PDF User Manual

  1. Home
  2. Manuals
  3. 4SQRP Hilltopper-20 Manual

4SQRP Hilltopper-20 Manual

Made by: 4SQRP
Type: Manual
Category: Transceiver
Pages: 24
Size: 1.74 MB

 

Download PDF User Manual


Related Product Video

 

Full Text Searchable PDF User Manual



background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

 

The ‘Hilltopper-20’ 

…a compact 20M CW transceiver.  

Offered by the 4-State QRP Group 

 

 

 

 


background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

Features: 
Frequency coverage: 14.000 to 14.350 MHz 
Tuning:  100 Hz /20 Hz steps  
Transmitter power output:  5W nominal 
Receive current draw:   approx.. 60 mA. 
Size:  4.35” x 3.95” x 1.07”, weight 8 oz. 
Fully-integrated packaging- no wires. 

 
‘On-the-fly’ CW speed control., 
Iambic mode A/B (selectable), 8-35 wpm. 
Adjustments:  BFO trim cap,  one-time 
Frequency Calibration 
Frequency readout:  Audio Morse 
SMT Parts (2):  Pre-installed 

 

Description:

 

 

Receiver

:  

The receiver is adapted from K1SWL’s ‘SW+’ Series with minor modifications.   The front-end circuitry 

was revised to replace the now-vanished 10.7 MHz IF transformers. The output of 1

st

 mixer U1 is transformed to a 

220 ohm value by L3/C8.  The following crystal filter has a -3dB bandwidth of approximately 400 Hz. L4 and C12 
step the impedance back up into the 2

nd

 mixer U2.  Trimmer capacitor C53 provides adjustment of the BFO 

frequency during the alignment process.  The two op-amp stages following provide approximately 60 dB of audio 
gain.   The final audio stage is configured as a bandpass filter centered on 800 Hz with a Q of 2.  The receiver 
output is suitable for headphone use. An 800 Hz sidetone is injected into this final stage. 

 

 

Transmitter:

  

The transmitter strip closely resembles Steve Weber’s – KD1JV- fine work.  The frequency source 

for both transmitting and receiving is an Adafruit Si5351 board.  This board outputs a 3V p-p square wave. The 
‘CLK1’ signal is enabled (turned on) during Transmit directly at the operating frequency. The ‘QSK’ signal further 
‘gates’ the CLK1 signal to eliminate a ‘back-wave’ between code elements.  U7’s three remaining gates are 
paralleled for higher current drive into the PA devices Q5-Q7.  The low-pass filter design is based on a drain 
impedance of 10 ohms and was optimized using the ELSIE modelling application.    The addition of C52- in parallel 
with L7 provides a notch to reduce the 2

nd

-harmonic content to FCC-compliant levels.    

 

Wave-shaping:   Q4 is a P-channel MOSFET rated for 2A continuous duty -with proper heatsinking- and is turned on 
when Q3 is on, conducting current to ground.   Capacitor C45 serves to make the supply voltage rise and fall linear.  
Rise time is 2 mS and fall time is 4 mS.  Note: R17, R18 and R21 are ‘insurance’, ensuring that the PA stage and 
supply bias are firmly OFF during initial power-up.  

 

MPU Controller

The controller IC is a 28-pin DIP- the Atmel ATmega328P used in the Arduino UNO. It relies 

on an external 16 MHz crystal (Y6) for its timing.  The application firmware was written in the Arduino environment 
(more on this later).   An on-board rotary encoder outputting 24 pulses-per-revolution provides a tuning function. 
The variable DC voltage provided by Speed pot R16 is read by an A/D converter and scaled for Morse code timing.  
A pair of inputs are used for dot/dash paddles, and Straight-key mode is also available. The remainder of the I/O 
provides various control signals and sidetone for a variety of operations. 

 

Firmware

: The Hilltopper firmware was written in Arduino’s (mostly) C language and supported by its own 

compiler.  After power-up initialization, the main program runs in a fairly high-speed loop, awaiting keyer and 
pushbutton inputs.  Encoder phase A is handled by a brief interrupt routine. That routine flags the presence of a 
new tuning input and reads phase B to determine its up/down tuning direction.  Outputs ‘A4’ and ‘A5’ provide a 
clock and serial data to the Si5351 board.  During Receive operation, CLK0 is active, and its output equals the 
operating frequency plus the IF.  During Transmit, CLK1 is active directly at the operating frequency. The 
changeover is a fairly slow process, requiring a number of data bytes be sent to the Si5351 at a fairly low bit rate.  
To avoid having to keep switching back and forth between code elements, there’s a 50 mS ‘hang’ time on key-up.   

 

The Hilltopper firmware is open-source and can be downloaded from 

 

https://4sqrp.groups.io/g/HilltopperKit

    

See the ‘file

s’ 

section 

 

 


background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

Parts list: 
 

Qty. 

Reference designator 

Description 

Notes/ markings 

C6, C15 

10 pF C0G cap 

 

C40, C41 

22 pF C0G cap 

 

C1,C3,C8,C12,C16 

47 pF C0G cap 

 

C53 

12-60 pF trim cap 

brown 

C17,C52 

68 pF C0G cap 

 

C7,C9,C11 

100 pF C0G cap 

 

C2,C10 

150 pF C0G cap 

 

C49 

220 pF C0G cap 

 

C51 

270 pF C0G cap 

 

C21,C22,C24,C50 

470 pF C0G cap 

 

C26 

820 pF C0G cap 

 

C27 

.0022 (2200 pF) C0G cap 

 

10 

C4,C5,C13,C14,C31,C37,C38,C39 
C47, C54 

.01  uF cap 

 

C18 

.033 uF cap 

 

15 

C19,C20,C23,C25,C28,C32,C33, 
C34,C35,C36,C42,C44,C45,C46 
C48 

0.1  uF cap 

 

C29,C30, C43 

100 uF electrolytic cap 

 

 

All resistors are ±5% tolerance ¼ watt. 

R13, R23 

4.7 ohm 

Yellow-violet-gold-gold 

R14, R15 

470 ohm 

Yellow-violet-brown-gold 

R22 

1.0K ohm 

Brown-black-red-gold 

R1, R16 

5K potentiometer, PCB mount 

 

R2, R3, R11, R17-R21 

10K ohm 

Brown-black-orange-gold 

R8, R9 

22K ohm 

Red-red-orange-gold 

R4, R5 

150K ohm 

Brown-green-yellow-gold 

R10 

510K ohm 

Green-brown-yellow-gold 

R6, R7, R12 

1.0M ohm 

Brown-black-green-gold 

 

CAL 

2-pin male header, .100” 

 

CAL 

2-pin female jumper 

 

 

D1 

1N5818 diode 

Black case 

D2, D3, D4, D5 

1N4148 diode 

Glass case, small 

D6, D7 

BAT85 diode 

 

D8 

1N4756 diode 

Glass case, larger 

 

J1 

BNC jack, right-angle mount 

 

J2 

DC power jack 

 

J3, J4 

Key and audio jacks, 3.5mm 3-cond. 

 

-- 

J5 

6-pin .100” male header  

not supplied in kit 

-- 

J6 

4-pin .100” male header  

not supplied in kit 

 

 


background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

L1, L2 

3.3 µH RF choke 

Orange-orange-gold-gold 

L3, L4 

18 µH RF choke 

Brown-grey-gold-gold 

L5 

FT37-43 toroid 

See group 7 instructions  

L6, L7 

T37-6 toroid 

See group 7 instructions  

 

Q1, Q3, Q5, Q6, Q7 

BS170 MOSFET 

 

Q2 

J113 JFET 

 

Q4 

NTD2955 

Small heat sink tab 

U1, U2 

SA612AD 8-pin SOIC-8 IC 

(pre-installed) 

U3 

NE5532  

8-pin DIP IC 

U4 

LM78M05 

Small heat sink tab 

U5 

ATmega328P 

28-pin DIP IC 

U6 

LM78L05 

 

U7 

74AC08 

14-pin DIP IC 

 

Miscellaneous:  

-- 

Si5351 board 

Supplied with 8-pin 
header strip. See group 3. 

SW1 

pushbutton switch 

 

-- 

1/16” plastic spacer 

Used with pushbutton sw 

SW2 

rotary encoder w/ switch 

 

X1-X5 

5.185 MHz HC-49/US crystal 

Matched set 

X6 

16 MHz HC-49/US crystal  

 

-- 

#24 magnet wire 

18” (45 cm) length 

-- 

#21 magnet wire 

24" (60 cm) length 

-- 

Knobs 

 

-- 

¼” #6 spacer unthreaded 

 

-- 

5/8”#6 spacer, threaded 

 

-- 

#6-32 x 

4

” machine screw, pan head 

 

-- 

#6-32 x 

” machine screw, pan head 

 

-- 

8-pin DIP socket 

 

-- 

14-pin DIP socket 

 

-- 

28-pin DIP socket 

 

 

Assembly- general notes: 

 

A number of components are polarity-sensitive: all semiconductor devices and diodes….and the 
three electrolytic capacitors.  
 
Capacitors these days are tiny!  In sunlight, I can read their printed values with  +3.0 reading 
glasses. Most of the time, though, I use a 10-power eye loupe (~$3-4 from DigiKey).  Likewise, 
the adjustment slot on trim cap C53 is tiny as well.  An eyeglass repair kit ($2 at discount stores) 
has just the right teensy screwdriver. 
 
Assembly sequence:  You’ll find 7 grouped assembly sequences in these pages.  You don’t have 
to follow them. 

 Caution

: There’s one component installation where the order matters. That’s 

diode D7, which is *under* the Si5351 board. Install it before you add the Si5351 board. It’s also 

 


background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

important to ensure that the on-board connectors are installed ‘square and plumb’ to the PC 
board surface.  
 
 

BEFORE YOU START  
 

Before getting started with building the Hilltopper 20, take some time to organize and 
familiarize yourself with the parts provided and check them against the Parts List. Building over 
a cookie sheet is recommended to minimize parts being lost. To prevent static damage, it is 
recommended that the ICs not be removed from their anti-static packaging until you are ready 
to install them.  If parts are missing in your kit, send an email to the Hiltopper kitter listed at 
4SQRP.com. He will promptly provide replacements. 

 

It is helpful to acquire the necessary tools and supplies before beginning. These include: 
 
*Soldering iron – 20 to 30W, preferably thermostatically controlled. 
*Fine 60/40 rosin core solder 
*Diagonal cutters 
*Needle-nose pliers 
*Fine file or emery board 
*Flat blade and Phillips screwdriver 

 

Schematic and Component Placement diagrams are provided as part of documentation package. 
It is highly recommended to print a copy for reference during construction. As you build, you can 
check off each construction step as you complete them in order.  When you think you are done, 
you can check the list to verify that all of the parts have been installed.  
 
 
Snap off the enclosure sides from the sides of the two main boards.  The boards are scored with 
a V-groove so that they break free readily.  Once separated, lightly sand the rough edges of the 
breaks until smooth. 

 

Further details may be found in the grouped assembly sequences.  Let’s get started!

 

 

Online Support

:

   Search for ‘Groups.io’ on your browser and register to use their free 

service. Find ‘

4SQRP.groups.io

 and register to join.  Once approved, find the HilltopperKit 

subgroup and register for it in turn. This is a group e-mail reflector and supports images and 
other file types. 

Please note that the J5 and J6  header strips are not provided in this kit

-

  See the ‘Files’ 

section of the subgroup for more information.

 

 

 

 


background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

GROUP 1 ASSEMBLY:  

 
•  

Install all  (qty.15) 0.1 µF capacitors.  These are labeled ‘104’ on one side.  Restrain each 

capacitor by spreading the leads apart on the underside of the board until you can solder it. 
typically install 3 or 4 components, then solder each and clip off the excess lead length.
      
Locations are highlighted below. 

 

  

 

 

 
 

 

 


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a
p
a


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a
p
a
c
i
t
o


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a
p
a
c
i
t
o
r
s


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a
p
a
c
i
t


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a
p


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1

 


background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

GROUP 2 ASSEMBLY:  

 

•  

Install all  (qty. 9) .01 µF capacitors.  These are labeled ‘103’ on one side.  Restrain each 

capacitor by spreading the leads apart on the underside of the board until you can solder it. 
typically install 3 or 4 components, then solder each and clip off the excess lead length.
      
Locations are highlighted below. 
 
 
 

 

 

 

 

 


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a
p


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a
p
a
c
i
t
o
r
s
.


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a
p
a
c
i
t
o
r
s


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a
p
a
c
i
t
o
r
s


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1

 


background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

GROUP 3 ASSEMBLY:  

 

•  

Install all components highlighted below. Some parts are in the static sensitive bag, with the 

remaining parts used in future steps. The  A detailed assembly sequence follows the      
illustration. 

 

 

 
•   

  

Install DC power connector J2.  Use a ¼-inch wide elastic band to hold the connector in 

place temporarily.  

Solder only one lead at first. 

Flip the board back over and check to ensure 

that the connector is aligned squarely on the board.  Reheat the connection if needed to align 
the connector properly.  Once the alignment is OK, solder the remaining leads on the connector. 

J2 


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a
p
a
c
i
t
o
r
s
.
  
T


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a
p
a
c
i
t
o
r
s
.
  
T


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a
p
a
c
i
t
o


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a
p
a
c
i
t
o
r


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a
p
a
c
i
t
o
r


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a
p
a
c


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a
p
a
c
i


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a
p
a
c
i
t


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a
p
a
c


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a
p
a
c
i
t
o
r
s
.


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F

 


background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

•  Install power diode D1 (1N5818) and bias diodes D6 and 

D7 (BAT85)

.  Be sure to match the 

banded end of the diode to that shown on the illustration. 

D7 must be installed before the 

Si5351 board is installed.   

•  Install electrolytic cap C43 (100 µF). This part is polarity sensitive. Install so the white band on 
the case faces the rear of the board. This also corresponds to the shorter wire lead.

 

 

•  Install U4 (78M05) This part is polarity sensitive. Install so that its heat-sink tab faces the rear 
of the board as illustrated. 

 

• Install capacitors C40 and C41 (marked ‘220’ or “22J”) and X6 (16.00 MHz). I use a narrow 
(0.1”) strip of paper under the crystal can to stand the crystal slightly above the board. Once at 
least one of the leads is soldered, the paper is removed.  

 

•  Install resistor R18 (10K ohm, brown-black-orange-gold) 

 

• Prepare the Si5351 board. Cut one pin off the 8-pin 
header supplied with the Si5351 and mate the 7-pin 
strip to the board.  Save the cut-off pin. Make sure 
the insulated portion of the header is on the 
underside of the Si5351 board. Solder just one pin on 
the header strip.  Check your work to ensure the 
header strip is firmly and squarely seated on the small 
board.  Once it’s OK, solder the remaining pins. 
 
•  Install resistors R14 and R15 (470 ohm, yellow-
violet-brown-gold). 

 

•  Install the Si5351 on the main circuit board.  Place 
the cut-off header pin) under the edge of the Si5351 
board to ensure that the board is level.  Tape down the 
Si5351 board and the header pin using transparent 
tape. Flip the board over and solder one pin of the 7-
pin strip to the main board. As before, check your work 
and then solder the remaining pins.  Remove and 
discard the tape and single header-pin.  (Cut off excess 
lead length on the underside of the board.) 

 

• Install the 28-pin IC socket at U5.  The notch at one end of the socket faces the rear of the 
board as shown.  If you install it backwards- leave it! The socket itself is not polarity-sensitive. 
 
• Install capacitor C24 -  470 pF (marked ‘471’) 
 
• Install 28-pin IC U5 (ATmega328P). This device is 
polarity-sensitive. The dot and or/ notch at one end of 
the device must face the back of the board. You will 
need to bend the IC pins gently inward to mate with the 
socket. The best approach is push the IC down on a hard 
surface to bend one 14-pin row at a time evenly. Once 

 


background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

10 

you’ve installed the IC, ensure that all leads are seated in the socket. 

 

• Install the 2-pin male header at the location identified as ‘CAL’ . (Keep the mating 2-pin female 
jumper aside until construction is complete.)  
 

 

GROUP 4 ASSEMBLY:  

 
•  

Install all components highlighted below.  A detailed assembly sequence follows the      

illustration. 

 

 

• Install J3 and J4. 
• Install Install U6 (78L05). Observe proper orientation on the board. 


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a
p
a
c
i
t


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a
p
a
c
i
t


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l


  

I
n
s
t
a
l
l
 


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l


  

I
n
s
t
a
l
l


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l


  

I
n
s
t
a
l
l
 


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q

J2 


  

I
n
s
t
a
l
l
 

 


background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

11 

• Install resistor R4 – 150K ohm (brown-green-yellow-gold) 
• Install resistor R22 - 1K ohm (brown-black-red-gold)

  

• Install resistor R11 – 10K ohm (brown-black-orange-gold)  
 (continued) 
• Install resistor R10 – 510K ohm (green-brown-yellow-gold) 
• Install

 

the 8-pin DIP IC socket at U3. The notched end of the socket faces to the right.   

• Install the NE5532P IC at U3.  This part is polarity-sensitive. Ensure that the notch/dot on the IC faces     
to the right.  
• Install capacitor C27 (.0022 uF, ‘222’) 
• Install capacitor C26 (820 pF, ‘821’) 
• Install capacitor C54 (.01 µF, ‘103’) 
• Install resistors R7 and R12 (1M ohm, brown-black-green-gold) 
• Install resistors R13 and R23  (4.7 ohm  yellow-violet-gold-gold) 
• Install resistor R8 (22K ohm, red-red-orange-gold) 
• Install electrolytic caps C29 and C30.  Observe installation polarity.  The longer wire lead corresponds 
to the positive (+) side of the cap. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

 


background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

12 

GROUP 5 ASSEMBLY: •  

Install components highlighted below.  A detailed assembly 

sequence follows. 
 
 

 

• Install transistor Q1 (BS170). 

The ‘flat’ on the side of the transistor faces right. 

 

• Install resistor R6 - 1M ohm (Brown-black-green-gold)) 
•Install transistor Q2 (J113). 

The ‘flat’ on the side of the transistor faces right. 

 

• Install resistor R5- 150K ohm (Brown-green-yellow-gold) 
• Install capacitors C21 and C22 -  470 pF (marked ‘471’) 
• Install resistors R2 and R3- 10K ohm (Brown-black-orange-gold) 
• Install resistor R9- 22K ohm (Red-red-orange-gold) 
• Install capacitor C18 -  .033 uF (marked ‘333’) 
• Install capacitor C16 -  47 pF (marked ‘470’ or  ’47J’) 
• Install capacitor C17 -  68 pF (marked ‘680’ or  ’68J’) 


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c
a
p


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 
c


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ


  

I
n
s
t
a
l
l
 
a
l
l
  
(
q
t
y
.
1
5
)
 
0
.
1
 
µ
F
 

J2 

 


background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

13 

• Install crystal X5 – 5.185 MHz   This is one of a matched set of 5 crystals, and may be used 
interchangeably within the group  
• Install capacitor C15 - 10 pF (marked ‘100’ or  ’10J’) 
• Install trimmer capacitor C53 - 12-60 pF (brown).

 The ‘flat’ side of the capacitor faces right.

 

 
 
 

GROUP 6

 

 ASSEMBLY: •  

Install all components highlighted below.  A detailed assembly 

sequence follows. 
 
 

 

• Install capacitors C1, C3, C8 and C12 -  47 pF (marked ‘470’ or ‘47J’). 
• Install capacitor C6 -  10 pF (marked ‘100’or ;10J’). 

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e
d
 
b
e
l
o
w

 

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e
d
 
b
e
l
o
w

 

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e
d
 
b
e
l
o
w

 

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e
d
 
b
e
l
o
w

 

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e
d
 
b
e
l
o
w

 

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e
d
 
b
e
l
o
w

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e
d
 
b
e

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e
d
 
b

i
i
i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e

i
i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e
d
 
b
e
l
o
w

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e
d

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i

J2 

 


background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

14 

• Install RF chokes  L1 and L2 – 3.3 Uh.  These are slightly larger in diameter than the resistors. They’re 
marked with two orange bands – and several more bands which may vary in color.  
• Install capacitors C2 and C10 -  150 pF (marked ‘151’). 
• Install capacitors C7, C9 and C11 -  100 pF (marked ‘101’). 
• Install RF chokes  L3 and L4-  18 Uh  Brown-blue bands. 
• Install crystals X1 through X4 – 5.185 MHz.  As in the group 3 assembly, a narrow (0.1”) strip of paper 
temporarily stands the crystals slightly above the board. 
• Install diodes D2 through D5 -  1N4148.  Be to match the banded end of each diode to the banded 
marking on the circuit board component outline.  

Note: D3 and D4 bands to the right, D2 and D5 bands 

to the left. 

 
 

 

 


background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

15 

GROUP 7 ASSEMBLY: •  

Install all components highlighted below.  A detailed assembly 

sequence follows. 
 

 

• Install R17, R19, R20 and R21 - 10K ohm (brown-black-orange-gold). 
• Install Q4 (NTD2955). 

Ensure that the heat-

sink ‘flat’  faces to the right as shown

• Install the 14-pin IC socket at U7. 

The notch on the socket faces to the right as shown. 

• Adjust the lead spacing on U7 as needed.  See images in group 3. Install U7, ensuring that 

the dot/notch on the IC body faces to the right   

• Install transistors Q3, Q5, Q6, and Q7, (all BS170s) observing the installation polarity as 
shown above. 
• Install Diode D8 (1N4756). 
• Install capacitor C49 -  220 pF  (marked ‘221’). 
•Wind 8 turns of #21 (thicker) wire on toroid L5 (FT37-43 gray toroid).  Trim excess lead length 
to 3/8” (1 cm). Using a small knife, gently scrape the insulation from the protruding leads. (The 
insulation will not melt when you apply a soldering iron
.)   

 

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e
d
 
b
e
l
o
w

 

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e
d
 
b
e
l
o
w

 

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e
d
 
b
e
l
o
w

 

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e
d
 
b
e
l
o
w

 

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e
d
 
b
e
l
o
w

 

o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e
d
 
b
e
l
o
w

 

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e
d
 
b
e
l
o
w

 

i
i
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e
d
 
b
e
l
o
w

 

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e
d
 
b
e
l
o
w

 

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e
d
 
b
e
l
o
w

 

i
i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e
d
 
b
e
l
o
w

 

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e
d
 
b
e
l
o
w

 

i
o
n
s
 
a
r
e
 
h
i
g
h
l
i
g
h
t
e
d
 
b
e
l
o
w

 

 

 

 

 

 

 

J2 

 


background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

16 

• Install L5. 
 
A properly-wound toroid looks like this.    
 
Note the following: 
 
• Each time the wire goes through the hole it counts as a 
turn. Doublecheck your work. 
• The winding is evenly-spaced around the core. 
• The leads are stripped prior to installation. 
• The windings are tight. I pull the wire taut after each turn comes up over the outer edge of the 
core. 
 
• and please… no scrambled turns!  
 
• Using a 10” piece of the #24 (thinner) magnet wire, wind 
12 turns on a T37-6 (yellow) toroid. Prepare the leads as 
above and install at L6. 
 
• Using a 12” piece of the #24 (thinner) magnet wire, wind 
14 turns on the remaining  T37-6 (yellow) toroid.  Prepare 
the leads as above and install at L7. 
 
• Install capacitor C50 -  470 pF (marked ‘471’). 
• Install capacitor C51 -  270 pF (marked ‘271’). 
• Install capacitor C52 -    68 pF (marked ‘680’ or ’68J’).  
 
• Install BNC bulkhead jack J1. Use sandpaper or file to roughen plating to ensure a good solder 
joint. 
 
(This completes assembly of the main circuit board.)

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

(GOOD TOROID) 

   BAD TOROID! 
 (
bad bad toroid!) 

 


background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

17 

 
Final assembly:  

 

1) 

Install four 5/8” (1.5 cm) threaded spacers at the 
corners of the top cover using the shorter 

4

” 

screws 

as shown at right. 
 

2)  Add one each end and side-panels

. When they’re 

properly aligned, the tabs and notches at the ends 
of each panel will interlock cleanly. The front/rear 
panels have tabs. The side panels have notches. 
When these are in place, hold the panels in tension 
by placing an elastic band around them as shown.   
 

3)  Put top cover in place. This is to ensure proper 

placement of the circuit board and to ensure side 
pieces are square. 
 

4)  Flip the assembly over. Insert the circuit board upside down into the unit with board 

resting against the spacers attached to the top
 

5)  There are bare tinned areas on each side panel. These  

            must line up with the corresponding bare areas on the  
            main circuit board.  Solder all 6 pairs of contact points 
            between the main board and the panels.  Make sure  
            the panels line up with the edges of the cover. 

            Caution 

– side panels get hot quickly and can 

            cause painful burns.  

 

6)  Solder the upper and lower inside corners of the panels 

(8 pl. total).  This adds considerably to the enclosure 
strength. 

 

7)  Remove the elastic band and the top cover. 

 

8)  Remove the top cover and set it aside. 

 

9)  Install the controls 

– pots R1, R16, switch SW1 and 

rotary encoder SW2. Discard the nut and washer 
that comes with the rotary encoder. Place the two 
white 1/16

” spacers on pushbutton switch SW1’s leads and install SW1. Then tack one 

lead on each to hold them in place. Fit the top cover to ensure the controls will align with 
holes. Holding the top cover, turn unit over and complete soldering the controls. 
  

10) Perform the Alignment and BFO Pitch Adjustment processes as described in the next 

section. 
 

11) Replace the top cover with spacers. 

 

   A word about soldering: 

 

The tinned areas are thermally-
isolated from the rest of the board 
material.  25 to 40W iron and a fine 
point tip are sufficient. Do not use a 
high-wattage iron!  A proper 
connection shows a smooth 
transition across the joint and not 
‘two rounded bumps’   

 


background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

18 

12) With the unit upside down, rest it on something so controls are held above the work 

surface, set a spacer over each hole, carefully lay the cover on, then push the remaining 

 screws through the holes and spacers. Use a screwdriver, first turning counter-

clockwise until you feel each one seat, and then turn clockwise to tighten. 

 

13)  Install knobs on the three controls, using a small slot screwdriver on the setscrews.  

Space the knobs slightly above the panel to prevent ‘rubbing’. The tuning knob must be 
just high enough to allow the detent switch on the rotary encoder to function.  

 
(This completes assembly of the kit.) 

 

 
 

 

 


background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

19 

ALIGNMENT

 
There are two steps in the alignment process. The frequency calibration is performed first. 
 

1)  Frequency Calibration 
2)  BFO pitch adjustment 

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

Frequency Calibration

The Si5351 DDS board uses a standard-quality SMD crystal as its reference clock.  As such, 
your operating frequency may be off by a kHz or so at 14 MHz.   
 
PROCEDURE
 

1) 

Tune your ‘big rig’ to 14060.00 kHz 

2)  Install the 2-

pin female jumper  at the location marked ‘CAL’  to the right of U5. 

3)  Connect a 50-ohm load to J1. A matched antenna is OK. 
4)  Apply 10-14V DC power to J2 via a 2.1/5.5mm male plug. 

 
Upon power-up, the Hilltopper will put out full power (5W nominal) for 5 seconds.  During that 
time, rotate the TUNING control to match the tone in your ‘big rig’ to your sidetone pitch.  At the 
end of 5 seconds, the transmitter stops transmitting and a calibration factor is calculated and 
stored 

in U5’s EEPROM.  That value is retrieved on subsequent power ups 

 
It’s possible you won’t find 5 seconds to be enough time for the calibration. If that’s the case, 
remove-and restore- DC power. The 5-second routine starts over, allowing you to zero in on the 
correct frequency.  
 
 
 
 

IMPORTANT

:  Remove the jumper at the’CAL’ location when this calibration is completed. 

Remove-and restore- DC power to return to normal operation.   
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

BFO Pitch adjustment: 
 

The quick method:

 

 
Tune in a CW station and adjust trim cap C53 using a teensy screwdriver. You’re looking for 
maximum signal strength at  the same pitch as the sidetone (800 Hz). It’s a 2-handed operation, 
since you also need to work the tuning knob.   
 
 

‘The better method: 
 
 

Power up the hilltopper (it starts up on 14060.0.) Set your big rig to 14060.0 and send a string of dots 

(low power, please!). Adjust C53 so that the received pitch in the Hilltopper matches your sidetone pitch. 
 

 

* * * 

Alternate method:  Connect a frequency counter to the center pin (and ground) and apply 
D-C power.  Adjust the tuning control as above. 

 


background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

20 

Operation

:

 

 

Startup

: Upon applying DC power to the Hilltopper, you’ll hear ’6 o R o’. In the headphones. This 

indicates an operating frequency of 14060.0 Khz.  If you tune above 14100, the readout will be in the form 
of ‘1xx.x. 

 

Frequency Readout: 

 

 

Push the 

‘Function’ switch briefly to hear your current frequency.  The readout is at the same speed as 

your keyer speed setting. 

 

Tuning step size: 

 

Briefly pressing the tuning knob toggles the step size between 100Hz and 20Hz. The power-up default is 
the 100 Hz step size. 
 

RIT: 

Push and hold the tuning knob down for at least a half-second. A two-

tone sequence, ‘boo-beep’ 

indicates that RIT is on.

   

Repeat to turn RIT off- 

it’s annunciated by ‘bee-boop’. 

 

TUNE Mode  

 

Push and hold the Function switch for at least one second. (release the switch) The sidetone and 
transmitter output turn on to allow adjustment of antenna tuners, etc.  It stays in TUNE mode until: 

 

 

• 5 seconds has elapsed   OR    either keyer paddle is tapped 

 

Paddle Reverse and Iambic Mode A/B Selection (

current production

 

Applying DC power to the Hilltopper while pressing AND HOLDING the Function switch. Release the 
switch 

when you hear ‘R ?’. Tap either key paddle within 2 seconds to reverse the paddles. (Do nothing 

and there’s no swap.) Next, you’ll hear ‘B ?’. Tap either key paddle within 2 seconds to choose Mode B.  
Do nothing, and Mode A is selected.  (Most operators prefer Mode A. )

You’ll then hear an ‘A’ or ‘B’ to 

confirm your selection. Your selections are stored in non-volatile memory and the Hilltopper proceeds to 
normal operation.

 

 

Straight Key mode: 

 

Upon power-

up, the Hilltopper firmware checks the state of the ‘ring’ (middle) connection on the keyer 

jack. If a ‘mono’ (2-pin) plug is used, that middle connection is grounded, and the Hilltopper automatically 
follows the straight key or external keyer input. 

 

Straight key ‘timeout’  After 5 seconds key-down, the transmitter output shuts off. Depress the 
Function switch briefly to restore normal operation.  The TUNE function works in Straight key mode but 
returns to normal operation without operator action.  The timeout provision is meant to protect the PA 
devices 

from a ‘stuck key’ situation. 

 

Alternate Startup Frequency: 

 

Pressing the TUNING switch down while applying DC power to the Hilltopper yields a startup frequency of 
14030.0 kHz..  This saves a lot of knob-twisting if you usually work the low end of 20M 

 
 
 

 


background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

21 

 

Receiver Schematic: 

 

 


background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

22 

 

 


background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

23 

Transmitter/Controller

  

Schematic:

 

 
 

 


background image

 

 

The ‘Hilltopper-20’ Transceiver               K1SWL                                rev. 15 October 2018 

24 

Component Placement – Master 

 

  

Acknowledgements:  
 

Thanks to Steve Weber- KD1JV whose SOTA POP design influenced the design of the 
transmitter section. He also graciously provided open-

source firmware…… which I proceeded to 

mangle for this project.  
 
Thanks also to David Cripe- NMOS- who played an invaluable role with enclosure layout, 
technical liason with 4SQRP, and provided advice with component selection.  
 

                                                                             Dave Benson, K1SWL   14Nov. 2017