В.Рубцов, UN7BV,

г. Астана.

“Астана-радио-2007” - трансивер на диапазоны 3,5 и 14 МГц

Схема двухдиапазонного трансивера была разработана по просьбам радиолюбителей, желающим изготовить достаточно простое приемо-передающее устройство, в котором отсутствуют механические узлы, обеспечивающие коммутацию частотозадающих цепей при переключении диапазонов. Прототипом предлагаемого вниманию читателей трансивера является “Астана-Радио-2006” [1] на диапазоны 21 и 28 МГц.

При промежуточной частоте 5,25 МГц и генераторе плавного диапазона (ГПД), работающем в полосе частот 8,75—9,1 МГц, трансивер “Астана-радио-2007” полностью перекрывает популярные радиолюбительские диапазоны 80 (3,5—3,8 МГц) и 20 м (14,0—14,35 МГц). Режимы работы трансивера — CW и SSB, выходная мощность 5 Вт.

Принципиальная схема трансивера приведена на рис.1 и 2. В режиме приема сигнал от антенны поступает на входной полосовой фильтр, образованный катушками индуктивности L1, L2 и конденсаторами C3—C6. Связь между контурами — индуктивная, с антенной — кондуктивная, с помощью отвода от обмотки катушки L1. При смене диапазона коммутация частотозадающих элементов полосового фильтра производится контактами реле К7, с помощью варикапов VD1 и VD2 фильтр можно точно подстроить на выбранную рабочую частоту.

Пройдя полосовой фильтр, принимаемый сигнал поступает на усилитель высокой частоты, выполненный на транзисторах VT1 и VT2. Регулировка усиления этого каскада обеспечивается изменением постоянного напряжения на 2-м затворе полевого транзистора VT1 с помощью переменного резистора R74 (кроме того, этот каскад управляется ещё и напряжением АРУ). Усилитель высокой частоты нагружен на кольцевой балансный смеситель на диодах VD7—VD10. На второй вход смесителя через электронный коммутатор на транзисторах VT15—VT18 поступает сигнал с ГПД.

С выхода смесителя сигнал промежуточной частоты усиливается каскадом на транзисторе VT3, включенном по схеме с общим затвором, которая обеспечивает хорошее согласование с выходным сопротивлением смесителя. Нагрузка каскада — контур L3-C16, настроенный на частоту 5,25 МГц. Через катушку связи L4 сигнал промежуточной частоты поступает на 4-кристальный кварцевый фильтр ZQ1—ZQ4 лестничного типа с полосой пропускания около 2,5 кГц. Для ее сужения до 1 кГц при работе телеграфом через контакты K1.1 параллельно резонатору ZQ1 подключается конденсатор C19.

Сигнал, прошедший через кварцевый фильтр, поступает на парафазный каскад на транзисторе VT4. Регулировка усиления этого каскада обеспечивается изменением постоянного напряжения на 2-м затворе этого транзистора с помощью переменного резистора R35, а также напряжением АРУ.

На истоке и стоке транзистора VT4 присутствуют противофазные сигналы, которые подаются на входы основного усилителя промежуточной частоты на транзисторах VT5—VT8. Усилитель имеет большой коэффициент усиления (до 6000 по напряжению) и высокую устойчивость благодаря отрицательной обратной связи через резисторы R44 и R45, а также обладает улучшенной симметрией сигналов на его выходах. С противофазных выходов этого усилителя сигнал поступает на кольцевой балансный смеситель на диодах VD21—VD24. На второй вход смесителя через электронный коммутатор на транзисторах VT15—VT18 подается сигнал с опорного кварцевого генератора частотой 5,25 МГц.

Полученный на выходе смесителя сигнал звуковой частоты поступает на интегральный усилитель низкой частоты на микросхеме DA1. Далее усиленный сигнал проходит через фильтр нижних частот C43-L6-C44 и подается на усилитель схемы автоматической регулировки усиления (АРУ), выполненный на транзисторе VT10, а через регулятор громкости (переменный резистор R60) — на микросхему DA2 оконечного усилителя низкой частоты.

В схеме АРУ используется два выпрямителя, первый - удвоитель напряжения на диодах VD16 и VD17, постоянное напряжение отрицательной полярности (чтобы управлять транзисторами типа КП-302) с выхода которого подается на затвор транзистора VT3 первого каскада усилителя промежуточной частоты, изменяя коэффициент усиления этого каскада в зависимости от силы принимаемого сигнала, и второй, выполненный тоже по схеме удвоения напряжения на диодах VD15, VD18, вырабатывающий наряжение АРУ положительной полярности, необходимое для управления транзисторами типа КП350. На транзисторе VT20 выполнен усилитель постоянного тока, обеспечивающий усиление сигнала АРУ положительной полярности необходимое для работы S-метра (РА1) и автоматической регулировки усиления каскадов УВЧ (VT1) и УПЧ (VT4).

Основное усиление ЗЧ сигнала обеспечивает УНЧ, выполненный на микросхеме DA2 (примечание: на принципиальной схеме нужно добавить к названию микросхемы цифру «2» - я упустил это!).

В режиме передачи (при работе SSB) сигнал с микрофона усиливается микрофонным усилителем на транзисторах VT11, VT1 и VT2 и поступает на кольцевой балансный модулятор на диодах VD7—VD10. Регулировка усиления микрофонного усилителя обеспечивается изменением постоянного напряжения на 2-м затворе полевого транзистора VT1 с помощью подстроечного резистора R71. На второй вход смесителя через электронный коммутатор на транзисторах VT15—VT18 приходит сигнал с опорного кварцевого генератора на частоту 5,25 МГц.

С выхода модулятора двухполосный сигнал с подавленной несущей (DSB) подается на усилитель на транзисторе VT3, затем — на кварцевый фильтр, в котором подавляется нижняя нерабочая полоса, и далее — на УПЧ на транзисторах VT4—VT8. Регулировка усиления тракта передачи обеспечивается изменением постоянного напряжения на 2-м затворе полевого транзистора VT4 с помощью переменного резистора R36.

Парафазные сигналы с выхода УПЧ поступают на кольцевой балансный смеситель на диодах VD21—VD24, нагруженный на каскад на транзисторе VT9, включенном по схеме с общей базой (микросхема DA1 при этом отключена из-за снятия с неё питающего напряжения). На второй вход смесителя через электронный коммутатор на транзисторах VT15—VT18 поступает сигнал с ГПД.

Частота сигнала, сформированного на выходе смесителя, находится в одном из любительских диапазонов — 80 или 20 м, и для выделения сигнала требуемого диапазона используется полосовой фильтр, образованный катушками индуктивности L7, L8 и конденсаторами C57—C60. Связь между контурами — индуктивная, с каскадом на транзисторе VT9 — кондуктивная, с помощью отвода от обмотки катушки L7. При изменении диапазона коммутация частотозадающих элементов полосового фильтра производится контактами реле К8, а с помощью варикапов VD25 и VD26 фильтр можно точно подстроить на выбранную рабочую частоту.

Отфильтрованный диапазонный сигнал поступает на усилитель передатчика на транзисторах VT22—VT25. Нагрузкой оконечного каскада на транзисторе VT25 является П-контур C108-C109-L15-L16-C110-C112, коммутация частотозадающих элементов которого производится контактами реле К9 и К10. Катушка связи L17 и выпрямитель-удвоитель напряжения на диодах VD47 и VD48 используются в схеме измерения выходной мощности. Постоянное напряжение с выхода выпрямителя подается на базу транзистора VT20 — усилителя постоянного тока, нагруженного на микроамперметр PA1 (100 мкА).

В режиме передачи CW-сигнала с помощью контактов К2.1 разбалансируется балансный модулятор и повышается частота опорного кварцевого генератора на транзисторе VT19, т.к. последовательно с кварцевым резонатором включается катушка L11, индуктивность которой меньше индуктивности катушки L12, используемой в режиме приема и при передаче SSB-сигнала. Таким образом, сигнал опорного генератора поступает в тракт передачи, а телеграфная передача обеспечивается манипуляцией опорного генератора с помощью транзистора VT21, включенного на выходе электронного ключа на логических КМОП-микросхемах DD1—DD3.

ГПД выполнен на транзисторах VT13 (собственно генератор), VT12 (стабилизатор напряжения) и VT14 (буферный каскад) и подключен к электронному коммутатору на транзисторах VT15—VT18, обеспечивающему переключение к соответствующим смесителям сигналов ГПД и опорного кварцевого генератора в режимах приема и передачи.

Переключатель SA1 служит для переключения трансивера в телеграфный режим.

Переключателем SA2 включают режим «Узкая полоса».

Переключатель SA3 служит для выключения динамиков и подключения телефонов.

Переключателем SA4 переключают трансивер в режим «Расстройка» (управление частотой ГПД только в режиме приёма с помощью резистора R96). Подстройка совпадения частот в режимах приёма и передачи производится резистором R97.

SA5 – манипулятор электронного телеграфного ключа.

SA-6 – переключатель режимов «приём-передача» (кнопочная тангента – ручное управление).

SA7 – включение режима «Настройка». При этом включается телеграфный гетеродин в режиме непрерывного излучения (в этом режиме удобно не только настраивать трансивер на передачу, но и измерять КСВ).

SA8 – тангента («ТНГ»), ножное переключение режимов «Приём/Передача» -  педаль.

SA9 – отключение системы «АРУ». При этом S-метр продолжает работать, а усиление УРЧ, УПЧ и УНЧ можно регулировать только вручную и раздельно.

SA10 – переключатель диапазонов «3,5/14МГц».

Контакты реле К6.2 используются для управления внешним усилителем мощности.

Катушки L1, L2, L7, L8 намотаны на пластмассовых каркасах диаметром 5 мм и содержат по 40 витков провода ПЭЛ-0,16. Отводы у L1, L7 ¾ от 24-го и 32-го витков, считая снизу по схеме, у L2, L8 – от 24-го витка, считая снизу. Расстояние между центрами катушек 16 мм. Катушки заключены в общий (без перегородки) алюминиевый экран. С каждой из сторон катушки ввинчены резьбовые ферритовые сердечники (для каждого диапазона свой, итого – 4 штуки для двух катушек). Трансформатор Т1 выполнен на ферритовом кольце К7х4х2 50ВЧ, проводом ПЭЛШО-0,21. Обе обмотки имеют по 15 витков и намотаны двумя, скрученными между собой с шагом 3 мм, проводами (бифилярно, но в принципе, к симметричности намотки обмоток этого трансформатора можно особых требований не предъявлять). Катушки L3, L4,  намотаны на унифицированном пластмассовом трехсекционном каркасе с ферритовым подстроечником от карманных радиоприемников. L3  содержит 32 витка провода ПЭЛ-0,16 (внавал), L4 поверх L3 и содержит 16 витков такого же провода. Отвод у L3 от 10-го витка, считая снизу по схеме. L5 намотана на ферритовом кольце К7х4х2 50ВЧ проводом ПЭЛШО-0,21, содержит 60 витков с отводом от середины. L6 – дроссель, выполнен на резисторе МЛТ-0,5, номиналом 1 МОм, проводом ПЭЛШО-0,16, 200 витков, намотка «Универсаль» (можно внавал – не критично). Катушка ГПД L9 намотана на ребристом керамическом каркасе посеребряным медным проводом диаметром 0,55 мм и содержит 20 витков, с отводом от 6-го витка, считая снизу по схеме. Диаметр намотки 13 мм, длина намотки 30 мм (намотка выполнена с шагом 1,5 мм), длина каркаса 37 мм.   Катушка L10 дроссель ¾ 100 витков провода ПЭЛШО-0,16 намотанных внавал на резисторе МЛТ-0,5 1 МОм. Катушки L11, L12 намотаны виток к витку на пластмассовых каркасах диаметром 5 мм, от транзисторных радиоприемников и содержат по 35 и 40 витков соответственно, имеют ферритовые подстроечники. Дроссель L13 – ДПМ-1,2 30 мкГн, L14 - ДМ-3 10 мкГн. Катушка L15 намотана проводом ПЭЛ-0,8 на цилиндрическом керамическом каркасе длиной 50 мм и диаметром 16 мм, число витков 50 (длина намотки 40 мм) с отводом от 21-го витка, считая снизу по схеме. Конденсаторы П-контура при этом должны иметь следующие номиналы: С108 – 33пФ, С109 – 68пФ, С110 – 820пФ, С112 – 330пФ (следует заметить, что выходной контур каскада УМ VT25 представляет из себя именно П-контур, включенный в цепь коллектора  – питание на транзистор подано последовательно через его катушку). Вышеуказанные величины емкостей конденсаторов следует более точно подобрать при настройке схемы. L16 – дроссель. Он намотан а отрезке от ферритовой средневолновой антенны. Длина сердечника 25мм, диаметр 8мм, намотано 78 витков (виток к витку в три слоя) провода ПЭЛ-0,69, длина намотки 18мм. Катушка L17 – два витка кроссировочного провода (жесткого в полихлорвиниловой изоляции) вокруг антенного вывода (второй конец обмотки свободен).

Литература:

1. Радио. 2008г. №3. Рубцов В.П. Трансивер «Астана-Радио-2006». Стр. 54-57.

2. Радио. 2008г. №4. Рубцов В.П. Трансивер «Астана-Радио-2006». Стр. 54-57.

3. Радио. 2008г. №4. Рубцов В.П. Трансивер «Астана-Радио-2006». Стр. 69-71.

4. Радио. 2005г. №2. Рубцов В.П.Цифровая шкала радиоприёмника «Contest-RX». Стр.67-70. (В трансивере «Астана-радио-2007 можно использовать эту шкалу).

Рубцов В.П. UN7BV. Астана. Казахстан. 20.10.2011г.