|
|
Журнал "Радио", номер 3, 1999г. Автор: В. Рубцов (UN7BV), г.
Астана, Казахстан
Имя Владимира Рубцова (UN7BV) - инженера,
художника, в прошлом летчика, командира экипажа - хорошо знакомо
читателям "КВ журнала", где он начал публиковаться с1993 г. Все
свободное время Владимир отдает конструированию любительской связной
аппаратуры, работе в эфире. Он автор более десятка журнальных
публикаций, книги "Радиолюбительская приемопередающая аппаратура
UN7BV". Сегодня мы представляем одну из его последних разработок -
трансивер "CONTEST".
У радиолюбителей, занимающихся
конструированием любительских приемопередающих устройств, при выборе
схемы построения аппарата, в частности его промежуточной частоты,
наряду с традиционными факторами, определяющими этот выбор,
появились и не совсем ординарные. К ним относятся стоимость
радиодеталей, распространенность тех или иных из них в странах СНГ и
возможность их приобрести или, вообще, возможность (учитывая цену)
купить хороший импортный аппарат и, таким образом, решить указанную
проблему.
В предлагаемом вниманию читателей
трансивере "CONTEST" применена ПЧ 10,7 МГц. Ее использование в
аппарате, предназначенном для работы на всех любительских
диапазонах, включая WARC, не оптимально (по сравнению, например, с
ПЧ 5,5 МГц) из-за наличия пораженных точек в диапазонах 14 и 21 МГц
и сложности построения ГПД. Однако распространенность в странах СНГ
кварцевых фильтров на частоту 10,7 МГц, их невысокая цена явились
серьезным аргументом в пользу сделанного выбора. Указанные выше
"минусы" при использовании такой ПЧ удалось устранить в трансивере
применением соответствующих схемных решений, а именно: выбором
частоты ГПД выше ПЧ в названных диапазонах с последующим
"переворотом" боковой полосы в тракте ПЧ.
Основные технические характеристики
трансивера: - диапазоны - 1,8; 3,5; 7,
10, 14, 18, 21, 24, 28, 28,5; 29 МГц; -
промежуточная частота - 10,7 МГц; -
чувствительность при отношении сигнал/шум, равном 3:1, - не хуже 0,5
мкВ; - селективность по соседнему каналу
при расстройке на +20 и -20 кГц - не менее 70
дБ; - динамический диапазон по "забитию"
- 105 дБ; - полоса пропускания в режимах
SSB и CW - соответственно 2,4 и 0,8
кГц; - диапазон регулирования АРУ (при
изменении выходного напряжения не более чем на 6 дБ) - не менее 100
дБ; - номинальная выходная мощность
усилителя ЗЧ - 2 Вт; - нестабильность
частоты ГПД в интервале температур 0...+30° С - не более 10
Гц/°С; - выходная мощность передающего
тракта во всех диапазонах - 10 Вт; -
пределы регулирования скорости передачи электронного ключа в режиме
CW - 40...270 знаков в минуту; - время
удержания в режиме передачи при использовании VOX - 0,2
с; - питание - от сети переменного тока
напряжением 220 В, от источника постоянного тока напряжением 20...30
В (12 В только для работы в режиме
приема); - габариты - 292(237(100
мм; - масса - 6 кг.
Структурная схема трансивера, совмещенная
со схемой соединений узлов, изображена на рис. 1, принципиальные
схемы узлов - на рис. 2-17. Аппарат представляет собой
супергетеродин с одной фиксированной промежуточной частотой и
реверсивными трактами усиления. Рабочие напряжения +12 В (RX) и +12
В (TX) снимаются с катодов диодов VD68 и VD69 (рис. 1)
соответственно. Реле К11, К12, К16 и К17 используются для перевода
трансивера из режима приема в режим передачи и наоборот. Лампа
накаливания HL2 со светофильтром голубого цвета предназначена для
индикации включения трансивера и подсветки шкалы Sметра PA1, лампа
HL1 со светофильтром красного цвета сигнализирует о переводе
аппарата в режим передачи.
Реле К13, К14 и выключатель SB2 ("УП")
обеспечивают переключение кварцевого фильтра в режим узкой полосы,
кнопочным переключателем SB4 ("CW") трансивер переводят в
телеграфный режим, а SB5 ("VOX") - в телефонный режим голосового
управления.
Кнопка SB6 ("RX")используется в режиме
приема. Если она не нажата (т. е. находится в положении, показанном
на рис. 1), то возможна работа на передачу SSB с применением
тангенты SA6 (служит для перевода трансивера в режим передачи во
всех режимах, если не нажата SB6). Если же кнопка нажата, то
трансивер также находится в режиме приема, работа на передачу с
использованием тангенты в режиме SSB невозможна, однако можно
работать телеграфом через систему VOX с использованием тонального
генератора электронного телеграфного ключа.
Кнопкой SB7 "Настр." ("Настройка")
трансивер переводят в режим настройки. При этом он переключается в
режим TX (без нажатия тангенты), одновременно включается телеграфный
гетеродин в режим постоянного излучения. Из головки громкоговорителя
BA1 слышен тональный сигнал частотой около 1 кГц. Кнопка SB8 служит
для перевода трансивера в режим передачи без использования тангенты,
при этом возможна работа как телеграфом, так и SSB.
Режим расстройки включают кнопкой SB1,
частоту изменяют переменным резистором R203. Контакты реле К17.1
используются для управления дополнительным усилителем мощности,
К17.2 - для формирования рабочих напряжений +12 В (RX) и +12 В (TX),
контакты реле К15.2 и К15.3 - для управления реверсивным УПЧ.
Выключатель SB9 служит для отключения системы АРУ. Переменным
резистором R204 регулируют уровень самопрослушивания тонального
генератора в режиме CW, резистором R201 - усиление на передачу.
В режиме приема сигнал РЧ с антенного
гнезда XW1 (рис. 1) через КСВметр (рис. 2, выводы 40, 41) поступает
на П-контур L16 (рис. 3, вывод 52), затем через вывод 6, контакты
реле К11.1, конденсатор С55 и секцию SA1.3 переключателя диапазонов
(рис. 4) - на контур L8С63 и далее усиливается двунаправленным
(реверсивным) каскадом на транзисторах VT7, VT8. В рассматриваемом
режиме РЧ сигнал проходит в направлении от L8 к С67 через транзистор
VT8, в режиме передачи - от С67 к L8 через транзистор VT7. Перевод
каскада из режима RX в режим TX осуществляется подачей напряжения
+12 В на выводы 10 (RX) и 9 (TX). При этом транзистор VT8 включен по
схеме с общим истоком, а VT7 - с общей базой. В результате
входные/выходные сопротивления каскадов в обоих режимах оказываются
высокими со стороны контура L8С63 и низкими со стороны конденсатора
С67 и следующего за ним диодного балансного смесителя, что
благоприятно сказывается на согласовании входных/выходных
сопротивлений смежных каскадов.
Соединение эмиттера транзистора VT7 через
дроссель L9 и резистор R33 с истоком VT8 способствует закрыванию
нерабочего транзистора VT7 в режиме RX из-за подачи на него
небольшого положительного напряжения с истока работающего в этом
режиме VT8. В режиме передачи процесс закрывания происходит в
обратном порядке. На второй затвор VT8 в режиме RX подается
напряжение АРУ, а в режиме TX - закрывающее напряжение отрицательной
полярности.
Со стока транзистора VT8 усиленный сигнал
РЧ через конденсатор С67 поступает на двойной мостовой балансный
смеситель (рис. 5). В его состав входят два диодных моста (VD18-VD21
и VD22-VD25), трансформаторы Т3, Т4 и резисторы R40, R41. Наличие
последних позволяет реализовать переключательный режим диодов при
относительно высоком напряжении гетеродина (эффективное значение 4
В) и ограничить ток через диоды при открывающей полуволне напряжения
предельно допустимыми значениями.
Описываемый узел является одним из
вариантов смесителя высокого уровня, способного обеспечить большой
динамический диапазон за счет высокого напряжения гетеродина, а
также высокий уровень подавления входных сигналов. К положительным
качествам такого смесителя относятся также хорошая развязка входных
и гетеродинных цепей и его реверсивность, т. е. способность работать
при разных направлениях прохождения сигнала. Сигнал ГПД подается на
одну из обмоток трансформатора Т3 (вывод 20), а сигнал РЧ - через
вывод 26 и конденсатор С100 - в точку соединения двух обмоток
трансформатора T4. Сигнал ПЧ 10,7 МГц в режиме приема снимается с
его третьей обмотки, которая вместе с конденсатором С102 образует
фильтр предварительной селекции ПЧ.
С этого фильтра через конденсатор С101
сигнал ПЧ поступает на вход двунаправленного усилителя, выполненного
на транзисторах VT9-VT11. В режиме приема (прохождение сигнала от
конденсатора С101 к С103) работает каскодный усилитель на
транзисторах VT9 и VT10 (первый включен по схеме с общим истоком,
второй - по схеме с общей базой), в режиме передачи (прохождение
сигнала от С103 к С101) - один транзистор VT11. Такое схемное
решение позволяет получить необходимое усиление сигнала ПЧ в обоих
режимах (RX и TX). В первом случае на второй затвор транзистора VT9
подается управляющее напряжение либо от системы АРУ, либо с
резистора R131 (через каскад на транзисторе VT26) с целью
регулировки усиления по ПЧ. В режиме ТХ на этот затвор VT9 через
резистор R202 поступает закрывающее напряжение отрицательной
полярности, вырабатываемое генератором на транзисторах VT41, VT42,
расположенным в цифровой шкале. Это же закрывающее напряжение
подается на второй затвор VT11 в режиме RX. В режиме передачи на
него поступает напряжение регулировки усиления (DSB) с резистора
R201 (см. рис. 1).
Сигнал ПЧ, выделенный фильтром L11C106
(рис. 5), через катушку связи L12 и конденсатор С103 (с вывода 21)
поступает на восьмикристальный лестничный фильтр (рис. 6,а, вывод
17). В режиме SSB (контакты К13.1, К14.1 разомкнуты) его полоса
пропускания равна 2,4 кГц, в режиме CW (контакты замкнуты) - 0,8
кГц. Резисторы R38, R39 служат для устранения эффекта
"колокольчика".
В качестве основного элемента селекции
можно применить кварцевые фильтры, выполненные и по другим схемам,
изображенным на рис. 6: например, лестничный шестикристальный с
полосой пропускания 2,5 кГц (рис. 6,б), мостовой четырехкристальный
(рис. 6,в) или восьмикристальный (рис. 6,г). В двух последних
фильтрах могут быть применены кварцевые резонаторы и на другую
(близкую к 10,7 МГц) частоту, однако должны соблюдаться следующие
условия: частоты всех верхних (по схеме) резонаторов должны быть
одинаковыми и отличаться от частот нижних (также одинаковых) на
2...3 кГц.
С выхода кварцевого фильтра (вывод 19)
напряжение ПЧ подается на затвор полевого транзистора VT12 (рис. 5),
входящего в состав двунаправленного усилителя (VT12, VT13). Этот
каскад работает аналогично описанному выше (в обоих режимах) и
отличается от него только отсутствием третьего (биполярного)
транзистора. Выделенный фильтром L13C114 сигнал ПЧ через катушку
связи L14 поступает на второй балансный диодный смеситель кольцевого
типа (VD26-VD30), также используемый в обоих режимах (RX и TX).
Сигнал частотой 10,7 МГц с опорного
гетеродина, выполненного на транзисторе VT30 (рис. 7), подведен к
смесителю через вывод 24 и элементы C122, R63, R61, R64. Балансируют
его подстроечным резистором R63 (грубо) и подбором емкости
конденсатора С121.
С выхода смесителя напряжение ЗЧ,
отфильтрованное фильтром С123R65C124, через конденсатор С126 и вывод
30 поступает на вход (вывод 32) каскодного предварительного
усилителя ЗЧ, выполненного на транзисторах VT14, VT15 (рис. 8).
Каскад хорошо согласуется с выходным сопротивлением балансного
смесителя и входным сопротивлением усилителя мощности ЗЧ,
обеспечивая при этом достаточно большое усиление. |
|
|