Pixie in der Streichholzschachtel

Pixie 2

oder wie kommt der Kobold in die Streichholzschachtel?

Von Wolfgang, DL4WO – veröffenlicht am 11.7.2016

Als im vorigen Jahr (2015) einige OMs unseres OV beschlossen, den Bausatz „Miss Mosquita“ von QRP-Projekt aufzubauen, schlug Fritz, DG4DTL als minimalistische Alternative dazu den 1-Transistor-TRX „Gnat40“ vor [1].

Die wenigen Bauelemente waren schnell besorgt und eine Platine ebenso schnell entworfen. Leider bekam ich den TRX nicht zum Funktionieren. Ich legte alles zur Seite und widmete die langen Winterabende dem Bau einer PA für 4 m. Christian, DL9NL entwarf dafür den prozessorgesteuerten Controller.

Leider war das vergeudete Zeit! Das Verteidigungsministerium gab das erhoffte Band nicht frei.

Im Funkamateur 5/2016 fand ich dann einen 40-m-QRP-TRX aus China für wenige Euro [2]. Ich bestellte zwei Bausätze für Gerhard, DG2VE und für mich.

Pixie mit modifiziertem TPF

Schnell war der erste „Pixie“ (deutsch: Kobold) aufgebaut – aber es war nichts zu hören. Mit dem Oszillographen wurde schließlich die Diagnose gestellt: NF-Schaltkreis LM386 defekt. Nach dem Auswechseln funktionierte alles.

Wer Zugriff auf einen 3D-Drucker hat, kann den Pixie mit diesen Files [4] in ein maßgescheidertes Gehäuse verpacken.

Mit den in der PA getesteten Transistoren wurden maximal 750 mW bei 12 V erzielt -> mit einem BSY34.

Modifikationen: Zur Erhöhung der NF-Verstärkung wurde die in [3] angegebenen Änderungen umgesetzt:  CP2 auf 47 µF vergrößern, vom Pin 8 des LM386 trennen und über 4,7 Ω an Masse legen. Der Verstärkungszuwachs war beeindruckend.

Der Frequenzgang wurde mit einem 100 nF von Pin 7 gegen Masse verbessert. Um einer evtl. Schwingneigung bei sehr niederohmigen Kopfhörern entgegen zu wirken, wurde CP4 auf 47 µF erhöht. Der zweite „Pixie“ funktionierte auf Anhieb.

Das Pi-Filter des Pixie dämpft die Oberwellen nur mäßig. Dies läßt sich verbessern, wenn die Längsinduktivität der Chebyshev Tiefpass-Konfiguration durch einen Serienschwingkreis ersetzt wird und damit in ein Cauerfilter umgewandelt wird, das eine zusätzliche Polstelle bei 14 MHz hat. Dazu werden L2 auf 0,87 µH verkleinert und 150 pF parallel geschaltet. 0,87 µH erhält man durch die Parallelsschaltung von 1 µH und 6,8 µH. Die mit „RF-Sim“ errechneten Werte bestätigten sich in den Messungen.

Durchlasskurve (S21) des Ausgangsfilters. Bei 14,0 MHz beträgt die Dämpfung der ersten Oberwelle gerade einmal 6,5 dB
Nebenwellen-Spektrum ohne Modifikation. Die erste Oberwelle bei 14 Mhz liegt nur 20dB unter dem Nutzsignal (Messung mit 50 dB Dämpfungsglied). Ausgangsleistung 24dBm ^ 250mW
Mit der beschriebenen Modifikation des Pi-Filters ist die Dämpfung der zweiten Oberwelle bei 21 MHz immer noch  über 30 dB
Die TPF-Modifikation führt zu einer deutlichen Verbesserung:
Die erste Oberwelle ist gegenüber dem  Nutzsignal um mehr als 50dB abgeschwächt.

Mir war aber der TRX viel zu groß und ich löte nicht gern „Löcher zu“. Deshalb entwarf ich ein SMD-Layout für eine kleine Platine, die in eine Streichholzschachtel passt. Mit dem Laser-Drucker der Klubstation wurde das Layout auf Reichelt-Katalog-Papier ausgedruckt, dann aufgebügelt und schließlich geätzt. Im Bestückungsaufdruck ist ein 0 Ω Widerstand (R0) vorgesehen, der bei einer einseitig kaschierten Platine die Masseverbindung herstellt. Bei einer zweiseitigen Platine kann dieser durch Durchkontaktierungen ersetzt werden.

Es geht aber noch kleiner

Schaltung des Pixie mit allen Modifikationen
Fertig bestückte Platine.
Komplette betriebsbereite Station in der Streichholzschachtel mit eingebauter Morsetaste aus einer Büroklammer und einer Pin-Nadel
Screenshot des QSOs (aufgenommen von DD7NT mit Spectrum-Lab). Die dekodierten CW-Zeichen sind  am unteren Rand zu erkennen.

Das erste QSO wurde mit Matthias, DD7NT am Kelemen-Dipol der Klubstation gefahren. Ich hörte ihn mit „gefühlten“ 559 und er mich mit 539.

Die Mini-Pixie-Bauteileliste kann man hier downloaden, das Platinenlayout steht hier zu Verfügung.

Es geht bestimmt noch einfacher und kleiner…

Pläne hab ich schon…

73 + 55 de Wolfgang, DL4WO

Literatur

[1] http://www.home.earthlink.net/~christrask/Gnat%2040.pdf

[2] Meyer, I. Pixie aus China QRP-QTC Funkamateur 5/16 S.493

[3] Kürschner,U., DL7UWE Änderungen am Pixie – kleine Ursache große Wirkung:

QRP-Report 13(2009) H.1. S 6-8

[4] http://www.thingiverse.com/thing:870586

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