It is a small transmitter I designed and built for PSK31 operation on the 20m band.

It is based on direct amplitude and phase modulation of the carrier, instead of the usual "audio out over SSB" approach, which would require to build a full SSB transmitter.

At the moment the carrier is generated externally with an HP3325A synthesizer; this drives at +7dBm the LO input of a TFM-2 mixer used reversed: the IF port (working to DC) is the input and is connected with a trick to the PC audio out. The RF port is the output and goes to a chain of 3 linear amplifiers. The circuit ends with an RX/TX relay and a PI low-pass filter.

The modulation signal is baseband and is obtained by patching the PskCore.dll used by WinPSK in order to have the baseband signal at the output. Since the audio board doesn't carry DC (which is required), the output is split in stereo, modulating the positive side on one channel and the negative on the other at a rather high frequency (16 kHz, or 1/3 of the sampling frequency of 48kHz). This allows to reconstruct the baseband signal by rectifiying, filtering and adding the signals from the two audio channels. This is done on the small vertical board.

The baseband signal going to the IF input of the mixer is 0.23V peak max (-2.8dBm), giving an output level around -7dBm on the RF port. Stronger levels would cause unacceptable mixer distortion.

The 1st amplifier stage is a 2N2222A in class A, feedback design (50ohm in and out). This stage amplifies 15dB to +8dBm.

The 2nd amplifier stage is a 2N2219 in class A, feedback design (50ohm in and out). This stage amplifies other 14dB to +22dBm.

The final amplifier stage is an IRF610 in class AB. This stage amplifies 15dB to +37dBm or 5W with good linearity at 12.8V supply for QRP operation. With 13.8V and increased input level, the stage is capable to deliver +39.2dBm or 8.3W, so there is good margin.

A small BJT driven by the PC serial port RTS line drives a DPDT relay. The relay switches power to the transmitter and operates as TX/RX switch. On the RX side, a PIN diode (BA243) is used to better block power to the receiver during transmission.

I have successfully operated this transmitter for the first time on March 5, 2006 using:

• a Sangean ATS909 receiver
• the WinPSK program with modified PskCore.dll
• a very simple antenna: a ~4.5m wire going down from the 3rd floor, manually matched at 14MHz (large metallic structure used as cointerpoise)

Schematics | Modified PskCore.dll

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E' un piccolo trasmettitore che ho progettato e costruito per operare in PSK31 sulla banda dei 20m.

E' basato sulla modulazione diretta in ampiezza e fase della portante, invece del classico approccio che utilizza l'uscita audio del PC collegata ad un trasmettitore SSB, che avrebbe richiesto la costruzione di un intero trasmettitore SSB.

Al momento la portante è fornita dall'esterno da un generatore HP3325A; questo pilota a +7dBm l'ingresso LO di un mixer Mini-Circuits TFM-2 usato alla rovescia: la porta IF (che funziona fino alla DC) è l'ingresso ed è connessa con un trucco alla porta audio del PC. La porta RF è l'uscita e va ad una catena di 3 amplificatori lineari. Il circuito termina con un relè di commutazione TX/RX ed un filtro pigreco passa-basso.

La modulante è un segnale PSK31 in banda base (cioè attorno alla frequenza zero o DC) e non è direttamente ottenibile dall'uscita audio del PC, perché questa non è accoppiata in continua. Per aggirare il problema il segnale è ottenuto utilizzando entrambi i canali di uscita del PC (cioè in modo stereo) e utilizzandone uno per trasmettere i segnali positivi, l'altro per quelli negativi; entrambi sono modulati a 16kHz (1/3 della frequenza di campionamento di 48kHz), rendendo così facile ricostruire il segnale in banda base rettificandoli con segni opposti, filtrandoli e sommandoli. Questo è realizzato nella piccola scheda verticale.

Il segnale in banda base che va all'ingresso IF del mixer è al massimo di 0.23V di picco (-2.8dBm) e dà luogo ad un livello di uscita attorno a -7dBm sulla porta RF. Livelli più alti comporterebbero una eccessiva distorsione del mixer.

Il primo stadio amplificatore è un 2N2222A in classe A in configurazione con feedback (50ohm di impedenza di ingresso e uscita). Questo stadio amplifica 15dB, portando il livello a +8dBm.

Il secondo stadio amplificatore è un 2N2219 in classe A in configurazione con feedback (50ohm di impedenza di ingresso e uscita). Questo stadio amplifica altri 14dB, portando il livello a +22dBm.

L'amplificatore finale è un mosfet IRF610 in classe AB. Questo stadio amplifica 15dB e, alimentato a 12.8V, fornisce +37dBm o 5W in antenna, adatti ad operare in QRP. Con 13.8V di alimentazione ed un livello di ingresso più elevato, lo stadio arriva ad erogare +39.2dBm o 8.3W ancora con buona linearità.

La commutazione di antenna è gestita mediante la linea RTS della porta seriale del PC (modalità supportata da WinPsk). Questa pilota un transitor di piccola potenza che comanda un relè a doppio scambio. Il relè fornisce l'alimentazione al trasmettitore e funziona da commutatore TX/RX. Sul lato RX, un diodo PIN (BA243) è utilizzato per migliorare l'isolamento del ricevitore durante la trasmissione.

Ho effettuato con successo il mio primo QSO con questo trasmettitore il 5 Marzo 2006 utilizzando:

• un radioricevitore Sangean ATS909
• il programma WinPSK con la PskCore.dll modificata
• un'antenna molto semplice: circa 4.5m di filo che scendono da un poggiolo al terzo piano, adattati manualmente sui 14MHz. Il contrappeso era una ampia struttura metallica.

Schemi | PskCore.dll modificata

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