Yaesu Musen FT-7 - audio signal chain

Byte från TA7205 till TDA2003 – inte bara ett IC byte…....

------------

OBS!!! Med max gain enligt komponenter i orginal TDA2003 databladet så blir det nu överhörning på SSB i högtalaren vidsändning, det beror pga. högt gain och överhörning internt i radio. Dessa steg går ju på max. hela tiden.
Min åtgärd var att sänka gaine (Gv) till 49 genom att byta R1  & R2 till 330ohm och 6.8ohm, så Gv blir mer likt orginalkretsen. Dock är det  överhörning på SSB fortfarande, MEN även orginalkretsen TA7205P har lite överhörning - dock inte lika mycket som TDA2003.
Har provat att jorda signalvägen från detektorn, men det blir ändå överhörning, vilket betyder att man måste tysta förstärkaren direkt på ingången men nån typ av "mute" krets. Nu har inte TDA inbyggd mutekrets så det är en extern åtgärd man behöver.

  ------------------

Updatering & Sammanfattning av tester med byta Audioslutsteget, är avslutat nu.

Om TA7205 gått sönder går det utmärkt att ersätta den med en TDA2003, TA7205 är gammal men finns fortfarande på iBaj för små pengar. TDA2003 var en nyhet i min elfa katalog från 1983, så även den har många år bakom sig. Att hitta helt nya slutsteg som inte är miniatyr och klass D är inte lika lätt, och klass D drar bara upp komponentantalet i BOM.

Gain, med TDA2003 upplevs det som mer uteffekt så man kan gärna dra ner Gv några gånger, det görs med R1 och R2 i orginaldatabladet.

Värme, jag gjorde en helt ny kylfläns med min bedömning är att även orginalkylflänsen går bra, det blir ingen större värmeutveckling med TDA.

Ljudet, ingångskondensatorn C1 mellan preamp och TDA ska vara enligt Yaesu orginalkretsen, dvs 47nF. (I TDA databladet anges 10uF). Ytterligare har jag använt /Rx) 60ohm och 100nF (Cx) på seriekretsen som går mellan inverterad ingång och utgången, den styr hur högt i frekvens TDA ska förstärka. Det är ingen stor skillnad mellan dessa audioslutstegen, dom låter bra på SSB.

Tomgångsström, FT-7 drar 0.44A i tomgång med TA7205 och med TDA 2003, ingen märkbar skillnad. Ett tips är att skalbelysningen drar 120mA, så byt den mot en vit LED, det har jag gjort och då drar FT-7 cirka 0.33A.

--------------------------

Varför

Tanken var att få jobba på SSB och CW audiosignal i mottagaren,

Idag så hörs både brus och distortion på CW signaler med orginalkretsarna.

Tester i basbandsmätningar har visat att IM3 med tvåton är bättre än -70dB vid 4W (400hz & 2000Hz) och THD 0.15% vid över 7W.

Nu lyssnar jag inte på dessa effektnivåerna, men TDA2003 kan återge SSB bra men kanske även CW signaler. Först nu inser jag att det finns bättre audioförstärkare för rena CW toner, dessa s.k car radio IC är mer lämpade för musik och tal eftersom distortion m.m inte hörs lika tydligt.
Men - ofta hamnar man på klass A kopplingar som drar mycket ström, vilket jag inte vill ha i min portabla FT-7, så då återstår IC förstärkare i AB eller B.

Börjar

Steg ett var att rensa ut original TA7205 kretsen och dess komponenter från audiokretskortet.
Yaesu har tagit testkrets och kompnentvärde från databladet i stort sett rakt av - MEN gjort några små ändringar på t.ex ingångskondensatorn. På andra Yaesu t.ex FT90x är även ingångskondingens värde samma som databladet - dvs. en krets avsedd för musik sitter i en radio.....mja.

PÅ kretskortet behålls mikrofonförstärkare och AF preamplifier.
2SK1000 har redan bytts till en lågbrusig BC550C i förra labbrundan.

FT-7 kretschema

Fulbygger sedan in en TDA2003 med alla komponenter orginalkretskortet – och gör efter det en funktionstest.

Jag valde att göra en ny kylvinkel eftersom TO-220 har en längre kylkropp medan TA7205 har en kort med bred kylkropp. För att få mer kylyta till TDA2003 så gjorde jag en liknande aluminiumplåtvinkel med med ett längre bakstycke så hela kylkroppen på är i kontakt/jordad.

Vänster med TDA2003, höger orginal TA7205

Vänster modifierad, höger orginal

Provar

Så vad skiljer i en direkt jämförelse - PCB med BC550+TDA2003 vs PCB med 2SK1000GR + TA7205AP ?

För det första så fungerar TDA2003 nästan direkt i orginalshcemat, dvs. från produktdetektorn, preamp och orginalpotentiometervärde så får man i stort sett lika signalnivå - men det är lite mer förstärkning tillgängligt så man får vrida lite mindre på volympotten än tidigare. Om man orkar kan man ställa ner gain genom att ändra 220ohmoch 22ohm motstånden

Första försöket med databladets komponentvärden

TDA2003 har gain långt uppe över 100kHz och självsvänger väldigt lätt om man inte ser upp !.

Detaljbild, TDA2003 kräver färre antal komponeneter men samtidigt tar 470uF kondingen (av bättre audiokvalitet) mycket plats. Man borde kunna ha en lägre driftstpänning på kondingen här så blir den mindre.

Problem

Jag hittade självsvängningar efter en kontrollmätning med oscilloskopet och var tvungen att se till att jord till TO-220 kapsel var bra och korta ned vissa ledningsbanor. Använd inte kylfett eller isolationsbricka.

Ljudbilden - jämförelse

Lyssnar man på en CW signal så har TA7205 en lägre nivå av högfrekventa ljud
TDA2003 i orginalkopplingen betonar högfrekventa ljud mer än TA7205 kretsen och dess komponenter.

TDA2003 original kretsschema och dess föreslagna komponentvärden visar på Gv 101 gånger samt 3db bandbredd 40-15 000Hz @ 1W / 4ohm.

Gå vidare TDA2003 som AF power amp?

Så frågan är om man inte måste ändra på en del av TDA2003 komponentvärden – mest för att få en annan bandbredd mer lämplig för radio (t.ex 300-3000hz) istället för databladets musikanpassade komponentval. 50-15000Hz

Lite teori runt TDA2003 - eller åtminstone gissningar på hur man dimensionerar runt kretsen.

Det sitter ett serie RC lågpass filter (39nF + 39 ohm) mellan utgång och inverterade ingång som definierar Fco cut-off frequency  - med komponentvärden enligt databladets referenskrets så betyder det att Fco är runt 105kHz.

Byter man t.ex till 68ohm och 100nF blir Fco 23kHz. Jag provar att öka värdena ännu mer.

Seriekondensatorn på 1000uF till högtalaren har ett stort värde för att kunna överföra de riktigt låga frekvenserna till högtalaren. För HiFi så ökar man den till 2000 till 4700uF för mer basrespons. Denna 1000uF orginalkondingen har jag redan bytt en gång till en bättre audiotyp, den sitter bakom frontpanelen pga sin storlek.

Seriekondensatorn 1000uF orginal men på bilden utbytt till 1000uF audiokvalitet plus TDA2003 anti-självsvängs RCkrets.

För tal så kan man istället använda 47uF till 100uF, så kapas en del lågfrekvens bort. Tanken med det är att högtalaren slipper ta emot lågfrekventa signaler som den ändå inte kan återge vilket kan leda till distortion i högtalarelementet på de avsedda talfrekvenserna. Provar med 47uF först.

Seriekondensatorn till ingången är ofta 10uF, men går att reducera till 1uF, i FT-7 orginalkopplingen är den på 47nF vilket reducerar basgången rejält, rekommenderas att använda orginalvärdet. Provar med 47nF först. Det borde funka eftersom liknande moddar redan gjorts på äldre Yaesu mellan demodulatormixer och AF drivstegen.

För att reducera oljud på ingången pinne 1 kan man lägga ett motstånd (t.ex 56k)  till jord samt en kondensator (t.ex 1 – 10nF) till jord.

Förstärkarkretsen går ju på max. gain konstant och det är lätt att få in lite RF eller överlagrat ”brum”.

Kanske är detta en onödigt åtgärd i min FT-7 - men än är inte testerna kompletta eftersom jag inte sänt ännu.

Noterat

Vad finns det mer att göra?

Man skulle kunna addera aktiva filter mellan demodulatormixer och AF preamp, där finns många varianter allt från en-poliga till 4-5-6poliga filter med op.amp. Då skulle man dessutom kunna ha ett val mellan smalt (CW) och brett (SSB) filter. Man kan även skaffa aktiva DSP AF filter som dom som t.ex sotabeams har i sin katalog, man för skarpa flanker med även ett litet delay på signalen.

Prod.detektor Diodmixer byts mot integrerad DBM 

+bättre isolation i portarna, mindre interferens via överhörning i IF

Carrier unit, byt ut 1s1007(?) mot schottky HP5082-2800
+ schottky klarar mer signal utan att distortion, mindre internt IM i IF

...-.-