\главная\начинающему\...

На базе приемника - приемопередатчик

Я.С. Лаповок (UA1FA). Опубликовано с согласия автора.

Построив приемник коротковолновика-наблюдателя, вы сможете вступить в мир коротких волн, заполненный в любое время суток сигналами тысяч индивидуальных и коллективных передающих любительских радиостанций. Интересно слушать их переговоры, рассылать, а иногда и получать в ответ, карточки-квитанции, подтверждающие прием этих радиостанций. Но еще более интересно иметь приемопередающую радиостанцию. Только тогда вы станете не пассивным, а активным участником коротковолнового радиоспорта.

Для работы в эфире радиолюбителям-коротковолновикам отведены диапазоны частот, занимающие сотни килогерц. Как же отыскать среди них радиостанцию, отвечающую на ваш вызов? Для решения этой задачи радиолюбители-коротковолновики применяют простейшее из возможных решений — отвечающая радиостанция работает на той же частоте, что и радиостанция, которой она отвечает. Это правило соблюдается всеми радиолюбителями-коротковолновиками, за исключением очень редких случаев работы с разносом частот приема и передачи. Такой способ связи иногда используется радиолюбительскими экспедициями, но и тогда разное частот приема и передачи обычно составляет единицы килогерц.

Если на любительской коротковолновой радиостанции используются отдельные приемник и передатчик, при вступлении в радиосвязь возникает необходимость точно настроить передатчик на частоту корреспондента. Эта операция вносит определенную нервозность в процесс вхождения в радиосвязь, а в соревнованиях коротковолновиков приводит к потерям времени, существенно снижающим спортивные результаты. Поэтому среди радиолюбителей-коротковолновиков (а в последнее время и в профессиональной радиосвязи) нашли широкое применение устройства, обеспечивающие автоматическую настройку передатчика на частоту приемника — так называемые “трансиверы”. В трактах этих устройств используются общие элементы схем приемника и передатчика.

Наш приемник задуман как часть коротковолнового трансивера. Устанавливая дополнительные узлы, его легко можно превратить в трансивер, соответствующий требованиям к коротковолновой любительской радиостанции любой из четырех существующих в нашей стране категорий.

Еще раз напоминаем — не только для работы на передатчике, но и для его (а значит, и трансивера) постройки необходимо получить разрешение Министерства связи!

На рис. 2.1 приведена принципиальная схема трансивера радиостанции первой категории с цифровой шкалой. 

Для постройки более простых трансиверов потребуется только часть узлов, изображенных на этой схеме, и исключение одной из ламп усилителя мощности. Изучив эту схему, вы убедитесь, что все элементы приемника в ней присутствуют, так что ни одна крупица трудов, затраченных на создание приемника, не окажется бесполезной. Катушка L4 намотана на пластмассовом каркасе диаметром 9 мм проводом ПЭЛШО 7Х0,07, число витков 75, намотка “Универсаль”, ширина секции 8 мм, алюминиевый экран диаметром 33 мм.

Дроссель L5 намотан .на керамическом каркасе диаметром 18 мм проводом ПЭЛО 0,25. Начиная от конца, соединенного, с конденсатором С16, наматываются в один слой виток к витку 115 витков, а затем еще 15 витков с шагом 1 мм.

Катушки L6 и L7 содержат по 3 витка провода ПЭВ-2 0,72, намотанных с шагом 3 мм на резисторах R22 и R23 (МЛТ-2).

2.1. Трансивер для работы телеграфом на диапазоне 160 м с выходной мощностью 5 Вт

Для превращения приемника коротковолновика-наблюдателя в трансивер начинающего коротковолновика необходимо ввести следующие детали, узлы и цепи: цепи переключения “Прием—Передача”, генератор телеграфного сигнала на частоте 500 кГц, два смесителя, работающих в режиме “Передача”, предварительный усилитель мощности передатчика, согласующий фильтр частоты сигнала, выходной каскад усилителя мощности, детектор напряжения в антенне, дополнительные источники питания.

Цепи переключения “Прием — Передача” управляются контактом педали (можно использовать кнопку, тумблер), подключаемой к разъему Х4. При замыкании контакта педали левый по схеме конец обмотки реле К1 через находящийся в узле выпрямителей резистор оказывается соединенным с корпусом. Так как на другой конец обмотки реле К1 постоянно подано напряжение — 100В, нажатие педали приведет к срабатыванию реле и снижению отрицательного напряжения на движке резистора R16. В результате контакты реле К1 переводятся из показанного на схеме состояния в противоположное и на выходной каскад усилителя мощности подается напряжение смещения управляющей сетки, устанавливающее рабочий режим этого каскада. Диод V4 предотвращает обгорание контактов педали, шунтируя напряжение, возникающее на обмотке реле в момент разрыва цепи ее питания. У реле K1 четыре группы переключающих контактов. У первой группы K.1-l используются только замыкающие, контакты в режиме “Передача” для отключения узкополосного фильтра частоты сигнала от П-контура.

Вторая группа К1-2 переключает напряжение +24 В с цепей, работающих в режиме “Прием” (+24R), на работающие в режиме “Передача” (+24 Т). Напряжение +24R подается на узел УНЧ и АРУ (вывод 7, который в приемнике был соединен с +24 В постоянно), а +24 Т на узлы генератора 500 кГц CW и предварительного усилителя мощности передатчика. Напряжение +24R на выводе 7 узла 13 обеспечивает работу АРУ в режиме приема. При передаче напряжение с вывода 7 узла 13 снимается, и напряжение регулировки усиления УВЧ и УПЧ приемника снижается до минимума. Кроме того, напряжения +24Т и +24R подаются на узел переключения “Прием — Передача”, где используются для формирования напряжения R и Т. Напряжение R близко к 0 при приеме, а при передаче становится равным — 8 В, а Т близко к О при передаче и становится равным — 8В при приеме. Эти напряжения управляют работой смесителей: на выводы 4 узлов смесителей 4 и 9, соединенные в приемнике с корпусом, в трансивере подается напряжение R, а на выводы 3 смесителей передатчика (узлы 10 и 20} —напряжение Т. Таким образом, смесители приемника запираются в режиме “Передача”, а смесители передатчика—в режиме “Прием”. Напряжение Т используется и для управления работой предварительного усилителя мощности; передатчика.

Третья группа контактов в реле К.1-3 управляет “Расстройкой” ГПД. В приемнике “Расстройка” была полезным, но не необходимым органом управления, а в трансивере без нее не обойтись. Дело тут в следующем: если частота ГПД остается, неизменной при переходе трансивера с приема на передачу, частота передатчика будет точно определяться частотой настройки приемника. Но корреспондент(особенно имеющий раздельные приемник и передатчик) может вызвать вас на частоте, немного отличающейся от частоты вашего передатчика. При отсутствии “Расстройки” вы, вынужденные перед ответом перестроить свой приемник, измените и частоту передачи, В результате ничего не подозревающий корреспондент может ваш сигнал “потерять”. Именно поэтому в трансивере необходимо иметь независимую настройку приемника. С этой целью напряжение с движка R3 подано на верхний по схеме контакт S5 не прямо (как это было в приемнике), а через К1-3. При приеме выключатель расстройки S5 работает так же, как он работал и в приемнике. Во время передачи “Расстройка” всегда выключена.

Таким образом, если вы услышите вызов не на частоте настройки приемника, необходимо включить “Расстройку” и с ее помощью подстроить приемник. При переходе на передачу “Расстройка” выключится, и корреспондент обнаружит ваш сигнал на прежней частоте.

Контакты К1-4 переключают измерительный прибор с работы S-метром в режиме “Прием” на измерение напряжения в антенне. В режиме “Передача” вывод 9 узла 13, соединяющийся в приемнике с РА-1 постоянно, в трансивере соединен с прибором только в режиме “Прием”, а при передаче на РА-1 подается напряжение с выхода узла 16.

В трансивере используются еще 2 направления переключателя S3: направление S3-2 соединяет телеграфный ключ, подключенный к разъему Х5, с узлом 21 в режиме “ТЛГ”, а в среднем положении S3 (между “ТЛГ” и “ТЛФ”) обеспечивает постоянное замыкание контактов ключа. Это положение S3 удобно использовать при настройке передатчика.

Направление S3—3 в телеграфном передатчике не нужно, но чтобы не возвращаться к распайке контактов этого переключателя при доделке трансивера на режим работы телефоном, используем это направление в соответствии со схемой рис. 2.1. Напряжение +24 В в режиме “ТЛГ” будет на выводе 2 узла 22 как при приеме, так и при передаче. Соединение с этим выводом вывода 13 узла 13 (в приемнике на него было подано +24 В) на работе УНЧ приемника не скажется. Во время телеграфной передачи УНЧ приемника продолжает работать, обеспечивая самоконтроль при работе на ключе.

Генератор 500 кГц CW при замыкании телеграфного ключа (или устаноке S3 в среднее положение) вырабатывает напряжение с частотой около 501 кГц. Именно такой сигнал 2-й ПЧ приемника соответствует настройке на телеграфную станцию, так как он после детектирования превращается в сигнал с частотой 1 кГц, на которую настроен фильтр УНЧ.

УПЧ 500 кГц при переходе на передачу имеет минимальное усиление, но его достаточно для попадания сигнала с частотой 501 кГц на детектор. Поскольку при передаче телеграфом УНЧ работает, обеспечивается прослушивание собственного сигнала.

Сигнал с узла 21 проходит через ЭМФ и подается на 1-й смеситель передатчика. На выходе этого смесителя появляется сигнал с частотой 501 кГц (частотой сигнала 1-й ПЧ приемника при работе телеграфом). Этот сигнал проходит через ФСС 5 МГц и подается на 2-й смеситель передатчика.

Вспомним, что для диапазона 160 м:

fПЧ1 = fГПД—fсигнала fcигнала =fГПД —fПЧ1

Именно последнее выражение определяет значение частоты сигнала на выходе 2-го смесителя передатчика. Следовательно, в этом смесителе (при неизменности частоты ГПД при переходе с приема на передачу) формируются частоты сигналов передатчика, точно совпадающие с частотами настройки приемника.

Пройдя через полосовой фильтр частоты сигнала, телеграфные посылки поступают на предварительный усилитель мощности, состоящий из узла 18 и установленного вне этого узла мощного транзистора V5. Нагрузкой V5 служат согласующие фильтры частоты сигнала, выход которых подключен к входу выходного каскада усилителя мощности передатчика. Нагрузкой этого каскада служит П-контур, выходное напряжение которого подается на разъем XI (в антенну радиостанции, общую для приема и передачи) и через резистор R11—на детектор напряжения в антенне.

Рассмотрим схемы новых узлов трансивера подробно.

Детектор напряжения в антенне

Так как у резистора 16RI детектора напряжения (рис. 2.2) сопротивление в 50 раз меньше, чем у резистора R11,на диод 16V1 подается 2% от напряжения, развиваемого в антенне. 

Этот германиевый диод обеспечивает детектирование небольших по амплитуде сигналов. Напряжение постоянного тока отфильтровывается цепью 16С1—16R2 и подается на измерительный прибор, показания которого пропорциональны выходной мощности передатчика.

Выходной каскад усилителя мощности

Принципиальная электрическая схема выходного каскада усилителя мощности передатчика с цепями его питания приведена на рис. 2.3.

В усилителе (рис. 2.3) применен не транзистор, а мощный лучевой пентод ГУ-50 с напряжением на аноде +300 В. Сделано это по следующим соображениям;

транзисторный усилитель мощности требует сложной схемы защиты от случайного отключения нагрузки (антенны); ламповый же способен без каких-либо последствий выдержать многократное увеличение выходного напряжения;

использование сравнительно мощной лампы при малом анодном напряжении позволит в дальнейшем без больших переделок увеличить выходную мощность передатчика до 100 Вт;

ламповый усилитель мощности, обеспечивающий работу на всех любительских коротковолновых диапазонах, в настоящее время значительно более дешев, чем транзисторный усилитель, обладающий такими же возможностями.

Серьезный недостаток лампового усилителя — сравнительно большие напряжения питания. Уже примененное в трансивере напряжение +300 В опасно для жизни, а прикосновение к цепям с напряжением +600 В или +900 В в более мощных усилителях может оказаться смертельным. Будьте осторожны! Хорошее правило при работе с ламповым усилителем — держать одну руку за спиной, а под ноги положить изоляционный коврик.

Входной сигнал подается на управляющую сетку лампы V3 через резистор R14, предотвращающий возможность самовозбуждения каскада на УКВ. Конденсатор С31 используется как эквивалент второй лампы усилителя, которую мы применим только в трансивере радиостанции первой категории. В анодную цепь лампы включен антипаразитный резистор R22, потери в котором на рабочих частотах близки к нулю, так как он зашунтирован катушкой L6.

По постоянному току анодная цепь питается через дроссель L5. В цепь высокого напряжения включен фильтр С16—R12—С17, предотвращающий появление высокочастотного напряжения на электролитическом конденсаторе С23. Питающие напряжения на усилитель мощности поступают с выводов 11 (+300 В) и 16 {—100 В) узла 15. Для этого узел выпрямителя соединен с выводами 3, 4, 11 и 12 силового трансформатора. Экранирующая сетка получает питание от дополнительного фильтра R17—С24. На нить накала лампы подаются два противофазные напряжения 6,3 В, снимаемые с выводов 13 и 15 силового трансформатора. Средняя точка 14 этой обмотки заземлена, что позволяет в дальнейшем использовать ее в выпрямителе на напряжение +5 В для питания микросхем и нитей накала индикаторов цифровой шкалы.

Согласующие фильтры частоты сигнала

Для диапазона 160 м в узле 17 (рис. 2.4) используются только дроссель 17L6, резисторы 17R5, 17R6 и конденсатор 17С5.

Два последних элемента образуют фильтр в цепи питания выходного каскада (V5) предварительного усилителя мощности передатчика. Нагрузкой этого каскада на диапазоне 160 м служит резистор 17R5 сопротивлением 75 Ом. Дроссель 17L6 шунтирует этот резистор по постоянному току. Таким образом, на диапазоне 160 м узел 17 представляет для транзистора V5 апериодическую (не имеющую резонансных свойств) нагрузку. Напряжение с этой нагрузки подается прямо на вход выходного каскада усилителя мощности (см. рис. 2. 1). Следовательно, для диапазона 160 м функции фильтрации и согласования узлом 17 не осуществляются, но свое название он полностью оправдывает в трансивере, работающем на всех коротковолновых любительских диапазонах.

Все катушки намотаны на каркасах диаметром 9 мм. Катушка 17L6 без сердечника с намоткой типа “Универсаль”, выполненной проводом ПЭШО 0,31, ширина ее секции 6 мм. Остальные катушки с сердечниками СЦР-1 намотаны проводом ПЭШО 0,44 в один слой виток к витку. Число витков приведено в табл. 11,

Таблица 11 '

Обозначение по схеме

17L 1

17L2

17L3

17L4

17L5

17L6

Число витков

3+3

4+4

5+5

9+9

15+15

50

Предварительный усилитель мощности передатчика

Принципиальная электрическая схема узла 18, входящего в предварительный усилитель мощности, приведена на рис. 2.5. 

Сигнал с частотой, равной частоте выходного сигнала передатчика, поступает на первый затвор транзистора 18V2 КП350Б (как и в узлах приемника, можно использовать КП350 с любой буквой). Во время приема этот транзистор заперт отрицательным напряжением — на вывод 7 подается —8 В, а с вывода 1 снимается +24 В. Цепь истока этого транзистора заземляется через оплетку короткого коаксиального кабеля, по которому входной сигнал подается на узел 18. Это сделано для исключения паразитных связей входа предварительного усилителя с выходным каскадом усилителя мощности. Такие связи могут возникнуть вследствие напряжения между первым затвором и истоком транзистора 18V2, которое появляется благодаря току П-контура, протекающему по участку шасси. Нагрузка транзистора 18V2— низкоомный резистор 18R8. Через антипаразитный резистор 18R7 усиленное напряжение подается на эмиттерный повторитель, в котором используется транзистор 18V1 КТ603Б (замены этого транзистора приведены в описании таких же повторителей, работающих в приемнике). Резистор 18R6—антипаразитный. Напряжение питания коллектора 18V1 используется и для создания положительного смещения на 2-м затворе транзистора 18V2.

В узле 18 размещены резисторы делителя напряжения, создающего смещение на базе выходного каскада предварительного усилителя (транзистор V5), и резистор 18R1, включенный в цепь эмиттера транзистора V5, работающего в режиме усиления класса “А”.

Смесители передатчика

Принципиальная электрическая схема смесителей передатчика приведена на рис. 2.6. 

Оба смесителя (узлы 19 и 20) идентичны и повторяют смесители приемника, отличаясь от них только отсутствием фильтра по цепи +24 В и резисторов в цепи истока, Эти элементы — общие для смесителей приемника и передатчика.

Генератор 500 кГц CW

Частота выходного сигнала узла генератора (рис. 2.7) определяется контуром L4—C20. 21С1, 21С2, 21СЗ, 21С5.

Генератор, собран по трехточечной схеме с емкостным делителем на транзисторе 21 VI ГТ308Б (можно использовать ГТ308 с любой буквой или транзистор П416 с любой буквой). Применение германиевого транзистора необходимо для обеспечения плавного нарастания и спадания выходного напряжения узла при манипуляции. Форма телеграфного сигнала определяется цепью 21R4—21С6. Поскольку нарастание сигнала зависит от заряда конденсатора 21С6 через резистор 21R4, а спадание—от разряда этого конденсатора через внутреннее сопротивление генератора, которое больше сопротивления 21R4, то телеграфная посылка на выходе узла 21 оказывается с крутым передним фронтом и пологим задним. Такой сигнал разборчив, приятен на слух и занимает (при указанных по схеме рис. 2.7 значениях 21R4 и 21С6) очень узкую полосу частот.

Узел переключения приема—передача

На вывод 5 этого узла (рис. 2.8) подано отрицательное напряжение — 100 В, благодаря чему при отсутствии напряжений +24 В на выводах 4 и 6 со стабилитронов 22V3 и 22V4 снимаются стабильные напряжения около —8 В. При подаче на вывод 3 или 7 +24 В соответствующий стабилитрон оказывается под напряжением, полярность которого обратна стабилизируемому им напряжению, и он работает как обычный диод — падение напряжения на открытом кремниевом диоде мало (около 0,6 В). 

Таким образом, на выводах 4 и 6 формируются напряжения R и Т. Напряжение на выводе 2 равно +24 В, когда такое же напряжение поступает либо на вывод 1, либо на вывод 3 (диоды 22V1 и 22V2 образуют схему “ИЛИ”). Из рис. 2.1 видно, что на выводе 2 напряжение +24 В пропадет только при передаче и при установке S3 в положения “ТЛФ” и среднее между “ТЛГ” и “ТЛФ”. Именно последнее положение имеет отношение к телеграфному трансиверу, так как обеспечивает его молчание во время настройки,

Конструкция трансивера

Расположение узлов и деталей трансивера показано на рис.16. 

Дополнительно на панели 3 следует установить только конденсатор С31, а на месте, отведенном для узла 25, резистор R25. Напряжения на предварительный и выходной усилители мощности поданы через коаксиальные кабели, с волновым сопротивлением 75 Ом (вывод 8 узла 18 является опорной точкой для распайки кабеля),

Платы узлов трансивера приведены на рис. 2.9—рис 2.14.



Настройка трансивера

Настройку трансивера следует начинать с проверки новых источников питания — 100 В и +300 В.

Без нагрузки (в режиме “Прием”) напряжение на конденсаторе С21 должно быть около —90 В, а на С23 — около 300 В.

Для проверки источника питания — 100 В под нагрузкой замыканием контакта педали транси-вер переводят в режим “Передача” — напряжение на С21 уменьшится до —65 В.

Для проверки источника питания +300 В трансивер оставляют в режиме “Прием” и подключают параллельно конденсатору С23 резистор с сопротивлением 3 кОм (на нем будет рассеиваться около 30 Вт). Напряжение с +300 В снизится до 270 В.

Затем проверяют работу цепей переключения “Прием — Передача”. Значения напряжений на выводах узла 22 должны быть близкими к указанным в табл. 12.

Таблица 12

Режим

Вывод 4

Вывод 6

“Прием”

0,6

—8

“Передача”

—8

0,6

Дальнейшую работу следует вести в режиме “Передача”. Сначала регулируют генератор телеграфного сигнала, установив S5 в среднее положение. Постоянные напряжения на эмиттере, базе и коллекторе транзистора 21V1 должны быть соответственно 12, 12 и 2 В. При устойчивой генерации ВЧ напряжение на эмиттере поддерживается около 2 В.

Подключив к эмиттеру транзистора 21VI частотомер (он использовался при проверке ГПД), подгоняют частоту генератора подбором величины конденсатора 21С1. Она должна быть 501 кГц при среднем положении ротора конденсатора С21. Далее проверяют стабильность этой частоты: при прогреве всех деталей генератора телеграфного сигнала, выполняемом по методике, применявшейся при регулировке ГПД, уход частоты не должен превышать 50 Гц. Как видим, требование к относительной стабильности частоты здесь значительно менее жесткое, чем для ГПД, поэтому и достигнуть нужного результата будет гораздо проще. Если катушка L4 намотана достаточно плотно, тщательно пропитана клеем БФ-2 или БФ-6 и высушена при температуре около 100 °С, тип конденсаторов 21С1, 21СЗ и 21С5 КСО или СГМ группы “Г”, а группа керамического конденсатора 21С2 “М”, то температурная стабильность частоты должна оказаться близкой к требуемой. При необходимости придется подобрать температурный коэффициент конденсатора 21С2.

Для проверки формы телеграфного сигнала необходимо подключить осциллограф к выходу ЭМФ (вывод / узла 20). При частоте развертки 10...20 Гц можно хорошо рассмотреть форму сигнала на скорости телеграфной передачи 150 ...200 знаков в минуту. Очень удобно это сделать, используя электронный ключ, передающий точки. Кстати, именно для питания такого ключа на первое гнездо Х5 подано напряжение + 24 В. Требуемая форма телеграфного сигнала приведена на рис. 2.15.  Крутизна обоих фронтов посылки определяется емкостью конденсатора 21С6, а резистор 21R4 определяет только крутизну переднего фронта. Временно переведя трансивер в режим “Прием”, прослушивают сигнал самоконтроля. С помощью конденсатора С20 подбирают тон сигнала, совпадающий с максимумом частотой характеристики УНЧ в телеграфном режиме.

После этого проверяют величину телеграфного сигнала на выходе ЭМФ и подбором конденсатора 21С4 устанавливают ее близкой к 0,5 В.

Проверка работы смесителей передатчика должна дать следующие результаты. Постоянные напряжения на электродах их транзисторов должны быть такими же, как и напряжения на электродах транзисторов смесителей приемника в режиме “Прием”. На выходе ФСС 5 МГц (вывод 1 узла 19} ВЧ напряжение при нажатии ключа должно быть около 0,7 В, а при его отжатии — исчезать. Напряжение на выходе полосового фильтра частоты сигнала (вывод 4 узла 18) должно быть около 1 В при нажатом ключе, и не более 0,05 В при отсутствии телеграфного сигнала.

Стоит проверить настройку ФСС 5 МГц и полосового фильтра диапазона 160 м: все контуры ФСС должны быть настроены по максимуму напряжения на выходе полосового фильтра, а правильная настройка полосового фильтра должна обеспечивать изменение этого напряжения при перестройке ГПД во всем диапазоне 160-метрового диапазона не более чем на 10°/о.

Постоянные напряжения на электродах транзисторов предварительного усилителя мощности передатчика (проверяются при отсутствии телеграфного сигнала) должны соответствовать данным табл. 13.

Таблица 13

Транзистор

18VI

I8V2

V5

Эмиттер или исток

5

2

1

База или первый затвор

5,5

3

1,6

Второй затвор

—

10

Коллектор или сток

10

5

23

Режим транзистора V5 устанавливается подбором величины резистора 18R4. При нажатии на ключ ВЧ напряжение на сетке V3 должно быть около 15. В.

Для установки режима работы лампы усилителя мощности параллельно резистору R12 временно подключают вольтметр постоянного тока. С помощью потенциометра R16 устанавливают ток, протекающий через транзистор V3, равный 50 мА (напряжение на резисторе R12 0,5 В).

В качестве нагрузки к разъему XI подключают безындукционный резистор сопротивлением 50 ... 100 Ом мощностью не менее 5 Вт (например, 3 параллельно включенных резистора МЛТ-2 по 200 Ом). При нажатом ключе, регулируя П-контур, добиваются максимума показаний прибора РА-1. Для работы на диапазоне. 160 м переключатель S1 устанавливается в показанное на схеме положение. Измерив ВЧ напряжение на нагрузке, определяют выходную мощность передатчика по формуле:

Убедившись, что эта мощность равна 5 Вт, а при отжатии ключа практически равна нулю, настройку трансивера можно считать законченной. После подключения антенны снова настраивают П-контур по максимуму показаний РА-1. При указанном на схеме значении резистора 16R2 показания прибора трансивера в режиме “Передача” могут оказаться очень малыми (до 100 мкА) и для удобства настройки их можно увеличить подбором величины резистора 16R2. Делая это, нужно учитывать, что для другой антенны показания прибора могут сильно возрасти. Они зависят от входного сопротивления антенны.

2.2. ТРАНСИВЕР НА 160 м ДЛЯ РАБОТЫ ТЕЛЕГРАФОМ И ТЕЛЕФОНОМ

Для превращения телеграфного трансивера в трансивер, работающий еще и телефоном, потребуется дополнительно ввести в его состав устройство формирования однополосного сигнала. Почему именно однополосного, ведь любительским радиостанциям разрешена работа и с обычной амплитудной модуляцией, используемой радиовещательными станциями?

На рис. 2.16, а и б приведены спектры сигналов однополосного передатчика и передатчика, использующего амплитудную модуляцию при равенстве пиковых значений их мощностей.

Из рисунка видно, что у однополосного передатчика мощность спектральных составляющих сигнала, несущих полезную информацию, в четыре раза больше чем у передатчика с амплитудной модуляцией. А учитывая, что необходимая полоса пропускания приемника для однополосной телефонии в два раза уже полосы обычного приемника, общий выигрыш в соотношении сигнал/помеха при переходе от амплитудной к однополосной модуляции эквивалентен увеличению мощности в восемь раз. Иначе говоря, наш 5-ваттный однополосный передатчик будет слышен так же, как солидный передатчик с амплитудной модуляцией мощностью 40 Вт.

Использование однополосной модуляции связано с определенными трудностями:

В нашем телеграфном трансивере уже есть смесительный детектор, обеспечена высокая стабильность частоты ГПД, а два других гетеродина стабилизированы кварцем и имеется ЭМФ, который прекрасно справится с задачей выделения нужной боковой полосы. Поэтому, построив однополосный телефонный передатчик. мы получим солидный выигрыш в его эффективности, не преодолевая каких-либо дополнительных препятствий.

Для переделки трансивера на режим работы телефоном (см. рис. 2.1) необходимо добавить следующие узлы и детали: разъем Х6 для подключения микрофона, микрофонный усилитель, генератор сигнала DSB на частоте 500 кГц, узел автоматической регулировки уровня однополосного сигнала.

Микрофонный усилитель увеличивает амплитуду сигнала от микрофона до величины, необходимой для работы узла генератора сигнала DSB.

Сигнал DSB отличается от обычного сигнала с амплитудной модуляцией отсутствием несущей частоты. В нашем трансивере он формируется балансным модулятором, на который кроме модулирующего сигнала НЧ подается сигнал с частотой 500 кГц, Поэтому на выходе узла 23 будут присутствовать две боковые полосы, расположенные симметрично (выше и ниже) частоты 500 кГц. Этот сигнал подается на ЭМФ, который в полном соответствии со своим наименованием—ЭМФ 500-9Д-ЗВ выделяет верхнюю боковую полосу, так что на 1-й смеситель передатчика поступает сформированный на частоте 500 кГц сигнал SSB, с верхней боковой полосой. После 1-го смесителя передатчика и ФСС 5 МГц получается сигнал с верхней боковой полосой. При сложении частоты 500 кГц с частотой 4500 кГц не происходит изменения положения боковой полосы.

В диапазоне 160 м на выходе 2-го смесителя передатчика выделяется разность частот ГПД и сформированного на частоте 5 МГц сигнала, так что полосовым фильтром частоты сигнала будет выделен сигнал с нижней боковой полосой. Именно такой сигнал принято использовать радиолюбителями при работе телефоном на диапазоне 160 м.

Работа остальных элементов трансивера в телефонном режиме отличается от их работы в телеграфном режиме только наличием автоматической регулировки уровня излучаемого сигнала. В телеграфном трансивере можно было подобрать величину сигнала на входе 1-го смесителя передатчика раз и навсегда, так как телеграфный сигнал, поступающий на ЭМФ, имеет постоянную амплитуду во время передачи точек и тире. Амплитуда же телефонного сигнала во время передачи сильно изменяется. Происходит это, во-первых, потому, что амплитуда сигнала на выходе микрофона, повторяя амплитуду изменения давления воздуха на его мембра-ну, изменяется в очень широких пределах, А во-вторых, потому, что средний уровень телефонного сигнала зависит от расстояния между ртом и микрофоном и интенсивности произносимых звуков. Как показывает практика, услышав интересного корреспондента, радиолюбитель часто автоматически приближает микрофон ко рту и максимально повышает громкость голоса.

Обе эти причины требуют обязательного введения в состав телефонного передатчика эффективной системы автоматической регулировки уровня излучаемого сигнала. Вот как осуществляется эта регулировка в рассматриваемом трансивере. При увеличении сигнала возбуждения на сетке лампы V3 среднее значение тока ее экранирующей сетки увеличивается незначительно до тех пор, пока напряжение на нагрузке анодной цепи меньше определенной величины, соответствующей критическому режиму работы усилителя мощности.

Дальнейшее увеличение напряжения возбуждения приводит к резкому увеличению тока экранирующей сетки. Величина этого тока измеряется в узле 25, вызывая по мере приближения к критическому режиму работы выходного каскада уменьшение положительного выходного напряжения на выводе 2 этого узла. Выходное напряжение узла автоматической регулировки сигнала SSB определяет уровень сигнала на выходе узла генератора 500 кГц DSB. Постоянная времени цепи формирования выходного сигнала в узле 25 выбрана такой, что автоматическая регулировка сигнала SSB обеспечивает сжатие динамического диапазона телефонного сигнала на выходе передатчика и одновременно поддерживает постоянный средний уровень выходного сигнала при изменении положения микрофона относительно оператора. За счет поднятия уровня слабых сигналов автоматическая регулировка повышает их разбираемость на фоне помех при слабой слышимости, что эквивалентно кажущемуся увеличению силы сигнала примерно на 1 балл (в 4 раза по мощности). Таким образом, благодаря однополосной модуляции и автоматической регулировке уровня сигнала при работе с дальними станциями трансивер мощностью 5 Вт б,удет слышен как обычный AM передатчик мощностью 160 Вт. Рассмотрим схемы новых узлов трансивера.

Микрофонный усилитель

Для предотвращения воздействия на вход усилителя (рис. 2.17) переменных напряжений, приложенных между различными точками корпуса трансивера, сигнал от микрофона подается на узел 24 по двум изолированным от корпуса проводам. 

Провод, соединенный с экраном кабеля микрофона, подключен к корпусу в самом узле микрофонного усилителя. На входе усилителя включен фильтр 24CI-24R1-24C2, предохраняющий трансивер от высокочастотных наводок на микрофон.

Необходимое усиление сигнала, поступающего от динамического бестрансформаторного микрофона, обеспечивается двумя каскадами на транзисторах 24V1 и 24V2. Для согласования с низким входным сопротивлением балансного модулятора на выходе микрофонного усилителя применен эмиттерный повторитель на транзисторе 24V3. Транзисторы КТ312Б могут быть заменены на транзисторы К.Т312 или КТ315 с любой буквой, однако, если применить транзисторы с буквой “А” и в качестве 24V1 и 24V2, общее усиление узла может оказаться недостаточным.

Генератор 500 кГц DSB

Схема генератора сигнала DSB приведена на рис. 2.18,

Напряжение частотой 500 кГц подается на выводы 3 и 7 узла 23 с потенциометра RI9 (см. рис. 2.1), между движком которого и источником напряжения частотой 500 кГц включен разделительный конденсатор 23С1. Балансный модулятор собран по кольцевой схеме на диодах 23V1—23V4. Вместо диодов Д18 можно использовать высокочастотные германиевые диоды, например, Д2, Д9 с любыми буквами. Для точной балансировки служат конденсаторы 23СЗ, 23С4, которые при настройке могут быть включены либо так, как это показано на рис. 2.18 (к верхнему по схеме концу катушки 23L1), либо к нижнему концу.

23L1 — катушка связи балансного модулятора с контуром 23L2—23С5, настроенным на частоту 500 кГц. С этого контура сигнал DSB поступает на усилитель, собранный на транзисторе 23 V5. Вместо КП350Б можно использовать КП350 или КП306 с любой буквой. На второй затвор транзистора 23V5 через фильтр 23R4—23С6 подается положительное напряжение автоматической регулировки уровня выходного сигнала. В цепь стока включен ЭМФ. Питающее напряжение на сток подано через обмотку ЭМФ от фильтра, находящегося в узле 12.

Для того чтобы транзистор 23V5 был открыт, на его первый затвор должно быть подано положительное смещение, снимаемое с делителя напряжения 23R2—23R3. Как видно из схемы рис. 2.1, +24 В на вывод 8 узла 23 подается с секции переключателя S3-3 только в положении “ТЛФ”, когда трансивер находится в режиме “Передача”. Таким образом, при работе телеграфом случайное появление сигналов на микрофонном входе трансивера не приводит к модуляции телеграфных посылок.

Катушки 23L1 и 23L2 размещены в одном сердечнике СБ-12А и содержат по 10 и 50 витков провода ПЭВ-2 0,2.

Узел автоматической регулировки сигнала SSB

Резистор 25R1 узла 25 (рис. 2.19) соответствует резистору R25 (см. рис. 2.3); по нему протекает ток экранирующей сетки лампы выходного каскада передатчика. 

Падение напряжения на этом резисторе через емкостный делитель 25С1—25С2 подается на детектор, собранный на диоде 25VI, нагрузкой которого служит резистор 25R3, зашунтированный конденсатором 25СЗ. Конденсатор 25СЗ может быстро зарядиться через диод 25V2 (как и 25V1 этот диод может быть заменен любым маломощным кремниевым диодом) отрицательным напряжением, возникающим при бросках тока экранирующей сетки. Разряжаться же он будет медленно только через резистор 25R3, что обеспечивает необходимую для эффективной регулировки уровня сигнала зависимость сигнала на выходе узла 25 от времени, прошедшего после появления выброса НЧ сигнала.

Делитель 25R2—25R4 создает необходимое начальное положительное смещение на втором затворе транзистора усилителя сигнала DSB узла 23,

Конструктивное выполнение трансивера для работы телеграфом и телефоном

Размещение дополнительно вводимых в трансивер узлов 23, 24 и 25 было показано на рис. 16. Соединение разъема Х6 с узлом микрофонного усилителя должно быть сделано короткими свитыми между собой проводами, которые ни в коем случае не следует увязывать в один жгут с другими проводами трансивера.

Новые платы трансивера приведены на рис. 2.20, 2.21 и 2.22,

Настройка трансивера в телефонном режиме

Все работы по настройке трансивера следует проводить при установке переключателя S3 в положение “ТЛФ” и в режиме “Передача”.

Сначала надо проверить работу микрофонного усилителя. Режимы его транзисторов по постоянному току приведены в табл. 14.

Таблица 14

Транзистор

24 VI

24V2

24V3

Эмиттер

0,3

0,3

11,6

База

0,9

0,9

12

Коллектор

12

12

24

 

Если напряжения на электродах транзисторов микрофонного усилителя существенно отличаются от рекомендованных (например. напряжение на коллекторах 24V1, 24V2 меньше 10 В или больше 14 В), следует подобрать величины резисторов 24 R3 и 24R.7.

При подаче на микрофонный вход трансивера НЧ напряжения частотой 300...3000 Гц и величиной до 5 мВ напряжение НЧ на выходе узла 24 (вывод 4} должно быть 0,5...1,5 В без заметных искажений синусоидальной формы. Работу узла 24 можно проверить и просто от микрофона. При громком произнесении звука “А” или свисте перед микрофоном с расстояния около 10 см выходное напряжение микрофонного усилителя должно быть близким к указанному выше. Проверяя усилитель от микрофона, к выводу 4 узла 24 следует подключить головные телефоны (желательно сопротивлением не менее 1 к0м) и убедиться в неискаженном воспроизведении сигнала.

Регулировку узла 23 необходимо начинать с настройки контура 23L2—23С5 в резонанс на частоту 500 кГц. Для этого головку ВЧ вольтметра подключают к выводу 5 и специально разбалансируют модулятор, устанавливая движок резистора R19 в любое крайнее положение. После подстройки катушки 23L2 (а при необходимости и подбора величины 23С5) напряжение на выходе узла 23 должно стать равным 3...5 В. Если оно не укладывается в эти пределы, необходимо изменить усиление каскада на транзисторе 23 V5 подбором величины резистора 25 R4.

Приступая к подавлению сигнала несущей частоты на выходе балансного модулятора, сначала резистором R19 добиваются минимума напряжения на выводе 5 узла 23. После этого проверяют, как влияет увеличение емкости 23С4. Если оно приводит к уменьшению остатка несущей частоты, емкость конденсатора 23СЗ увеличивают до достижения заметного минимума выходного сигнала не в крайнем положении ротора 23С4. В случае увеличения выходного сигнала при увеличении емкости 23С4 конденсатор 23СЗ следует отключить. Если и после этого минимум выходного сигнала при минимуме емкости 23С4 все еще наблюдается, конденсаторы 23СЗ и 23С4 следует переключить на другой конец катушки 23L1 и повторить подбор емкости конденсатора 23СЗ.

Подавление несущей частоты можно считать достаточным, когда напряжение на выходе узла 24 станет в 100 раз меньше напряжения, наблюдавшегося при полной разбалансировке модулятора (3...5 В), т. е. будет не более 0,03...0,05 В. Это соответствует подавлению несущей частоты в балансном модуляторе на 40 дБ. Поскольку ЭМФ дополнительно ослабит сигнал не меньше чем на 10 дБ, общее подавление несущей частоты в выходном сигнале трансивера будет не менее 50 дБ, что вполне достаточно.

Далее на микрофонный вход трансивера надо подать сигнал частотой 1000 Гц напряжением 3 мВ. Напряжение однополосного сигнала на выходе ЭМФ должно быть таким же, как и при работе телеграфом — около 0,5 В. При необходимости уточняют сопротивление резистора 25R4.

Сохраняя величину сигнала на микрофонном входе трансивера постоянной, снимают частотную характеристику тракта формирования однополосного сигнала, которая определяется частотной характеристикой ЭМФ. Сигнал на выходе ЭМФ должен появиться при увеличении частоты сигнала на микрофонном входе до 150... 300 Гц (перед снятием частотной характеристики частоту входного сигнала устанавливают равной 50...100 Гц). При изменении частоты с 300 до 2700...3300 Гц сигнал на выходе ЭМФ должен быть близким к 0,5 В. У исправного ЭМФ неравномерность частотной характеристики не должна превышать 6 дБ, следовательно, в указанной полосе частот контролируемое напряжение должно изменяться не более чем в два раза. Улучшить равномерность частотной характеристики (а она во многом определяет “качество” однополосного сигнала) можно тщательным подбором величин конденсаторов С9 и С10 настройки катушек, находящихся внутри ЭМФ.

В заключение настройки трансивера в телефонном режиме следует отрегулировать работу узла 25. Нагрузив передатчик на активное сопротивление (как это делалось в конце настройки в телеграфном режиме), “выжимают” максимум выходной мощности. При этом переключатель S3 находится в среднем положении, а прибор РА-1 дает максимальные показания (запомним величину этих показаний). Возвращают трансивер в режим работы телефоном и наблюдают за состоянием стрелки прибора РА-1 при разговоре перед микрофоном. Если автоматическая регулировка уровня сигнала работает нормально, стрелка будет колебаться между нулем и предыдущими максимальными показаниями, в основном занимая положение близкое к 70 °/о от их значения. Если стрелка не отклоняется от максимальных показаний, работа регулировки неэффективна, и следует уменьшить емкость конденсатора 25С2. Если же стрелка никогда не доходит до максимальных показаний, эту емкость следует увеличить.

И наконец подключают к трансиверу антенну и настраивают П-контур точно так же, как это делалось при работе телеграфом. Теперь можно проводить радиосвязи телефоном. Будьте внимательны! Телеграфом можно работать на любом участке диапазона 1850. ..1950 кГц, а на SSB —только на частотах 1875...1950 кГц. Надо помнить, что во время работы используется излучение нижней боковой полосы. Поэтому желательно настраивать трансивер на частотах ниже 1978 кГц, чтобы не создавать помех в “чисто телеграфном” участке диапазона.

2.3. УВЕЛИЧЕНИЕ ЧИСЛА ДИАПАЗОНОВ И ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТИ ТРАНСИВЕРА

Закончив настройку трансивера мощностью 5 Вт, работающего телефоном и телеграфом на диапазоне 160 м, мы получили аппарат, который без существенных затрат труда и деталей можно превратить во вседиапазонный трансивер мощностью 10 или 40 Вт.

Трансивер для работы на всех любительских коротковолновых диапазонах

В трансивере на 160 м для работы на других любительских диапазонах не хватает только соответствующих согласующих фильтров в узле 17 (см. рис. 2.4 и 2.10).

На диапазоне 10 м согласующий фильтр образуется катушкой с отводом 17L1, которая настроена в резонанс на частоту 28,8 МГц. Емкость контура состоит из входной емкости лампы V3. емкости конденсатора С31 (см. рис. 2.3) и емкости коаксиального кабеля, по которому возбуждение подается на сетку лампы V3. Этот контур сильно шунтируется эквивалентным сопротивлением цепи R14—С31—входная емкость V3 и выходным сопротивлением транзистора V5. В результате полоса пропускания этого контура оказывается достаточной для работы во всем 10-метровом любительском коротковолновом диапазоне. Так как коллектор транзистора V5 подключен к отводу от середины катушки 17L1, напряжение на сетке транзистора V3 может быть в два раза больше напряжения на коллекторе V5.

На остальных диапазонах шунтирующее действие входной цепи выходного каскада усилителя мощности меньше, поэтому параллельно катушкам фильтров этих диапазонов включены шунтирующие резисторы I7R1...17R5. Как и на диапазоне 10 м, катушки фильтров имеют отвод от середины, так что напряжение возбуждения на сетке транзистора V5 при работе на диапазонах 10, 15, 20, 40 и 80 м оказывается одинаковым. На 160-метровом диапазоне катушки с отводом нет, так как мощность передатчика должна быть меньше, чем на остальных диапазонах.

Выбор частот ГПД и 2-й промежуточной частоты передатчика (1-й ПЧ приемника) произведен таким образом, что при работе телефоном на диапазонах 40 и 80 м, как и на диапазоне Л60 м, излучается сигнал с нижней боковой полосой, а на остальных диапазонах—сигнал с верхней боковой полосой, что соответствует обычно принятому радиолюбителями расположению боковой полосы сигнала SSB.

Настройка трансивера на все любительские диапазоны заключается в подстройке полосовых фильтров частоты сигнала (узел 3) и настройке согласующих фильтров (узел 17).

Настройку рекомендуется начать с диапазона 10 м. Это целесообразно по следующим соображениям:

Не надо поддаваться соблазну, ничего не достигнув на 10-метровом диапазоне, перейти к настройке трансивера на низкочастотных диапазонах. В этом случае трансивер скорее всего так и останется “калекой”, сильно хромающим на 10-метровом, а возможно, и 15-метровом диапазонах.

Напряжение на выходе полосового фильтра на всех диапазонах в режиме настройки передатчика (телеграф, ключ нажат или переключатель S3 поставлен в среднее положение) должно быть около 5 В, а при отжатии ключа уменьшаться до 0,2 В на диапазоне 10 м, 0,1 В на диапазоне 15 м и 0,05 В на остальных диапазонах. Остающееся напряжение 0,05 ...0,02 В — это остаток сигнала ГПД, недостаточно подавленный двухконтурным фильтром частоты сигнала. В дальнейшем он будет дополнительно ослаблен согласующим фильтром -частоты сигнала и П-контуром, так что в выходном сигнале передатчика сигнал ГПД практически отсутствует. Об этом свидетельствует нулевое показание прибора РА-1 при отжатом ключе.

Настроенные при регулировке приемника контуры узла 3 теперь на высокочастотных диапазонах придется перестроить, чтобы устранить влияние емкости кабеля, связывающего узлы 2 и 18 и входной емкости узла 18. Неравномерность напряжений на выходе полосового фильтра при перестройке ГПД в пределах каждого из диапазонов не должна превышать 10°/о. В 10-метровом диапазоне, добиваясь максимума напряжения на участке 28 ... 28,7 МГц, можно допустить его ослабление на более высокочастотной части диапазона, так как любительские радиостанции, работающие телеграфом и однополосной телефонией, практически этот участок диапазона не используют. На остальных диапазонах требуемая неравномерность напряжения на выходе узла 3 может быть получена без особых сложностей.

Настройку контуров узла 17 производят на средних частотах диапазонов по максимуму напряжения (30 В) телеграфного сигнала на сетке лампы V3. При таком напряжении и выходном каскаде, выполненном по схеме рис. 2.3, выходная мощность трансивера составит около 20 Вт. Если вам такая мощность не разрешена, во избежание грубого нарушения правил работы любительских радиостанций придется снизить напряжение возбуждения за счет увеличения сопротивления резистора R14 и уменьшения сопротивлений резисторов 17R1 ... 17R5.

Введение в трансивер дополнительных диапазонов

Решением Международного Союза Электросвязи радиолюбителям-коротковолновикам выделены три дополнительных диапазона:

Хотя советские коротковолновики не могут пока работать на этих частотах, в трансивере предусмотрена возможность введения трех новых диапазонов. На платах узлов 7, 5, 3 и 17 (см. рис. 23, 21, 19 и 2.10) дополнительные детали показаны пунктиром. Как уже отмечалось, переключатель S2 имеет три свободных положения, а П-контур и фильтр узла 1 могут быть настроены на новых диапазонах органами управления.

Для работы на дополнительных диапазонах ГПД должен быть выполнен в соответствии с табл. 15.

Таблица 15

Диапазон, МГц

Диапазон настройни контура с L3. МГц

Режим работы ГПД

Диапазон частот на выходе ГПД. МГ

10,1 . .

11,15

7,550 . . . 7,575

С удвоением частоты

15,1 . . . 15,1 5

18,068.

18,168

6,534 . . . 6,584

С удвоением частоты

13,068. . . 13,165

24,890.

24,990

9,945 . . . 9,995

С удвоением частоты

19,89 . . . 19,99

 

Триммеры для установки частот ГПД на дополнительных диапазонах размещаются, как показано пунктиром на рис. 23, на плате узла 7. Конденсаторы, включенные параллельно этим триммерам, размещаются на дополнительной плате, которая устанавливается на перегородке, отделяющей узел 7 от узла 5 (см. рис. 16).

Шкалы дополнительных диапазонов размещаются на свободных участках основных: справа от шкалы 160-метрового диапазона наносится градуировка 30-метрового, за 80-метровым--17-метрового и за 40-метровым — 12-метрового.

Полосовые фильтры частоты ГПД для дополнительных диапазонов делают двухконтурными аналогично фильтрам для диапазонов 10, 15 и 40 м. Расположение катушек дополнительных диапазонов и подключение необходимых конденсаторов и резисторов ясно из рис. 21.

Полосовые фильтры частоты сигнала для дополнительных диапазонов аналогичны фильтрам основных диапазонов трансивера, Размещение деталей этих фильтров показано на рис. 19.

Дополнительные согласующие фильтры узла 17 выполняются так же, как фильтры диапазонов 15, 20, 40 и 80 м. Их размещение показано на рис. 2.10.

Опыт настройки шести основных диапазонов трансивера позволит самостоятельно подобрать элементы дополнительных диапазонов.

Увеличение мощности передатчика до 40 Вт

Для увеличения мощности передатчика трансивера до 40 Вт необходимо напряжение питания анодной цепи выходного каскада усилителя мощности увеличить до 600 В. Соответственно измененная часть схемы трансивера приведена на рис. 2.23 (сравните со схемой рис. 2.3).

Источник напряжения +600 В собирается путем подключения к узлу выпрямителей еще одной вторичной обмотки силового трансформатора Т1 (выводы 3, 4} и установки электролитического конденсатора С25, шунтированного резистором R20.

Работоспособность источника +600 В определяется следующим образом. Сначала проверяют его в режиме холостого хода (трансивер находится в режиме “Прием”): напряжение на верхнем по схеме выводе конденсатора С25 должно быть близким к +600 В. Затем источник нагружают резистором 6 кОм, способным рассеять мощность около 50 Вт. Напряжение на конденсаторе С25 должно уменьшаться до 530...550 В. Понятно, что этот резистор нельзя подключать без предварительного выключения трансивера.

Лампа выходного каскада ГУ-50 — пентод, у которого при возрастании анодного напряжения выше 300 В анодный ток меняется очень мало. Поэтому нет необходимости при переводе питания анодной цепи с 300 на 600 В изменять смещение на управляющей сетке лампы V3: ток покоя сохранится близким к 50 мА. При таком токе на аноде рассеивается мощность 30 Вт, что вполне допустимо (максимальная мощность, рассеиваемая анодом лампы ГУ-50 длительное время 40 Вт). Сравнительно большой ток покоя обеспечивает высокую линейность усилителя и, что очень важно для предотвращения помех телевидению, значительно ослабляет высокочастотные составляющие в спектре анодного тока.

После проверки нового источника питания остается только включить трансивер и убедиться, что его выходная мощность на всех диапазонах возросла в два раза, т. е. стала 10 Вт на 160-метровом и 40 Вт на остальных диапазонах. Если на 160-метровом диапазоне вам разрешена работа только с мощностью 5 Вт, выходную мощность можно снизить, переведя выходной каскад в недонапряженный режим. Для этого емкость С2 по сравнению с емкостью, обеспечивающей максимум выходной мощности, надо уменьшить или, чтобы не было соблазна вернуть при случае С2 в прежнее положение, уменьшить величину резистора 17R5.

2.4. ТРАНСИВЕР РАДИОСТАНЦИИ ПЕРВОЙ КАТЕГОРИИ С ЦИФРОВОЙ ШКАЛОЙ

Последние усовершенствования трансивера будут заключаться в увеличении его выходной мощности до 100 Вт и дополнении цифровой шкалой, обеспечивающей отсчет частоты с дискретностью 1 кГц. Такая мощность близка к максимальной, разрешенной советским радиолюбителям. Цифровая шкала значительно облегчит работу на радиостанции, гарантирует от выхода за границы разрешенных диапазонов и, кроме того, приятным зеленоватым свечением своих цифр украсит трансивер. Нелишне заметить, что цифровую шкалу можно ввести на любой стадии строительства радиостанции, начиная с постройки приемника коротковолновика-наблюдателя,

Увеличение выходной мощности передатчика до 100 Вт

Такая выходная мощность на диапазонах 10, 15, 20, 40 и 80 м обеспечивается при выполнении выходного каскада по схеме рис. 2.1. Для этого устанавливается еще одна лампа ГУ-50 (V6}, а ее эквивалент — конденсатор С31 (см.. рис. 2.3) исключается, и напряжение питания анодных цепей ламп V3 и V6 увеличивается до 900 В.

Источник питания +900 В при его нагрузке резистором сопротивлением 4 кОм должен иметь напряжение около 800 В.

Если представляется возможность выбрать лампы ГУ-50, надо подобрать пару ламп, имеющих одинаковую величину начального тока. Для этого устанавливают лампы по одной и контролируют падение напряжения на резисторе R12. Будьте крайне осторожны! Резистор R12, а следовательно, и подключенный к нему измерительный прибор находятся под, напряжением 900 В, которое при токе нагрузки до 1 А уменьшится несущественно.

Потенциометром R16 устанавливают суммарный начальный ток ламп V3 и V6 в пределах 75...85 мА.

Установка еще одной лампы, несмотря на использование до ее появления конденсатора С31, может потребовать подстройки контуров узла 17. Контролируется эта подстройка по максимуму выходной мощности. Дополнительная емкость, вносимая лампой V6 в П-контур. учитывалась при выборе индуктивностей L1 и L2, так что его следует настраивать так же, как это делалось раньше, только конденсатор СЗ будет иметь меньшую емкость, чем при работе с одной лампой,

Если выходная мощность на 160-метровом диапазоне окажется. больше 10 Вт, придется еще раз уменьшить сопротивление резистора 17R5.

Цифровая шкала

Цифровая шкала (узел 26) служит для измерения частоты ГПД. В качестве эталона используется частота 500 кГц, стабилизированная кварцевым резонатором (см. рис. 2.1), а в процессе измерения индицируются три последние цифры числа килогерц. По существу, измеряется частота fc, на которую настроен трансивер, так как последние три цифры числа килогерц у частот fc и fгпд совпадают:

fс = fгпд + fпч1 = fгпд ± 5000 кГц,

Отсутствие индикации числа единиц и десятков мегагерц никак не сказывается при работе на всех диапазонах (включая три дополнительных) за исключением 10-метрового диапазона; только в нем число единиц мегагерц изменяется при перестройке внутри диапазона. При пользовании цифровой шкалой на 10-метровом диапазоне необходимо следить за тем, на какой частоте (выше или ниже 29 МГц) производится работа. Зато исключается необходимость учета значений промежуточных частот, а число индикаторов со счетчиками и дешифраторами уменьшается на два комплекта. Существенно и то, что три индикатора хорошо вписываются в угол шкалы трансивера (см. рис. 16).

Напряжение частотой 500 кГц поступает на вывод 5 цифровой шкалы (рис. 2.24) и через эмиттерный повторитель, собранный на транзисторе 26V5, поступает на усилитель-ограничитель 26V6. Оба транзистора в этом каскаде могут быть типа КТ312 или КТ315 с любой буквой. На коллекторе транзистора 26V6 выделяются импульсы, следующие с частотой повторения 500 кГц. Эти импульсы поступают на цепочку десятичных счетчиков 26V2...26V5. Три первые микросхемы К155ИЕ1 (делители частоты импульсов на 10) вырабатывают на своих выходах отрицательный импульс после появления на входах каждого десятого повторяющегося сигнала. Таким образом, на выходе счетчика 26D4 отрицательные импульсы следуют с частотой повторения 500 Гц, т. е. интервал между ними 2 мс.

Микросхема 26D5 (К155ИЕ2) содержит два счетчика с коэффициентами деления частоты на 2 (от входа 14 к выходу 12) и на 5 (от входа 1 к выходу 11). Заметим, что вместо К155ИЕ1 (26D2...26D4) можно использовать и микросхему К155ИЕ2, включенную аналогично 26D5, выводы 9 и 8 при этом останутся свободными. В отличие от К155ИЕ1 у микросхемы К155ИЕ2 при ее включении десятичным счетчиком на выводах 12, 9, 8 и 11 вырабатывается двоичный код числа подсчитанных импульсов. На этих выводах появляются положительные напряжения (3...4,5В), когда соответствующий разряд числа подсчитанных импульсов не равен нулю.

Работа микросхемы 26D5 иллюстрируется пятью верхними диаграммами напряжения (рис. 2.25). Так как интервал между импульсами на выводе 14 микросхемы 26D5 равен 2 мс, то интервал между импульсами на выводе 11 этой микросхемы будет 20 мс.

Импульсы подаются на счетный вход триггера 26D8 (1155ТК1, вывод 12), который имеет два выхода — прямой (вывод 8) и инверсный (вывод 6). На этих выводах формируются противофазные импульсы длительностью 20 мс, показанные на диаграммах 6 и 7.

Сигналы с вывода 8 микросхемы 26D8 и с выводов 9 и 8 26D5 подаются на три входа микросхемы 26D7A, представляющей собой логический элемент “ЗИ—НЕ”. Напряжение на выходе этого элемента (вывод 12) уменьшится до величины близкой к нулю только при одновременном воздействии положительных напряжений на все три входа микросхемы. Сигнал с вывода 12 инвертируется с помощью микросхемы 26D6B и на ее выходе (вывод 6) формируется положительный импульс, показанный на диаграмме 9. Этот импульс в дальнейшем будем называть импульсом “обнуления”.

На три входа микросхемы 26D7C подаются сигналы, отличающиеся от действующих на входах 26D7A тем, что один из них предварительно инвертируется микросхемой 26D7B (сигнал на выходе 26D7B показан на диаграмме 8). Положительный импульс, формируемый на выходе инвертора 26D6D, включенного после 26D7C, показан на диаграмме 10. Этот импульс мы в дальнейшем будем называть импульсом “записи”.

Сигнал ГПД подается между выводами 3 и 4 цифровой шкалы, причем вывод 4 соединен с оплеткой коаксиального кабеля, связывающего ГПД со шкалой так, что ток с частотой ГПД течет только по кабелю, не ответвляясь на корпус трансивера. Сигнал ГПД усиливается и ограничивается схемой на транзисторах 26VI, 26V2, 26V4 и диоде 26V3. Назначение этой схемы сформировать импульсы с частотой повторения, равной частоте ГПД, и одновременно не допустить попадания сигналов, действующих в схеме цифровой шкалы, в ГПД. Большое усиление рассматриваемой схемы позволило применить слабую связь между выходом ГПД и коаксиальным кабелем (емкость 6С1 не больше 3 пФ). Транзистор 26V2 должен иметь малые межэлектродные емкости (можно использовать КТ325 с любой буквой), в качестве 26 VI и 26V4 можно применить KJ306 или КТ325 с любыми буквами. 26V3 — любой высокочастотный кремниевый диод. Напряжение на выходе формирователя импульсов с частотой ГПД условно (на самом деле эти импульсы идут гораздо чаще) показано на диаграмме 11. Импульсы с частотой ГПД (до 24,7 МГц, при работе на 10-метровом диапазоне) поступают на “счетный” вход (вывод 12} быстродействующего триггера 26D1 (К.131ТК.1). Вместо этого триггера можно попробовать применить менее быстродействующий К155ТК1, но, в соответствии со своими техническими условиями, он может и не работать на столь высоких частотах. На выходе (вывод 8) 26D1 частота следования импульсов ГПД снижается в два раза (см. диаграмму 12).

Импульсы с выхода 26D1 поступают на один из входов (вывод 9) логического элемента “2И — НЕ” 26D6C. На другой вход этого элемента (вывод 10} поступает сигнал с вывода о микросхемы 26D8 (см. диаграмму 7 рис. 2.25). Напряжение на выходе 26D6C (вывод 8) может изменяться под воздействием напряжения на ее выводе 9 только в течение времени, когда напряжение на выводе 10 не равно нулю. В результате на выходе 26D6C формируется пакет импульсов с частотой ГПД, деленной на 2, причем длительность этого пакета равна 20 мс (0,02 с). Сколько же импульсов N вых.26D6C в этом пакете?

Интервал между импульсами на выходе 26D1 равен:

Импульсы с выхода 26D6 поступают на вход цепочки из четырех десятичных счетчиков 26D12, 26D11, 26D10 и 26D9 (К155ИЕ2). На выходе 26D12 (вывод //) число импульсов в пакете снижается в 10 раз:

Nвых. 2SD12 =fГПД, кГц.

У микросхем 26D9...26D12 на выводы 2 и 3 подан импульс “обнуление”, так что к началу появления пакета импульсов на входе 26D12 вся эта цепочка счетчиков установлена в состояние, при котором на всех выходах (выводы 12, 9, 8, 11} напряжения равны нулю. С приходом пакета импульсов напряжения на выходах 26D11 начнут меняться в соответствии с числом единиц импульсов на входе этой микросхемы (т. е. на ее выходах формируется двоичное число единиц килогерц). При подсчете каждой десятки импульсов на выводе 11 26D11 положительный импульс появляется один раз (см. диаграмму 5 рис. 2.25), так что 26D10 ведет подсчет числа десятков килогерц, и соответственно 26D9. подсчитывает число сотен килогерц. К концу пакета импульсов на входе 26D12 двоичное число на выходах 26D11 будет точно равно числу единиц килогерц частоты ГПД, на выходах 26D10 — десятков килогерц, а на выходах 26D9—сотен килогерц частоты ГПД.

Выходы 26D9, 26D10 и 26D11 соединены через усилители — инверторы, собранные на транзисторах 26V7 ... 26V18 (К.Т315В могут быть заменены любыми маломощными среднечастотными кремниевыми транзисторами структуры п-р-п с допустимым напряжением коллектор-эмиттер не менее 24В) с входами микросхем 26D13, 26D14, 26D15 (К161Пр2). Схема К161Пр2 состоит из четырех 0-триггеров, выходы которых соединены со входами дешифратора, превращающего двоичное число в 7 напряжений, обеспечивающих отображение 7-сегментным индикатором десятичных значений этих двоичных чисел.

Напряжение на входе D-триггера не воздействует на его выход, пока отсутствует импульс синхронизации, В течение всего времени действия этого импульса напряжение на выходе D-триггера повторяет напряжение на его входе. Напряжение, существовавшее на входе D-триггера в момент окончания импульса синхронизации, останется неизменным до прихода следующего импульса. Таким образом, D-триггер запоминает значение (0 или 1) сигнала на его входе.

В микросхемах К161Пр2 через вывод 7 синхронизирующий импульс подается на все четыре D-триггера. На эти выводы микросхем 26D13, 26D14 и 26D15 через усилитель-инвертор, собранный на транзисторе 26V19 (возможные замены такие же, как и для 26V7 ... 26V18) подан импульс “записи”. Этот импульс появляется раньше импульса “обнуления”, так что D-триггеры микросхем К161Пр2 запоминают результаты подсчета числа килогерц частоты ГПД на время между импульсами “обнуления”, т. е. на 40 мс. В результате на выходах 26D13, 26D14 и 26D15 формируются напряжения питания 7-сегментных индикаторов, обеспечивающие высвечивание трех десятичных знаков числа килогерц частоты ГПД. При непрерывном изменении частоты ГПД показания индикаторов будут изменяться через 40 мс. Поскольку такой интервал меньше “постоянной времени” органа зрения, задержка в изменении показаний цифровой шкалы при вращении ручки настройки трансивера незаметна.

Устойчивости показаний цифровой шкалы способствует наличие в цепочке подсчета числа импульсов от.ГПД одного “неиндицируемого” счетчика 26D12. Дело в том, что частота ГПД не синхронизирована с частотой генератора 500 кГц, определяющего положение импульса на выводе 626D8. Поэтому при постоянстве частоты ГПД результаты подсчета числа импульсов в пакете могут отличаться на единицу, так что младший разряд двоичного числа на выходах 26D12 будет неустойчив. Случайная смена младшего разряда на выходе 26D11 возможна только при изменении старшего разряда числа на выходе 26D12. Таким образом, неустойчивость младшего разряда двоичного числа на выходе 26D1? не влияет на устойчивость показаний цифровой шкалы.

В качестве индикаторов цифровой шкалы применены люминисцентные 9-сегментные индикаторы ИВ-3 (сегменты t и j этих индикаторов не используются). У этих индикаторов высокая яркость свечения и малое потребление тока: несколько миллиампер по цепям сетки и сегментов и несколько десятков миллиампер по цепи накала. Индикаторы подключаются непосредственно к выходам микросхем К161Пр2.

Возможны и другие варианты выполнения индикаторного табло цифровой шкалы. При использовании газоразрядных индикаторов ИНН или ИН16 после счетчиков 269...26911 необходимо включить микросхемы с четверками D-триггеров (К155ТМ5 или К155ТМ7), а после них дешифраторы К155ИД1. Для питания газоразрядных индикаторов придется использовать напряжение 180В, которое можно получить от имеющегося в трансивере источника напряжения +300 В.

Если вместо К155ИД1 применить К514ИД2, то в качестве индикаторов можно использовать вакуумные индикаторы накаливания ИВ9 или ИВ 16. Более красиво выглядят работающие от дешифраторов К514ИД2 7-сегментные светодиодные индикаторы типа АЛС324Б, но между каждым выходом дешифратора и сегментом индикатора в этом случае надо включить резистор сопротивлением 51 ... 100 Ом.

Для питания цифровой шкалы, собранной по рис. 2.24, необходимы напряжения +24 В и +5 В. Эти напряжения подаются на узел 26 через развязывающие фильтры 26R1, 26С9 и 26L1, 26С4, 26С5.

Источник +24 В был в трансивере и до появления цифровой шкалы. Источник напряжения +5 В выполняется с использованием напряжений питания накала ламп V3 и V6 (см. рис. 15 и 2.1). Нагрузкой выпрямителя служит конденсатор С27, после которого включен стабилизатор напряжения, собранный на резисторе R24 и стабилитроне V7. Для уменьшения пульсаций напряжения +5 В параллельно V7 включен конденсатор С28.

Нити накала индикаторов цифровой шкалы питаются от источника накала ламп V3 и V6 через гасящий резистор 26R41.

Как и любое другое устройство цифровой техники шкала не требует настройки. Если она собрана без ошибок и из исправных элементов, ее правильная работа гарантирована. Перед включением шкалы целесообразно проверить источник напряжения +5 В. И без нагрузки, и при нагрузке резистором с сопротивлением 10 Ом напряжение на конденсаторе С28 должно быть в пределах 4,5 ... 5,5 В.

Единственная регулировка при введении в состав трансивера цифровой шкалы — подбор величины конденсатора 6С1. Первоначальная емкость этого конденсатора 1 пФ. Если шкала работает неустойчиво, емкость 6С1 увеличивают до достижения четкой работы шкалы на всех диапазонах. Следует учитывать, что чем больше величина 6С1, тем сильнее сказываются на работе приемника помехи от шкалы. При правильном подборе конденсатора 6С1 и использовании транзисторов 26V1, 26V2 и 26V4 с малыми межэлектродными емкостями и большим усилением тока помехи от шкалы прослушиваются только в отдельных точках 10-метрового диапазона с силой 1—2балла и практически не затрудняют работу в эфире. Для снижения помех от шкалы может потребоваться установка дополнительного экрана между шкалой и узкополосным фильтром частоты сигнала.

Конструктивно цифровая шкала представляет собой плату (рис. 2.26). Часть монтажа узла 26 выполнена печатными проводниками, расположенными снизу (со стороны выводов микросхем). Остальные соединения делаются изолированным проводом путем его прокладки по кратчайшим расстояниям между соединяемыми точками схемы, в результате чего под платой образуется так называемая путанка. Выглядит она не очень красиво, но пытаться заменить ее двусторонним печатным монтажом не стоит. Во-первых, изготовление сложной печатной платы целесообразно только при массовом изготовлении узлов, а, во-вторых, не очень продуманный печатный монтаж может привести к появлению на выводах узла 26 таких помех, что включение цифровой шкалы вызовет существенное снижение чувствительности приемника.

Плата шкалы устанавливается на стойках, крепящих ее к экрану, изготовленному в виде уголка из дюраля толщиной 1,5 мм. Горизонтальная часть этого уголка располагается между платой шкалы и шасси трансивера, а вертикальная — крепится к передней панели (см. рис, 16).

Общий вид трансивера с цифровой шкалой показан на рис. 2.27.

Приемник коротковолновика-наблюдателя

На вопросы читателей отвечает автор

Статью подготовил Н.Филенко (UA9XBI)
ua9xbi@online.ru
 (Только для публикации на СКР)

Возврат