УКВ ТРАНСИВЕР

Ноябрь 27, 2011 от admin Комментировать »

А. Стельмах, В. Стельмах, А. Зильберман

Трансивер предназначен для работы на любительском диапазоне 114—146 МГц в стационарных и полевых условиях в режимах SSB, AM, CW. В режиме SSB передается и принимается верхняя боковая полоса.

Полоса пропускания приемника составляет 3 кГц в режимах SSB, CW и 20 кГц — в режиме AM. Коэффициент шума не превышает 2кТо. Мощность, подводимая к выходному каскаду передатчика, равна 5 Вт.

Трансивер питается от источника напряжением 12 В. Ток, потребляемый в режиме «Прием», составляет 0,1 А, в режиме ^Передача» — 0,8 А. Габариты трансивера 340Х 120X410 мм.

Структурная схема трансивера приведена на рис. 1. В режиме «Прием SSB» высокочастотный сигнал, поступающий из антенны, коммутируется антенным реле во входную цепь приемной части радиостанции. Далее сигнал проходит через двухкаскадный усилитель ВЧ и первый смеситель. Для увеличения помехозащищенности выбрана схема с двойным преобразованием и переменной первой промежуточной частотой. Частота первого гетеродина, стабилизированного кварцем, 140 МГц.

С выхода смесителя преобразованный сигнал подается на усилитель первой ПЧ, избирательные свойства которого обеспечиваются двумя контурами, перестраиваемыми от 4 до 6 МГц.

Усиленный сигнал поступает на второй смеситель, выполненный по балансной схеме. Гетеродином второго преобразователя является генератор плавного диапазона ГПДУ частота которого изменяется от 4,5 до 6,5 МГц. Частота гетеродина выбрана выше частоты сигнала, поэтому промежуточная частота образуется как разность частот гетеродина и сигнала. При этом спектр инвертируется, и верхняя боковая полоса становится нижней.

Основное формирование полосы пропускания приемника осуществляется в тракте второй ПЧ (500 кГц) электромеханическим фильтром ЭМФ-9Д-500-ЗН. Основное усиление в этом тракте обеспечивает линейка апериодических усилителей. Предусмотрена автоматическая регулировка их усиления.

Особенностью детектироваиия SSB сигнала является то, что вместе с преобразованным и усиленным принятым сигналом на детекторный каскад подается напряжение местной несущей от кварцевого генератора 500 кГц.

Прием CW сигналов не отличается от приема SSB сигналов, но в этом случае кварцевый генератор 500 кГц играет роль третьего гетеродина приемника.

При приеме сигналов AM отключается кварцевый генератор 500 кГц и узкополосный электромеханический фильтр в тракте второй промежуточной частоты заменяется широкополосным — ЭМФ-ДП-500-20-С.

Приемник имеет индикатор настройки на принимаемую станцию (на структурной схеме не показан).

С выхода детектора низкочастотный сигнал подается на двух- каскадный усилитель НЧ, который является активным фильтром нижних частот с частотой среза 3 кГц. Применение подобного фильтра позволило значительно улучшить качественные показатели приемного тракта. Выход усилителя НЧ нагружен на низкоомные головные телефоны Тф.

В режиме передачи SSB сигнал с динамического микрофона Мк подается на вход усилителя НЧ, собранного по схеме, аналогичной схеме усилителя НЧ приемника. Усиленный сигнал с полосой частот от 300 до 3000 Гц модулирует в балансном модуляторе колебания с частотой 500 кГц, подаваемые с кварцевого генератора. С выхода балансного модулятора двухполосный сигнал с подавленной несущей поступает на усилитель 500 кГц и далее — на электромеханический фильтр ЭМФ-9Д-500-ЗН, который выделяет частоты нижней боковой полосы.

К первому смесителю передатчика, выполненному по балансной схеме, подводятся сигнал с генератора плавного диапазона 4,5— 6,5 МГц и сформированный SSB сигнал. Следующий за смесителем усилитель ПЧ 4—6 МГц имеет на выходе двухконтурный фильтр,

Рис. I. Структурная схема УКВ трансивера

Рис. 2. Принципиальная схема первого блока трансивера — конвертера на 144-

146 МГц

настройка которого механически сопряжена с генератором плавного диапазона. Фильтр обеспечивает подавление комбинационных частот. В результате преобразования происходит инвертирование спектра, т. е. перемена боковой полосы с нижней на верхнюю.

На второй смеситель передатчика поступают напряжения от высокочастотного гетеродина 140 МГц, стабилизированного кварцем, и с усилителя 4—6 МГц. Суммарный сигнал верхней боковой частоты в диапазоне 144—146 МГц усиливается усилителем мощности и через антенное реле и фидер подается в антенну.

Режим передачи CW отличается от режима передачи SSB лишь тем, что на вход усилителя НЧ подается сигнал не с микрофона, а с тонального генератора частотой 1000 Гц, смонтированного в телеграфном ключе.

Для работы передатчика в режиме AM балансный модулятор разбалансируется, узкополосный ЭМФ заменяется широкополосным.

Принципиальные схемы блоков трансивера приведены на рис. 2—8.

Блок 1 — конвертер диапазона 144—146 МГц (рис. 2) состоит из входной цепи, двухкаск.адного усилителя ВЧ (77, Т2), собранного по схеме «общий исток — общий затвор», смесителя (ТЗ) и трехкаскадного гетеродина. Применение полевых транзисторов з усилителе ВЧ позволило получить высокий коэффициент усиления, минимум собственных шумов и малый уровень перекрестных помех. Токи истоков транзисторов 77 и Т2 должны составлять 4—5 мА и задаются подбором резисторов R2 и R4.

Контуры входной цепи L4C1 и L5C2 настроены на среднюю частоту принимаемого диапазона— 145 МГц. Контур первого усилителя ВЧ L6C5 настроен на частоту 144,5 МГц, второго L7C13 — на 145,5 МГц. Сигнал с усилителя ВЧ поступает на один из затворов транзистора смесителя. На его другой затвор поступает сигнал от гетеродина частотой 140 МГц. Режим каскада выбран так, чтобы рабочая точка находилась на квадратичном участке характеристики. Такой режим достигается при токе истока, равном 4 мА, который задается подбором резистора R6.

В цепь стока транзистора смесителя включен контур L8C15, настроенный на 5 МГц, с полосой пропускания 2 МГц.

Напряжение ПЧ, снимаемое с катушки связи L9, подается на вход усилителя 4—6 МГц.

Задающий генератор гетеродина выполнен на транзисторе Т4 по бесконтурной схеме; он генерирует сигнал частотой 14 МГц. На транзисторе Т5 выполнен умножитель частоты, контур L1C26 в его коллекторной цепи настроен на частоту 70 МГц. Каскад, собранный на транзисторе Т6, удваивает эту частоту. Контур L2C28 настроен на 140 МГц. С выхода гетеродина на смеситель конвертера подается напряжение 0,6 В и напряжение 0,02 В — на смеситель передатчика.

На транзисторе Т7 собран стабилизатор, обеспечивающий питание каскадов конвертера стабилизированным напряжением.

Конструктивно конвертер выполнен методом печатного монтажа в виде отдельного блока, помещенного в экранированный кожух. Каскады конвертера разделены перегородками. Соединение с узлами трансивера осуществляется с помощью разъемов Гн1 — ГнЗ и Ш1.

В конструкции используются конденсаторы КМ, КТК, КД, КПК, К50-6 и резисторы МЛТ-0,125. Дроссели Др2 — Дрб имеют индуктивность 20 мкГ, Др7 — 200 мкГ. Катушки индуктивности LI — L3 бескаркасные, с наружным диаметром 10 мм. Они намотаны посеребренным проводом диаметром 0,8 мм, шаг намотки определяется при настройке. LJ содержит 6 витков, отвод — от второго витка сверху (по схеме); L2 — 3 витка, отвод от середины; L3 — 2 витка. Катушки L4 — L7 — бескаркасные, с наружным диаметром 12 мм, намотаны посеребренным проводом диаметром 1 мм. L4 содержит 2 витка; L5 6 витков, отвод от середины; L6 — 3 витка, отвод от середины; L7 — 3 витка. Катушки L8 и L9 намотаны внавал на общем каркасе диаметром 8 мм, имеющем сердечник СЦР-2. Катушка L8 содержит 48 витков, L9— 18 витков провода ПЭЛШО 0,12; L9 намотана поверх катушки L8.

Блок 2 — передатчик (рис. 3). Сигнал с гетеродина конвертера частотой 14(ХМГц и напряжением 20 мВ усиливается транзисторами Т1 и Т2 и поступает на эмиттер транзистора смесителя ТЗ. На базу транзистора ТЗ поступает сформированный SSB, AM или CW сигнал в диапазоне от 4 до 6 МГц напряжением 0,3 В. Суммарный сигнал 144—146 МГц выделяется в контуре L4C12C13, настроенном на среднюю частоту диапазона — 145 МГц. Далее сигнал поступает

на усилитель мощности, выполненный на транзисторе Т4У и через конденсатор С17 и фильтр-пробку L6C19, которая настроена на частоту гетеродина (140 МГц),— на базу транзистора Т5.

На транзисторах Т5 — Т8 собран усилитель мощности, работающий в классе АВ. Параметры усилителя подобраны таким образом, что обеспечивается высокая линейность работы каскадов. Нагрузкой усилителя служит П-контур L10C39C40.

Мощность источника питания, подводимая к выходному каскаду передатчика, составляет 5 Вт, что соответствует примерно 3 Вт колебательной мощности на выходе передатчика.

Конструктивно передатчик выполнен в фрезерованном корпусе из дюралюминия. Каждый каскад помещен в отдельную экранированную ячейку. В конструкции используются конденсаторы КМ, КТ-1, КД, КПК-1, К53-1, КТПМ-Е и резисторы МЛТ, ППЗ-43 (R17, R20), СПО-0,5 (R6, R7, Rlly R14).

Дроссели Др1у Др2, Др4, Д/?5, Др7у Др9, ДрИ имеют индуктивность 20 мкГ; ДрЗ — 450 мкГ; Др6у Др8, ДрЮ, Др12 намотаны проводом ПЭВ-1 0,67 на резисторах МЛТ-1 сопротивлением 2,2 кОм и имеют индуктивность 0,1 мкГ.

Катушки L/, L2, L7 — L10 бескаркасные, намотаны на оправке диаметром 6 мм посеребренным проводом диаметром 1 мм, длина намотки 15 мм, число витков 4. Катушки L3 — L6 бескаркасные, намотаны на оправке диаметром 8 мм посеребренным проводом диаметром 0,8 мм, длина намотки 10 мм, число витков 3. Отвод у катушки L3 подбирают при настройке.

Особенность настройки смесителя передатчика состоит в том, что резистором R6 необходимо установить такое напряжение смещения на базе транзистора ТЗ, при котором получится максимальный уровень полезного сигнала на контуре L4C12C13 и минимальный уровень частоты гетеродина (140 МГц).

При настройке контуров каскадов на транзисторах Т5 — Т8 необходимо обеспечить равномерное усиление в полосе частот от 144 до 146 МГц. Режим по постоянному току этих транзисторов регулируют резисторами Rll, R14, R17, R20.

Блок 3 (р,ис. 4). В блоке собраны: усилитель ПЧ4—6 МГц, ГПД, буфер-усилитель ГПД, второй смеситель приемника, стабилизаторы напряжения.

Усилитель ПЧ, собранный на транзисторе 77, предназначен для усиления колебаний в диапазоне частот от 4 до 6 МГц. В режиме «Прием» он усиливает сигналы, поступающие с конвертера, в режиме «Передача» — сигналы, поступающие с балансного смесителя блока 4.

Второй смеситель приемника, собранный по балансной схеме на транзисторах Т2 и ТЗ, смешивает сигналы, поступающие с усилителя ПЧ 4—6 МГц с колебаниями ГПД (4,5—6,5 МГц). В колебательном контуре, включенном в коллекторные цепи транзисторов, выделяется разностный сигнал второй ПЧ (500 кГц). С катушки связи L8 он подается на предварительный усилитель ПЧ блока 4.

ГПД выполнен на транзисторе Т5 по схеме индуктивной трех-

Рис. 4. Принципиальная схема третьего блока трансивера — усилителя ПЧ 4- 6 МГц, ГПД, буфера-усилителя, второго смесителя приемника и стабилизаторов

напряжения

точки. На транзисторе Т4 собран буфер-усилитель сигнала гетеродина. Напряжение подается с него на балансный смеситель в эмиттер транзистора ТЗ и на балансный смеситель передающей части блока 4. Стабилизаторы напряжений обеспечивают стабильность режимов работы транзисторов.

Конструктивно блок 3 выполнен на печатной плате из фольги- рованного стеклотекстолита размером 130X60 мм. Рекомендуется использовать конденсаторы КЛС, КТ-1, КМ, КПК-М, К50-6, резисторы—МЛТ и СПО-0,5. Конденсаторы СЗ–С5—секции конденсатора переменной емкости КПЕ-3 от переносного радиоприемника «Океан», имеющего перекрытие по емкости от 10 до 430 пФ. При необходимости можно использовать вместо него КПП от радиоприемников «Симфония» или «Ригоида», имеющий перекрытие от 10 до 510 пФ, включив последовательно с каждой секцией по два параллельно соединенных конденсатора КСО емкостью 2200 пФ.

Дроссель Др1 бескаркасный, состоит из 9 витков провода ПЭЛ 0,8, намотанных на оправке диаметром 5 мм виток к витку. Катушки LI — L6 намотаны на каркасах из полистирола диаметром 7 мм. Они подстраиваются сердечниками диаметром 2,8 мм и длиной 14 мм из феррита 100НН (можно использовать каркасы катушек диапазона КВ-5 радиоприемника «Океан»). Катушки L7 и L8 намотаны на трехсекционном каркасе и помещены в чашку из феррита 600НН (например, от контура НЧ «Соната»).

Рис. 5. Принципиальная схема четвертого блока трансивера — усилителя ПЧ 500 кГц, полосовых фильтров, первого смесителя и усилителя на 4—6 МГц

передатчика

Намоточные данные катушек блока приведены в табл. 1.

Таблица 1

Обозначение по схеме

Провод

Число витков

Индуктивность, мкГ

ПЭЛШО 0,14

23 (отвод от 6-го сверху)

6,2

ПЭЛШО 0,1

—

ПЭЛШО 0,14

13 (отвод от середины)

6,2

ПЭЛШО 0,1

—

ПЭЛШО 0,14

22 (отвод от 3-го снизу)

5,2

ПЭВ-1 50,06

100

240

ПЭЛШО 0,1

—

Блок 4 (рис. 5) представляет собой плату коммутации, на которой собраны: усилитель ПЧ 500 кГц, полосовые фильтры, первый смеситель и усилитель 4—6 МГц передатчика.

Усилитель, собранный на транзисторе 77, обеспечивает усиление сигналов с частотой 500 кГц как в режиме «Прием», так и в режиме «Передача». Вход усилителя подключается к блокам 3 или 5 контактами реле PL Контакты реле Р2 — Р4 коммутируют элек-

Рис. 6. Принципиальная схема пятого блока трансивера — формирователя SSB

и AM сигналов

тромеханические фильтры Ф1 и Ф2. Выходы фильтров подключаются либо к смесителю, либо к усилителю ПЧ (500 кГц) блока 6.

Смеситель, собранный на транзисторах Т2 и ТЗа смешивает сигналы частот 500 кГц и 4,5—6,5 МГц. Сигнал разностной частоты (4—6 МГц) поступает со смесителя через контакты реле Р5 в режиме «Передача» на входной контур усилителя 4—6 МГц блока 3.

Реле Р6 соединяет выход усилителя 4—6 МГц блока 3 со входом смесителя блока 3 в режиме «Прием», а в режиме «Передача» — выход усилителя 4—6 МГц блока 3 со входом усилителя, собранного на транзисторе Т4.

Конструктивно блок 4 выполнен на печатной плате размером 130 X 60 мм. Конденсаторы — КЛС, резисторы — МЛТ, реле — РЭС-15 (паспорт РС4.591.003). Трансформаторы намотаны на кольцах типоразмера К7Х2Х2 из феррита 600НН проводом ПЭЛШО 0,14. Их намоточные данные приведены в табл. 2.

Катушки L1 и L2 намотаны на каркасе, аналогичном каркасу катушек L7 и L8 блока 3. L1 содержит 70 витков, L2 — 2X5 витков провода ПЭЛШО 0,1.

Таблица 2

Обозначение по схеме

Число витков

Тр1 I

2X20

Тр2 I

ТрЗ I

Блок 5 (рис. 6) включает в себя формирователь сигналов SSB и AM частотой 500 кГц.

Микрофонным усилителем формирователя является активный фильтр нижних частот 77—ТЗ с частотой среза 3 кГц. Применение фильтра позволило получить высокое качество передаваемого сигнала. Усиленный НЧ сигнал подается на балансный модулятор, выполненный на транзисторах Т4 и Г5, сюда же поступает сигнал с опорного кварцевого генератора (Т6) частотой 500 кГц.

В режиме SSB контакты реле Р1 разомкнуты и модулятор сбалансирован. При этом в колебательном контуре L1C12 выделяется сигнал SSB. В режиме AM контакты реле Р1 замкнуты, и конденсатор С//, подключенный к модулятору, разбалансирует смеситель. В коллекторном контуре выделяется сигнал AM. С катушки связи L2 сформированный сигнал подается на блок 4.

На транзисторе Т6 собран опорный кварцевый генератор 500 кГц, работающий на основной гармонике кварца. Его сигнал поступает па, балансный модулятор формирователя и на эмиттер- ный повторитель блока 6.

Конструктивно блок 5 выполнен на печатной плате размером 130X60 мм. Конденсаторы и резисторы любых типов, реле Р1 — РЭС-15 (паспорт РС4.591.003). Дроссель Др1 намотан на феррито- вом кольце 600НН с наружным диаметром 7 мм проводом ПЭЛШО 0,1, число витков— 150. Катушки L1 и L2 имеют такие же данные, как L7 и L8 блока 3.

Блок 6 (рис. 7) состоит из линейки апериодических усилителей ПЧ 500 кГц и детектора, которые собраны на микросхеме МС1, а также активного фильтра нижних частот (770—Т12), эмиттер- ного повторителя сигнала опорного генератора 500 кГц, стабилизатора напряжения.

Конструкция блока аналогична конструкции блоков 3, 4, 5.

Блок 7 (рис. 8) состоит из калибратора и индикаторов: мощности передатчика, настройки приемника, напряжения питания.

Калибратор частоты выполнен на транзисторе 77 по бесконтурной схеме кварцевого автогенератора.

Индикатор мощности выполнен по схеме усилителя постоянного тока на транзисторе Т2 и светодиоде Д1.

Индикатор настройки собран на транзисторах ТЗ — Т5 и све- тодиодах Д2, ДЗ. При настройке приемника на станцию один из светодиодов гаснет, второй загорается.

Индикатор напряжения питания собран на светодиоде Д4 и резисторе R15. При наличии напряжения светодиод светится.

Конструкция блока аналогична конструкции блоков 1—5.

Настройка блока состоит в подборе резисторов R4, R7y R8.

Все блоки трансивера установлены на общем дюралюминиевом шасси, к которому прикреплены передняя и задняя панели (рис. 9). Монтаж выполнен экранированными проводами и высокочастотными коаксиальными кабелями.

Трансивер закрыт нижней и верхней П-образными крышками. Для удобства переноски к нему прикреплена ручка от магнитофона «Весна-3».

Основные органы управления размещены в левой части перед-

Рис. 7. Принципиальная схема шестого блока трансивера — апериодического усилителя ПЧ 500 кГц, детектора, активного фильтра, эмиттерного повторителя,

стабилизатора напряжения

Рис 8. Принципиальная схема седьмого блока трансивера — калибратора и индикаторов

ней панели. Шкалы настройки (механическая и оптическая) расположены друг над другом в правой части передней панели. Свето- диоды индикаторов размещены по краям оптической шкалы. Верньерное устройство имеет замедление 1 : 120.

Рис. 9. Расположение блоков трансивера на шасси

Высокочастотный разъем, фишка питания и предохранитель расположены на задней панели трансивера. Разъемы для подключения головных телефонов и микрофона установлены на передней панели. Трансивер доступен для повторения радиолюбителями достаточно высокой квалификации, имеющими опыт изготовления УКВ аппаратуры. Поэтому более подробные конструктивные данные и изложение методики настройки здссь fie приводятся,

Источник: Лучшие конструкции 27-й выставки творчества радиолюбителей. Сборник. М., ДОСААФ, 1977. 287 с. с ил. На конц. пол.: сост. А. В. Гороховский.

В рубрике Радиоспорт