ZAK 40 – Penerima Radio 40m Band dengan Rangkaian Dasar NE602

NE602 adalah salah satu IC serba guna untuk rangkaian radio dan sangat banyak rangkaian yang mempergunakannya atau juga saudara dekatnya NE612. Saya sendiri sudah beberapa kali memanfaatkan NE602 untuk eksperimen VFO dan pernah juga merakit beberapa radio yang menggunakan IC ini. Namun demikian yang sering dialami adalah rasa penasaran yang disebabkan audio outputnya terasa ada sesuatu yg aneh dan mengganjal, tidak terasa bulat, plong, atau natural.
Ada satu tulisan yg mengesankan dari PA1DSP dengan judul “Why NOT to Use NE602” yang menerangkan bahwa sinyal RF yang terlalu tinggi pada bagian input NE602 akan menyebabkan timbulnya distorsi dan non linieritas sehingga unjuk kerja IC ini akan menurun. Besarnya sinyal yang dapat menimbulkan distorsi adalah minimal 0,0032 milli Watt, atau ekuivalen dengan tegangan puncak 0,1 Volt saja pada input IC yang impedansinya 1500 ohm ini. Begitulah hasil perhitungan PA1DSP. Bisa jadi faktor sinyal besar inilah yang menimbulkan penasaran saya, bisa jadi bukan itu juga hehehe . . .
Beberapa kali eksperimen saya dengan NE602 kurang berhasil antara lain karena rangkaian VFO tidak optimal, dan upaya menggunakan oscillator eksternal juga tidak memberikan hasil yang diinginkan.
Rasa penasaran untuk eksperimen dengan NE602 muncul kembali setelah pak Yoke Kurnia (YB3LVX) mengeluarkan produk BITX Spectra 40m Band yang menggunakan VFO dengan Ceramic Resonator 4.0 MHz yang terbukti hasilnya stabil dan bandwidth-nya cukup lebar. Rangkaian VFO Spectra ini saya rasa cukup baik untuk diterapkan pada VFO internal NE602 sehingga akan mengurangi resiko kegagalan eksperimen.
Dengan berbagai pertimbangan tersebut di atas maka saya menyusun eksperimen membuat radio receiver 40m Band dengan rangkaian dasar NE602. Rangkaian pembangkit frekuensi menggunakan rangkaian internal oscillator NE602. Signal pada bagian input dari antenna diturunkan levelnya sampai batasan tidak menimbulkan distorsi, demikian pula sinyal output mixer dijaga tetap rendah, serta ditambahkan rangkaian AGC sederhana untuk mengantisipasi sinyal-sinyal besar yang tiba-tiba muncul.

Rangkaian eksperimen dapat dilihat pada skema berikut ini :

Setelah disolder rangkaian eksperimen tampak seperti di bawah ini. Beberapa komponen yang merupakan modifikasi dari skema awal tersolder di bagian bawah PCB.

Komponen yang sangat menentukan stabilitas VFO dan lebar jangkauan tuning pada rangkaian ini adalah Ceramic Resonator 4.0 MHz, bentuknya seperti ini :

Hasil Eksperimen :

1. Pembuatan trafo RF pada Band Pass Filter seperti rangkaian umum pada Radio BITX, digulung pada koker trafo IF Biru. T1 digulung primer 3 lilit dan sekunder 14 lilit seperti biasa, bisa menggunakan kawat email 0,3 mm. T2 digulung primer 14 lilit dan sekunder 14 lilit, harus menggunakan kawat email halus agar cukup pada kokernya. Gulungan sekunder ini untuk mengakomodir impedansi sekitar 1500 ohm pada input NE602, tetapi jika anda ingin menggunakan perbandingan gulungan sama seperti T1 silahkan dicoba saja.
2. Oscillator pada IC-1 menggunakan Ceramic Resonator 4.0 MHz berkaki dua dan pemilihan frekuensi menggunakan varco plastik 15 – 340 pF. Oscillator pada IC-2 menggunakan kristal 11.0592 MHz demikian pula kristal filternya. Diusahakan kedua kristal 11.0592 MHz diukur dan dipilih yang identik agar pengaturan frekuensi BFO melalui trimmer capacitor 60 pF lebih mudah dilakukan.
3. Uji coba rangkaian awal setelah selesai disolder ternyata rangkaian sudah dapat menerima siaran amatir radio di 40m Band dengan kestabilan yang cukup baik, tetapi terdengar noise yang sangat tinggi. Volume audio terlalu besar bahkan ketika bukaan potensio belum mencapai 25 %. Untuk mengatasinya maka rangkaian audio low pass filter yang semula menggunakan induktor 220 uH diganti dengan koil yang digulung pada toroid lampu hemat energi (LHE) serta penambahan kapasitor-kapasitor sesuai skema terakhir. Pada input penguat audio LM386 juga ditambahkan resistor 2k2 ke ground sehingga volume audio berfungsi normal bisa dibuka sampai 100 % dengan level yang cukup. Jika level volume dirasa kurang besar maka resistor 2k2 dapat diganti 4k7 atau lebih besar lagi.
4. Perbaikan dilanjutkan pada rangkaian RF untuk mengecilkan sinyal pada input. Rangkaian clipper yang semula menggunakan dioda 1N4148 diganti dengan BAT85 agar level RF-nya maksimal 0,24 V saja. Boleh juga digunakan dioda germanium dengan tegangan yang sedikit lebih tinggi. Kemudian dilanjutkan dengan attenuator 4 dB sebagai upaya mengecilkan lagi sinyal RF sampai level yang cukup tetapi tidak menyebabkan distorsi. Perubahan juga dilakukan pada kapasitor input dari antenna yang semula menggunakan 1 nF diganti 5 pF demikian pula pada rangkaian Band Pass Filter digunakan kapasitor kopling hanya 5 pF.
5. Setelah dilakukan modifikasi tersebut di atas ternyata audio penerimaan sudah jauh lebih baik dan natural, tetapi masih terdengar sedikit suara desis pada latar belakang diduga merupakan bawaan dari NE602 dan atau LM386. Upaya memperbesar kapasitor setelah koil LPF tidak bisa menghilangkan suara desis latar belakang tersebut.
6. Ditambahkan pula rangkaian AGC sederhana untuk menangani sinyal-sinyal dari pemancar besar yang tiba-tiba terdengar selama proses komunikasi. Terbukti dari hasil rekaman yang semula noise terdengar jelas, ketika masuk audio modulasi yang cukup besar dan AGC bekerja maka audio sedikit mengecil dan noise berkurang. AGC diterapkan pada input RF agar tidak terjadi level sinyal yang terlalu tinggi sehingga menimbulkan distorsi. Beberapa rangkaian NE602 yang menerapkan AGC pada penguat audio memang bisa mengendalikan suaranya menjadi tidak terlalu keras atau melonjak tiba-tiba sehingga mengagetkan. Tetapi level sinyal pada input NE602 yang terlalu tinggi tetap menimbulkan distorsi sehingga suaranya kurang nyaman didengar walaupun sudah dikendalikan oleh AGC.
7. Dapat ditambahkan rangkaian fine tuning menggunakan potensio dan dioda/varactor dengan rangkaian sederhana yang dapat ditempelkan pada varco yang dipergunakan. Masih saya coba untuk finalisasi rangkaian penerima ini nanti akan kita pamerkan setelah selesai.

Demikian hasil eksperimen receiver dengan rangkaian dasar NE602 yang latar belakangnya karena penasaran, sudah dapat dibuktikan berfungsi dengan baik jika mengikuti kaidah-kaidah sesuai rancangan IC tersebut. Apabila audio didengarkan melalui headphone, atau menggunakan speaker eksternal, maka rangkaian penerima ini dengan catu daya baterai 9V kotak bisa dikemas dengan ukuran cukup kecil dan bisa dimasukkan ke dalam saku atau kantong (Bhs Belanda = Zak).

Selamat mencoba.

Z

Bagi anda yang ingin bereksperimen bisa dicek gambar pola PCB ukuran 11,5 x 4,5 cm sebagai berikut :

Anda bisa mencetak pola PCB tersebut dari file pdf berikut :

 ZAK 40 PCB

.

Gambar lay out muka atas adalah sebagai berikut :

Nilai-nilai komponen sengaja tidak dicantumkan agar Anda agak rajin sedikit mencocokkan gambar lay out dengan skema yang tersedia, sekalian melatih otak agar tidak cepat pikun.

.

Hasil test penerimaan dengan kategori modulasi standar bisa dilihat pada tautan sebagai berikut :

Hasil test penerimaan dengan kategori modulasi Dung – Dung bisa dilihat pada tautan sebagai berikut :

Rangkaian ZAK 40 yang sudah selesai dan dimasukkan ke dalam box dengan tambahan rangkaian fine tuning dapat dilihat berikut ini :

SSB Receiver dengan LA1600

Melanjutkan eksplorasi kita terhadap rangkaian dengan menggunakan IC LA1600, kali ini saya mencoba merangkai pesawat radio untuk menerima siaran SSB di 40m Band. Jika anda sudah merakit penerima AM dengan IC yang sama, seperti yang saya coba disini :
https://atomic-temporary-22933094.wpcomstaging.com/2017/01/10/receiver-am-sw-dengan-la1600/

maka merakit penerima SSB merupakan suatu tantangan kenaikan kelas. Mengapa demikian ?

Silahkan rangkaian penerima AM anda yang berada pada gelombang SW didekatkan dengan rangkaian Beat Frequency Oscillator (BFO) dan cobalah mencari dimana rekan2 Radio Amatir berkomunikasi. Cobalah rasakan dulu sensasinya.  Nah untuk menyingkat waktu dan supaya tidak kerepotan mari kita langsung saja menyimak rangkaian hasil eksperimen saya sebagai berikut :
.

.
Kita solder sebisanya dengan hasil seperti di bawah ini :
.

.
Rangkaian tuning dan fine tuning silahkan dicermati :
.

.
Rangkaian BFO seperti yang ini :
.

.
HASIL EKSPERIMEN :
1.  Rangkaian penerima AM SW jangkauannya lebar.  Dengan demikian selektivitasnya kurang baik untuk digunakan monitor pancaran Amatir Radio di 40m Band yang jarak antar kanalnya cukup rapat.  Dengan kata lain, tuningnya susah Bro . . .
2.  Upaya untuk mempersempit tuning range yaitu merubah sisi varco yang digunakan.  Semula menggunakan sisi AM dengan kapasitas sekitar 15 – 250 pF dirubah ke sisi FM dengan kapasitas 12 – 40 pF.  Rangkaian Fine Tuning ditambahkan dengan kapasitor 10 pF.  Modifikasi ini cukup membantu tetapi dirasa tetap kurang memuaskan.
Akhirnya varco pun diseri kapasitor 33 pF sehingga jangkauan kapasitas sekitar 50 % dari semula.  Sedangkan Fine Tuning diganti dengan kapasitor 1 pF saja.  Nah hasil modifikasi terakhir ini sudah cukup bagus, hanya saja frekuensi Osilator Lokal dirasa masih berubah-ubah dan belum cukup stabil.
3.  Kapasitor pada rangkaian LO dan koil input antena sebagai penentu band aktif adalah bernilai 100 pF, semula menggunakan kapasitor keramik biasa.  Untuk meningkatkan kestabilan osilator maunya sih saya menggunakan kapasitor kertas atau padder atau styroflex tapi di laci tidak ditemukan.  Akhirnya saya ganti dengan kapasitor NP0 SMD 100 pF, supaya mudah memasangnya maka saya tambahkan kaki.  Hehe lucu kapasitor SMD tapi tidak dipasang sesuai tujuan produksi pabriknya maafin ya boss . . .
.
.
Nah begitulah setelah diganti dengan 2 buah kapasitor SMD 100 pF NP0 maka sekarang frekuensi LO sudah lebih stabil.  Jangkauan Fine Tuning pun cukup sempit untuk menemukan modulasi yang paling manusiawi.
4. Rangkaian BFO perlu disesuaikan frekuensinya supaya suaranya manusiawi dengan menyetel trimer kapasitor.  Level sinyal juga perlu disesuaikan, karena jika terlalu besar maka sinyal yang diterima akan tertutup.  Sebaiknya trimpot output BFO distel pada level minimum lebih dulu, baru dinaikkan sedikit demi sedikit sampai level beat-nya cukup.
.
Demikianlah eksperimen membuat pesawat penerima SSB pada band 40m dengan menggunakan LA1600.  Pengembangan selanjutnya dapat ditambah rangkaian AGC sehingga penerimaan lebih nyaman, atau dengan menambah jumlah filter keramik yang semula diseri sebanyak 2 buah menjadi 4 buah atau lebih.
.
Selamat mencoba.

CATATAN :
Salah satu faktor yang cukup menentukan keberhasilan eksperimen ini adalah pembuatan koil T1 dan T2.  Bahan untuk membuatnya adalah koil IF Biru untuk FM frekuensi 10,7 MHz, kita buka kotaknya, dibuang semua gulungan aslinya, termasuk kapasitor bawaan pabrik yang terletak di bagian bawah koker.
Selanjutnya digulung ulang dengan menggunakan kawat email diameter 0,2 mm atau lebih tipis juga bisa.
Pada sisi koker yang berkaki 2 digulung 4 lilitan, digulung acak naik turun pada ferit yang ada.  Pada sisi koker yang berkaki 3 digulung 7 lilitan tap pada kaki tengah kemudian digulung 7 lilitan lagi.  Cara menggulung sama, yaitu secara acak naik turun.
Untuk lebih jelasnya silahkan dilihat ilustrasi di bawah ini :
.
.
Z