Forse questa pagina puo' apparire un po' anacronistica. La radio in questione è maggiorenne da un pezzo ma la ritengo a tutt' oggi ancora molto valida anche se non ha 1000 memorie, il cluster integrato, l'accesso a D-STAR ed il frontale multicolore. Anzi credo che dopo questa modifica sia molto piu' valida di qualsiasi altro apparato in VHF attualmente in commercio. Di questi apparati ce ne sono ancora molti contando anche i 221R e questa soluzione li trasforma in vere macchine da contest...HI!!!

Il ricetrasmettitore all mode per la gamma dei 144MHz, FT225RD, credo sia stato immesso sul mercato agli inizi degli anni 80 dalla YAESU. Sostituiva l'altrettanto famoso FT221R. A livello circuitale tra i due apparati le differenze sono minime, tante' vero che alcune schede sono identiche per entrambi. La particolarita' di questi apparati, e' che i vari circuiti sono stati costruiti su schede separate, innestate in una simil mother board, come si usava fino a poco tempo fa con i personal computer. Questa caratteristica si presta molto ad effettuare modifiche circuitali, cosa non piu' possibile negli apparati di ultima generazione.

 La tecnologia di circa 30 anni fa, pero', mostra tutti i suoi limiti quando si vuole usare questo apparato in condizioni di banda affollata come nel caso di un contest o una apertura di Esporadico. Infatti sia il front-end originale, come il primo mixer, montano dei vetusti 3SK51, mosfet a doppio gate in case metallico. Inoltre, vi sono delle soluzioni di progetto che danno qualche problema sopratutto come aumento figura di rumore del ricevitore. L'idea della YAESU credo fosse quella di avere il filtro d'ingresso ed il filtro prima del mixer sintonizzabili tramite diodi varicap. Purtroppo questa soluzione, oltre a essere poco efficace, introduce molto rumore sul primo stadio. Infatti il soffio che si ascolta nella radio in versione originale e' molto forte e fastidioso. L'uso del mosfet come mixer poi, ha il grosso problema che satura velocemente, in pratica ha una dinamica molto limitata con conseguenti problemi di intermodulazione. Anche il primo stadio soffre dello stesso problema. Di modifiche suggerite per migliorare le prestazioni di questo apparato, non solo in ricezione, ce ne sono molte e se ne trovano parecchie su internet. Risolvono molti problemini anche nella parte di trasmissione, migliorando la dinamica del trasmettitore e sopratutto il fastidioso effetto "click" in telegrafia ma, sono solo un palliativo per la parte ricevente dato che nessuna prevede la sostituzione del mixer. In ogni caso, vi invito a leggere ed usare le modifiche descritte da Leif SM5BSZ sul suo sito. La MUTEK Ltd inglese ha avuto un'idea piu' radicale: ha rifatto in toto la scheda del front-end con caratteristiche molto superiori all'originale. Infatti questa scheda, molto conosciuta ed apprezzata, montava un mosfet piu' moderno come primo stadio ,un 3SK88, un mixer passivo da +7dBm di OL e migliorava le prestazioni della parte di media a 10.7MHz. Purtroppo pero', questa scheda, oltre a costare un sacco di palanche, e' letteralmente introvabile. La MUTEK esiste ancora ma non la produce piu' da tempo. Volendo comunque migliorare le prestazioni del mio RTX, ho pensato di ridisegnare lo schema Mutek usando componenti piu' moderni almeno per la parte a 144MHz.

Lo schema e' visibile sopra. Una veloce descrizione e' d'obbligo. L'ingresso del ricevitore ,Pin5 della scheda, dopo un piccolo tratto su cavetto coassiale a 50ohm avviene su una bobina in aria di 5 spire con presa alla prima spira dal lato massa, ed entra in un ATF54143 ephent della Avago ad alta dinamica. Questo componente necessita di bias di gate positivo, ed ha una dinamica molto buona oltre che una nF molto bassa. La figura di rumore si aggira attorno al dB mentre il guadagno e' di circa 25dB. L'alimentazione di questo stadio viene prelevata da un 78L05 attraverso una bobina tipo BV5061 che provvede anche all'accordo di drain. Segue un filtro a 3 celle ed un altro stadio amplificatore con un MMIC ERA5SM sulla prima versione poi ho messo un MGA62563 della Avago per avere una migliore dinamica. Il filtro e' composto da 3 bobine Neosid 5061-00. Si possono anche usare il modello Neosid 5118-00 che in realta' sono filtri ad elica, ma in questo caso cambiano i valori delle capacita in parallelo. In fase di taratura occorre agire prima sulla bobina centrale per centrare il filtro, poi si agisce sulle altre due.  La prima bobina ha una taratura molto blanda dato che e' caricata dal ephemt. Attenzione ai nuclei di ferrite che sono molto delicati e si rompono con estrema facilita.

L'immagine sopra e' la stampa della curva della parte a 144MHz dall'ingresso antenna fino all'ingresso del mixer. Il guadagno totale e' di 40dB, larghezza di banda a -3dB circa 10MHz, la P1b e' +19dBm e la IP3 e' +29dBm. Sotto la stampa della prova a 2 toni. I segnali sono distanti tra loro 25KHz e la loro ampiezza , all'ingresso del ricevitore e' di -30dBm. La IMD e' -42,5 dB.

 

L'oscillatore locale, entra dal Pin17 e viene amplificato da un BFG196 che provvede a portare dai 5dBm fino a 22 - 23dBm dentro il mixer nel caso si voglia montare un RAY1 da +23dBm mentre se si vuole montare un mixer con una dinamica minore, ad esempio un SRA1H da +17dBm occorre inserire le resistenze che compongono l'attenuatore sull'ingresso del mixer. A mio avviso un mixer da +17dBm e' piu' che sufficiente per avere un ottimo ricevitore senza spendere una cifra folle per un RAY1. In uscita dal BFG196 c'e' un filtro passabasso che pulisce il segnale dell'OL prima di iniettarlo nel mixer. Sotto la stampa del segnale dell'oscillatore locale. Il range dell'OL e' da 133,3MHz a 137.3MHz. La bobina sul collettore del BFG196 puo' anche essere un induttanza fissa da 1uH. Serve principalmente come blocco per la RF.

L'uscita IF dal mixer passa in un diplexer che pulisce il segnale di prodotti del mixer non desiderati, e viene amplificato da un BF998. I  trasformatori di media frequenza utilizzati sono del tipo con nucleo NERO. Esistono dei modelli di MF con il condensatore. Il condensatore va tolto nel trasformatore montato dopo il mixer e sul primo mosfet perche' di valore troppo elevato. Va poi aggiunto il condensatore all'esterno da 39pF. Dopo il primo stadio amplificatore, segue il filtro a quarzo da +/-7,5KHz centrato a 10,7MHz. Ho previsto il montaggio di diversi modelli di filtro. Nel mio prototipo ho montato due filtri 10M15A in serie. Il 10M15A e' un filtro centrato a 10,7MHz a 2 poli da +/-7,5KHz. Per aumentare la ripidita' dei fronti di solito se ne montano 2 in serie. Il contenitore di questo filtro e' del  tipo HC49 a tre piedini. Esiste anche il modello 10M15D a 8 poli con contenitore quadrato a 4 pin e puo' essere montato su questa scheda. Attenzione perche esistono dei filtri centrati a 10.695KHz come il modello 10M4D ad esempio, che veniva montato nei CB,  e non vanno bene per questa scheda perche' la parte USB rimarebbe su un lato del filtro. I filtri di questo tipo hanno solitamente delle impedenze piuttosto elevate. Nel mio caso il filtro ha una impedenza di 3 kohm//2pF (// in parallelo). Per caricare correttamente il filtro ho messo prima e dopo 1 resistenza da 3k3 verso massa e poichè i mosfet hanno una impedenza di Drain e di Gate molto piu' alta a 10,7MHz, il filtro "vedrà" come impedenza il valore della resistenza.   Dopo il filtro il segnale prende due strade distinte con altrettanti stadi amplificatori a mosfet. Uno va al discriminatore FM e l'altro va al demodulatore SSB/CW . La tensione dell'AGC applicata al pin n.2,  agisce solo sui mosfet della media frequenza. Il valore di questa tensione e', dopo i diodi in serie, di 3,82V e scende fino a circa 0,55V quando si raggiunge un valore di -50dBm all'ingresso antenna. In questo modo i mosfet hanno un guadagno molto limitato e non saturano. Se il segnale all'ingresso aumenta ancora la tensione di agc rimane a costante a 0,55V. La saturazione dell'ingresso arriva con un segnale di -16dBm sull'ingresso antenna. La tensione di 7V del Noise Blanker entra al pin 15, agisce solo sul ramo di media frequenza SSB tramite il diodo pin D1. La scheda viene alimentata dal pin 3 a 13,5V e consuma circa 250mA totali. Gli stadi in ingresso e relativi stabilizzatori di tensione assieme al BFG196, sviluppano un discreto calore dato che la maggior parte della corrente viene assorbita da loro. Nello specifico I primi 2 stadi consumano 60 - 65mA cadauno, mentre, il BFG196 assorbe circa 90mA.  

Le due immagini sopra mostrano la versione definitiva realizzata. Ho schermato la parte d'ingresso del front-end per renderlo il piu' immune possibile. Anche dal lato saldature conviene mettere un lamierino sopra il tratto di pista che collega l'elica d'ingresso ai trimmer capacitivi. L'elica e' costruita con filo di rame argentato da 1,5 - 2mm avvolgendo 5 spire su un diametro di 10mm e tirandola in modo che diventi circa 25mm. Va poi saldato un reoforo esattamente sulla prima spira. Per la taratura e' bene avere a disposizione un analizzatore di spettro col tracking. Conviene procedere per gradi, prima si tara la parte a 144MHz iniettando il segnale dal tracking con un livello di -50dBm, sulla presa antenna e prelevandolo sul ingresso del mixer, meglio se il mixer non e' montato, si agisce sui trimmer capacitivi e sulle bobine in modo da ottenere una curva simile a quella presentata sopra. Il trimmer resistivo da 1Kohm determina il punto di lavoro ottimale del primo stadio. La taratura consiste nel portare l'assorbimento del ephemt a 60 - 65mA andando a leggere la caduta di tensione sulla resistenza R5 da 8,2ohm. Avendo a disposizione un Noise Figure meter si puo' ottimizzare tutto per il minimo rumore, agendo principalmente sui due compensatori d'ingresso e sul trimmer resistivo. A questo punto diventa quasi indispensabile avere la scheda montata sul 225 perché servono i segnali dell' OL e le varie tensioni di funzionamento. Occorre farsi una prolunga per avere la scheda a portata di mano. Io ho usato il pettine di un circuito vuoto e con dei fili ho portato su tutti i segnali che mi occorrevano Una volta fatto, si può montare il mixer, si collegano tutti fili sulle piazzole appositamente lasciate aperte (notare nell'immagine lato componenti, le piazzole), occorre montare anche il cavetto coassiale da 50 ohm che dal pettine porta il segnale d'ingresso al front-end (cavetto bianco nell'immagine sopra) e si avrà una situazione simile a questa: (per i segnali di OL e RF mettere dei cavetti schermati a 50ohm)

  

Ora si può inserire la scheda vuota nel pettine del 225 e si appoggia la scheda da tarare sopra all'apparato avendo avuto la cura di mettere un foglio di materiale isolante sotto e si può comodamente continuare il lavoro. ATTENZIONE che occorre fare la modifica sul pettine del 225 spiegata sotto per poter far funzionare la scheda. Sull'uscita a 10.7MHz SSB collegare un cavetto schermato che andrà poi all'analizzatore di spettro. Con un generatore RF sintonizzare una frequenza es 144.200 e impostare il livello RF a -50dBm. Collegarlo alla presa antenna, portare anche la sintonia della radio sulla stessa frequenza e sull'analisi di spettro deve apparire il segnale a 10,7 MHz. Agendo sui trasformatori di MF si portera il livello il piu alto possibile. La differenza tra segnale generato e quello letto deve essere di circa 40dB. Ora la scheda e' pronta per essere montata definitivamente nel rinnovato 225.

Attualmente sto testando il nuovo front-end sul mio FT225. La senzazione e' molto buona. Il soffio si e' ridotto moltissimo e da la senzazione di antenna scollegata. I segnali, sopratutto quelli molto deboli sono molto piu' comprensibili. Non ho ancora avuto modo di provare con segnali molto forti e vicini. Per il momento sono soddisfatto del lavoro eseguito ma e' ancora tutto in evoluzione. Ad esempio stavo pensando di rendere escludibile il secondo amplificatore con dei rele oppure di inserire un attenuatore in ingresso comandabile dal tastino sul frontale dell'apparato.

Per poter montare la scheda sull'apparato, occorre effettuare una piccola modifica sul FT225 per portare i 13,5V necessari al funzionamento sul pin 3 del connettore che alloggera' il front-end. La modifica e' molto semplice: Togliere il ed isolare il filo originariamente collegato al pin 3 del connettore sotto la RF UNIT. Individuare il pin 18 (9B nel service manual) della connettore sotto la SSB IF UNIT e portare con un filo i 13,5V dal pin 18 al pin 3 precedentemente menzionato. Questa tensione e' presente solo in RX mentre in TX va a 0V. Il front-end proposto puo' essere montato anche sull FT221R.

Schema elettrico in formato PDF ed elenco componenti li potete scaricare cliccando sui link.

A richiesta fornisco i files gerber per la realizzazione del pcb a chi si vuol cimentare nella costruzione.