Трансивер Аматор-КФ многодиапазонный - 3 Марта 2013 - Блог

ИСТОЧНИК: журнал "Радио 2002г. №10

АВТОР: Алексей Темерев (UR5VUL)

Эта статья рассказывает о том, как на базе основной платы трансивера "Аматор-КФ" собрать аппарат для работы на нескольких радиолюбительских диапазонах.

Этот вариант трансивера предназначен для работы на любительских диапазонах 1,8; 3,5; 7 и 14 МГц.

Чувствительность его приемного тракта в режиме SSB при соотношении сигнал/шум 12 дБ — не хуже 1 мкВ;

Избирательность по соседнему и побочным каналам — не хуже 60 дБ.

Выходная мощность передатчика — не менее 5 Вт (на нагрузке 50 Ом),

Побочные излучения при передаче подавлены на 40 дБ и более.

При напряжении питания 12 В максимальный потребляемый ток в режиме передачи не превышает 0,8 А.

Функциональная схема трансивера (она же и схема межблочных соединений) показана на рис.2. В режиме приема высокочастотный сигнал с антенного разъема поступает в блок А5 (УМ), где расположен коммутатор «прием—передача» (реле 5К1 — далее по тексту в позиционных обозначениях деталей, первая цифра обозначает порядковый номер блока трансивера). Далее через блок приемных полосовых фильтров А2 сигнал поступает на основную плату А1 трансивера. Работа основной платы подробно описана в [1]. В режим передачи трансивер переводится нажатием кнопки SB1 («Упр.»). При этом срабатывает реле 5К1. Одна группа контактов этого реле подает напряжение питания +12 В на усилитель мощности, вторая группа — переключает антенну. Высокочастотный сигнал с основной платы через плату ДПФ передатчика A3 подается на вход усилителя мощности и далее в антенну. Переключение диапазонов трансивера осуществляется подачей напряжения +12 В на соответствующие входы управления блоков переключателем SA2.

Основной тракт обработки сигнала трансивера — блок А1 — заимствован из [1]. Там уже отмечалась возможность его использования в многодиапазонном аппарате. Правда, вариант переделки входной цепи несколько усовершенствовался. Как уже упоминалось, элементы входного двухконтурного полосового фильтра L1C4C6C8L4 на основной плате трансивера удаляют. На их место устанавливают новые элементы согласно рис.1. Фильтр-пробка 1L'1C' настраивается на частоту ПЧ и предотвращает проникновение помех с этой частотой на вход приемного тракта. Широкополосный трансформатор 1Т' с коэффициентом трансформации 1:4 обеспечивает согласование низкоомной входной цепи с высокоомным входом микросхемы. Использование ШПТ позволяет применять практически любые ДПФ, имеющие 50-омное входное и выходное сопротивления.

Принципиальная схема диапазонных полосовых фильтров (блоки А2 и A3) и элементов их электронной коммутации приведена на рис. 3. На этом рисунке с целью упрощения показаны только два фильтра из четырех. По схеме все эти фильтры идентичны и отличаются только данными катушек индуктивности и номиналами конденсаторов. Рассмотрим их работу на примере блока А2. На вывод 3 платы постоянно подано напряжение + 12 В. С делителя на резисторах 2R1, 2R2 на катоды диодов коммутатора 2VD1— 2VD8 поступает запирающее напряжение около +6 В. Для подключения какого-либо полосового фильтра (например, L2 — L5, С6 — С8) на один из управляющих входов коммутатора (выводы 6—9) необходимо подать отпирающий потенциал +12 В (в нашем случае на вывод 6). При этом диоды коммутатора выбранного фильтра откроются, а сам фильтр будет подключен между входом (вывод 1) и выходом (вывод 4) узла.

На рис. 4 показана схема блока А4 — генератора плавного диапазона трансивера. В его составе два идентичных по схеме задающих генератора, собранных на двухзатворных полевых транзисторах по схеме индуктивной трехтонки. Они перестраиваются по частоте сдвоенным КПЕ С1 (см. рис.1) с воздушным диэлектриком.

Генератор на транзисторе 4VT1 формирует частоты для работы в диапазонах 160, 80 и 40 метров. Его максимальная рабочая частота 15 МГц определена параметрами колебательного контура 4L1, 4С11, С1.1, С2. Для работы в диапазонах 160 и 80 метров параллельно КПЕ контактами реле 4К1 и 4К2, соответственно, подключаются дополнительные конденсаторы 4С5,4С6 и 4С7,4С8. Генератор на транзисторе 4VT2 работает только для диапазона 20 метров. Такое построение ГПД позволило получить оптимальные перекрытия по частоте для каждого диапазона. Частоты, вырабатываемые гетеродином трансивера, приведены в табл. 1. Переключение генераторов производится подачей положительного напряжения смещения на второй затвор соответствующего транзистора через выводы 1—4 блока. Диоды 4VD1, 4VD5 стабилизируют амплитуду колебаний генераторов. На транзисторе 4VT3 собран буферный широкополосный усилитель с разделительным трансформатором Т1 в коллекторной цепи. Сигнал с выходных обмоток трансформатора подается на смеситель основной платы и на цифровую шкалу.

В состав блока А5 (рис. 5) трансиве-ра входят усилитель мощности, диапазонные ФНЧ передатчика с цепями коммутации, индикатор выходной мощности и коммутатор «прием—передача» реле 5К1. Усилитель мощности трансивера — трехкаскадный, 5VT1 — 5VT3. Для расширения полосы рабочих частот каждый каскад усилителя мощности охвачен отрицательной обратной связью по переменному току. В режиме передачи на вывод 3 блока подается напряжение питания +12 В. Падение напряжения на диоде 5VD1 задает начальное смещение на базе транзистоpa оконечного каскада 5VT3. В таком включении оконечного транзистора усилитель развивает мощность не менее 5 Вт на любом из диапазонов. В режиме приема первый и второй каскады усилителя обесточены, напряжение на диоде 5VD1 отсутствует и транзистор 5VT3 закрыт.

С коллектора транзистора 5VT3 сигнал через согласующий трансформатор подается на один из четырех ФНЧ передатчика. Включение необходимого ФНЧ осуществляется с помощью реле К2—К8. Для индикации выходной мощности на выходе передатчика включен детектор R14R15VD6C27.

В трансивере использованы постоянные резисторы типа С1-4, С2-23, МЛТ; переменные — СП4-1а. Все постоянные конденсаторы — К10-17, КМ, КЛС; подстроечные 4С6 и 4С8 в ГПД — КТ2-19 или аналогичные с воздушным диэлектриком; оксидный конденсатор — К50-35. Конденсатор настройки С1 — двухсекционный КПЕ от бытового радиоприемника. Переключатель диапазонов SA2 — ПГЗ. Реле 4К1 и 4К2 — РЭС55А с сопротивлением управляющей обмотки 1880 Ом. Хотя такие реле рассчитаны на рабочее напряжение 27 В, практически все экземпляры, имеющиеся у автора, надежно работают и при напряжении 12 В. Реле 5К1 — РЭС47 с сопротивлением обмотки 650 Ом, реле 5К2-5К9 — РЭС49 с сопротивлением обмотки 270 Ом. При отсутствии p-i-n-диодов в качестве 2VD1—2VD8 и 3VD1—3VD8 можно применить высокочастотные диоды КД514А, КД503А.

Катушки индуктивности 11L', 2L2 — 2L17, 3L2 — 3L17 намотаны на полистироловых каркасах диаметром 5 мм с подстроечниками ПР ╧ 2 (карбонильные, из материала марки Р-20, резьба М4). Автор применил каркасы от УКВ радиостанции «Лен». Катушка 1L' содержит 16 витков провода ПЭВ-2 0,25. Намоточные данные катушек и номиналы конденсаторов ДПФ, а также намоточные данные катушек и номиналы конденсаторов ФНЧ усилителя мощности для каждого диапазона приведены в табл. 2 — 5. Все катушки ДПФ помешены в экраны.

При отсутствии вышеуказанных каркасов катушки можно намотать на любых имеющихся диаметром до 8 мм, скорректировав соответствующим образом рисунок печатных плат блоков А2 и A3.

Катушки гетеродина 4L1 и 4L2 намотаны на керамических каркасах диаметром 8 мм с подстроечниками из карбонильного железа. Катушка 4L1 содержит 12 витков провода ПЭВ-2 0,45 с отводом от 3-го витка (считая от заземленного конца), 4L2 — 30 витков провода ПЭВ-2 0,25 с отводом от 7-го витка.

Катушки 5L2—5L7 намотаны на феритовых бинокулярных магнитопроводах (применяются в симметрирующих устройствах отечественных телевизоров). Намотка ведется одножильным медным проводом диаметром 0,41 мм в полихлорвиниловой изоляции, провода пропускаются через внутренние отверстия магнитопровода. При отсутствии вышеупомянутых магнитопроводов катушки ФНЧ можно намотать на половинках броневых магнитопроводов СБ-12а.

Катушки 5L8 и 5L9 бескаркасные, намотаны проводом ПЭВ-2 0,8 на оправке диаметром 6 мм.

Широкополосные трансформаторы 1T,, 4T1, 5Т1 намотаны на кольцевых ферритовых магнитопроводах марки 600-1000НН типоразмера К7х4х2 мм. Трансформатор 1T содержит 2x20 витков провода ПЭВ-2 0,25. Первичная обмотка трансформатора 4Т1 содержит 15 витков провода ПЭВ-2 0,25, вторичная 2x6 витков того же провода. Обмотки трансформатора 5Т1 содержат 2x10 витков ПЭВ-2 0,25. Трансформатор 5Т2 намотан на кольцевом ферритовом магнитопроводе марки 600-ЮООНН типоразмера К10x6x3 мм. Первичная обмотка содержит 10 витков провода ПЭВ-2 0,45, вторичная — 2 витка того же провода. Трансформатор выходного каскада усилителя мощности 5ТЗ выполнен по типу "бинокля". Его сердечник состоит из двух столбиков, склеенных из кольцевых ферритовых магнитопроводов типоразмера К7х4х2 марки 600-ЮООНН. В каждом столбике — 5 колец. Обмотка трансформатора содержит два витка провода ПЭВ 0,45 с отводом от середины, пропущенного через внутренние отверстия сердечника. Предварительно на провод одета изолирующая трубочка из полихлорвинила или фторопласта.

Дроссели 2L1 и 2L18 — стандартные ДМ-0,1-200 мкГн, 5L1 — ДМ-З-20 мкГн.

Печатные платы полосовых фильтров и плата УМ изготовлены из двухсторонне фольгированного стеклотекстолита. Фольга со стороны установки деталей служит общим проводом и экраном. Отверстия вокруг выводов деталей, не соединенных с общим проводом, раззенкованы. Печатная плата ГПД изготовлена из односторенне фольгированного стеклотекстолита. Чертежи печатных плат и расположение элементов на них показаны на рис. 6 — 8.

Трансивер собран в корпусе размерами 220x200x100 мм, изготовленном из дюралюминиевых пластин, скрепленных уголками. Внутри корпус разделен на четыре отсека (рис. 9). В верхнем отсеке размещены блоки ДПФ и цифровая шкала, в нижнем — основная плата. Цифровая шкала помещена в экран из жести. Блок УМ размещен в заднем отсеке, плата прикреплена к задней стенке трансивера. Транзистор выходного каскада установлен на корпусе через изолирующую прокладку. ГПД и конденсатор настройки размещены в правом отсеке трансивера. Трансивер снабжен верньерным устройством с коэффициентом замедления 1:80.

Настройка основной платы трансивера выполняется по методике, описанной в трансивере "Аматор-КФ"

Чтобы настроить фильтр-пробку 1L'1C'1T' на вход основной платы (вывод 3), подают сигнал от высокочастотного генератора с уровнем около 100 мкВ и частотой, попадающей в полосу пропускания кварцевого фильтра (близкой к частоте 8867 кГц). Вращая подстроечник катушки 1L,' добиваются минимальной громкости сигнала на выходе тракта звуковой частоты.

Диапазонные полосовые фильтры приемника и передатчика желательно настраивать отдельно с помощью измерителя АЧХ до получения характерной «двугорбой» характеристики. При отсутствии такого прибора для настройки можно воспользоваться высокочастотным генератором и милливольтметром (или осциллографом). Очень подробно методика настройки таких фильтров описана в [2]. В крайнем случае настройку ДПФ приемника можно произвести в собранной конструкции трансивера, ориентируясь по громкости принимаемых сигналов любительских станций, а ДПФ передатчика — по максимуму выходной мощности в рабочей полосе частот на каждом из диапазонов.

Настройку гетеродина выполняют в следующем порядке. На вывод 7 платы ГПД подают напряжение питания, переключатель диапазонов трансивера SA2 устанавливают в положение «7 МГц», к выводам 8 или 9 подключают частотомер. При полностью введенном роторе КПЕ С1 устанавливают нижний предел генерируемой частоты (см. табл. 1) подстроечни-ком катушки 4L1. После этого ротор КПЕ устанавливают в положение минимальной емкости и производят замер частоты. Если диапазон перестройки окажется завышенным, емкость конденсатора С2 следует уменьшить, в противном случае — увеличить. После коррекции величины С2 повторяют операцию проверки пределов изменения частоты. Далее проверяют пределы перестройки в диапазоне 1,8 МГц. Переключатель диапазонов устанавливают в соответствующее положение. При полностью введенном роторе конденсатора С1 подстройкой 4С6 (а возможно, и подбором 4С5) устанавливают нижний предел генерируемой частоты, затем ротор полностью выводят и проверяют верхний предел. Если диапазон перестройки ГПД окажется меньше необходимого, нужно увеличить номинал конденсатора С2, повторить настройку ГПД в диапазоне 7 МГц, затем вновь вернуться к настройке на 1,8 МГц. После этого переключатель SA2 устанавливают в положение «3,5 МГц» и настраивают нижний предел генерируемой частоты подстройкой 4С8. Диапазон перестройки при этом выдерживается автоматически. Из-за того что смена диапазонов 1,8 и 3,5 МГц производится с помощью дополнительных конденсаторов, при установке необходимого предела перестройки на самом нижнем диапазоне, предел перестройки на остальных диапазонах получается с некоторым запасом.

В диапазоне 14 МГц при полностью введенном роторе конденсатора С1 подстроечником катушки 4L2 устанавливают нижний предел генерируемой частоты. Диапазон перестройки ГПД в этом случае определяется величиной конденсатора СЗ.

Подбором резистора 4R14 устанавливают выходное напряжение ГПД на выводах 8 и 9 (Вых. 1 и Вых. 2) в пределах 100...300 мВ.

Перед подключением блока УМ желательно с помощью измерителя АЧХ либо комплекта высокочастотный генератор милливольтметр проверить характеристики ФНЧ. При необходимости подобрать число витков катушек фильтра. Затем проверяют ток покоя выходного транзистора УМ. Для этого отпаивают один из выводов дросселя 5L1 и в разрыв цепи включают амперметр. Без подачи на вход блока высокочастотного сигнала трансивер переводят в режим передачи. Ток покоя транзистора 5VT3 должен быть в пределах 0,3...0,4 А. Если ток значительно занижен, необходимо подобрать диод 5VD1 и установить экземпляр с большим падением напряжения. Если же ток покоя завышен, его можно уменьшить, подключив параллельно диоду 5VD1 шунтирующий резистор сопротивлением 100...470 Ом.

После этого к антенному гнезду трансивера подключают эквивалент нагрузки сопротивлением 50 Ом. Его можно изготовить из шести резисторов МЛТ-2 сопротивлением 300 Ом, включенных параллельно. На микрофонный вход трансивера подают сигнал от генератора 3Ч частотой 1000 Гц и амплитудой 10 мВ. В режиме передачи амплитуда высокочастотного сигнала на согласованной нагрузке измеренная ВЧ милливольтметром, должна быть не менее 15 В на любом из диапазонов.

Заключительная операция настройки — подбор величины резистора 5R15 вольтметра. При пиках сигнала стрелка индикатора не должна выходить за пределы шкалы прибора РА1.

Цифровая шкапа в трансивере собрана по описанию в [3]. Переключение режимов «+ПЧ» и «-ПЧ» производится свободной группой контактов переключателя диапазонов SA2 {на схеме не показана).

Данный трансивер можно использовать и на самых высокочастотных диапазонах 21, 24 и 28 МГц, увеличив количество диапазонов ГПД, установив дополнительные ДПФ и ФНЧ усилителя мощности. В этом случае в приемный тракт целесообразно ввести отключаемый УВЧ. Можно обойтись и одним набором ДПФ, коммутируя их в режимах приема и передачи дополнительными реле.

Трансивер Аматор-КФ многодиапазонный

Скачать оригинал статьи в DJVU формате ..... 509 kb.

Скачать черно-белые печатные платы в ZIP архиве .... 252 kb.

Похожие материалы