Odpověď Hanse na poruchy AMS1117 a co s "vypálenou deskou"?

Hans G0UPL odpověděl na mé upozornění, že jsem další obětí něčeho kolem AMS1117 a že nevím, kde jsem udělal chybu. Hans je solidním HAMem a jeho stavebnice mi opravdu přinesly mnoho radostí. Chápu, že u stavebnic nelze mluvit o nějaké záruce. Jeho odpověď mne celkem uspokojila. Píše:

Hello Milan

The AMS1117 datasheet is quite clear explicitly, that a reverse diode is NOT a requirement, except in rather extreme situations where there is an output capacitance of 1000uF or later, AND the input is crow-barred. In the QCX-mini the output capacitance is less than this and D33 prevents any possibility of crowbarred input voltage so this cannot happen and a reverse diode is therefore not needed. 

In my experiments I found that a 10uF input capacitance DOES solve the problem at power-up, I was not able to destroy the AMS1117 with a 10uF capacitor connected (electrolytic or tantalum). 

The remaining problem is still that even a momentary short circuit of the 5V rail is evidently enough to risk killing the AMS1117, and that even worse, when it does die it shorts input to output and that takes out everything downstream of it. 

Probably the AMS1117 is OK in some circumstances but I think not a nice device for use in the QCX-mini. From batch 2 onwards I have changed it to 78M05. 

73 Hans G0UPL
http://qrp-labs.com

Zkrátka nad problémem se včas zamýšlel. Plně důvěřoval datasheetu obvodu a následně ve versi REV1 problém za pomoci 78M05 odstranil. A co já? No stálo mne to dost sil, abych v závěru "utrhl tišťák při výměně SI5351A (moje chyba). Mám takovou vlastnost, že mne pak nějaké dobastlování přestane bavit. Hans dokonce připravil náhradní díl.

http://shop.qrp-labs.com/SPAREPARTS/qcxmpcb2

No určitě mne cca 1233Kč za toto kompletní řešení problému, nezavede do chudobince. Zbytek, jako krabička, displej a ovládací destička, použiju z původního zařízení. Současně jsem získal určité zkušenosti s pájením součástek s roztečí nožiček 0,79375 mm. Chce to malinko jiné vybavení, než které jsem použil. Zkrátka vztek odešel a těším se na reinkarnaci QCX mini.
Závodění s dvouknoflíkovými TCVR (pohled na QCX mini v závodě - učební texty Střední odborné školy telegrafní)



Četl jsem si diskusní fórum pro TCVR micro SDX. Většina příspěvků je tvořena "nezávodníky", kteří většinou mluví víc než jak by měli přemýšlet. Jeden hrdina tam na youtube ukazoval, jak mu jeho výtvor nádherně poslouchá. Na první pohled však odhalil vše o této geniální hračce. Zkrátka malý DR, malé potlačení nežádoucího postranního pásma a různé "nestability" v poslechu. Jedna RK9 stanice na to reagovala dosti tvrdě. "To má být ukázka čeho?", byl jeho dotaz. A pokračoval: "Prošel jsem plno nahrávek micro SDX a žádná není dobrá. Vždy jsou slyšet parazitní příjmy, špatný filtr atd.". Jeho závěr asi šokoval i PE1NNZ. "Proč vyvíjíte něco, co zkrátka ani nemůže být dobré. Srovnejte si to s originálem QCX, který hraje o 100 procent lépe". A k tomuto příspěvku dal do vínku nahrávku QCX. Myslím, že rozdíl v příjmu by poznal i můj vnuk, který chodí do 2. třídy. Ačkoliv v poslední době moc východní stanice nemusím, toto však byly věty, které bych klidně řekl i já. Několikrát jsem i s Guidem na toto téma diskutoval. Vždy to však skončilo stejně a to tím, že Guido diskusi utnul. Přitom na micro SDX se muselo už udělat tolik práce.... Ten TCVR miluji jako vysílací krystalku a taky jsem tak tento TCVR nazval. Bohužel z různých důvodů se s tím závodit moc nedá. Snad jen pro zábavu a to snad jako ve smyslu vyplňování křížovky bez tužky (to je pak mistrovská práce).
    No dobře. A co QCX mini? Vždyť je to TCVR za 55 USD? Kvalitní TCVR stojí snad 100x více. Čím je daná kvalita toho drahého TCVR? Kdysi jsem poslouchal názor odborníka a to Jirky OK2RZ. Tomu určitě nemůžeme vytýkat to, že tomu nerozumí. Dodnes používá laciného TCVR TS480 a když se ho ptám, proč to neupgraduje na něco modernějšího, pak mi řekl zajímavou větu. Víš čím větší dražší a větší bedna, tak v ní musí být plno nejmodernější elektroniky. Devadesát procent toho, co to umí a dá se nastavovat, tak to vůbec nepotřebuji. No jsou to kacířská, ale z mého pohledu, pravdivá slova. Přemýšlel jsem nad tím, jak by asi dopadl QCX v nějakém závodě. Pro QRP závody výhradně používám KX3. Co kdybych si tedy nějaký závod odjel na QCX mini? Kolika těch tlačítek na KX3 používám? Potřebuji "mršit" svůj příjem nějakým NR, NB, Shiftem atd.? Svým žákům vždy říkám základní pravidlo pro závodění. Zatlum rádio na vstupu jak to maximálně jde, vypni všechny možné DSP voloviny a používej jen knoflíku hlasitosti a RITu. A co nějaké nastavování filtrů? QCX mini má analogový filtr na nízkošumových OZ. V žádném případě si nehraje na koeficient pravoúhlosti filtru. Přesto ta rozšláplá brambora s šíří v oblasti -6dB je široká cca 200Hz a má jednu obrovskou výhodu oproti geniálním filtrům obdélníkového tvaru. Když se někdo přesně nenaladí, tak ho slyším. U obdélníkového filtru mi však uteče a já o něm nevím. Ale pojďme si projet filtr QCX mini jen tak na ucho.

Filtr QCX mini.mp3

Když jsem ho nastavoval, tak jsem mu vrchol tentokrát neudělal někde v oblasti 400Hz (jak je mým zvykem - muzikanti vědí proč), ale právě z hlediska snahy slyšet i ty stanice "trošku vedle", jsem ho naladil někde kolem asi 530 Hz. Je to do závodu výhodnější. No dobře, ale QCX mini přeci nemůže dosahovat kvality KX3. Vždyť před drahnými lety KX3 vedla tabulky pana Sherwooda a i dnes je ještě v čele. No co je to intermodulační produkt asi vědí všichni. Zkrátka vlivem své nedokonalosti nám některé signály z pásma generují něco, co ve sluchátkách slyšíme, ale ono to tam ve skutečnosti není. Ale KX3 používá stejného QSD směšovače jako QCX mini. Liší se to pak již jen tím, že QCX mini má analogový filtr, kdežto KX3 používá k dosažení stejného efektu moderní výpočetní výkon 32 bit procesoru. Ale pojďme se vykašlat na teorie a poslechněme si, jak se s dvouknoflíkovým rádiem závodí. Pro své žáky uveřejňuji výpis z deníku, aby mohli sledovat na papíře to, co bude ve sluchátkách. Určitě tam budou i nějaké chyby, omlouvám se. Snad si všimněte ještě jednoho efektu. QCX mini nemá AVC. Tedy poslech je z tohoto hlediska "syrový" a trhá to uši. Bohužel jsem tentokrát nepoužil sluchátka Heil, které mají paralelně ke sluchátkům dvojici diod, která chrání a omezuje. Kupodivu tato ochrana je velice dobrá, na rozdíl od antiparalelně zapojených diod v záporné vazbě OZ (to nikdy nepoužívejte). Ale pojďme si zazávodit. Nejprve jsem s výkonem 3W zkusil mód RUN. Možná si někdo z Vás všiml, že v moderní době skimmerů již výhradní mód RUN nevede k jasnému vítězství. Proto i závody typu Sprint, nemají v současné době smyslu a jsou stále více nudnější. Zkrátka v současné době bez módu S&P již nelze lehce závod vyhrát.

Deník ze závodu

QCX mini RUN.mp3

Dále jsem zkusil i nahrávku v módu S&P, ale ačkoliv QCX mini má CAT, tak zde jsem to neměl zapnuté a ladil jsem normálně kolečkem (na základě údajů ze skimmerů).

QCX mini S&P.mp3

Tak a co tím autor chtěl říci? No, že i na zařízení za 55 USD, které jste si sestavili vlastníma rukama, se dá docela hezky závodit. A vo tom to je HI.

Znásilnění QCX mini 40m pro pásmo 60m

Stavebnice QCX mají fantastický poměr cena/výkon. Zkrátka za cenu cca 53 USD (bez krabičky), si postavíte CW TCVR, který svými parametry může konkurovat i větším profi TCVR, za ceny řádově 10x vyššími. Pochopitelně na tom můžete hledat "mouchy". Nemá to AVC, nová verse QCX mini má málo odolný klíč při špatně přizpůsobené anténě (to jsem zjistil až na sotách) atd. Na druhou stranu však je díky QSD směšovači rádio fantasticky odolné, s perfektně nastaveným CW analogovým filtrem. Vnitřní SW Atmegy 328 obsahuje mnoho velice příjemných funkcí. Určitě každého z Vás napadla myšlenka, proč Hans nevyrábí třeba 2 pásmovou versi. Nebylo by to tak složité. Plno "vylepšovatelů" vymýšlelo různé úpravy, aby na tento CW TCVR bylo možno poslouchat i SSB signál. Z vlastní zkušenosti mohu říci, že s Hansem se divně komunikuje. Vždy odpoví, ale moc nepomůže HI. A tak mu vysvětlovat, že jeho klíč "zakopává" atd. je téměř nemožné. V poslední versi 1.07A tvrdí, že  všechny problémy klíče byly odstraněny. Bohužel to není pravda a ten klíč "zakopává" znovu, ale podstatně méně často. K tomu se u QCX mini přiřadila porucha nefunkčnosti klíče, při špatně vyladěných anténách, případně při používání PA. Pravděpodobně leze VF do vstupu klíčovače a bude stačit nějaké blokování. Bohužel jsem se k eliminaci této poruchy ještě nedostal. Nemohl jsem však kvůli tomu na Sotách používat PA (od QRP labs). Známý konstruktér Franta OK1NOF, se nechal touto stavebnicí inspirovat a vyrobil QCX v provedení ALL band. Franta navrhl kompletní nové plošné desky a provedl přepínání LPF filrů. Bohužel ve firmwaru je ladění VFO provedeno naschvál s krokem 1kHz. Pokud bychom chtěli tedy přelaďovat z 3500 kHz na 28000 kHz, tak se ucvakáme. To zkrátka nejde. Jde to pouze továrním resetem, kde se nás pak TCVR zeptá, na který band to bude. Bohužel po tomto resetu se smažou i veškerá nastavení hodin, přednastavených pamětí, kmitočtů atd.
    Franta OK1NOF si však všiml jedné věci a to toho, že po ztrátě napájení (vypnutí) si software uloží do flash i poslední naladěný kmitočet. Franta pak dokázal pomocí tohoto jevu přepínat lehce QCX na libovolný band. Jak na to?

Příklad:
V TCVR máme nastaveno ve VFO A i VFO B např. stejný kmitočet a to např. 7020 kHz. Tento kmitočet chceme změnit na např. 5353,5 kHz (pásmo 60m).
Postup změny:





Napadla mne i myšlenka, zda na LPF v originále naladěné pro pásmo 40m (se zlomovým kmitočtem asi někde kolem 8MHz), nelze zavysílat i v pásmu 60m. Jak to dopadlo?



Tak toto je originál analýza FFT. Vertikálně je jeden dílek 10 dB. Tedy potlačení 2. harmonické cca 40dB.



Toto platí při naladění do pásma 60m a vysílání s propustí 40m. Pokud můj osciloskop měří dobře (moc tomu nevěřím), pak potlačení se zlepšilo.
Pochopitelně největším problémem je teď to, že jednoduchý laděný obvod na vstupu je naladěn do pásma 40m. Chtělo by to malý přepínač a v pásmu 60m přiřadit paralelní malou kapacitu. Přesto jsem však s tím krásně udělal spojení a díky ploché charakteristice vstupu, zeslabení příjmu nebylo tak drastické. Tedy hurráá, za jedny peníze jsem schopen vysílat na dvou pásmech.

Další úprava QCX mini, podle G0UPL

Hans na svém webu reaguje na připomínky k použití lineárního potenciometru u QCX (QCX+, QCX mini). Karel OK1JRU jeho úpravu odzkoušel a doporučil mi ji. Jedná se vlastně jen o jakousi "pseudo" logaritmizaci průběhu potenciometru hlasitosti. Zkrátka v části nízké hlasitosti dostaneme daleko větší úhel, než to bylo v originále. Stačí jen mezi běžec potenciometru a zem připojit pomocný rezistor cca 1K. U QCX mini jsem použil řadu 0805 a připájel jsem to podle obrázku.

Úprava TCVR QCX mini

Současné podmínky jsou velice špatné. Na pásmu je možné zaslechnout i takové věty, jako že to hamové za posledních 50 roků nepamatují. Ještě v době minulého maxima sluneční činnosti, bylo naprosto běžné vylézt na kopec a dát výzvu "CQ SOTA". Většinou se okamžitě spustil nevídaný pile up. A dnes? Bez sebeanonce to nejde. Někdy máte pocit, že se Vám někde něco muselo v TCVR ulomit. Nehraje to, je to slabé, stále se někdo dotazuje na Vaší značku... Co s tím? Jsou dvě možnosti, jak si vylepšit sotování. Buď si počkat ještě pár let na zlepšení podmínek (pro většinu Hamů narozených v 50 letech pravděpodobně poslední sluneční maximum (platí i pro mne sri)). Případně něco udělat, abychom byli slyšeni. Vylepšovat anténu asi moc nejde a tak nejrozumnější způsob je použít nějaký PA. Jsem všeobecně znám svým přístupem k velikým výkonům. Vymyslel jsem si i téměř dokonalý systém poznávání. A tak mi např. někdy vychází, že se svými 100W nemohu konkurovat stanicím s KW (např. v Holickém poháru 2021). Nebo mých 5W v OK QRP je skutečně málo, oproti ilegálním 18W (to mi vyšlo výpočtem) vítěze. Někdy to zamrzí, ale bohužel...co s tím? Zkrátka pojem Gentleman se trošku mění v pojem "lepší lhář".
    Tedy, pokud mám být slyšen i ze sot, pak je nutné si k tomu vytvořit podmínky. Zde pochopitelně největší omezení je ve velikosti nutné baterie. Abych se mnoho nenadřel, domnívám se, že ideální PA stupeň na soty, by neměl odebírat více než 3A. Tedy výstupní výkon někde kolem 20W. V mém věku mi už dělá nesmírné problémy, něco v paneláku mechanicky vyrábět. Naštěstí mám bráchu OK1USP, který mi vše vyrobí. Zde jsem však zvolil jinou cestu a to cestu stavebnice.

http://shop.qrp-labs.com/50wpa

Není to až tak drahé a hlavně se to dá koupit i s krabičkou. Na stole to pak vypadá skutečně dobře.



Hans trošku šetřil a tak jeho tranzistory IRF510 nejsou moc vhodné. Jsou trošku línější a aby z toho něco lezlo, pak je potřeba zvednout napájecí napětí.


Zkusil jsem i nějaké jiné, ale chlazení je zde dost bídné a skutečně daný chladič není schopen při 50W out tu krabičku uchladit. Zde zase veliké upozornění. Čínské PA tranzistory jsou většinou šrot. Nemá cenu to kupovat, zvláště, pokud cena je líbivě nízká. Případně to hned rozřízněte a podívejte se na čip, který porovnejte s originálem.  Budete se nesmírně divit. Typický podvod je třeba transistor RD16.
    Tedy skutečně tento PA je dobré provozovat tak do 30W out. Výše uvedený graf platí. Také je dobré se zamyslet nad LPF v PA. Sám to mám navržené tak, že PA pracuje bez problému pro pásma 60m a 40m. 80m band už má málo potlačenou 2. harmonickou, ale v nouzi je to použitelné. (Snad časem doplním vypínač a budu připínat další kapacity)
    Na letošním RAHu jsem se tedy těšil, jak budeme s tímto PA a se 20W out bouřit v éteru. Bohužel jsem si vše nevyzkoušel předem a tak první křest byl až na Šumavě. Zkrátka s tím nešlo klíčovat. Vypadalo to, jakoby byl vakl na pádlu. Pokud se však PA vyhodil, už to bylo v pořádku. Bylo mi jasné, že problém bude asi někde s VF, která ovlivňuje procesor. Rozpadala se i kmitočtová syntéza. Teprve doma jsem si všiml, že Hans neošetřil vstupy pro pádlo a nemá je blokované kapacitou k zemi. Oprava pak byla celkem jednoduchá.



Dva 1nF kondenzátory přidané paralelně k pádlu a na zem. Resumé - vše vyřešeno a to k plné spokojenosti. Vřele doporučuji provést u všech konstrukcí QCX.

DODATEK:

Požádal jsem Hanse, ať blokovací kondenzátory doplní do dalších sérií desk PS. Protože nikdo z nás nevidí do programu firmware, musí problém najít vždy autor. Nakonec Hans vše našel a vysvětlil. Blokovací kondenzátory do desek přidá.

Hi Milan

Thanks for the info. 

Yes I think you are right, and it will be no problem to add these two 1nF capacitors to the design. I will do it in the next PCB revision. 

In QCX-mini the GPS shares the same processor pins as the paddle inputs. GPS should only be connected during WSPR operation or calibration. However some people forgot this and then keyed the TX with the GPS accidentally, resulting in 90% duty cycle transmission and if they had no dummy load or antenna connected, they could fry their transistors apparently. To fix this I put in a detection algorithm which disables the RF output if it detects rapid transitions on the keying signal (assuming that it is 9600-baud GPS serial data). 

So I suspect this feature is switching off the QCX-mini RF production when it detects reflected transmissions from grounding as you said, in SOTA operations, grounding is often not ideal... 

And BEFORE this firmware change, those occasional issues in keyer operation *MAY* have been caused by the same issue: RF occasionally triggering the keying as though a paddle had been closed. 

73 Hans G0UPL
http://qrp-labs.com

Tedy pozor na to a kondenzátory si tam preventivně doplňte sami. Ať Vás to na SOTĚ nevypeče, tak jako mne.