Monthly Archives: Juli 2017

VFO NE602 #2

Rasa penasaran untuk membuat Variable Frequency Oscillator (VFO) yang stabil mendorong saya untuk mencoba lagi membuat VFO menggunakan NE602. Pada eksperimen terdahulu saya menggunakan tambahan variabel induktor dari Tuner FM dengan hasil yg cukup baik. Saya sempat membuat kembali dengan hasil yang mengecewakan, akhirnya kali ini saya coba secara maksimal dengan komponen yang ada di laci saya.

Skema rangkaian VFO sebagai berikut :

20170713_105310-1

Selanjutnya saya buat PCB dan dipasang komponen sebagai berikut :

20170713_064349

 

20170713_064410.

Induktor yang digunakan berupa lilitan kawat email diameter 0,3 mm pada koker 8 mm tanpa inti ferit.

20170713_065240

.

Output dari NE602 dikuatkan dengan MMIC tipe ERA +4 supaya level sinyal cukup besar.

20170713_065040

 

HASIL EKSPERIMEN :
1.  Penggunaan rangkaian regulator presisi yang terdiri dari LM 336 – 5V dan LM 317 patut diduga ikut berpengaruh terhadap kestabilan frekuensi dari VFO ini.  Pengaturan trimpot sebanyak 2 buah diperlukan untuk mendapatkan kestabilan berupa loncatan frekuensi yang minimal dan  perubahan baik pergeseran naik maupun turun yang tidak terlalu cepat.
2.  Penggunaan inti ferit cukup membantu untuk mendapatkan nilai induktansi yang tinggi dengan sedikit lilitan, tetapi tidak disarankan apabila yang diinginkan adalah kestabilan frekuensi oscillator.  Pada saat inti ferit dipasang ternyata pergeseran frekuensi bisa meloncat-loncat cukup lebar sehingga akhirnya tidak saya pergunakan.
3. Gejala perubahan frekuensi yang meloncat-loncat sekitar 5 sampai puluhan Hertz sempat terjadi pada saat sekat dari lembar PCB belum dipasang.  Gejala berkurang ketika keseluruhan rangkaian VFO diberi sungkup kotak plastik.  Akhirnya saya memasang sekat dari lembaran PCB antara rangkaian aktif VFO dengan rangkaian regulator.  Dari keseluruhan rangkaian regulator terasa LM7809 sedikit hangat dan resistor 620 ohm cukup panas (disarankan jangan menggunakan resistor 1/4 watt).
4.  Stray capacitance diduga berperan cukup besar dan mempengaruhi frekuensi VFO.  Rangkaian yang dibiarkan terbuka di frekuensi bawah berosilasi pada 6,709 MHz.  Ketika bagian atasnya diberi sungkup plastik tanpa merubah kondisi lainnya maka osilasi berubah pada 6,725 MHz yaitu naik 16 kHz, suatu pergeseran yang cukup besar.  Kemungkinan nanti ketika sekat PCB saya tutup permanen barulah diperoleh frekuensi yang akan dipertahankan supaya stabil.
5.  Secara umum stabilitas rangkaian VFO ini cukup baik, pergeseran naik turun untuk short term sekitar 10 – 20 Hz sedangkan untuk long term drift belum dilakukan pengamatan.  Ketika varco diputar dari menutup penuh menjadi terbuka penuh secara cepat maka stabilitas frekuensi telah tercapai kira-kira dalam 5 detik saja.
6.  Penggunaan kapasitor NP0 pada rangkaian cukup berperan terhadap stabilitas frekuensi.  Semula kapasitor NP0 360 pF pada rangkaian saya gunakan nilai 680 pF padder/poly, namun masih ada gejala lonjakan 5 – 10 Hz sehingga saya ganti dengan NP0.

.

20170713_063842

.

20170713_063818

.

20170713_063541

Kapasitor NP0 yang saya gunakan adalah kapasitor SMD berukuran kecil dan disolder pada adapter dari PCB polos seperti berikut :

FB_IMG_1499925987141

 

Rangkaian VFO yang saya coba di atas sudah saya lengkapi dengan opsi 2 band yaitu untuk band 80m dan 40m.  Koil oscillator untuk 80m sama dengan 40m yaitu dibuat pada koker 8 mm inti udara, dililit hampir penuh menggunakan kawat email 0,3 mm dan diparalel dengan kapasitor 150 pF NP0.

.

UPDATE :

Rekan homebrewer Pak Dadang mengingatkan saya tentang kemungkinan drift VFO disebabkan tidak cocoknya impedansi output NE602 sekitar 1500 ohm, dengan impedansi input MMIC sekitar 50 ohm. Ada beberapa opsi yang bisa ditempuh untuk masalah tersebut antara lain :

1. Membuat penyesuai impedansi berupa rangkaian LC sederhana.

2. Membuat impedance matching attenuator terdiri dari 3 resistor, bisa bentuk Pi atau T.

3. Menambah resistor senilai 1k5 pada output NE602 atau merubah kapasitor kopling, dikecilkan nilainya, sehingga reaktansi kapasitifnya mendekati nilai 1500 ohm.

4. Memasang trafo RF penyesuai impedansi dari 1500 ohm ke 50 ohm.

.

Setelah dipertimbangkan bahwa opsi-opsi yang ada dapat menyebabkan level sinyal semakin kecil atau rangkaian penyesuai impedansi tidak bersifat broadband, maka saya memilih untuk memasang trafo RF sebagai penyesuai impedansi.

PERHITUNGAN :

Impedansi input yang harus disediakan adalah 1500 ohm. Dengan asumsi Q = 4 maka impedansi input adalah 6000 ohm. Jika frekuensi terendah adalah 3,7 MHz maka hitungan induktansi primer sebagai berikut :

L = XL / ( 2 x Pi x f )

= 6000 / ( 6,28 x 3,7 x 10^6 )

= 258 uH

Dengan nilai induktansi yang cukup besar ini kemungkinan harus menggunakan toroid kecil dari lampu hemat energi. Saya coba lilit dengan kawat email 0,3 mm sebanyak 15 lilit diperoleh sekitar 300 uH sudah mendekati nilai yang diharapkan.
.
20170713_182315
.

Jika kita anggap lilitan primer 15 lilit mewakili impedansi 1500 ohm maka kita hitung jumlah lilitan sekunder yang mewakili impedansi 50 ohm :

NS = Akar kuadrat ( 50/1500) x NP

= 0,1826 x 15

= 2,7 lilit  ( dibulatkan = 3 lilit )

Berdasarkan perhitungan tersebut maka trafo RF dibuat dan dipasang di antara output NE602 dapat gulungan primer 15 lilit dan dari gulungan sekunder 3 lilit ke penguat MMIC.

20170713_193536-3

.

20170713_182442

.
Setelah trafo RF dipasang secara umum tidak dirasakan adanya perubahan yang signifikan, karena saya memang tidak melakukan pengukuran secara khusus.  Short term drift sekitar 1 – 2 Hz setiap sekitar 5 detik bisa naik atau turun, dan long term drift sementara rata-rata sekitar 1 Hz per menit.
Secara umum rangkaian VFO ini cukup stabil, perubahan frekuensinya tidak terlalu drastis dan masih cocok untuk komunikasi radio.

.

UPDATE :

Upaya untuk meningkatkan kestabilan VFO adalah menambahkan rangkaian kompensasi suhu. Ulasan terkait dapat dibaca kembali pada artikel “VFO : Temperature Compensation” silahkan dicari.

Rangkaian kompensasi suhu yang saya tambahkan pada VFO NE602 #2 adalah seperti di bawah ini. Rangkaian ditempatkan dalam bagian yang dipasang kotak pelindung, dengan diberi lubang akses untuk penyetelan trimpot. Dengan demikian untuk mengatur kompensasi suhu kita tidak perlu membuka kotak pelindung VFO.

.

20170715_100459-1

.

Setelah dipasang ternyata pengaturannya tidak berpengaruh signifikan, malah mendekati ujung-ujung maksimum dan minimum trimpot dapat menimbulkan ketidakstabilan pada VFO.  Kesimpulan : Rangkaian kompensasi suhu tidak jadi dipasang dan diganti dengan rangkaian Fine Tuning.

.

UPDATE :

Jangkauan frekuensi VFO selebar lebih dari 500 kHz dalam satu putaran boleh jadi akan menimbulkan sedikit kerepotan ketika rangkaian VFO digunakan sebagai bagian dari satu set transceiver. Apabila kita mempunyai alat vernier dial atau slow motion untuk melengkapi varco yang ada tentunya akan sangat membantu. Apabila kita tidak memilikinya maka rangkaian Fine Tuning dapat menjadi salah satu solusinya.

20170715_142723

Rangkaian Fine Tuning yang saya tambahkan terdiri dari potensio multiturn 20 k, dioda 1N4007, kapasitor 0,1 uF, resistor 4k7 dan kapasitor kecil NP0 15 pF.  Saya hubungkan dengan catu stabil +5 V ternyata total lebar jangkauan frekuensi sekitar 19 kHz. Berarti untuk satu putaran potensio bisa menjangkau 1900 Hz kira-kira cukuplah untuk mengoreksi  VFO jika terjadi short term drift.

LUMAYAN, baru kali ini saya rasa membuat VFO itu menyenangkan hehe hehe hehe . . .

 

UPDATE :

VFO NE602 yang telah dimasukkan dalam kotak dan diberi frequency counter terbukti berfungsi dengan baik dan stabil. Pada band 80m tidak ada keluhan, sedangkan pada band 40m terjadi sedikit keanehan.

VFO berfungsi normal mulai frekuensi 6,7 MHz sampai 7,10 MHz, kemudian loncat ke 7,205 MHz sampai 7,3 MHz.

Dari posisi 7,205 MHz jika dituning turun bisa sampai frek 7,20 MHz kemudian loncat ke rek 7,050 MHz. Semula saya mengira hal ini disebabkan bilah varco yang terbuka mendekati dinding kotak PCB sehingga berubah kapasitansinya. Tetapi setelah diamati pada band 80m tidak muncul gejala tersebut maka dugaan tersebut tampaknya keliru.

Daripada VFO dibongkar dan diperbaiki dengan hasil yang belum pasti maka saya pasrah menerima bahwa VFO saya ini tidak mau bekerja pada frekuensi antara 7,10 – 7,20 MHz karena faktor yg belum dapat di identifikasi.

Terima kasih dan . . . . .

.

Selamat mencoba ! ! !

Z

 

Iklan