Transceptor militar de HF RT320/PRC320

Introducción

En diferentes sitios denominan a este equipo PRC320 o RT320. Según el manual RT320 es el nombre del transceptor mientras que PRC320 es la estación de radio, lo cual comprende otros accesorios.

Transceptor PRC320
Transceptor PRC320

Se trata de un transceptor militar fabricado en Reino Unido a partir de la década de 1.970. Gran cantidad de unidades han llegado al mercado de radioaficionados porque es bastante adecuado para nuestros usos, especialmente en operación portable. Cubre toda la banda entre 2 y 30 MHz en modos CW, AM y SSB (sólo USB, sin LSB), con niveles de potencia de 3 y 30W. Incorpora una batería de 24V y se le pueden conectar dos conjuntos de auricular y micrófono simultáneamente. Además de salida coaxial también tiene un terminal para conectar directamente una antena de varilla o de hilo y radiales de tierra; de esa manera la señal pasa a través del acoplador de antena interno (ver imagen inferior). Es además muy robusto y estanco.

Acoplador de antena
Acoplador de antena

Se pueden seleccionar tres bobinas diferentes y, mediante un mando rotativo, introducir el núcleo de ferrita que ajusta la inductancia.

Experiencias

Lo he utilizado en salidas al campo con bastante buen resultado. El cuerpo principal del transceptor pesa unos 5 kg, la batería 3 y el arnés para portarlo como mochila unos 2, luego el conjunto pesa 10 kg aproximadamente. No tiene un mando de sintonía continua sino que hay varios conmutadores para seleccionar cada dígito de frecuencias. Esto dificulta el barrer una banda para buscar señales.

Carga de la batería

La batería es un bloque sólido formado por veinte celdas de NiMh de tipo D. Improvisé un cargador a partir de una fuente de alimentación de impresora de 30V de salida y un sencillo circuito que limitaba la corriente a unos 200mA.

Reparación de la fuente de 110V

Numerosas webs de usuarios de este equipo explican que el fallo más común se da en un circuito de alimentación que genera 110V: recomiendan sustituir unos condensadores electrolíticos, tanto si ya ha empezado a fallar como si no, en previsión de que lo haga. Aunque el equipo se alimenta a una tensión nominal de 24V (admitiendo de 20 a 30V), internamente opera con otras tensiones: 3, 6, 12 y 110V. El raíl directo de la batería parece que sólo se emplea para la etapa de potencia mientras que el resto de circuitos tienen tensiones reguladas. El raíl de 110V lo usa solamente el PLL, que necesita una tensión tan alta para polarizar un diodo varicap. Es fácil encontrar en la red el manual de servicio, que incluye todos los esquemas. Yo lo descargué de aquí (UK/PRC320 Service_Manual Volume 2).

Si los condensadores pierden capacidad o desarrollan corriente de fugas la fuente no es capaz de dar la tensión requerida sino que puede dar menos, por ejemplo 45V. Un síntoma de este fallo es que el PLL no consiga engancharse, especialmente en el extremo superior de cada subbanda, porque la capacidad de un diodo varicap disminuye cuando su tensión de polarización aumenta. Mi equipo no tenía este síntoma pero aun así me decidí a sustituir los componentes críticos.

El proceso comienza por desmontar los 28 tornillos allen que sujetan la parte frontal y la parte trasera a la carcasa central. Me parece más cómodo posar el frontal en una mesa, con el equipo boca abajo, y extraer las otras piezas hacia arriba.

Equipo abierto
Equipo abierto

La fuente de alimentación es el bloque abajo indicado:

Bloques del equipo
Bloques del equipo

Electrónicamente no entraña grandes dificultades pero la construcción mecánica sí puede resultar incómoda. La caja está sujeta por cuatro tornillos que sujetan la tapa a la base y al resto del equipo. A la derecha hay un conector de múltiples pines para entrada y salida de las tensiones. Tiene un resalte asimétrico y hay que hacer mucha más fuerza para sacarlo que para introducirlo.

Fuente sin tapa
Fuente sin tapa

El bloque de la fuente consiste en dos placas de circuito impreso.

Placas de la fuente
Placas de la fuente

La inferior toma los 24V y genera 3 y 12V.

Fuentes 6 V y 12 V
Fuentes 6 V y 12 V

La tensión de 12V se pasa a la placa superior, que a partir de ella genera 6V y 110V. Si desoldamos con cuidado los cables que las unen, podemos abrirlas y acceder más fácilmente a todos los puntos. Aconsejo apuntar antes la correspondencia de todos los cables.

Placas separadas
Placas separadas

En la imagen superior se aprecia que sustituí el condensador principal de la fuente de 12V. A la izquierda, de color azul y enfundado con otro plástico azul también. En la placa a la derecha se ve un condensador azul de poliéster que reemplaza al original. Encima y debajo iban los electrolíticos originales. Me costó mucho trabajo desoldar los componentes. Los taladros de la placa tienen muy poca holgura y apenas son mayores que el diámetro de las patillas de los componentes. En la siguiente imagen se ve cómo se rompió el diodo D7. Afortunadamente era un diodo rectificador convencional sin requisitos especiales de tensión, corriente ni capacidad y lo sustituí por un 1N4148.

Diodo roto
Diodo roto

Fuentes de 6 y 110 V:

Esquema de la placa superior
Esquema de la placa superior

El diodo D7 cumple la función de facilitar un camino para la descarga del condensador C8 cuando la tensión se apaga, ya que de otro modo se generarían tensiones negativas en la base del transistor TR7.

Los condensadores que me sustituí fueron C6, C8 y C9. C6 es un electrolítico que filtra la tensión rectificada. Su valor original es 3,6uF pero, como no encontré este valor en la tienda, puse uno de 4,7uF. C8 cumple la función de soft start o encendido lento. Aunque C6 se carga rápidamente a unos 123V, C8 suaviza la realimentación negativa. El efecto es que la tensión de salida tarda varios segundos en alcanzar su valor final.

Carga exponencial
Carga exponencial

C8 era originalmente de 1,7uF pero como tampoco encontré ese valor utilicé 2,2uF. C9 es un condensador de poliéster de 220nF, valor que sí se puede encontrar.

Una vez reemplazados los condensadores surgieron problemas. La tensión de salida no era la correcta a causa de una soldadura mal hecha; después observé que la tensión de 12V caía rápidamente y se empezaba a oir un silbido de frecuencia decreciente. Era bastante incómodo medir tensiones con la emisora ensamblada de nuevo:

Medida de la tensión de 110 V
Medida de la tensión de 110 V

La dificultad de trabajar de esa forma y la creencia de que se había averiado algo me llevó a separar la placa superior para aislar el problema. Ésta se alimenta del raíl de 12V así que utilicé una fuente de 13,8V con dos diodos 1N4007 en serie y una resistencia de 5 Ω. Intercalé también un amperímetro:

Medidas sobre la fuente
Medidas sobre la fuente

Me fue útil el documento de G8JNJ en el que indica las tensiones en todos los nodos del circuito, así como las corrientes en los puntos de entrada y salida. Aunque la fuente de 6V dicen que puede proporcionar hasta 290mA, al cargarla con unos 100 Ω no funcionaba nada. Descubrí que sólo puede arrancar en vacío, y después ya se puede cargar. En cuanto al raíl de 110V, cargado con 22 kΩ (puesto que la documentación indicaba que podía proporcionar 6 mA), entregaba sólo 40V. La tensión rectificada antes de TR6 era de solamente 45V. Deduje que TR6 o TR7 se habrían averiado y decidí reemplazarlos. Utilicé transistores MPSA62, ya que el único requisito importante es la tensión máxima de colector – emisor. Se encuentran fácilmente en el comercio por escasos céntimos y tienen similar encapsulado a los originales FRB700. Tras sustituirlos, seguía sin funcionar bien. Daba la tensión de 110V sin carga, pero bajaba a 40V con la carga de 22 kohm. Volví a montar las dos placas y a ensamblar el conjunto de la fuente y conectarlo a la emisora. Curiosamente entregaba unos 105V y el equipo funcionaba correctamente. Supuse que en realidad la carga de 5 mA era excesiva, pero sin embargo es la corriente estaba entregando a la emisora. Sigo sin entender por qué no funciona con una resistencia de 22 kΩ y sí con la carga de la emisora. El silbido que había escuchado antes seguramente se debía a que los convertidores buck disminuían su frecuencia de conmutación al disminuir la tensión de entrada. La frecuencia nominal es de decenas de kHz y bajaba hasta el rango audible. El problema era simplemente que estaba haciendo las pruebas con la batería agotada.

Seguía habiendo un problema, y es que la tensión no era de 110V como originalmente sino sólo de 105. Observando el esquema llegué a la conclusión de que la red de realimentación formada por R10-R11-R12 tenía una impedancia enorme y eso la hace más sensible al entorno. Si el condensador que puse en el lugar de C8 tenía una resistencia en DC de decenas de megaohmios ya estaría afectando al valor de la realimentación. Por lo tanto ajusté el potenciómetro R11 (ver imagen) y pude dejar la tensión de salida nuevamente en el valor de 110V.

Potenciómetro de ajuste
Potenciómetro de ajuste

Todo esto llevó bastante trabajo. Finalmente lo di por reparado y cerré de nuevo el equipo. Hice una prueba final conectándolo al dipolo de HF para descubrir que transmitía correctamente pero estaba sordísimo. Achaqué el problema a que tal vez se hubiera desalineado el bloque preselector y volví a desarmar el equipo. La mitad frontal del equipo, donde van la mayoría de circuitos, tiene el circuito PLL en una cajita blindada, y gobernada por un mando frontal que selecciona entre seis posibles bandas. El eje atraviesa el bloque del PLL y se engancha con otra cajita en la parte posterior donde está lo que interpreto como el filtro preselector. En la imagen inferior se aprecia un eje con una muesca:

Preselector
Preselector

Para cada una de las seis subbandas, el eje hace coincidir un ajuste para el PLL y para el preselector. Si no coinciden sus ajustes, el PLL puede engancharse y podemos transmitir, pero la recepción está sorda. Una vez los alineé ya volvió a recibir correctamente.