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www.amateurfunk-sulingen.de/mchf-projekt/
Alle hier aufgeführten Modifikationen beziehen sich auf die PCB-Revision 0.4
Absolut notwendige Modifikationen sind rot. Diese sind entweder notwendig, weil sie die Gerätefunktion erst zuverlässig
ermöglichen oder durch Bauteiländerungen sonst die auf unserer Seite vorhandene Materialliste nicht mehr stimmt und man
sonst Teile über hat und welche fehlen oder die Modifikationen wären nachträglich nur mit sehr viel Aufwand möglich. Inwieweit
die Teilelisten der M0NKA-Seite vollständig sind bzw. richtig, kann ich leider nicht beurteilen, da ich diese nicht ständig
beobachte. Die letzte Liste ("BOM0.4") enthielt auf jeden Fall so viele Fehler, dass ich lieber die in unserer Projektgruppe
verifizierte verwenden würde. Ansonsten ist es sinnvoll, das Gerät zunächst ohne die anderen Modifikationen aufzubauen und
dann nach und nach einzelne Modifikationen vorzunehmen. Die Gefahr, sich selbst Fehler einzubauen, ist damit stark
verringert.
Legende:
Alle Modifikationen sind nach einem Schema benannt. Generell ist es sinnvoll, zunächst so wenig wie möglich zu modifizieren,
da man dann eine einfachere Fehlersuche hat, wenn etwas schief gehen sollte.
(WW-XX-Y-ZZZ)
WW: RF = RF-PCB, UI = UI-PCB
XX: Platinenrevision
Y: "N" = Modifikation mit normaler Priorität, "H" = dringend anzuratende Modifikation
ZZZ: laufende Nummerierung aller Modifikationen
(RF-04-H-001) Die Endstufe neigte zum "dynamischen Schwingen". Bedeutet: je nach Aussteuerungsgrad konnten
zusätzlich zum gewünschten Signal Eigenerregungen um 1MHz auftreten *grusel*. Abhilfe bringt ein 10uF
Tantal(!!)kondensator parallel zu C106.
● (RF-04-H-002) Der Ruhestrom durch die beiden Endstufen-FETs wird nicht sicher abgeschaltet, wenn das Gerät im
RX-Modus ist. Ursache ist, dass der Ausgang des LM2931 eine Mindestbelastung benötigt, um sicher die "0V" zu erreichen.
Abhilfe schafft ein Widerstand 1K...2,2K parallel zu C96. Um störende Nebengeräusche, die über die PA-BIAS-Einstellung
auf die Aussendung gelangen könnten, zu minimieren wird C96 von 2,2uF auf 100uF Tantal (!!) geändert.
●
(UI-04-H-003) Das Display wird nicht direkt eingelötet, sondern auf zwei Buchsenleisten gesteckt. Die Leisten sind nicht
leicht zu beschaffen, da das Rastermass unübliche 2mm beträgt. Sie sind bei Farnell unter der Bestellnummer 110-9733 zu
beziehen. Damit die Höhe des Displays trotz Sockelung nicht wesentlich größer wird, werden von den beiden Stiftleisten am
Displaypanel die beiden schwarzen Kunststoffstreifen vorsichtig abgehebelt und danach die Stifte selbst ca. 3...4mm mit
einer Schere abgeschnitten.
● (UI-04-H-004) R30, R31 und R32 (alle 0R) auf der ui-Platine nicht bestücken, wenn man das neuere LCD-Display HY28B
hat. Diese behindern sonst die künftige Nutzung der Touchfunktion des Displaypanels. Hat man das alte HY28A, darf man
sie nur bestücken, wenn man das Display im SPI-Nodus betreibt, sonst behindert man auch dort die Touchfunktion.
● (RF-04-H-005) Die Phasenlage der I/Q-Audiosignale wird durch eine Reihenschaltung von Kondensatoren verändert. Um
das zu minimieren, werden C71 und C73 durch 0R Widerstände ersetzt.
● (UI-04-H-006) Die Oberwellen der Display-PWM-Helligkeitsregelungen können Störungen verursachen. Um das zu
minimieren, wird der Elko C74a gegen einen Tantalkondensator gleichen Wertes ersetzt.
● (RF-04-H-007) Die PIN-Dioden für die Umschaltung der Antenne schalten nicht niederohmig genug durch, dadurch ist die
Empfindlichkeit des Empfängers reduziert. Als Abhilfe wird R53 1K durch 220R und R54 22K durch 3,9K ersetzt.
● (UI-04-H-008) Die Drosseln RFC1-RFC3 auf der ui-Platine werden von 4,7uH auf 47uH geändert.
● (RF-04-H-018) Der Transistor Q2 und der Widerstand R40 entfallen. Die gesamte Empfängerregelung ist nun in der
Firmware und im Soundchip "verschwunden". Eine Bestückung dieser beiden Bauteile würde die Empfindlichkeit des
Empfängers nur schwächen.
● (UI-04-H-020) Die beiden Stifte von P6 werden mit ein paar Zentimeter Draht verlängert und so im Gehäuse angebracht,
dass später auf einfache Weise eine Neuprogrammierung des Bootloaders möglich ist ohne dass man das halbe Gerät
zerlegen muss.
● (UI-04-H-021) ist "gewandert" nach (UI-04-:-025). Wer diese Mod bereits durchgeführt hatte, entfernt die Drähte bitte
wieder.
● (RF-04-H-023) In der SWR-Meßbrücke ist ein Designfehler. Das Ende der vielen Windungen von T3, das jetzt auf die
HF-Seite der Endstufen geht, muss wieder aus seinem Lötauge herausgezogen werden. Direkt daneben liegt die "richtige"
Leitung: die AUSGANGSSEITE der Brücke, die zur BNC-Buchse geht. Man kann die Leiterbahn direkt neben dem Toroiden
ankratzen und das herausgezogene Ende des Drahtes dort wieder festlöten. Zusätzlich sind folgende Modifikationen
notwendig: R59 und R60 werden von 1K zu 0R geändert, R58 und R62 von 100K zu 2,2K, C82 und C83 von 100nF zu
2,2uF. Damit ist die SWR-Meßbrücke im gesamten Arbeitsbereich des mcHF zuverlässig.
●
(AG-xx-H-024) Damit es möglich ist, mit anderen komplette Boards querzutauschen, sollten wir uns auf eine einheitliche
Verwendung der Stift- und Buchsenleiste festlegen. Aus "gewachsenen Gründen" schlagen wir für das RF-Board die
Verwendung der Buchsenleiste und für das UI-Board die Verwendung der Stiftleiste vor.
● (UI-04-H-027) Um eine Beschädigung des STM32F4 durch statische Aufladungen auf den Keyer-Leitungen und auf der
PTT-Leitung zu vermeiden, werden auf dem UI-Board von den Header-Stiften 12 und 13 je eine Zenerdiode 3.3V nach
Masse gelegt (Kathode an die Pins).
● (RF-04-H-029) Die HF-Umschaltung mit den beiden PIN-Dioden ist problematisch. Die Pin-Dioden haben bei niedrigeren
Frequenzen (das geht bereits ab 30m abwärts los) deutlich Diodeneigenschaften, was zu verzerrtem Sendesignal führt und
Leistungsverlust. Daher ist es sinnvoll, die gesamte Umschaltung zu entfernen: RFC2, RFC3, R54, C79, D3 und D4. Dafür
wird ein 5V-Relais mit Ruhekontakt eingebaut.
●
Dieses brückt im stromlosen Zustand die Anschlüsse der ehemaligen D3. Die Arbeitswicklung liegt mit einem Ende an
Masse, das andere geht an einen Emitterfolger (NPN-Standardtransistor, z.B. BC237) an den Emitter desselben, der
Kollektor geht an +5V, die Basis an den gemeinsamen Anschluß von R53 und C80. Im Sendefall schaltet das Relais und
trennt die Verbindung zum Empfänger sauber und komplett auf. Nicht die Freilaufdiode (LL4148 o.ä.) an der Arbeitswicklung
vergessen! Das alles passt problemlos an die Stelle, wo vorher die Diodenumschaltung war. Nebenwirkungen gibt es keine
- selbst CW-BK ist noch möglich. Hier gibt es auch Fotos von so einem Aufbau. Die Modifikation (RF-04-H-007) ist dadurch
natürlich hinfällig geworden.
● (RF-04-N-009) Die beiden Gatewiderstände R81 und R82 wurden von 220R auf 100R verkleinert (nur, wenn die Endstufe
bei hoher Leistung Schwingneigung hat).
● (RF-04-N-010) Bei hoher Lautsprecherlautstärke koppelt die Welligkeit der 8V-Versorgungsspannung auf den
Empfangsmischer. Warum muss die NF-Endstufe denn auch an der stabilisierten Spannung hängen? Ich habe sie mit
einem FET geschaltet direkt an die 12V Eingangsspannung gelegt. Dadurch wirken sich Stromänderungen bei hoher
Lautstärke nicht mehr auf den Empfang aus. Zusätzlich habe ich mit diesen geschalteten 12V den Eingang des
8V-Spannungsreglers sowie die beiden Spannungsteilerglieder direkt an den 12V geschaltet. Im Ergebnis ist jetzt die
Ruhestromaufnahme im "off"-Modus auf unter 1uA gesunken. Folgende Änderungen sind notwendig:
- auf dem ui-Board wird die Leitung "PC13" vom Prozessor zum Power-Schalter und zum Header unterhalb des LCD
aufgekratzt und eine Diode in diese Leitung gelegt (Anode zum Prozessor hin)
- auf dem rf-Board wird Pin4 von U3 hochgelegt ebenso wie die Seiten von R9 und R13, die an 12 V gehen. Diese drei
Anschlüsse werden nun mit Draht zusammengelegt und an SW_12V der neuen Schaltung gelegt.
- der Rest wird wie aus den eindeutigen Beschriftungen der neuen Schaltung zu erkennen ist verdrahtet. Im rechten Bild ist
die Stelle zu sehen, an der die zusätzliche Diode einzubauen ist. Die Stelle befindet sich auf der ui-Platine unterhalb des
LCD-Displays. Die Kathode der Diode befindet sich dann im Bild oben und die Anode unten (zum STM32F4 hin).
(RF-04-N-011) Der Ruhestrom durch die Sendetreiber fliesst nicht nur "auch bei Empfang" - er fliesst sogar, wenn das Gerät
komplett ausgeschaltet ist (!!!) Da das Blödsinn ist, werden folgende Änderungen vorgenommen:
- die Widerstände R74 und R76 werden mit 2.2K anstelle 470R bestückt
- die Widerstände R73 und R75 werden ausgelötet
- an die Lötpads zu den Basen hin werden sie wieder "senkrecht" aufgelötet
- ein Kondensator 100nF wird vom "Masseende" von R79 stehend aufgelötet
- die drei "hochstehenden Bauteilenden" werden jetzt über einen Fädeldraht verbunden und dieser Fädeldraht an Pin1 von
U2 gelötet ("PTT_5V"). Von jetzt an fließt nur Ruhestrom durch die Treiber, wenn gesendet wird.
● (RF-04-N-012) Wegen firmwareseitig nicht abgefangener Unsymmetrien in den ADC-Wandlern funktioniert die Anzeige des
SWR nicht ohne Änderungen. Die Einspeisung der beiden Spannungen muss niederohmiger erfolgen. Dafür sind folgende
Modifikationen notwendig: R59 und R60 werden von 1K zu 0R geändert, R58 und R62 von 100K zu 2,2K, C82 und C83 von
100nF zu 2,2uF.
● (AG-xx-N-013) Es ist möglich, dass die Taktfrequenzen der ui-Platine zu störenden Nebenempfangsstellen führen. Um das
zu minimieren, kann man zwischen der ui-Platine und der rf-Platine eine Abschirmung anbringen. Ich habe für diesen Zweck
eine beidseitig kunststoffummantelte Kupferfolie aus einem Unterhaltungselektronikgerät genommen. Diese kann man
sogar "um die Platine herumbiegen. Der Phantasie sind hier keine Grenzen gesetzt!
● (FW-xx-N-014) Der SI570 ist in vielen verschiedenen Versionen erhältlich. Die CMOS-Version alleine in drei Versionen...
Die Unterschiede besteht in der Startupfrequenz und der Adresse. die aktuelle Firmware 219.22 enthält die automatische
Erkennung der Startupfrequenz. Die Firmware von meinem github enthält auch die automatische Adresserkennung.
Dadurch kann jeder beliebige "in der Schublade vorhandene SI570" verwendet werden.
●
(RF-04-N-015) Um mehr Sendeleistung zu erhalten, wird der kleine SMD-Übertrager T5 durch einen der kleinen Binokulare
BN43-2402 ersetzt. Die Primärwicklung muss 3 Windungen CuL 0,3mm erhalten, die Sekundärwicklung erhält 4 Windungen
0,3mm CuL mit einer Mittenanzapfung.
● (RF-04-N-016) RFC5 und RFC6 werden durch je einen Binokular BN43-2402 mit 4 Windungen 0,3mm CuL ersetzt, um
mehr Sendeleistung zu erhalten.
● (UI-04-N-017) Wer Firmwareupdates zukünftig nicht mehr mit dem Windows-Tool "mchf-manager" sondern via USB-Stick
durchführen möchte, muss die fehlende 5V Versorgung der USB-Buchse nachrüsten. Dazu wird von R45 (das Ende zum
Platinen-Connector hin) eine Schottky-Diode mit möglichst niedrigem Spannungsabfall (Anode an den Widerstand) zum
5V-Pin der USB-OTG-Buchse gelegt (das ist der äusserste Pin zum Platinenunterrand hin). Sinnvoll ist es auch, eine Fuse
(oder noch besser Polyfuse) mit 0,5A in die Leitung einzufügen, um auch bei Kurzschlüssen an der USB-Buchse auf der
sicheren Seite zu sein. Direkt an der USB-Buchse wird zur Glättung noch ein 100u/6V Tantal Kondensator von den 5V nach
Masse gelegt. Notwendig ist dann noch der USB-Key-Bootloader von DF8OE aus seinem Github. Seit der
Firmware-Version 219.24 ist der Bootloader im master-Zweig enthalten. Hier noch ein Link zu garantiert funktionierenden
USB Speichersticks. Wie es der Zufall will, haben bei mir fast alle, die ich hier rumliegen habe (und das sind sehr viele!) auf
Anhieb funktioniert - aber andere hatten fast nur "nicht-funktionierende Sticks" zur Hand.
● (UI-04-N-019) Wer seine Konfigurationsdaten und zukünftig erweiterte Daten in einem seriellen EEPROM abspeichern
möchte, bestückt U7 auf der UI-Platine mit einem 24LC1025. Das ist ein 128KB serielles EEPROM, dessen Speicherplatz
auch für zukünftige zusätzliche Firmwarefunktionen wie "Stationstasten" bestens gerüstet ist. Vor dem Einlöten legt man
einen dünnen Draht von Pin8 zu Pin3. Der verwendete EEPROM muss entweder neu sein oder, falls er irgendwo ausgelötet
ist, vor dem Einbau mit einem Programmiergerät komplett mit 0xFF beschrieben werden. Die Autoerkennung setzt voraus,
dass der EEPROM auf allen Speicherstellen ein 0xFF stehen hat! Seit der Firmware 0.219.26.7 wird der serielle EEPROM
von der Firmware unterstützt. Achtung: der von Chris mitgelieferte 24LC01 kann schon seit über einem Jahr die
Konfigurationsdaten nicht speichern da er hoffnungslos zu klein ist. Diesen EEPROM einzubauen ist
kontraproduktiv!
● (UI-04-N-025) Wer zukunftsorientiert ist und jede Menge zusätzliche GPIOs der MCU für andere Erweiterungen gewinnen
will, kann das neuere LCD (nach 01/2015) im SPI-Modus betreiben. Dazu müssen die Widerstände R30...R32 auf dem
ui-Board ausgelötet und drei Drähte verlegt werden: vom gemeinsamen Ende R30/R33 zu LCD Pin 16 (SDO), vom
gemeinsamen Ende R31/R34 zu LCD Pin 17 (SDI) und vom gemeinsamen Ende R32/R35 zu LCD Pin 13 (SCK). Damit ist
der SPI-Bus ans LCD gelegt. Nun müssen noch die Jumper auf der Rückseite des LCD korrekt gesetzt werden: Für
SPI-Betrieb müssen IM0 und IM1 eingelötet sein, IM2 bleibt leer. Durch große Fortschritte in der Firmwareprogrammierung
gibt es keine signifikanten Geschwindigkeitsunterschiede mehr zwischen dem Parallel- und dem SPI-Betrieb.
●
●
(UI-04-N-026) Wer die Touchscreen-Funktionen aktivieren möchte, muss fünf Drähte verlegen und R30...R32 auslöten
(wenn die bestückt sind). Die Pin-Bezeichnungen stehen an der Unterseite des LCD Panels, ich verwende diese
Bezeichungen - die Drähte werden aber auf dem UI-Board selbst verlegt. Die Drähte stören die Funktion des mcHF nicht,
selbst, wenn die Firmware den Touchscreen noch nicht unterstützt! TP_IRQ geht an den Header Pin7 (== PA4 der MCU),
TP_SDO geht an den gemeinsamen Anschluss von R30 und R33, TP_SDI geht an den gemeinsamen Anschluss von R31
und R34, TP_SCK geht an den gemeinsamen Anschluss von R32 und R35 und TP_CS geht an Stift 1 von P8 (== PA9 der
MCU). Ab der testing Firmware 0.219.26.13 wird der Touchscreen unterstützt. Bitte beachtet, dass die roten Drähte NICHT
für die Funktion des Touchscreens notwendig sind. Diese Drähte sind für den Betrieb des LCD im SPI Modus notwendig
(UI-04-N-025). Wenn man die Touchscreen-Modifikation macht, bietet es sich an, diese Modifikation gleich mit zu erledigen.
(RF-04-N-028) Die verwendeten Treibertransistoren haben eine Grenzfrequenz von 300MHz. Bei Betrieb in
Emitterschaltung sind die höheren Bänder bereits von einem Abfall der Verstärkung betroffen. Man kann anstelle der
DXT3150 die baugleichen BFQ18A einsetzen. Die Ausgangsleistung steigt dadurch um 3...6dB an. Auf den unteren
Bändern ist es (je nach ausgeführten anderen Modifikationen) jetzt nicht mehr möglich, im Power-Menü eine kleinere
Ausgangsleistungsleistung als 15W einzustellen. Wer davon betroffen ist, muss im Power-Menü den Punkt "Reduce Power
on Low Bands" aktivieren. Dadurch wird die Verstärkung auf allen Frequenzen kleiner 8MHz um 6dB reduziert.
● (RF-04-N-030) Die kleinen, schwer zu lötenden Puffer-ICs U9, U12 und U13 sind überflüssig - nein - sie verschlechtern
sogar das Phasenverhalten und damit die Funktion des mcHF! Deswegen werden sie nicht bestückt. R19 wird durch einen
0R-Widerstand ersetzt und die Pins 2 und 4 von U9 mit einem Fädeldraht verbunden. Bei U12 und U13 werden jeweils die
Pins 1 und 6 sowie 3 und 4 mit einem Fädeldraht gebrückt. Dadurch werden die Puffer "umgangen".
●
DF8OE, 20.06.2016

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