Трансивер  на  144/432  МГц  “H-220”

 E. Hocke  -Y25TL
(Продолжение)

Кварцевые  фильтры.

 

    После  многочисленных  исследований  кварцевых  мостовых   фильтров,  фильтров  Чебышева   и   фильтров  Баттерворта,  автор  остановился  на  последних.  Причиной  к  этому  послужил  тот  факт,  что  нельзя  было  получить  симметричную  характеристику  к  имеющемуся  мостовому  фильтру  MQF 10,7 – 0350  с  имеющимися  кварцевыми  резонаторами  с  последовательным  резонансом  на  частотах  10699  и  10701  кГц.  Так  сложилось,  во-первых,  средняя  частота  фабричного  кварцевого  фильтра  оказалась  на  0,5  кГц  ниже  чем  10,7   МГц,  во-вторых,  при  полосе   пропускания  в  3,5  кГц  (такой  же   как  и  у   MQF  10,7-0350)  неравномерность  была  слишком  большой,  но  значительной  и  крутизна  скатов  АЧХ  (при  этом  пары  резонаторов  были  с   частотами  10698  и  10701  кГц)..  На  Рис.35  показана   принципиальная  схема,  на   Рис. 38  и   39  -   монтажная    плата,  а  на   Рис.  37  -   проходные  АЧХ  изготовленных  фильтров.

 

Рис. 35. Принципиальная  схема  SSB  кварцевого  фильтра.  Резонаторы  имеют  частоту  последовательного  резонанса  10697,8  кГц.  Фильтр  имеет  проходное  затухание  около  3  дБ  при  неравномерности  в  полосе  пропускания  примерно  1  дБ.  Затухания,  соотнесённые  с  полосами  пропускания  фильтра:  3 дБ – 3,4  кГц,  6  дБ  -  3,8  кГц,  10  дБ – 4,2  кГц,  20  дБ  -  5,1  кГц,  30  дБ  -  6,1  кГц.

 

Рис. 36. Принципиальная  схема  CW  кварцевого  фильтра.  Резонаторы  имеют  частоту  последовательного  резонанса  10698  кГц.  Проходное  затухание  фильтра  6  дБ  при  незначительной  неравномерности  в  полосе  пропускания.  Затухание  при  полосе  пропускания  фильтра:  3  дБ  -  400  Гц,  6  дБ  -  650  Гц,  10  дБ  -  1  кГц,  20  дБ  -  1,2  кГц,  30  дБ  -  1,4  кГц.

 

Рис. 37. АЧХ  самодельных  фильтров  (Рис. 35  и  Рис. 36) в  сравнении  с  АЧХ  

           фильтра  заводского  изготовления  MQF-10,7-0350

 

 

 

Рис. 38. Эскиз  монтажной  платы  самодельного  кварцевого  фильтра  Баттерворта.

            Вид  со  стороны  печатных  проводников. Размеры  платы  22,5 х 20 х 1…1,5 мм.

Рис.39.  Эскиз  монтажной  платы  того  же  фильтра.  Монтаж  деталей  производится 

           со  стороны  печатных  проводников.

 

Рис. 40. Эскиз  монтажной  платы  самодельного  мостового  кварцевого  фильтра, 

             предназначенного  для  экспериментов.  Размеры  платы  22,5 х 20 х 1…1,5  мм.

Рис. 41.  Эскиз  монтажной  платы  того  же  фильтра.  Монтаж  деталей  производится   

             со  стороны  печатных  проводников. T – трансформатор.

 

На  Рис.  40  и  Рис.  41  приведены  эскизы  платы,  которая  служила  для  исследования  мостовых  фильтров  с  четырьмя  кварцевыми  резонаторами.   В  несколько  своеобразной,  но  простой  измерительной  схеме  (Рис.42),  частоты  кварцевых  резонаторов  измерялись  и  подгонялись  до  необходимых  нанесением  карандашных 

Рис. 42. Измерительная  схема  для  кварцевых  резонаторов  и  фильтров,  применявшаяся  автором  при  разработке  трансивера.

 

штрихов  на  контактные  обкладки  (снижались).  Точность  считывания  частоты  составляла  100  Гц,  её  стабильность  равнялась  стабильности  применённого  частотомера  GF22.  Проще:  можно  взять  нормальные  кварцевые  резонаторы  в   субминиатюрном  корпусе,  частоты  параллельного  резонанса  у  которых  измерены  с  ёмкостью  30   пФ.  Последовательный  резонанс  этих  резонаторов  находится  в  районе  частоты  10698  кГц.   При   измерении  в  приведённом  включении  можно  найти  более  высокочастотные  и  более  низкочастотные  кварцевые  резонаторы  (фабричный  разброс  при  изготовлении)  для  изготовления  фильтров  для  CW  и  SSB.  Готовые  фильтры  промеряют  затем  в  приведённой  схеме  (только,  конечно  же,  без  обоих  конденсаторов  в  470  пФ,  включенных   на  корпус.  При  этом  частоту  измерительного  генератора  (генератора  несущей)  устанавливают  на  верхний  или  нижний  срез  фильтра  и  подгоняют  его  до  соответствия    АЧХ  показаниям  GF22.   Для  надёжности  нужно  произвести  замеры  на  обоих  срезах    (скатах )  АЧХ  кварцевого  фильтра.  Частота  опорного  кварцевого  резонатора  для  SSB  ( J3E )  расположена  на  нижнем  срезе  (скате)  АЧХ  кварцевого  фильтра,  а  для  CW  (А1А)  на  0,8…0,9  кГц  выше, -  в  середине  АЧХ  CW  кварцевого  фильтра.  Если  фильтры  для  SSB   и  CW  изготавливать  самостоятельно,  то  можно  добиться  лучших  результатов,  чем  с  готовыми  фильтрами.  Полосу  пропускания  SSB  фильтра  можно  сделать  уже  (порядка  2,5  кГц)  и  получить,  при  этом,  более  крутые  скаты  АЧХ  фильтра.  Исхитрившись,  при  монтаже  в  двух  плоскостях,  можно  изготовить  в  качестве  первого  кварцевого  фильтра  для  SSB  также  6-кристалльный  его  вариант.

    Представленные  кварцевые  фильтры  разработаны  путём  эксперимента  и  измерений.  При  этом  замечено  следующее:

-         первый  и  последний  конденсаторы  в  кварцевом  фильтре  ответственны  за  согласование  с  конкретным  сопротивлением  нагрузки;

-         средний  конденсатор  влияет  на  неравномерность  АЧХ  согласуемого  фильтра;

-         другие  (второй  и  четвёртый)  конденсаторы  существенно  влияют  на  ширину  полосы  пропускания  фильтра.

Из    вышеупомянутого  следует,  что  следует  согласовать  вход  фильтра  с  резистором  в  1  кОм,  при  этом  появляется  возможность  нагрузить  общим  сопротивлением  R142  без  согласующих  трансформаторов  SSB  фильтр  MQF 10,7 – 0350  и  CW  фильтр.  Самодельный  фильтр,  воследствие,  можно  заменить  на  MQF 10,7 – 0350,  если  есть  желание  (и  возможности)  добиться  большего.

 

Блок  5:  Линейный  усилитель  на  144  МГц.

 

    На  Рис.  43…46  показан  блок  линейного  усилителя.  Было  проблемой  разместить  этот  блок  на  небольшой  площади  платы,  которая  представляет  собой  комплектную  передающую  часть,  включающую  в  себя  каскады   от  смесителя  до  антенного  реле,  с  выходной  мощностью  в  10  Вт.  На  балансный  смеситель  с  генератора    подаётся  напряжение  250  мВ  в  полосе  частот  133,3…135,3  МГц  и  с  блока  4,  по  крайней  мере,  50  мВ  SSB,  ЧМ  или  CW   сигнала.  Через  диоды  VD1…VD3  осуществляется  постоянно-токовое  управление  смесителем.  При  ЧМ  и  SSB  смеситель  работает  с  постоянным  опорным  напряжением,   которое   при  CW   ключуется.  VT3  усиливает  произведённый,  таким  образом,  сигнал,  который  потом  подаётся  на  собственно  линейный  усилитель,  который  построен  по  известной  схеме  на    транзисторах  VT4…VT7.  Из-за  лучших  интермодуляционных  характеристик  лучше  в  качестве  VT7  применить  КТ922Г  или  КТ922Д,  но  применение  КТ922В  ещё  возможно  (ЧМ  выходная  мощность  20  Вт).  Через  катушку  L5  снимается  сигнал  с  частотой  144  МГц  для  линейного  усилителя  на  432  МГц  (50  мВ).  За   линейным  усилителем  следует  двухрезонаторный  полосовой   фильтр,  который  показал  хорошие  результаты  работы  в  предыдущих  конструкциях..  На  плате,  кроме  реле  переключения  антенны  GBR111    находится  также  устройство  получения  напряжения  для  индикатора  относительного  выходного  напряжения.  Шкала  S-метра  для  работы  и   измерений  проградуирована  для   индикации  выходного   напряжения  на  эквиваленте  ?5 Ом.   Блок   смонтирован  на  двухсторонне  фольгированной  плате  из  стеклотекстолита. На  стороне  расположения  деталей  размещены  все  пассивные  элементы,  а  на   стороне  печатных  проводников   расположены  сами   транзисторы  вместе  с  делителями  напряжений  в  их  базовых  цепях   (VT5…VT7), которые  определяют  необходимые  напряжения.  Для  охлаждения   транзисторов  (VT4…VT7)  служит  основная  панель  шасси,  к  которой  они  приворачиваются  при  монтаже  блока.  Также  оправдало  себя  применение  ребристого  радиатора,  привёрнутого  вместо  платы  шасси  под  блоком.  Этот  радиатор,  кроме  крепёжных  отверстий  для  блока  усилителя  и  под  винты  транзисторов  содержит  множество  других  отверстий  и   большего  диаметра.  Осталось  лишь  впаять  мощные  транзисторы.

Данные  катушек  блока  5  (линейного  усилителя  на  144  МГц):

-         Dr3,Dr4,Dr5:  1,5  витка  обмоточным  проводом  0,5  мм  на  ферритовом 

                              сердечнике  с  4  отверстиями  диаметром  7  мм х 10  мм  из  Mf 360

-         L1:  4,75  витка  двойным  обмоточным  проводом  0,35  на  каркасе  диаметром 

                              4,5  мм  с  алюминиевым  подстроечным  сердечником  (все               

                              комбинированные  намотки  следует  ещё  и  правильно  распаивать  

                              согласно  принципиальной  схемы)

-         L2,L3,L4:  4,5  витка  посеребрённым  медным  проводом  0,5  мм  на  каркасе   

                              диаметром  4,5  мм  с  ферритовым  сердечником  из  Mf  320

-         L5:  1  виток  обмоточным  проводом  0,35  мм  у  “холодного”  конца  L4

-         L6:  6  витков  обмоточным  проводом  0,8  мм,  без  каркаса,  внешний  диаметр  6 

                              мм,  длина  намотки  10  мм

-     L7,L9,L11:  2  витка   обмоточным  проводом  1,0  мм,  без  каркаса,  внешний 

                              диаметр  7  мм,  длина  намотки  7,5  мм

-     L8,L10:  4   витка  обмоточным  проводом  0,8  мм,  внешний  диаметр  6  мм, 

Рис. 43. Линейный усилитель  мощности  на  диапазон  144  МГц  трансивера  Н-220, включая  смеситель,  антенный  фильтр  и  антенное  реле. Схема  принципиальная  электрическая.

1n = 1000 пФ, 2,2n = 2200  пФ, 4,7n = 4700  пФ, 10n = 10000 пФ  и  т. д.

Рис. 44.  Эскиз  монтажной  платы Y25TL/05 для  линейных  усилителей  мощности  диапазонов  144  (блок  5)  и  432  МГц (блок  8).  Размеры  платы: 242,5…245 х 55 х 1,5 мм.

                                            * * *

                              длина  намотки  10  мм

-         L12:  2  витка  обмоточным  проводом  0,8  мм,  внешний  диаметр  6  мм,  длина 

                              намотки  10  мм

-         L13:  3  витка  посеребрённым  медным  проводом  1,0  мм,  внешний  диаметр 

                              катушки  7  мм,  длина  намотки  7,5  мм

-    L13*,L14:   11  витков  посеребрённым  медным  проводом  диаметром  1,0  мм, 

                              без  каркаса,  внешний  диаметр  11  мм,  длина  намотки   30  мм,  

                              отвод  от  0,5  витка

-         Т:  первичная  обмотка - 4  витка  обмоточным  проводом  0,2  мм,  вторичная - 4 

                              витка  двойным  обмоточным  проводом  0,2  мм  на  “бинокле”  7 х

                              4 х 4 мм  из  Mf 340 (после  намотки  правильно  соединить)

*Примечание:  в  оригинале  статьи  нет  данных  по  Dr1  и  Dr2,  а  L13  повторяется.

 

 

Рис. 45. Расположение  деталей  на  монтажной  плате  Y25TL  линейных  усилителей  мощности  УКВ  трансивера  Н-220. Некоторые  транзисторы  как  и  детали  делителей  напряжения  в  цепях  баз  припаяны  со  стороны  печатных  проводников.

 

Рис. 46. Конструкция  экранирующей  коробки  блоков  линейных  усилителей  мощности  УКВ  трансивера  Н-220.  Конструкции  РА  на  диапазоны  144  и  432  МГц  различаются  лишь  незначительно. Размеры  экранирующей  коробки  подогнать  по  плате  РА.

 

 

Рис. 19. Фото  готового  линейного  усилителя  мощности  на  144  МГц (блок 5). Слева- смеситель, справа  - выходной  полосовой  фильтр.

 

(Продолжение  следует)

Свободный  перевод  с  немецкого:    Виктор  Беседин  (UA9LAQ) ua9laq@mail.ru

г. Тюмень              сентябрь,  2002  г