Qrp ssb всеволновый трансивер прямого преобразования схема. Трансиверы FM-CW-SSB
Рассмотрим 3 лучшие рабочие схемы трансиверов. Первый проект предполагает создание самого простого прибора. По второй схеме можно собрать рабочий КВ трансивер на 28 МГц с мощностью передатчика 0,4 Вт. Третья модель - полупроводниково-ламповый трансивер. Давайте разбираться по порядку.
- Смотрите также 3 рабочие для монтажа своими руками
Простой, самодельный трансивер: схема и монтаж своими руками
Слово трансивер у многих начинающих радиолюбителей ассоциируется со сложнейшим устройством. Но есть схемы, которые имея всего 4 транзистора, способны в телеграфном режиме обеспечить связь на сотни километров.
Изначально представленная ниже принципиальная схема трансивера была рассчитана под высокоомные наушники. Пришлось немного переделать усилитель, чтоб была возможность работать и с низкоомными наушниками 32 Ом.
Принципиальная схема простого трансивера на 80м
Моточные данные контура:
- Катушка L2 имеет индуктивность 3.6 мкГ - это 28 витков на оправе 8 мм, с подстроечным сердечником.
- Дроссель - стандартный.
Как настроить трансивер?
В особо сложной настройке приёмопередатчик не нуждается. Всё просто и доступно:
Начинаем с УНЧ, подбором резистора R5 устанавливаем на коллекторе транзистора + 2В и проверяем работоспособность усилителя, коснувшись пинцетом входа - в наушниках при этом должен прослушиваться фон.
Затем переходим к настройке кварцевого генератора, убеждаемся, что генерация идет (это можно сделать с помощью частотомера или осциллографа снимая сигнал с эмиттера vt1).
Следующий этап - это настройка трансивера на передачу. Вместо антенны вешаем эквивалент - резистор 50 Ом 1 Вт. Параллельно ему подключаем ВЧ вольтметр, при этом включаем трансивер на передачу (нажатием ключа), начинаем вращать сердечник катушки L2 по показаниям ВЧ вольтметра и добиваемся резонанса.
Вот в принципе и все! Не следует ставить мощный выходной транзистор, с прибавкой мощности появляются всевозможные свисты и возбуждения. Этот транзистор играет две роли - как смеситель при приеме и как усилитель мощности при передаче, так что кт603 здесь за глаза будет.
- Читайте также, как сделать
Так как рабочие частоты всего несколько мегагерц, можно применить любые ВЧ транзисторы соответственной структуры.
Печатную плату можно скачать ниже:
Файлы для скачивания:
КВ трансивер на 28 МГц с мощностью передатчика 0,4 Вт
Рассмотрим подробно принципиальную схему самодельного коротковолнового трансивера на диапазон частот 28 МГц, с выходной мощностью передатчика 400 милливат.
Принципиальная схема трансивера
Приемник трансивера является обычным сверхрегенеративным детектором. Единственной его особенностью можно считать переменный резистор R11, который облегчает настройку. При желании его можно вынести на лицевую панель трансивера.
Чувствительность приемника повышена за счет применения в усилителе 34 микросхемы К174УН4Б, которая при питании от батареи напряжением 4,5 В развивает мощность 400 мВт.
Цепь громкоговорителя соединена с минусом источника питания, что позволило упростить коммутацию с цепью микрофона и использовать спаренную кнопку, которой в режиме передачи отключаются громкоговоритель и питание приемника, а в режиме приема подключаются микрофон и питание передатчика. На схеме кнопка SA1 показана в положении приема.
- Схема самодельного
Детали и конструкция КВ трансивера
В трансивере применены резисторы МЛТ-0,125 и конденсаторы К50-6.
Транзистор VT1 можно заменить на ГТ311Ж, КТ312В, а транзисторы VT2, VT3 - на ГТ308В, П403. Условия замены транзисторов следующие: VT1 должен иметь как можно больший коэффициент усиления на граничной частоте, а транзисторы VT2 и VT3 - иметь одинаковый коэффициент передачи тока.
Контурные катушки L1 и L2 намотаны на каркасах диаметром 5 мм. Они имеют подстроенные сердечники из карбонильного железа диаметром 3,5 мм. Катушки заключены в экраны размером 12x12x17 мм.
Экран катушки L1 соединен с минусом батареи питания, a L2 - с плюсом. Обе катушки намотаны проводом ПЭВ диаметром 0,5 мм и имеют по 10 витков каждая.
При изготовлении катушек L1 и L2 можно использовать контуры от тракта ПЧ телевизоров. Именно такой же каркас длиной 25 мм и диаметром 7,5 мм используется при изготовлении катушек L3 и L4. На плате они располагается горизонтально.
Намотка катушки L3 ведется с шагом 1 мм, катушка имеет 4 + 4 витка провода ПЭВ диаметром 0,5 мм с отводом от середины, расстояние между половинами обмотки - 2,5 мм.
Катушка L4 содержит 4 витка того же провода, мотается виток к витку и расположена между половинами обмотки катушки L3. Дроссели L5 и L6 намотаны на резисторах промышленного изготовления от трактов ПЧ старых телевизоров.
Громкоговоритель можно применить любой с сопротивлением 8 Ом. Подойдут громкоговорители типа 0ДГД-8, 0ДГД-6; 0,25ГДШ-3.
Трансформатор Т1 наматывается на любом малогабаритном магнитопроводе, например, типа ШЗхб, и содержит в первичной обмотке 400 витков провода ПЭВ диаметром 0,23 мм, во вторичной - 200 витков того же провода.
- Пошаговая сборка
Налаживание
Настраивать трансивер необходимо с УЗЧ. Отпаяв резистор R5, в разрыв цепи SA2 подключают миллиамперметр. Ток в режиме покоя не должен превышать 5 мА.
При касании отверткой точки А в громкоговорителе должен появляться шум. Если усилитель самовозбуждается, то сопротивление резистора R4 необходимо повышать до 1,5 кОм, но при этом помнить, что чем выше номинал резистора, тем ниже чувствительность усилителя.
Если шума нет, необходимо перемещать движок резистора R11 из верхнего (по схеме) положения в нижнее. Должен появиться громкий устойчивый шум, что говорит о хорошей работе сверхрегенеративнного детектора.
Дальнейшая настройка приемника производится только после настройки передатчика и заключается в подгонке емкости конденсатора С5 (грубая настройка) и индуктивности L1 (точная настройка) к режиму наилучшего приема сигнала передатчика.
При настройке передатчика необходимо в разрыв цепи «х» включить миллиамперметр и величину сопротивления R6 подобрать такой, чтобы ток в этой цепи был равен 40–50 мА.
Затем надо подключить миллиамперметр с пределом измерения 50 мкА к плюсовой шине передатчика, а другой конец прибора через диод и конденсатор 1(>-20 пФ - к антенне.
Подстройка элементов L3, L4, С17, L2 и С18 ведется до максимального отклонения стрелки прибора. Причем грубо настраивают конденсаторами, а точнее - сердечниками контуров.
Подстрочник катушки L3–L4 должен находиться не далее ±3 мм от среднего положения, так как в крайних его точках может срываться генерация из-за нарушения симметрии плеч транзисторов VT2 и VT3.
Настраивая при выдвинутой антенне L2 и С18 по максимальному отклонению стрелки прибора, необходимо добиться полного согласования антенны и передатчика.
Если при включении передатчика внезапно срывается генерация, то это свидетельствует о неправильной настройке. В таком случае необходимо снова подобрать режимы работы VT2 и VT3, тщательно настроить L2, L3, L4, а если это не поможет, то подобрать транзисторы с более близкими параметрами.
Двухдиапазонный лампово-полупроводниковый трансивер
Этот трансивер можно выполнить на любой диапазон от 1.8 до 10 МГц и увеличить мощность, если сильно надо. Он построен по схеме с «одним преобразованием».
Частота ПЧ = 5,25 МГц. Выбор частоты ПЧ обусловлен тем, что при частоте гетеродина 8,75–9,1 МГц перекрывается сразу два диапазона 3,5 и 14 МГц.
В этой схеме применен самодельный лестничный 7-ми кристальный кварцевый фильтр по схеме, предложенной Kirs Pinelis (YL2PU) в известном трансивере DM2002.
Оба диодных смесителя выполнены по классической схеме с применением трансформаторов с объемным витком связи.
Схема трансивера
Схема разработана на 5 пальчиковых лампах. Она включает регулируемый усилитель высокой и промежуточной частоты, балансный смеситель и гетеродин. Пройдем по схеме по порядку.
В режиме приема сигнал через полосовые фильтры L1–L2 подается на УВЧ, выполненный на лампе 6К13П. Далее он подается на первый смеситель тракта, выполненный по кольцевой схеме. На один из входов смесителя подается сигнал с первого гетеродина. Полученный сигнал промежуточной частоты подается на кварцевый фильтр, через согласующий контур.
Данная схема согласования позволяет несколько уменьшить потери на участке первый смеситель - УПЧ. Затем сигнал ПЧ усиливается в реверсивном усилителе на лампе 6Ж9П. Усиленный сигнал, выделяясь на контуре L5, подается на второй смеситель тракта, выполненный по кольцевой схеме, выполняющий роль детектора SSB сигнала.
НЧ - сигнал выделяется на RC-цепочке и подается на пентодную часть 6Ф12П, выполняющую роль предварительного УНЧ. Триодная часть в режиме приема выполняет роль катодного повторителя для системы АРУ. УМ УНЧ (он же УМ передатчика) выполнен на пентоде 6П15П.
В режиме передачи все каскады приемника реверсируются с помощью реле РЭС-15 с паспортом 004 (лучше применить более надежные реле). Переключение режимов прием/передача осуществляется переключателем PTT.
Особенности подбора компонентов
Дроссели применены обычные Д-0,1.
Трансформаторы ТР1–ТР3 выполнены на ферритовых кольцах 1000НН внешним диаметром 10–12 мм и содержат 15 витков скрученного втрое (для ТР1 и ТР2) провода ПЭЛ-0,2 и вдвое для ТР3.
Звуковой (выходной) трансформатор любой с коэффициентом трансформации от 2,5 кОм до 8 Ом. Силовой трансформатор применен с габаритной мощностью 70 Вт.
Катушки L1–L3 намотаны проводом ПЭЛ-0,25 и содержат по 30 витков. Катушки L4–L5 содержат по 55 витков ПЭЛ-0,1, все катушки связи намотаны проводом ПЭЛШО 0,3 на бумажных гильзах поверх соответствующих контурных катушек, а количество витков выражено на схеме соотношением для каждого случая.
Катушка L6 имеет 60 витков проводом 0,1 (для всех контуров возможно использовать каркасы от контуров ПЧ ламповых телевизоров серии УНТ).
Катушка ГПД применена от приемника Р–326, при самостоятельном изготовлении (что очень трудоемко) выполняется на 18 мм керамическом каркасе проводом ПЭЛ 0,8 15 витков с шагом 0,5 мм. Отводы от 3 и 11 витков с (холодного) конца. Катушка П-контура выполнена на каркасе диаметром 30 мм и имеет 26 витков провода ПЭЛ 0,8, отвод для 14 МГц подбирается экспериментально.
Настройка лампового трансивера
Не рассматривая вопросы настройки самодельных кварцевых фильтров, что рассмотрено во многих публикациях, остальное налаживание схемы достаточно просто. Проверка работоспособности УНЧ возможна как на слух, так и осциллографом. Затем подгоняют частоту кварцевого гетеродина катушкой L6 до требуемой (точка -20 дБ на скате кварцевого фильтра). Затем грубо устанавливаем чувствительность тракта поочередной настройкой контуров ДПФ и ПЧ по максимальному шуму в громкоговорителе. Потом можно точнее настроить контура при приеме сигналов с эфира, либо использовать ГСС.
Далее переходим в режим передачи. Переменным резистором «баланс» устанавливаем минимум напряжения несущей после смесителя (используем осциллограф или милливольтметр). Затем с помощью контрольного приемника регулируем переменный резистор 22 кОм до получения качественной модуляции.
Настройка генератора плавного диапазона
Следует убедиться, что ГПД генерирует высокочастотные колебания. Здесь могут быть полезны частотомер (цифровая шкала) и осциллограф.
Застабилизировав напряжение, питающее генератор плавного диапазона, переходят к его настройке. Ее следует начать с внешнего осмотра ГПД в ходе которого необходимо убедиться, что все конденсаторы применены типа СГМ группы «Г». Это очень важно, так как их нестабильность емкости или температурного коэффициента будет отражаться на общей стабильности частоты генератора.
Требования к качеству контурной катушки ГПД общеизвестны. Это одна из важнейших деталей аппарата. Никаких катушек сомнительного качества здесь применять нельзя! Очень ответственно следует отнестись к подбору конденсаторов, составляющих контур ГПД. Это конденсаторы типа КТ, один - красного или голубого цвета, а другой - синего. Соотношение их емкостей, дающих суммарную емкость в 100 пФ, подбирается с применением способа нагрева монтажа и шасси, о чем будет ниже.
Приступают к укладке границ частот, генерируемых генератором плавного диапазона. В рамках этой работы, добиваются чтобы при полностью введенных пластинах конденсатора переменной емкости (КПЕ), ГПД генерировал частоту примерно 8,75 МГц. Если она окажется ниже, емкость конденсаторов необходимо несколько уменьшить, если выше - увеличить. Первоначально при подборе этой емкости обращают относительное внимание и на соотношение цветов, составляющих ее конденсаторов.
При полностью выведенных пластинах КПЕ (минимальная емкость), ГПД должен генерировать частоту близкую к 9,1 МГц. Частоту ГПД контролируют по частотомеру (цифровой шкале), подключенному к выводу для цифровой шкалы.
Завершив укладку частотного диапазона ГПД, приступают к термокомпенсации этого генератора, заключающейся в подборе соотношения емкостей конденсаторов красного и синего цветов, составляющих емкость контура. Эта работа производится при помощи упоминавшегося ранее частотомера, обеспечивающего точность измерения частоты не хуже 10 Гц. Перед работой с частотомером он должен быть хорошо прогрет.
Включается трансивер и прогревается 10–15 минут. Затем, используя настольную лампу, медленно разогревают детали и шасси ГПД. Причем разогревать лучше не их непосредственно, а участок, несколько удаленный от ГПД, находящийся, примерно, между ГПД и выходной генераторной лампой. При достижении в районе ГПД температуры 50–60 градусов, отмечают в какую сторону ушла частота ГПД. Если увеличилась - температурный коэффициент конденсаторов, составляющих контур, отрицательный и значителен по абсолютной величине. Если уменьшилась - коэффициент или положителен, или отрицателен, но мал по абсолютному значению.
Как уже упоминалось, применены конденсаторы типа КТ с различными зависимостями обратимого изменения емкости при изменении температуры. Конденсаторы с положительным ТКЕ (температурный коэффициент емкости) имеют синий или серый цвет корпуса. Нейтральный ТКЕ у голубых конденсаторов с черной меткой. Голубые конденсаторы с коричневой или красной меткой имеют умеренный отрицательный ТКЕ. И наконец, красный корпус конденсатора свидетельствует о значительном отрицательном ТКЕ.
Дав узлу полностью остыть, заменяют конденсаторы, изменив их температурный коэффициент в нужную сторону, сохранив прежней суммарную емкость. При этом следует постоянно проверять сохранность произведенной ранее укладки частот ГПД.
Эти операции следует повторять до тех пор, пока не будет достигнуто того, что при повышении температуры ГПД на 35–40 градусов будет вызываться сдвиг частоты ГПД не более чем на 1 кГц.
Это означает, что частота трансивера при его прогреве в процессе нормальной работы не будет уходить более чем на 100 Гц за 10–15 минут.
Дополнительную стабильность обеспечит ЦАПЧ примененной ЦШ (Макеевская).
Опорный кварцевый генератор выполнен транзисторе КТ315Г и в комментариях не нуждается. Выполнять его на дополнительной лампе нет смысла.
Описание готового трансивера, печатные платы, фото
Печатная плата трансивера - размер 225 на 215 мм:
Переднюю панель делаем следующим образом:
- На прозрачной пленке на лазерном принтере печатаем панельку 1:1.
- Затем обезжириваем её и наклеиваем двухсторонний скотч (продается на строительных рынках). Так как ширины скотча не хватает на всю панель, наклеиваем несколько полосок.
- Потом снимаем со скотча верхнюю бумагу и клеим нашу пленку. Тщательно разравниваем.
- Затем скальпелем вырезаем отверстия под переменные резисторы, кнопки и т. п. Под дисплей вырезать не нужно.
Вид полупроводниково-лампового трансивера внутри:
Внешний вид трансивера:
Видео о том, как собрать мини-трансивер на двух транзисторах своими руками:
Польский коротковолновик Анджей Янечек (SP5AHT) разработал несложный SSB трансивер, предназначенный для работы QRP в диапазоне 40 метров. Краткое описание этого трансивера приведено в статье "Minitranceiver SSB na pasmo 40 m" в журнале "Swiat Radio" (2006, №11, s. 42-45). Он собран на трех микросхемах и шести транзисторах и размещается в корпусе размерами 170x170x60 мм. Схема основных узлов этого трансивера (без УЗЧ и усилителя мощности передатчика) приведена на рис.1.
В радиочастотных каскадах трансивера использованы две микросхемы UL1242 (TBA120S), предназначенные для усиления ПЧ и детектирования звука в телевизорах и УКВ ЧМ радиоприемниках. Микросхема содержит усилитель промежуточной частоты сигнала и двойной балансный смеситель, используемый в детекторе ЧМ сигнала. Максимальная рабочая частота микросхемы - 12 МГц, что и позволяет использовать ее в радиочастотном тракте трансивера на диапазоне 40 метров.
Следует сразу отметить, что у TBA120S и ее полных аналогов, помимо упомянутых выше функциональных узлов, в том же корпусе имеются еще один не относящийся к ним транзистор, а также стабилитрон. Отечественный аналог этой микросхемы К174УР1 не имеет этих дополнительных элементов. Поскольку эти транзисторы используются в трансивере, то прямая замена UL1242 или TBA120S на К174УР1 (без введения двух дополнительных транзисторов) в данном случае невозможна. Стабилитроны в трансивере не используются.
В режиме приема сигнал с антенны поступает на регулятор уровня - переменный резистор R37. Включенные встречно-параллельно диоды VD3 и VD4 защищают вход микросхемы DA1 от повреждения сигналом передатчика. Через входной полосовой фильтр L6C27C26C25L5 сигнал с антенны подается на один из входов балансного смесителя микросхемы DA1 (вывод 7). Второй его вход (вывод 9) соединен по высокой частоте с общим проводом через конденсатор С6. Напряжение гетеродина подается через вывод 14 на усилитель микросхемы и далее по внутренним связям микросхемы на балансный ее смеситель. Необходимое смещение на входе усилителя задается с его выхода (вывод 13) через резистор R1.
Вывод 5 микросхемы - управление внутренним аттенюатором. В режиме приема на катод диода VD1 подается через резистор R22 положительное напряжение, диод закрыт и усиление микросхемы максимально.
С выхода смесителя (вывод 8) сигнал ПЧ подается на фильтр основной селекции ZQ1 (рис.2). Он представляет собой четырёхкристальный кварцевый фильтр лестничного типа. Рабочая частота фильтра - 4096 кГц.
Отфильтрованный сигнал промежуточной частоты поступает на балансный смеситель микросхемы DA2, а напряжение второго гетеродина - на ее усилитель (как и у микросхемы DA1). В режиме приема у этой микросхемы используется упоминавшийся в начале статьи дополнительный транзистор. Через ФВЧ (L2, С21) сигнал звуковой частоты поступает в цепь базы этого транзистора (вывод 4). Нагрузка в цепи его коллектора (вывод 3) - резистор R29, а смещение на базе создается через резистор R30. Эмиттер этого транзистора внутри микросхемы соединен с общим проводом (вывод 1). Усиленный сигнал звуковой частоты поступает на выходной УНЧ через регулятор громкости - переменный резистор R36. Выходной усилитель выполнен на микросхеме UL1498.
В режиме передачи сигнал звуковой частоты поступает на микрофонный усилитель, выполненный на дополнительном транзисторе микросхемы DA1, а с него - на балансный смеситель этой микросхемы. Балансировку смесителя осуществляют подстроенным резистором R15. При передаче вывод 5 микросхемы соединен через подстроенный резистор R23 с общим проводом. Регулировкой этого резистора устанавливают необходимый уровень выходного сигнала.
Пройдя через фильтр основной селекции, сигнал переносится на рабочую частоту микросхемой DA2. Балансировку ее смесителя осуществляют подстроечным резистором R27. С выхода микросхемы DA2 сигнал усиливается транзистором VT1, в коллекторной цепи которого имеется полосовой фильтр L10C45C46C47L11. Прошедший через него сигнал поступает на усилитель мощности тракта передачи.
Образцовый генератор на частоту 4096 кГц выполнен на транзисторе VT3. Точное значение его частоты устанавливают подстроечным конденсатором С34. Генератор плавного диапазона собран на транзисторах VT2, VT4. В нем использован пьезокерамический резонатор на частоту 3 МГц.
Переменным конденсатором С41 его частоту удалось изменять приблизительно на 80 кГц, обеспечивая рабочий диапазон трансивера 7020...7200 кГц. Напряжение питания генераторов стабилизировано микросхемой DA3. Сигналы с выходов генераторов коммутирует реле К1. При приеме на микросхему DA1 через контакты реле поступает напряжение генератора плавного диапазона, а на микросхему DA2 - образцового генератора. При передаче они меняются местами.
Управление "прием - передача" осуществляет реле К2 (на рисунке не показано). При нажатии на тангенту оно срабатывает и через контакты К2.1 подает напряжение питания на реле К1 в цепь управления усилением микросхемы DA1 и на каскады, используемые только при передаче.
Приемопередающий тракт SSB трансивера предназначен для использования в однодиапазонном трансивере на диапазон 40 метров. При его разработке ставилась задача обеспечить максимально возможный динамический диапазон приемника, сократить число намоточных узлов, требующих настройки, упростить схему коммутации узлов приема-передачи и облегчить налаживание. Принципиальная схема приемопередающий тракт SSB трансивера показана на рисунке.
Приемопередающий тракт SSB трансивера выполнен по схеме с одной ПЧ. В качестве фильтра основной селекции применен четырехкристальный кварцевый фильтр лестничного типа на частоту 8,86 МГц с полосой пропускания 2,5 кГц. В тракте отсутствуют какие-либо коммутационные элементы (например, электромагнитные реле), а также резонансные контуры, кроме входного/выходного диапазонного полосового фильтра (ДПФ). Это стало возможным благодаря применению реверсивных каскадов и диодных кольцевых смесителей. Чувствительность тракта в режиме приема - около 1 мкВ, динамический диапазон - не менее 90 дБ. В режиме передачи подавление несущей и внеполосных излучений - не менее 40 дБ.
Приемопередающий тракт SSB трансивера питается от источника с напряжением +12В и потребляет ток не более 100 мА. Коммутация режимов “прием-передача” осуществляется подачей напряжения питания +12В через цепи управления +RX или +ТХ на соответствующие каскады тракта с помощью переключателя SA1. При приеме сигнала питание подается на транзисторы VT2, VT4, VT6 и микросхему DA1. При этом транзисторы VT1, VT3, VT5, VT7, VT8 закрыты и не влияют на усиление сигнала, так как цепи управления +ТХ соединены с общим проводом.
В режиме приема радиосигнал из антенны через вход RX тракта поступает на двухконтурный ДПФ с емкостной связью, образованный элементами L1-L4, С1- СЗ, и далее - на первый смеситель, выполненный по кольцевой балансной схеме на диодах VD1-VD4. Сюда же подается сигнал от генератора плавного диапазона (гетеродина), который для диапазона 40 м должен перестраиваться в интервале частот 15867… 15967 кГц. Основное усиление на промежуточной частоте 8,86 МГц обеспечивают два реверсивных каскада на транзисторах VT2, VT3 и VT4, VT5 соответственно. Согласование реверсивных каскадов с кварцевым фильтром, выполненном на резонаторах ZQ1-ZQ4, осуществляется с помощью аттенюаторов на резисторах R10, R11 и R12, R13. Такой способ согласования позволяет получить слабую зависимость АЧХ фильтра от входных и выходных сопротивлений реверсивных каскадов, упростить настройку узла и повысить устойчивость работы приемопередающего тракта.
Недостаток такого варианта - затухание, вносимое аттенюаторами. На второй смеситель, также выполненный на диодах VD5- VD8, подается сигнал от опорного кварцевого гетеродина, который собран на транзисторе VT9 и кварцевом резонаторе ZQ5 по схеме емкостной трехточки. Истоковый повторитель на транзисторе VT10 служит для развязки генератора от нагрузки. Выделенный смесителем сигнал звуковой частоты поступает на базу транзистора VT6 - предварительного малошумящего УЗЧ, а затем на каскад оконечного усилителя 3Ч на микросхеме DA1. Усиление сигнала по 3Ч (громкость звука) регулируется переменным резистором R30. К выводам тракта “Выход 3Ч” подключают динамическую головку мощностью 1 Вт с сопротивлением 8… 16 Ом.
В режиме передачи напряжение питания снимается с транзисторов приемного тракта и подается на транзисторы VT1, VT3, VT5, VT7, VT8. На VT7, VT8 собран микрофонный усилитель, рассчитанный на работу с динамическим микрофоном, например, МД-47. Далее сигнал поступает на второй смеситель, который в режиме передачи сигнала выполняет функцию балансного модулятора. DSB сигнал со смесителя поступает на базу транзистора VT5 реверсивного каскада и далее на кварцевый фильтр, который формирует однополосный сигнал. Усиленный транзистором VT3 SSB сигнал поступает на первый смеситель. Диапазонный полосовой фильтр L1-L4, С1- СЗ выделяет из этого спектра сигналы рабочей частоты 7,0…7,1 МГц, одновременно ослабляя сигналы побочных продуктов преобразования.
На транзисторе VT1 собран буферный усилитель ВЧ, служащий для согласования сигнала передающего тракта с усилителем мощности. Усиление каскада регулируется резистором R26. Аттенюатор на резисторах R23 и R24 повышает устойчивость его работы. В качестве усилителя мощности для описанного приемопередающего тракта использовался модифицированный широкополосный усилитель мощности на полевых транзисторах от трансивера DM2002. Он обеспечивает линейное усиление сигнала в полосе частот 1,8…30 МГц при выходной мощности 10 Вт. К достоинствам этого усилителя также можно отнести и его устойчивую работу на сильно рассогласованную нагрузку. Схема подключения к тракту усилителя мощности, генератора плавного диапазона и коммутации антенных цепей показана на рисунке. Печатные платы для данного приемопередающий тракт SSB трансивера не разрабатывались, и весь монтаж трансивера выполнен навесным способом.
В конструкции приемопередающий тракт SSB трансивера использованы постоянные резисторы МЯТ, неполярные конденсаторы - керамические КМ, КД, КТ; полярные - К53-14. ВЧ трансформаторы Т1, Т2, Т7, Т8 намотаны тремя свитыми проводами ПЭВ-2 0,27 на кольцевых магнитопроводах типоразмера К12x6x5 из феррита 2000НМ. Число витков - 10. Трансформаторы ТЗ-Т6 намотаны на аналогичных магнитопроводах в два провода ПЭВ-2 0,27 и содержат по 10 витков. Катушки L2, L3 и L11 намотаны на четырехсекционных каркасах диаметром 4 мм с ферритовыми подстроечниками (от бытовой аппаратуры) и заключены в экраны. Они содержат по 20 витков провода ПЭЛ 0,25, равномерно распределенных в четырех секциях. Катушки связи L1, L4 имеют по три витка того же провода, намотанных в одной из средних секций поверх катушек. Дроссели L5-L10 - стандартные ДМ-0,1 100 мкГн.
Транзисторы КТ606А в передающем тракте можно заменить транзисторами КТ646А. Диоды КД503А в кольцевых смесителях - на КД514А, КД922А. Полевые транзисторы КПЗ0ЗБ в опорном гетеродине заменимы на КПЗ0ЗЕ, КП302А, КП302Б. Резонаторы на частоту 8,887 МГц применяются в телевизионных декодерах PAL-SECAM, но можно применить кварцевые резонаторы на любую другую в интервале частот 5…9 МГц. При этом определить параметры резонаторов и пересчитать емкости конденсаторов, входящих в фильтр, можно также по методике, описанной в . Реле коммутации антенных цепей - РЭК23, исполнение РФ4.500.472-02 (РЭС49 исполнений РС4.569.421-02, РС4.569.421-08) с напряжением срабатывания 12 В.
Прежде чем приступить к налаживанию приемопередающий тракт SSB трансивера, необходимо тщательно проверить его монтаж на отсутствие ошибок. Налаживание начинают с настройки кварцевого фильтра. Для этого необходимо определить параметры применяемых кварцевых резонаторов и рассчитать емкости конденсаторов С11 -С15, входящих в фильтр. Затем проверяют режимы работы реверсивных каскадов, установив ток покоя транзисторов примерно 30 мА. Частоту опорного кварцевого гетеродина устанавливают подстроечником катушки L11 такой, чтобы она соответствовала частоте в точке -20 дБ на нижнем скате АЧХ кварцевого фильтра. Частоту гетеродина контролируют частотомером, подключенным к конденсатору С40. На первый смеситель подают сигнал с ГПД. В режиме приема, подключив к входу тракта антенну подстроечниками катушек L2 и L3, грубо настраивают ДПФ по максимуму принимаемого сигнала. Усиление тракта в режиме приема можно регулировать подбором резисторов R3 и R17. При условии, что все детали устройства исправны, приемная часть должна работать и уверенно принимать сигналы радиостанций, работающих на диапазоне.
При наличии ГСС фильтры можно настроить более точно. В режиме передачи подстраивают ДПФ по максимальному уровню сигнала на выходе ТХ, подав на микрофонный вход тракта сигнал от звукового генератора. Уровень сигнала на выходе ТХ измеряют ВЧ вольтметром. Затем подключают к тракту усилитель мощности. Подстроечным резистором R26 и подбором резисторов R7 и R20 в цепи обратной связи реверсивных каскадов устанавливают усиление тракта по максимальной мощности, контролируемой на эквиваленте нагрузки, подключенной к выходу УМ, и по минимальным искажениям сигнала. Качество передаваемого сигнала оценивают контрольным приемником. Во время этой операции можно скорректировать спектр формируемого SSB сигнала, изменяя частоту опорного гетеродина.
Трансивер с таким приемопередающий тракт SSB трансивера используется для работы в эфире. Если исключить каскады на транзисторах VT1, VT3, VT5, VT7, VT8 и цепи коммутации, устройство можно использовать как приемник на КВ диапазоны. Также на его основе реально построить и многодиапазонный трансивер. Для этого необходимо добавить полосовые фильтры для каждого диапазона с релейной коммутацией и заменить ГПД на многодиапазонный.
С распространением сети интернет, радиолюбительство, как ни жаль, как то постепенно стало угасать. Куда подевалась армия радиохулиганов, легионы «охотников на лис» с пеленгаторами и прочие их коллеги… Канули, остались крохи. Отсутствует массовая агитация на государственном уровне и вообще, изменилась система ценностей - молодые люди, чаще предпочитают выбирать себе другие развлечения. Конечно, азбука Морзе, в нынешний цифровой век используется не часто и радиосвязь в ее исходном виде все более теряет свои позиции. Однако радиолюбительство как хобби, это помесь этакой романтики странствий с изрядными навыками и знаниями. И возможность мозгами поскрипеть, и руки приложить, и душе порадоваться.
И всё же братьев я не посрамил,
но воплотил их сил соединенье:
я, как моряк, стихию бороздил
и, как игрок, молился о везенье.
М. К. Щербаков «Песня пажа»
Однако к делу. Итак.
При выборе конструкции для повторения, было несколько требований, вытекающих из моих начальных знаний в области конструирования ВЧ аппаратуры – максимально подробное описание, особенно в смысле настройки, отсутствие необходимости в специальных ВЧ измерительных приборах, доступная элементная база. Выбор пал на трансивер прямого преобразования Виктора Тимофеевича Полякова.
Трансивер – связная аппаратура, радиостанция. Приемник и передатчик в одном флаконе, причём часть каскадов у них общая.
SSB трансивер начального уровня, однодиапазонный, на диапазон 160м, прямое преобразование, ламповый выходной каскад, мощностью 5 Вт. Есть встроенное согласующее устройство для работы с антеннами различных волновых сопротивлений.
SSB - однополосная модуляция (Амплитудная модуляция с одной боковой полосой, от английского Single-sideband modulation, SSB) - разновидность амплитудной модуляции (AM), широко применяемая в приемо-передающей аппаратуре для эффективного использования спектра канала и мощности передающей радиоаппаратуры.
Принцип прямого преобразования для получения однополосного сигнала, позволяет кроме прочего, обойтись без специфических радиоэлементов присущих супергетеродинной схеме – электромеханических или кварцевых фильтров. Диапазон 160м, на который рассчитан трансивер, несложно изменить на диапазон 80м или 40м перенастроив колебательные контура. Выходной каскад на радиолампе, не содержит дорогих и редких ВЧ транзисторов, не привередлив к нагрузке и не склонен к самовозбуждению.
Взглянем на принципиальную схему устройства.
Подробный анализ схемы можно найти в книге автора , там же есть авторская печатная плата, компоновка трансивера и эскиз корпуса.
По сравнению с авторской конструкцией, в свое исполнение были внесены следующие изменения. Прежде всего - компоновка.
Вариант трансивера рассчитанный для работы на самом низкочастотном любительском диапазоне, вполне допускает «низкочастотную» компоновку. В собственном исполнении, были использованы решения, более применимы для ВЧ аппаратуры, в частности – каждый логически законченный узел, был расположен в отдельном экранированном модуле. Кроме прочего, это позволяет значительно проще совершенствовать устройство. Ну и воодушевляла возможность несложной перенастройки на 80, или даже 40м диапазоны. Там такая компоновка будет более уместна.
Тумблер «Прием-передача», заменен несколькими реле. Отчасти из-за желания управлять этими режимами с выносной кнопки на подошвочке микрофона, отчасти более правильной разводкой сигнальных цепей – их теперь не требовалось тащить издалека к тумблеру на передней панели (каждое реле находилось на месте переключения).
В конструкцию трансивера введен вереньер с большим замедлением и , это позволяет существенно удобнее настраиваться на нужную станцию.
Что было использовано.
Инструменты.
Паяльник с принадлежностями, инструмент для радиомонтажа и мелкий слесарный. Ножницы по металлу. Простой столярный инструмент. Пользовался фрезерной машинкой. Пригодились вытяжные заклепки со специальными клещами для их установки. Нечто для сверления, в том числе и отверстий на печатной плате (~0,8мм), можно изловчиться одним шуруповертом – платки специфические, отверстий немного. Гравер с принадлежностями, пистолет для термоклея. Хорошо если есть под рукой компьютер с принтером.
Материалы.
Кроме радиоэлементов - монтажный провод, оцинкованная сталь, кусочек органического стекла, фольгированный материал и химикаты для изготовления печатных плат, сопутствующие мелочи. Нетолстая фанера для корпуса, мелкие гвоздики, столярный клей, много шкурки, краска, лак. Чуток монтажной пены, нетолстый плотный пенопласт – «Пеноплэкс» толщиной 20мм - для термоизоляции некоторых каскадов.
Прежде всего, в Автокаде, была прорисована компоновка, как всего аппарата, так и каждого модуля.
Были изготовлены сами модули – печатные платы, «гнушечки» корпусов модулей из оцинкованной стали. Собраны платы, намотаны и установлены контурные катушки, платы впаяны в индивидуальные кожухи-экраны.
Конденсатор переменной емкости для гетеродина – с удаленной каждой второй пластиной. Пришлось разбирать и отпаивать блоки статора, потом все ставить на место.
Из 8 мм фанеры изготовлен корпус, после подгонки проемов и отверстий, коробка ошкурена и покрыта двумя слоями серой краски. Изнутри коробка отделана той же оцинкованной сталью и начата окончательная установка элементов, и модулей.
Галетный переключатель и переменный конденсатор согласующего устройства расположены около антенного разъема, это позволяет максимально укоротить соединяющие провода. Для управления ими с передней панели, применены удлинители их валов из 6мм резьбовой шпильки и соединительных гаек со стопорами.
Ось вереньера настройки изготовлена из вала от разбитого струйного принтера, на этой же оси был подтормаживающий узел, который тоже пригодился. Проточка удерживающая тросик вереньера сделана при помощи гравера.
Специальный шкив, сам тросик и обеспечивающая натяг пружинка, взяты от лампового радиоприемника.
Ручка настройки сделана из двух больших шестеренок от того же принтера. Пространство между ними заполнено термоклеем.
Стенки модуля гетеродина отделаны слоем монтажной пены, это позволяет уменьшить «уход частоты» из за нагрева при настройке на станцию.
Модуль телефонного и микрофонного усилителя вынесены на заднюю стенку корпуса, для его (модуля) защиты от механических повреждений, на боковых стенках корпуса сделаны выпуски.
Настройка гетеродина трансивера. Для нее была изготовлена простейшая ВЧ приставка к мультиметру, позволяющая оценивать уровень ВЧ напряжения, например .
Первоначально, решено было изменить схему выходного каскада передатчика на полупроводниковую, с питанием от тех же 12 В. На фото выше, не до конца собран именно он – миллиамперметр на больший ток, дополнительная обмотка на катушке П-контура, только низковольтное питание.
Схема изменений. Выходная мощность около 0,5 Вт.
В дальнейшем, решено было все же вернуться к оригиналу. Пришлось заменить миллиамперметр на более чувствительный, добавить недостающие элементы, изменить блок питания.
Модуль усилителя мощности, теплоизолирован от остальных элементов конструкции, так как является источником большого количества тепла. Организована его естественная вентиляция – сделано поле отверстий в подвал корпуса и на крышке над модулем.
Подвал корпуса, также содержит ряд блоков и модулей.
Схема трансивера имеет простейшие решения отдельных узлов и не блистает характеристиками, однако, существует целый ряд улучшений и доработок, направленных как на улучшение ТТХ, так и на повышение удобства при работе. Это введение переключения боковых полос сигнала, автоматической регулировки усиления, введение телеграфного режима при передаче. Подавление нерабочей боковой полосы, можно также, несколько увеличить, уменьшив разброс характеристик диодов смесителя, например, применив вместо диодов V14…V17 диодную сборку КДС 523В. Улучшение отдельных узлов может быть выполнено по схемам из . Стоит также обратить внимание на решения . Примененная компоновка позволяет делать это вполне удобно.
Литература.
1. В.Т.ПОЛЯКОВ. ТРАНСИВЕРЫ ПРЯМОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ Издательство ДОСААФ СССР. 1984 г.
2. Схема приставки к мультиметру для измерения ВЧ.
3. Дылда Сергей Григорьевич. Малосигнальный тракт SSB TRX’a прямого преобразования на диапазон 80м
Трансивер имеет раздельные для приема и для передачи высокочастотные и низкочастотные тракты, общими для обоих режимов являются смеситель-модулятор и генератор плавного диапазона.
Генератор плавного диапазона (ГПД) выполнен на двух полевых транзисторах VT5 и VT6 с истоковой связью. Он работает на частоте, равной половине частоты принимаемого или передаваемого сигнала. При работе на прием и на передачу выходные цепи ГПД не коммутируются и не изменяется нагрузка на ГПД. В результате, при переходе с приема на передачу или наоборот частота ГПД не отклоняется. Настройка в пределах диапазона производится при помощи переменного конденсатора с воздушным диэлектриком СЮ, который входит в состав контура ГПД.
Трансивер предназначен для передачи и приема SSB и CW в диапазоне 28—29,7 МГц. Аппарат построен по схеме прямого преобразования с общим смесителем-модулятором для приема и для передачи.
Технические характеристики:
- чувствительность в режиме приема при отношении сигнал / шум 10 дБ, не хуже........1 мкВ;
- динамический диапазон приемного тракта, измеренный по двухсигнальному методу, около......80 дБ;
- полоса пропускания приемного тракта по уровню -3 дБ..........2700 Гц;
- ширина спектра однополосного излучения при передаче........2700 Гц;
- несущая частота и нерабочая боковая полоса подавляются не хуже чем на........40 дБ;
- выходная мощность передатчика в телеграфном режиме на нагрузке 75 Ом......7 Вт;
- уход частоты гетеродина через 30 мин прогрева после включения не более.....200 Гц/ч.
В режиме передачи SSB сигнал от микрофона усиливается операционным усилителем А2 и поступает на фазовращатель на элементах L10, Lll, С13, С14, R6, R7, который в диапазоне частот 300-30-00 Гц обеспечивает сдвиг фазы на 90°.
В контуре L4C5, служащем общей нагрузкой смесителей на диодах VD1—VD8, выделяется сигнал верхней боковой полосы в диапазоне 28—29,7 МГц. Высокочастотный широкополосной фазовращатель L6R5C9 в этом диапазоне обеспечивает сдвиг фазы на 90°.
Выделенный однополосной сигнал через конденсатор С6 поступает на трехкаскадный усилитель мощности на транзйсторах VT7— VT9. Каскад предварительйого усиления и развязки выходного контура смесителя-модулятора выполнен на транзисторе VT9. Высокое входное сопротивление в сочетании с низкой емкостью С6 обеспечивает минимальное воздействие усилителя мощности на контур C5L4. В коллекторной цепи VT9 включен крнтур, настроенный на середину диапазона. Промежуточный каскад на полевом транзисторе VT8 работает в режиме класса В, а выходной каскад — в режиме класса С.
П-образный фильтр нижних частот на C25L13C26 очищает выходной сигнал от высокочастотных гармоник и обеспечивает согласование выходного сопротивления выходного каскада с волновым сопротивлением антенны. Амперметр РА1 служит для измерения тока стока выходного транзистора и индицирует правильность настройки П-контура.
Телеграфный режим обеспечивается заменой усилителя А2 на генератор синусоидального сигнала частотой 600 Гц (рис. 21). Переключение CW-SSB производится при помощи переключателя S1. Телеграфный ключ управляет смещением VT11 предусилителя генератора и, следовательно, подачей низкочастотного сигнала на модулятор.
В режиме приема питание 42 В на каскады передатчика не поступает, и усилитель мощности и микрофонный усилитель оказываются отключенными. В это время подается напряжение 12 В на каскады приемного тракта.
Сигнал от антенны поступает на входной контур L2C3 через катушку связи L1; она согласует сопротивление контура с сопротивлением антенны. На транзисторе VT1 выполнен УРЧ. Коэффициент усиления каскада определяется напряжением смещения на его втором затворе (делитель на резисторах R1 и R2). Нагрузкой каскада служит контур L4C5, связь каскада УРЧ с этим контуром осуществляется посредством катушки связи L3. С катушки связи L5 сигнал поступает на диодный демодулятор на диодах VD1— VD8.
Катушки L8, L9 и фазовращатель на L10 и L11 выделяют сигнал 34 в полосе частот 300—3000 Гц, который через конденсатор С15 поступает на вход операционного усилителя А1. Усилением этой микросхемы определяется основная чувствительность трансивера в режиме приема. Далее следует усилитель 34 на транзисторах VT2—VT4, с выхода которого сигнал 34 поступает на малогабаритный динамик В1. Громкость приема регулируется при помощи переменного резистора R15. С целью исключения громких щелчков при переключении режимов «прием-передача» питание на УМЗЧ на транзисторах VT2—VT4 подается как при приеме, так и при передаче.
Большинство деталей трансивера установлено на трех печатных платах, эскизы которых показаны на рис. 22—24, На первой плате расположены детали входного УРЧ приемного тракта (на транзисторе VT1), детали смесителя-модулятора с фазовращающими контурами, а также детали гетеродина. На второй плате — низкочастотные каскады на микросхемах А1 и А2 и транзисторах VT2— VT4. На третьей плате размещается усилитель мощности переда-ющего.тракта.
Плата со смесителем-модулятором, УРЧ и ГПД экранируется. Переключение режимов «прием-передача» производится педалью, которая выключает-включает напряжение 42 В и управляет двумя электромагнитными реле, одно из которых переключает антенну, а второе подает напряжение 12 В на приемный тракт. Обмотки реле питаются напряжением 42 В, и в обесточенном состоянии контакты реле включают режим приема.
Для питания трансивера используется базовый стационарный блок питания, откуда поступает постоянное стабилизированное напряжение 12 В с током до 200 мА и постоянное нестабилизированное напряжение 42 В с током до 1 А.
Намоточные данные катушек трансивера Таблица 4
В трансивере использованы постоянные резисторы МЛТ на мощность, указанную на схемах. Подстроенный резистор — СПЗ-4а. Контурные конденсаторы — обязательно керамические, подстро-ечные — КПК-М. Электролитические конденсаторы — типа К50-35 или аналогичные импортные. Переменные конденсаторы гетеродина и выходного контура — с воздушным диэлектриком.
Для намотки контурных катушек УРЧ, смесителя и передатчика используются керамические каркасы диаметром 9 мм с подстроеч-ными сердечниками СЦР-1 (можно и пластмассовые каркасы от трактов УПЧИ старых ламповых телевизоров, но их термостабильность намного хуже, чем у керамических). Низкочастотные катушки смесителя-модулятора L8 и L9 наматываются на кольцевых сердечниках К16х8х6 из феррита 100НН или более высокочастотного (100ВЧ, 50ВЧ). Катушки L10 и L11 намотаны на каркасах ОБ-ЗО из феррита 2000НМ1. На таких сердечниках наматывались катушки генераторов стирания и подмагничивания полупроводниковых катушечных магнитофонов. Намоточные данные катушек трансивера приведены в табл. 4.
Транзисторы КПЗОЗГ можно заменить на КПЗОЗ с любым буквенным индексом или на КП302. Транзистор КП350А можно заменить на КП350Б, КП350В или КП306. Транзистор КП325 — на КТ3102. Мощные полевые транзисторы КП901 и могут быть с любыми буквенными индексами. Для УМЗЧ подходят любые кремниевые и германиевые (соответственно) транзисторы соответствующей структуры. Диоды КД503 можно заменить на КД514, а диод Д9 — на Д18.
Литература: А.П. Семьян. 500 схем для радиолюбителей (Радиостанции и трансиверы) СПб.: Наука и Техника, 2006. - 272 с.: ил.
