de R27 en este caso no importa.
Finalmente si vamos a usar la salida de audio de TX, ajustamos R22 de tal modo que el TX de la potencia nominal o la que deseemos por debajo de ésta. Para este ajuste, lógicamente, hay que pisar la llave de CW y tener conectada las salidas de PTT y audio al conector de micrófono del TX. Hay que tener en cuenta que la salida de BF de TX tiene una ligera polarización de continua. Hay TX que se ponen en emisión por masa de la entrada de micrófono o que no pueden tener continua en la entrada de micrófono. En este caso será necesario colocar un condensador de 1uF con la polaridad correcta. Normalmente el positivo hacia el hilo de J3, pero esto es algo que depende de cada caso particular. Lo más normal es que no haga falta nada.

Acabado

 

 

Publicado en EA-QRP navidad 2017.