КОРОТКОВОЛНОВЫЙ ТРАНСИВЕР

May 4, 2015 by admin Комментировать »

В. Скрыпник UY5DJ

Коротковолновый трансивер предназначен для проведения радиосвязей телеграфом и телефоном с однополосной модуляцией на любительских диапазонах 3,5; 7; 14; 21; 28 МГц. Выходная мощность в нагрузке 75 Ом составляет 70 Вт на диапазонах

3.5..                     .14 МГц, а на 21 и 28 МГц — 50 Вт. Чувствительность приемника при соотношении сигнал/шум 10 дБ не хуже 1 мкВ. Двухсигнальная избирательность составляет 85 дБ.

Приемная часть трансивера построена по схеме с одним преобразованием частоты и кварцевым

Рис. I. Диаграмма уровней сигналов в преселекторе приемной части трансивера фильтром основной селекции на частоту 5,65 МГц. На рис. 1 показана часть структурной схемы приемника и диаграмма распределения уровней сигнала от антенного входа до выхода кварцевого фильтра.

Сигналы из антенны через полосовой фильтр поступают на преобразователь частоты. Далее, уже на промежуточной частоте, они проходят через усилитель, согласующее звено, трансформатор сопротивлений и кварцевый фильтр, с которого они снимаются для дальнейшего усиления в УПЧ.

На диаграмме по вертикали отложены уровни по отношению к 1 мВт мощности сигналов. Коэффициент передачи каждого из каскадов, выходные и входные сопротивления показаны на структурной схеме в нижней части рисунка. Номинальной чувствительности приемника соответствует мощность сигнала на входе— 108,7 дБм. Из этой точки берет начало ломаная линия /, показывающая уровни сигналов, соответствующие номинальной чувствительности в разных точках структурной схемы. Из диаграммы видно, что, несмотря на отсутствие усилителя радиочастоты и наличие каскадов с ослаблением сигналов, результирующая мощность сигналов промежуточной частоты на выходе кварцевого фильтра выше входной мощности на 5,5 дБ, а напряжение составляет почти 5 мкВ. Поскольку чувствительность измеряется при соотношении сигнал/шум 10 дБ, то мощность шумов, приведенная ко входу приемника, составляет —118,7 дБм. Расчетная мощность шумов на входе идеального приемника при полосе пропускания 3 кГц и температуре 20 °С составляет —139 дБм. Отсюда видно, что коэффициент шума приемной части трансивера составляет 20,3 дБ.

Линия 2 на диаграмме соответствует максимальному входному сигналу при двухтоновом испытании приемника, при котором уровень продуктов третьего порядка от интермодуляции равен — 198,7 дБм. Следовательно, динамический диапазон входных сигналов составляет 85 дБ. Линия 3 соответствует такому входному сигналу, при котором происходит уменьшение коэффициента усиления на 1 дБ. Разница в уровнях составляет 113,7 дБ и характеризует динамический диапазон приемника по «забитию».

В схеме приемника применена задержанная АРУ с порогом срабатывания, равным силе сигнала 5=9, т. е. при напряжении 50 мкВ на входе. Система АРУ включается в действие практически мгновенно с появлением сигнала, превышающего пороговый уровень, и не создает неприятных хлопков в телефонах. Благодаря применению специальной схемы быстрого восстановления системы АРУ удалось избежать потери чувствительности приемника в паузах между словами из-за большой постоянной времени детектора системы АРУ. Это позволяет принимать сигналы разной силы без перегрузки приемника.

В гетеродине трансивера использованы балансный удвоитель частоты и полосовые фильтры, очищающие спектр выходного напряжения. Это приводит к уменьшению интенсивности нежелательных продуктов преобразования. Предусмотрена возможность расстройки частот приема и передачи в двух режимах. Режим XIT соответствует расстройке частоты передачи относительно частоты приема, а режим RIT — частоты приема относительно частоты передачи. Это позволяет успешно использовать трансивер при работе с DX или когда радиостанция сама находится в положении DX, например в крупных соревнованиях, в экспедициях и т. п.

Передающая часть имеет отдельный тракт формирования сигналов, в котором используется восьмикристальный кварцевый фильтр, аналогичный фильтру приемной части. Линейный усилитель мощности имеет эффективную систему автоматической регулировки уровня сигнала (ALC), предотвращающую расширение полосы частот и помех соседним радиостанциям при перегрузке усилителя.

Система управления трансивером в определенной последовательности и с необходимыми временными интервалами производит переключение каскадов с приема на передачу, исключая возможность повреждения трансивера, внешнего усилителя мощности или антенного реле в нем в момент переключения. При переходе с приема на передачу первым переключается антенное реле и включаются каскады приемной части, а затем через 20 мс включаются каскады передающей части. При нажатии на телеграфный ключ все происходит аналогично, но система удерживается во включенном состоянии в паузах между посылками до 0,5 с. Специальный каскад формирует пологий передний и задний фронты посылок.

В трансивере применена цифровая шкала, индицирующая частоту настройки на пятиразрядном светодиодном индикаторе с точностью до килогерц. Шкала снабжена блоком памяти емкостью 15 пятиразрядных чисел. Оператор может занести в любую ячейку памяти значение принимаемой частоты, которое будет храниться там независимо от включенного диапазона. При выключении трансивера информация в памяти не сохраняется.

Нажатием соответствующей кнопки оператор может вызвать любую из записанных ранее частот на дополнительный индикатор и ручкой настройки установить на основном индикаторе требуемую частоту. В цифровом блоке трансивера предусмотрен также счетчик связей от 000 до 999.

Принципиальная схема трансивера приведена на рис. 2. Принятые антенной сигналы через разъем XSI поступают в блок № 1 на входной аттенюатор затуханием 20 дБ. Включение аттенюатора осуществляется нажатием кнопки SBJ на передней панели. Из блока № 1 сигналы поступают в блок № 2 на полосовые фильтры. Нужный диапазон включается переключателем SA1.1. С выхода полосового фильтра сигналы поступают в блок № 3, в котором находятся преобразователь частоты, тракт промежуточной частоты с кварцевым фильтром и линейный детектор. Продетектированные сигналы поступают в блок № 4 — усилитель звуковой частоты и активный узкополосный фильтр. Фильтр включают в случае приема телеграфных сигналов нажатием кнопки SB2 на передней панели. Активный фильтр имеет коэффициент передачи около 1 и позволяет эффективно и без неприятного «звона» выделять сигналы телеграфных станций. Полоса пропускания фильтра 300 Гц при центральной частоте 820 Гц. Громкость регулируют переменным резистором R4. К выходу усилителя звуковой частоты подключают телефоны через гнезда XS3 или громкоговоритель, находящийся в блоке питания.

Гетеродин трансивера состоит из блоков № 5, 6, 7. Блок № 5 содержит генератор плавного диапазона (ГПД), удвоитель частоты и буферные усилители. В зависимости от рабочего диапазона трансивера ГПД работает в различных участках частот. Кнопкой SB3 включается расстройка, а вид расстройки — кнопкой SB4. Установка величины расстройки производится переменным разистором R2. Настройка ГПД на требуемую частоту осуществляется переменным конденсатором С5. В зависимости от рабочего диапазона используется первая или вторая гармоника частоты ГПД. В блоке № 6 находятся полосовые фильтры гетеродина, а в блоке № 7 — усилитель сигнала гетеродина. Распределение частот приведено в табл. 1. С выхода усилителя напряжение высокой частоты поступает в блок № 3 на смеситель приемной части, в блок № 10 на смеситель передающей части и в блок № 13 на цифровую шкалу.

Система АРУ в блоке № 8 управляет коэффициентом усиления УПЧ, находящегося в блоке № 3. При нажатии кнопки SB5 система АРУ выключается и приемник работает в режиме максимального усиления.

Таблица 1

Распределение частот гетеродина трансивера

В блоке № 9 помещены микрофонный усилитель, система голосового управления, формирователь телеграфных посылок, управляющие ключи и исполнительные реле. Переключатель 5Л5 служит для включения нужного режима работы трансивера. Сигналы звуковой частоты от микрофонного усилителя поступают на формирователь рабочих частот — блок № 10. Он включает в себя балансный модулятор, усилитель DSB и смеситель частот тракта передачи. В блоке № 11 находятся генератор опорного напряжения для блока формирования однополосного сигнала и генератор телеграфного сигнала. В блоке № 9 — формирователь огибающей телеграфного сигнала.

Сигналы рабочих частот со смесителя блока № 10 поступают на диапазонные полосовые фильтры в блок № 2, а с него — на усилитель мощности в блок № 12.

Цифровой блок включает в себя частотомер, устройство запоминания частот, счетчик связей, схему динамической индикации. Блок питания трансивера находится в отдельном корпусе и подключается кабелем через разъем ХР1.

Рис. 3. Принципиальная схема блока входного аттенюатора 20 дБ

Рассмотрим работу блоков трансивера. На рис. 3 показана принципиальная схема блока № 1. Аттенюатор выполнен на резисторах R1 — R3, указанные на схеме номиналы резисторов соответствуют входному сопротивлению 50 Ом. Выключение аттенюатора осуществляется с помощью реле К1. Блок № 2 (рис. 4) содержит пять полосовых диапазонных фильтров, включаемых парами электромагнитных реле. Каждый фильтр — двухзвенный с внешнеемкостной связью. Полоса пропускания каждого фильтра соответствует рабочей полосе частот на каждом диапазоне. С целью получить минимальные габариты блока катушки фильтров намотаны на кольцевых ферритовых сердечниках (табл. 2).

Включение блока фильтров в тракт приема или передачи производится парой реле КП, ΚΙ2, управление которыми осуществляется из блока № 9. Печатная плата блока № 2 показана на рис. 5.

На рис. 6 изображена схема приемной части трансивера — блока № 3. Смеситель приемника — кольцевой на диодах VD1 — VD4. Сигналы принимаемых станций поступают через симметрирующий широкополосный трансформатор ΤΙ, а сигналы гетеродина — через Т4. Трансформаторы Т2 и ТЗ служат для переворота фаз сигналов. Нагрузкой смесителя служит полосовой фильтр с резистором RI в цепи контура. В литературе [1] эта цепь известна под названием «диплексер» и служит для создания активной нагрузки для смесителя на частотах, отличающихся от промежуточной. Это позволяет уменьшить влияние продуктов преобразования, лежащих за полосой пропускания приемника, на работу смесителя. Широкополосный усилитель на транзисторе VT1 служит для компенсации потерь в цепях от входа блока до выхода кварцевого фильтра в широком диапазоне уровней входных сигналов. Усилитель имеет активную нагрузку в виде П-образного звена на резисторах R8 — R10. Оно вносит ослабление б дБ и способствует расширению динамического диапазона приемника [1]. Через трансформатор Тб к звену подключен кварцевый фильтр ZQI. Диоды VD5— VD8 предохраняют фильтр от повреждения при случайном попадании мощного сигнала на вход приемника, в частности, при прослушивании работы находящегося рядом передатчика. Кварцевый фильтр — восьмикристальный, лестничный. Схемы и методика расчета таких фильтров описаны в литературе [2].

Усилитель промежуточной частоты состоит из двух каскодных усилителей на транзисторах VT2, VT3 и VT4, VT5. Напряжение АРУ подается в ба-Таблица 2

Данные моточных узлов

Окончание табл. 2

Номер блока

Обозначение

Число витков

Провод

Магнитопровод (каркас), размер, мм

Материал

Блок

TI

питания

1—2

640

ПЭВ-2 0,69

Ш 25X63

Трансф. сталь

3—4

25

ПЭЛ 1,5

5—6, 7—8

600

ПЭВ-2 0,25

9—10

630

ПЭВ-2 0,25

11 — 12

56

ПЭВ-2 0,47

13

Один слой

ПЭВ-2 0,25

14—15

120

ПЭВ-2 0,19

Рис. 4. Принципиальная схема блока полосовых фильтров

Рис. 5. Печатная плата блока JVe 2 зовую цепь транзистора VT2, с выхода второго каскада УПЧ через катушку связи L6 часть выходного напряжения поступает в блок № 8 на систему АРУ. С катушки связи L7 через звено затухания сигнал проходит на линейный детектор, который собран на полевых транзисторах VT6, VT7. Напряжение опорной частоты подается на затвор транзистора VT7. Фильтрация сигналов звуковой частоты от высокочастотных составляющих на выходе линейного детектора производится цепью C24L9C25. На рис. 7 приведено расположение проводников и деталей на плате блока № 3.

Принципиальная схема усилителя звуковой частоты (блок № 4) дана на рис. 8. Первый каскад собран на транзисторе VT1. Снижение усиления на частотах выше 3 кГц обеспечивают конденсаторы С4, С5. Оконечный усилитель звуковой частоты собран на микросхеме DA1 и транзисторах VT2, VT3, составляющих комплементарную пару [3].

Через конденсатор С9 типа К50-15 к усилителю подключаются низкоомные головные телефоны или динамическая головка. На микросхемах DA2, DA3 собран активный фильтр, который включается контактами реле К1.1 и К 1.2. На операционном усилителе DA4 выполнен генератор самопрослушивания, получающий манипулирующее напряжение с формирователя телеграфных посылок. Печатная плата блока приведена на рис. 9.

Принципиальная схема генератора плавного диапазона (блок № 5) изображена на рис. 10. Собственно генератор собран на транзисторе VT1. Элементы контура L1C1 — С5 (см. рис. 2) находятся вне платы. Конденсаторы припаяны к ламелям галетного переключателя SA1.2. Варикап VD3 служит для расстройки частоты приема относительно частоты передачи. Установка частоты, относительно которой производится расстройка, осуществляется переменным резистором R4. Диод VD4 предназна-

Рис. 6. Принципиальная схема блока № 3 (смеситель, усилитель промежуточной частоты, смесительный детектор)

чен для стабилизации амплитуды колебаний генератора.

На транзисторах VT2 и VT3 собран буферный усилитель. Он обладает высоким входным и низким выходным сопротивлением и имеет коэффициент передачи около 4. На широкополосном трансформаторе Т2 и диодах VD6 и VD7 собран удвоитель

Рис. 7. Печатная плата блока № 3 частоты. По сути это однополупериодный двухфазный выпрямитель, на нагрузке которого выделяется напряжение в виде импульсов удвоенной частоты. Подавление составляющих первой и других нечетных гармоник зависит от идентичности параметров диодов и симметрии трансформатора. Практически оно составляет 25…30 дБ, а при тщательном подборе диодов может быть и выше.

Переключателем SA1.3 в зависимости от диапазона выбирают номер гармоники. При использовании первой гармоники напряжение снимается через уравнивающий резистор R15, минуя удвоитель частоты. С подвижного контакта переключателя напряжение поступает на буферный усилитель и эмиттерный повторитель на транзисторах VT4 и VT5, согласующий блок ГПД с фильтрами в блоке № 6. Печатная плата блока № 5 показана на рис. 11.

:     Блок полосовых фильтров (блок № 6, рис. 12)

состоит из пяти двухзвенных полосовых фильтров, каждый из которых пропускает рабочую полосу частот гетеродина. На входе фильтров диапазонов 3,5; 7 и 14 МГц установлены делители напряжения, что позволяет получить одинаковую амплитуду сигналов гетеродина на всех диапазонах. С целью уменьшения габаритов фильтра его катушки намотаны на кольцевых магнитопроводах. Данные всех намоточных узлов трансивера приведены в табл. 2 , печатная плата блока показана на рис. 13.

С выхода блока фильтров напряжение гетеродина поступает на оконечный усилитель в блок № 7 (рис. 14). Он собран по схеме широкополосного усилителя с коррекцией частотной характеристики на СВЧ транзисторе средней мощности VT1. Обратная связь через конденсатор С2 уменьшает коэффи-

Рис. 8. Принципиальная схема блока № 4 (усилитель звуковой частоты, активный CW фильтр, генератор самопрослушивания)

циент усиления на низких частотах, благодаря чему частотная характеристика усилителя становится линейной от 1 до 40 МГц. Отрицательная обратная связь через резистор R4 обеспечивает устойчивость усилителя на всех рабочих частотах. Его нагрузкой является понижающий широкополосный трансформатор 77. Трансформатор Т2 служит для деления мощности сигнала гетеродина, посту-

Рис. 9. Печатная плата блока № 4 пающей в тракты приема и передачи. На транзисторах VT2 и VT3 собран буферный каскад для связи гетеродина со входом цифровой шкалы. Печатная плата блока № 7 показана на рис. 15.

В блоке № 8 (рис. 16) размещаются цепи АРУ и S-метра. Напряжение промежуточной частоты с последнего каскада УПЧ (блок № 3) поступает на резонансный усилитель на транзисторе VT3 и выделяется в контуре L1C11. К катушке связи L2 подключен буферный усилитель на транзисторах VT4 и VT5, нагруженный на пиковый детектор на диоде VD6. Постоянная времени цепи АРУ (примерно 13 с) определяется емкостью конденсатора С15, сопротивлением резисторов R29, R9 и канала транзистора VT2. Напряжение звуковой частоты с выхода первого каскада в блок № 4 поступает па вход усилителя на транзисторе VT1. Отрицательная полуволна усиленного напряжения через диод VD1 и резистор R7 заряжает конденсатор С4. Напряжение отрицательной полярности приложено к затвору полевого транзистора VT2, у которого при закрывании возрастает сопротивление канала. Если в тракте приема звукового сигнала пет, то конденсатор С4 разряжается через резистор R8, и транзистор открывается. Таким образом резистор R9 оказывается подключенным к конденсатору С15. Постоянное напряжение с этого конденсатора через истоковый повторитель на транзисторе VT6 подается на инвертирующий вход усилителя постоянного тока, собранный на операционном усилителе DA2. На его неинвертирующий вход подано постоянное напряжение, определяющее начальное напряжение на выходе блока АРУ.

В исходном состоянии, когда нет сигналов в тракте промежуточной и звуковой частоты, конденсатор С15 разряжен, параллельно резистору R29 включен резистор R9 (через VT2). Напряжение на инвертирующем входе ОУ меньше, чем на неинверти-

Рис. 10. Принципиальная схема блока № 5 (генератор плавного диапазона, буферные каскады, удвоитель частоты)

Рис. 12. Принципиальная схема блока № 6 (полосовые фильтры генератора плавного диапазона)

9

рующем, и на выходе ОУ напряжение максимально (примерно 10 В). Это напряжение определяет базовое смещение первого транзистора в усилителе промежуточной частоты, и его коэффициент усиления максимален. С появлением сигнала за первый период промежуточной частоты заряжается конденсатор С15 и на входе 9 ОУ напряжение возрастает. Если оно превысит пороговое, установленное по входу 10, то на выходе напряжение начнет уменьшаться, а с ним и коэффициент усиления УПЧ. С появлением сигнала звуковой частоты (значительно позже, так как информацию несет огибающая низкочастотного сигнала) закрывается транзистор VT2 и постоянная времени цепи АРУ увеличивается, поддерживая усиление в тракте УПЧ постоянным между отдельными звуками речи. Если сигнал звуковой частоты пропадает на время большее; чем 100 мс (определяемое постоянной времени

Рис. 14. Принципиальная схема блока № 7 (оконечный усилитель ГПД, буферный усилитель цифровой шкалы)

Рис. 15. Печатная плата блока № 7

Рис. 16. Принципиальная схема блока № 8 (система АРУ, 5-метр)

конденсатора С4 и резистора R8 и обратным сопротивлением диода VD1), то транзистор VT2 открывается и конденсатор С15 быстро разрядится. Таким образом, за короткое время, практически незаметно для оператора, произойдет восстановление чувствительности приемника.

Напряжение звуковой частоты также подается на логарифмический усилитель S-метра на ОУ DA1. Диоды VD2, VD3 создают нелинейную обратную связь по инвертирующему входу ОУ. Это позволяет получить амплитудную характеристику усилителя, близкую к логарифмической. Усиленное напряжение звуковой частоты выпрямляют диоды VD4, VD5, а постоянная составляющая тока индицируется микроамперметром РА/ (см. рис. 2). Шкала проградуирована в единицах силы сигнала от S=4 до S=9+10 дБ. Печатная плата блока № 8 приведена на рис. 17.

Принципиальная схема блока управления (№ 9) показана на рис. 18. Микрофонный усилитель собран на ОУ DA1. Его коэффициент усиления около 90 и определяется отношением величин резисторов R2 и Rl. С выхода усилителя через резистор R6 напряжение звуковой частоты подается на балансный модулятор в блок № 10, а также на усилитель голосового управления (VOX) на ОУ DA2. Усиленное модулирующее напряжение выпрямляют диоды VD1, VD2, нагрузкой которых является резистор RI1. Через резистор R13 на вход усилителя схемы ANTIVOX, выполненного на операционном усилителе DA3, поступает напряжение звуковой частоты из УНЧ приемной части трансивера (блок № 4).

Рис. 17. Печатная плата блока № 8

Усиленное и выпрямленное диодами VD3 и VD4 напряжение в отрицательной полярности выделяется на резисторе R16.

На микросхеме DA4 собран компаратор. Опорный уровень задают по входу 2. На вход 3 через резисторы R12 и R17 поступают напряжений VOX и ANT1VOX.

Когда потенциал на входе 3 превысит опорный, устанавливаемый подстроечным резистором R18 на входе 2, на выходе компаратора установится низкий уровень, переводящий последующие каскады блока в положение «передача».

На микросхеме DA5 собран каскад, обеспечивающий задержку перехода трансивера из режима передачи в режим приема в паузах речи. В исходном состоянии конденсатор С15 заряжен через резистор R2I до напряжения источника питания. При этом на выходе ОУ напряжение близко к нулю. Если нажать на ключ, то напряжение на выходе скачком увеличится почти до 12 В и будет таким в течение 0,5 с после последнего нажатия. Одновременно положительным скачком на выходе ОУ включается электронный ключ на транзисторе VT2, транзистор открывается и срабатывает реле К1- Контактами К 1.1 оно снимает напряжение с каскадов, работающих на прием, а контактами К1.2 через блок № 1 подает питание на внешнее антенное реле. Кроме того, одновременно с положительным перепадом на выходе ОУ микросхемы DA5 начинает заряжаться конденсатор С17 через резистор R24. Когда напряжение на нем достигнет величины напряжения на входе 2 микросхемы DA6, на ее выходе также будет положительный перепад.

Диод VD8 служит для ускоренного разряда конденсатора С17, когда на выходе DA5 напряжение снова уменьшится до нуля. Положительный перепад с выхода ОУ DA6 открывает электронный ключ на транзисторе VT3, и срабатывает реле К2. Через его контакты К2.1 напряжение подается на каскады, работающие на передачу. Задержка вклю-

Рис. 18. Принципиальная схема блока № 9 (микрофонный усилитель, система VOX, система управления режимами «Прием/передача», формирователь CW посылок)

Рис. 19. Печатная плата блока № 9 чсния определяется постоянной времени цепи R24C17 и составляет 20 мс. За это время успевают переключиться реле, антенное и /С/, и закончиться переходные процессы. В результате происходит «мягкое», без щелчков переключение с приема на передачу. В положении «КОХ» переключателя 5Л<? (см. рис. 2) переключение происходит так же, как и при поступлении низкого уровня с компаратора DA4.

На транзисторе VT1 блока № 9 собран формирователь телеграфных посылок. Если телеграфный ключ отжат, конденсатор С20 заряжен, то транзистор VT1 закрыт, и напряжение с коллектора в точки 2 и 3 не поступает. При нажатии на ключ база транзистора оказывается подключенной к проводу источника питания через резисторы R25, R27, R28 и диод VD7. Однако напряжение на базе транзистора VTI понижается не сразу, а по мере разряда конденсатора С20. Это обеспечивает плавное открывание транзистора VT1 и пологий передний фронт посылки. При отжатии ключа конденсатор снова заряжается через R28, R29, и транзистор плавно закрывается. Задний фронт посылки тоже получается пологим. Такая форма посылки предотвращает щелчки при манипуляции. Рисунок печатной платы и расположение деталей на ней показаны на рис. 19.

Рассмотрим схему формирователя однополосного сигнала (рис. 20). Балансный модулятор выполнен По кольцевой схеме на диодах VD1 — VD4. Напряжение опорной частоты из блока № 11 поступает на подстроечный резистор R1, которым балансируют модулятор. Конденсаторы С1 и СЗ служат для дополнительной балансировки. От микрофонного усилителя на балансный модулятор подается напряжение звуковой частоты, напряжение двухполосного сигнала (DSB) выделяется в контуре L2C4C5C7. При работе телеграфом через конденсатор С6 в этот контур подается напряжение от манипулируемого генератора в блоке № 11. Усилитель DSB выполнен на транзисторе VT1. Его нагрузкой служит восьмикристальный лестничный кварцевый фильтр ZQI, выделяющий верхнюю боковую полосу сигнала на промежуточной частоте. Выделенный фильтром SSB сигнал через широкополосный трансформатор Т1 поступает на балансный смеситель на транзисторах VT2 и VT3. Через конденсатор С12 из блока № 7 на смеситель подается напряжение гетеродина. Балансировка смесителя производится подстроечным резистором Rl 1. Коллекторы транзисторов подключены к обмоткам широкополосного трансформатора Т2. С выхода обмотки этого трансформатора снимается однополосный телефонный или телеграфный сигнал и подается на один из полосовых фильтров блока № 2, где окончательно отфильтровываются побочные продукты преобразования. Печатная плата формирователя SSB сигнала приведена на рис. 21.

Генератор опорной частоты (рис. 22) собран на транзисторе VT1. Частота генератора стабилизирована кварцевым резонатором на частоту 5650 кГц и выделяется в контуре L1C4C5. С катушек связи L2 и L3 напряжение опорной частоты снимают для линейного детектора и балансного модулятора. Конденсатор С1 служит для точной установки частоты опорного генератора по низкочастотному скату амплитудно-частотной характерис-

Рис. 20. Принципиальная схема блока № 10 (формирователь однополосного сигнала, смеситель передатчика)

Рис. 22. Принципиальная схема блока № 11 (генератор опорной частоты, буферный усилитель частотомера, манипулируемый кварцевый генератор)

тики кварцевых фильтров. На транзисторах VT2 и VT3 собран буферный каскад для подачи напряжения с частотой опорного кварцевого генератора на второй вход электронной шкалы в блоке № 13.

Манипулированный генератор несущей для работы телеграфом выполнен по той же схеме, что и опорный генератор, но настроен на частоту 5650,8 кГц. Точная установка частоты производится конденсатором С4, питание на генератор поступает от формирователя телеграфных посылок. На рис. 23 показана печатная плата опорного генератора и генератора несущей.

На рис. 24 изображена схема усилителя мощности. С выхода полосовых фильтров в блоке № 2 сформированный сигнал на рабочей частоте (величиной около 0,7 В на нагрузке 75 Ом) поступает на вход предварительного усилителя на транзисторе VT2, в коллекторную цепь которого с помощью пары реле ΚΙ — КЮ включаются колебательные контуры. Резисторы R9 — Rl 1 служат для уменьшения усиления на низкочастотных диапазонах. С соответствующего колебательного контура усиленный сигнал через конденсатор С15 поступает на управляющую сетку лампы VLI типа 6Ж11П. Анодной нагрузкой лампы служит один из контуров, включаемых реле КП — К15. Транзистор VT3 в катодной цепи лампы VL1 служит для управления при переходе с приема на передачу. При передаче на базу транзистора через резистор R16 поступает положительное напряжение, транзистор VT3 и лампа VL1 открываются. С анода лампы напряжение возбуждения подается на управляющие сетки лампы VL2 оконечного каскада. Анодной нагрузкой для лампы VL2 служит переключаемый пятидиапазонный П-образный фильтр. Со стороны анода лампы в П-контур установлен переменный конденсатор С32. На диапазонах 3,5 и 7 МГц параллельно ему подключаются конденсаторы С34 и С35. Резистор R33 служит для снятия статических зарядов, накапливающихся на антенне. Управление включением оконечного каскада трансивера осуществляется схемой на транзисторах VT4 и VT5. При работе трансивера на прием в точке 1 напряжение отсутствует. Транзистор VT4 открыт, a VT5 — закрыт, и на сетку лампы через резистор R27 подано напряжение

Рис. 24. Принципиальная схема блока № 12 (предварительные усилители, выходной усилитель мощности)

—60 В, запирающее лампу VL2. При переключении на передачу напряжение в точке / становится равным + 12 В, и транзистор VT4 закрывается, а транзистор VT5 открывается, подключая катод стабилитрона VD4 к общему проводу. На сетки ламп поступает стабилизированное напряжение —20 В, и лампа готова к работе.

Цепь автоматической регулировки уровня сигнала ALC работает следующим образом. Через конденсатор С27 высокочастотное напряжение подается на детектор ALC, выполненный на диодах VD2, VD3. Постоянное напряжение отрицательной полярности выделяется на резисторе R20. Порог срабатывания системы ALC определяется напряжением стабилизации стабилитрона VDI. Если напряжение на резисторе R20 превысит этот порог, напряжение на базе транзистора VTI уменьшится, вызывая уменьшение коллекторного тока и коэффициента усиления первого каскада. Резистор R1 и стабилитрон VD1 подобраны так, что действие ALC начинается при переходе лампы в режим работы с сеточными токами.

Цифровой блок (рис. 25, 26) включает в себя реверсивный двухвходовой частотомер цифровой шкалы, схему памяти, схему выбора ячеек памяти, счетчик связей, схему динамической индикации и цифровой индикатор. Реверсивный частотомер представляет собой модификацию схемы, опубликованной в [4]. На транзисторах VTI, VT2 и VT3, VT4 собраны усилители — формирователи импульсов. Счетная часть собрана на микросхемах DD1 — DD21. Двоичная информация со схемы кодирования числа десятков мегагерц и с выходов микросхем буферной памяти DD18—DD21 поступает на входы схем динамической индикации и запоминания частот. Последняя построена на микросхе-

Рис. 26. Принципиальная схема блока № 13 (цифровая шкала, счетчик связей, узел выбора ячеек памяти)

мах ОЗУ DD36 — DD40 и инверторах DD41 — DD45. С выходов инверторов информация также поступает на соответствующие входы схемы динамической индикации. Выбор адреса ячейки памяти производится схемой, построенной на логических элементах DD26 — DD31. При нажатии на любую из кнопок SBtO — SB24 (см. рис. 2) на выходах инверторов DD30 появляется двоичный код номера ячейки. Микросхема DD32 служит для запоминания этого кода и для удержания его до нажатия следующей кнопки. Логический элемент DD31.1 вырабатывает сигнал записи кода в память, а элементы DD31.2 и DD3I.3 осуществляют необходимую для четкой записи задержку. Запись информа-

Рис. 28. Расположение основных узлов и блоков на шасси трансивера

ции в ОЗУ происходит при нажатии кнопки SB7 (см. рис. 2).

На микросхемах DD22 — DD25 собран счетчик связей. С нажатием кнопки SB3 (см. рис. 2) в счетчик добавляется единица. Сброс показаний счетчика производят нажатием кнопки SB4. Двоичное число с выходов счетчиков поступает на входы схемы динамической индикации.

Коммутаторы двоичных разрядов чисел собраны на микросхемах DD46 — DD53. Каждый коммутатор на 16 входов (используется только 13 из них) состоит из двух коммутаторов на 8 входов и одной микросхемы 4Х2И=НЕ. Управляет работой коммутаторов генератор на микросхеме DD33, работающий на частоте около 20 кГц, и адресный счетчик на микросхеме DD34. К выходам адресного счетчика подключен также дешифратор на микросхеме DD35, коммутирующий катоды светодиодных семисегментных знаковых индикаторов HG1 — HG13. С выходов коммутаторов через инверторы DD58 информация поступает на входы дешифратора DD59, преобразующего двоично-десятичный код в код семисегментного индикатора. Управление сегментами (одноименные сегменты всех знаковых индикаторов соединены параллельно) производится через ключи на транзисторах VT5— VTI1. Несмотря на то что в цифровом блоке находится 59 микросхем, он потребляет всего около 1 А от источника напряжением +5 В. Это объясняется тем, что в блоке широко использованы микросхемы серии К134. Монтаж блока выполнен на платах, на которых под микросхемы сделаны только площадки, а соединения выполнены гибким изолированным проводом.

Блок питания трансивера (рис. 27) включает в себя несколько выпрямителей и стабилизаторов. На диодах VD1 — VD4 собран выпрямитель питания цифрового блока. Переменное напряжение, подаваемое на мост, используется также и для накала ламп 6Ж11П и ГУ29. На транзисторах VT1 и VT2 собран стабилизатор напряжения +5 В. Его особенностью является то, что провод —5 В с общей шиной в блоке питания не соединяется. С целью уменьшения помех это соединение сделано непосредственно у ввода в блок № 13.

На диодах VD6 — VD9, VD10 — VD13, VD14 — VD17 собраны выпрямители 280 В. Конденсаторы фильтров С2, СЗ, С4 включены последовательно для получения анодного напряжения лампы VL2. С конденсатора С4 снимается анодное напряжение для лампы VL1. На диодах VD18, VD19 собран параметрический стабилизатор экранного напряжения лампы VL2. Выпрямитель и стабилизатор напряжения +12 В состоит из мостика на диодах VD21 — VD24 и компенсационного стабилизатора на транзисторах VT3, VT4 и ОУ DA1. Выпрямитель напряжения смещения — однополупериодный на диоде VD25 с конденсатором фильтра С6. Блок питания размещен в отдельном корпусе и с трансивером соединяется гибким кабелем. В корпусе блока питания размещается также динамическая головка, подключаемая при нажатии кнопки SB1 к выходу усилителя звуковой частоты (блок № 4).

Конструкция трансивера. Все блоки и механические узлы трансивера смонтированы на плоском шасси размерами 412X300 мм и толщиной 5 мм, служащем одновременно дном корпуса (рис. 28). Усилитель мощности и гетеродин конструктивно

Рис. 29. Расположение плат в корпусе трансивера связаны осью переключателя диапазонов. Платы блоков № 2, 3, 4, 8, 9, 10, 11 установлены в отдельном корпусе, закрываемом крышкой (рис. 29). Каждая плата в верхнем левом углу укреплена на петле и может поворачиваться на 90° для ремонта и настройки. Цифровой блок также помещен в отдельный экранированный корпус, установленный в непосредственной близости от индикаторной панели. Трансивер закрыт П-образной крышкой, которая крепится винтами к дну корпуса.

При монтаже плат использованы резисторы МЛТ-0,125 и МЛТ-0,25, подстроечные резисторы СПЗ-22А, переменные резисторы на передней панели— типа СПЗ-12л с концентрическими осями. Конденсаторы в высокочастотных цепях — КД, КМ, КЮ-7В. Для настройки колебательных контуров используют подстроечные конденсаторы КТ4-23. Вместо них можно применить КТ4-21 или КТ4-25. В П-контуре усилителя мощности применены два блока конденсаторов переменной емкости от радиоприемника «Океан». В конденсаторе С37 все три секции соединены параллельно. Конденсаторы С32, С34, С35 — это такой же блок КПЕ, но в роторе каждой секции пластины удалены через одну. В трансивере используются реле типа РЭС-60 (паспорт 438) и РЭС-49 (паспорт 425), срабатывающие от напряжения 12 В. Вместо них можно использовать подходящие реле типа РЭС-10, РЭС-15. Транзистор КТ939 в блоке № 3 можно заменить на КТ610, КТ911, КТ913А, а КТ610А в блоке №          7 — на КТ606А. Маломощные транзисторы

КТ306Б можно заменить на КТ368АМ, КТ312 — на КТ315, КТ363Б — на КТ345, КТ347 или КТ3127. Вместо транзистора КТ630А в блоке № 10 можно поставить КТ603 или КТ608. Операционные усилители К140УД7 можно менять на К140УД6. Кроме них можно применять К153УД1 или К553УД1 с соответствующими цепями коррекции. Микроамперметры РА1 и РА2 — типа М476/1.

Настройку трансивера производят следующим образом. Вначале необходимо тщательно проверить монтаж и отрегулировать каждый блок в отдельности.

Полосовые фильтры в блоках № 2, 3, 6 желательно настроить с помощью измерителя частотных характеристик. Подойдет прибор типа Х1 = 19А, Х1=7Б или самодельный. При регулировке УПЧ в блоке № 3 может возникнуть самовозбуждение усилителей. Для его устранения надо к одному из контуров подключить резистор сопротивлением

5,6..                     .10 кОм. Нагрузочные резисторы RII и R12, включенные параллельно входу и выходу кварцевого фильтра ZQ1, следует подобрать, ориентируясь на форму амплитудно-частотной характеристики. Она не должна иметь глубоких провалов или выбросов в полосе пропускания.

В блоке № 4 надо проверить частотную характеристику усилителя НЧ и активного фильтра. Частоту генератора самопрослушивания необходимо установить так, чтобы она попадала в полосу пропускания активного фильтра. Это можно сделать подбором резистора R28 или конденсатора С15.

Налаживая блок № 5, особое внимание следует обратить на стабильность частоты генератора плавного диапазона. Проверять ее надо на той гармонике, которая будет использоваться. Конденсаторы С1 — С4 (см. рис. 2) могут состоять из нескольких конденсаторов с различным ТКЕ для компенсации температурного дрейфа частоты. В удвоителе частоты один из диодов следует подобрать по наименьшему уровню первой гармоники. Лучше всего для этой цели использовать анализатор спектра, но можно прослушивать частоту на вспомогательном приемнике. Блок № 7 настройки не требует. Подключив между точками 3—4, 4—5 по резистору величиной 51 Ом, надо измерить напряжение на каждом из них. Оно должно быть в пределах 1,2…

1,5  В. Подбором резисторов R1 — R6 в блоке № 6 необходимо уравнять выходное напряжение гетеродина при работе на разных диапазонах.

В блоке № 8 резистором R32 следует установить напряжение около 10 В на выходе ОУ DA2. Контур L1C11 настраивают на промежуточную частоту. Подавая на вход блока № 1 сигнал величиной 50 мкВ, надо подстройкой резистора R21 добиться некоторого уменьшения напряжения на выходе DA2, что будет говорить о начале работы АРУ. Резистором R1 нужно подобрать такой уровень напряжения звуковой частоты, при котором после выключения входного сигнала на выходе ОУ сразу же будет устанавливаться максимальное напряжение. Подстроечным резистором R16 устанавливают стрелку микроамперметра РА1 (см. рис. 2) на крайнее деление при входном сигнале 150 мкВ (S=9+10 дБ). Затем 5-метр надо проградуировать, подавая на вход приемной части напряжения 1,5; 3; 6; 12; 25 и 50 мкВ, что будет соответствовать S от 4 до 9.

Налаживание блока № 9 заключается в установке коэффициента усиления микрофонного усили-

Рис. 30. Общий вид коротковолнового трансивера теля подбором резистора R2. Резистором RI8 устанавливают пороговое напряжение для системы голосового управления, а резистором R13 — порог срабатывания схемы ANTIVOX. При этом трансивер не должен включаться на передачу от звука из головных телефонов, попадающего в микрофон.

В блоке № 10 балансируют модулятор и смеситель по подавлению несущей частоты и напряжения плавного гетеродина. Для контроля удобно использовать коротковолновый приемник. Контур L2C4C5 следует настроить на частоту генератора несущей по максимуму выходного сигнала.

В усилителе мощности контуры предварительных каскадов настраивают так, чтобы получить одинаковую мощность в пределах каждого диапазона. Контролируя напряжение на эмиттере VT1, следует проверить порог срабатывания схемы ALC. Уменьшение напряжения должно происходить при увеличении переменного напряжения на сетках лампы ГУ29 до 22…25 В.

Цифровой блок и блок питания при правильном монтаже налаживания не требуют.

Общий вид трансивера показан на рис. 30.

Литература

1.     Solid State Design for the Radio Amateur. ARRL, Newington, 1977 g.

2.     Б у и и и С. Г., Яйленко Л. П. Справочник радиолюбителя-коротковолновика.— Киев: Техника, 1984.

3.     The Radio Amateur’s Handbook. ARRL, Newington, 1979.

4.     Бирюков С. Дисплей в трансивере. Цифровая шкала и электронные часы,— Радио, 1977, № 9.

Лучшие конструкции 31-й и 32-й выставок творчества радиолюбителей /Сост. В. М. Бондаренко.— М.: ДОСААФ, 1989,— 112 с., ил.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты