В предлагаемой конструкции использовано немало
В предлагаемой конструкции использовано немало узлов из других аппаратов, описания которых публиковались в радиолюбительской литературе. Такой подход позволил автору этой статьи создать относительно несложный многодиапазонный трансивер с неплохими техническими характеристиками.
Трансивер "HDK-97" предназначен для проведения CW и SSB связей на любительских диапазонах 10, 15, 20, 40, 80 и 160 метров. При его разработке ставилась задача создания технологичного и легко повторяемого аппарата с использованием уже известной (лучшей по мнению автора) радиолюбительской схемотехники. Были изготовлены несколько экземпляров трансиверов с такими техническими характеристиками:
- чувствительность при соотношении сигнал/шум 10 дБ не хуже 0,2 мкВ;
- двухсигнальная избирательность при расстройте 15 кГц не менее 80 дБ;
- динамический диапазон по интермодуляции не хуже 90 дБ;
- уход частоты ГПД на диапазоне 10 метров не более 150 Гц в час;
- диапазон регулировки АРУ при изменении выходного напряжения на 6 дБ не менее 90 дБ;
- выходная мощность передающего тракта не менее 25 Вт.
В цепь управления каскадом на транзисторе VT1, например, введено реле К1. Своими контактами в режиме передачи оно отключает виток связи трансформатора Т1 от цепи эмиттера транзистора, предотвращая самовозбуждение каскада.
Автоматическая регулировка усиления осуществлена по промежуточной частоте, а не по низкой, как было в первоисточнике. В истоковую цепь резонансного усилителя ПЧ на транзисторе VT3 включен каскад управления АРУ на транзисторе VT4. При отсутствии сигнала (в режиме приема) на вывод 3 блока А1 поступает напряжение около +3,5 В из блока А5 (АРУ).
Транзистор VT4 открыт и УПЧ имеет максимальное усиление. С появлением сигнала, напряжение АРУ уменьшается с +3,5 В до нуля, транзистор VT4 закрывается и, соответственно, падает усиление каскада на транзисторе VT3. Сопротивление нагрузки кварцевого фильтра ZQ1 (определяется резистором R12) при этом не меняется, т. к. коллектор VT4 соединен по высокой частоте с общим проводом через конденсатор С13.
Второй смеситель на T5VD20— VD23T6 дополнен подстроечным резистором R16, что позволило сбалансировать смеситель и полностью избавиться от несущей. Улучшена развязка второго смесителя с каскадами УЗЧ. На частоте ПЧ он постоянно нагружен на 50 Ом через конденсатор С24, а цепочка L10C25 предотвращает его разбалансировку последующими каскадами.
Предварительный УЗЧ выполнен на двух транзисторах — VT5 и VT6. Он имеет большое усиление при малом уровне собственных шумов.
Заменена микросхемы DA1 (УНЧ) К174УН4 на К174УН7 позволила снять проблему самовозбуждения усилителя и упростить этот узел (пропала необходимость в стабилизаторе +9 В). Применение в микрофонном усилителе вместо транзисторов микросхемы К140УД6 (DA2), упростило налаживание этого каскада. Тракт дополнен устройством самоконтроля в режиме передачи (T7VD16—VD19), который заимствован без изменений из [2].
На (рис.2) показана схема кварцевого фильтра. Он выполнен по лестничной схеме на импортных резонаторах, применяемых в ТВ-декодерах. При хорошей повторяемости фильтр практически не требует настройки. Основные его характеристики следующие:
- полоса пропускания по уровню -6 дБ 2,7 кГц;
- неравномерность в полосе пропускания не более 1 дБ;
- коэффициент прямоугольности не хуже 1,8;
- входное и выходное сопротивление 170 Ом.
Транзистор VT4 – широкополосный буфер-усилитель. Микросхема DD1 позволяет получить одинаковое по амплитуде ВЧ напряжение на выходе генератора во всем диапазоне частот.
Генератор перестраивается сдвоенным КПЕ С11 параллельно которому контактами реле К1- К5 подключаются дополнительные конденсаторы. В (рисТ1) приведены частоты, которые перекрывает ГПД при работе на разных диапазонах, и позиционные обозначения соответствующих им элементов.
Реле К5 и конденсатор С10 введены на тот случай, если при повторении конструкции возникнет желание ввести дополнительный диапазон. На варикапе VD2 выполнена цепь расстройки, которая включается контактами реле К6.
На (рис.4) печатная плата (Рпп.4) приведена схема усилителя сигнала ГПД (блок A3). Это широкополосный усилитель с отрицательной обратной связью. Такие усилители обладают низким уровнем шумов, малой неравномерностью АЧХ, слабо зависящими от частоты входным и выходным сопротивлением (близки к 50 Ом) и сравнительно большим динамическим диапазоном [З].
Опорный генератор А4 выполнен по схеме емкостной трехточки с кварцевой стабилизацией частоты. Его схема — на (рис.5), печатная плата (Рпп р5). Подстройкой индуктивности катушки L1, включенной последовательно с кварцевым резонатором ZQ1, можно понизить частоту генератора. Подключение конденсатора С1 повышает его частоту. Так осуществляется инверсия рабочей боковой полосы.
Усилитель АРУ (блок А5) двухканальный. Микросхема DA1 и диоды VD1 и VD2 (рис.6), печатная плата (Рпп р6) отслеживают сигналы с уровнем более 9 баллов, a DA2 и VD5VD6 — сигналы с уровнем от 3 до 9 баллов. Узел на транзисторе VT1 позволяет регулировать время разряда конденсатора С8 и избежать "хлопания" АРУ.
Блок А6 — УВЧ приемного тракта. Его схема идентична схеме усилителя ГПД и поэтому показана на (рис.7) печатная плата (Рпп р7) в виде отключаемого модуля.
Блок А7 — диапазонные полосовые фильтры работающие как на прием, так и на передачу. Схема и конструкция блока полностью заимствованы из [4]. Изменены лишь конструктивные и намоточные данные контуров, о чем будет рассказано немного позже.
В блок А8 (рис.8) печатная плата ( Рпп р8) входит антенный коммутатор (прием/передача), отключаемый аттенюатор приемного тракта и предварительные каскады передатчика. В режиме приема сигнал из антенны через нормально замкнутые контакты реле К1 поступает на контакты реле К2 аттенюатора, который собран на резисторах R1—R3. При необходимости аттенюатор включают подачей напряжения на обмотку реле К2. Далее сигнал через нормально замкнутые контакты реле КЗ поступает в блок А7. В режиме передачи сигнал из блока А7 через контакты реле КЗ поступает на широкополосный усилитель, выполненный на транзисторах VT1—VT3. Цепочки R4R6C2 и R21C15 корректируют частотную характеристику усилителя.
Схема усилителя мощности А9 (рис.9), печатная плата (Рпп р9) практически без изменений заимствована из [5].
Схема узла диапазонных полосовых фильтров А7 приведена на (рис.10), печатная плата (?)
Фильтры нижних частот А10 (рис.11), печатная плата (Рпп р11) и CW фильтр А12 (рис.12), печатная плата (Рпп р12) практически без изменений заимствованы из [5]. За основу CW генератора А11 (рис. 13), печатная плата (Рпп р13) была взята схема задающего генератора с уводом частоты из блока А4. Манипуляцию осуществляют замыканием эмиттера транзистора VT1 на общий провод через цепочку R3R4C5C6, формирующую фронт и спад телеграфной посылки. Стабилизатор источника питания А13 и индикатор ВЧ напряжения в антенне А14 особенностей не имеют. Их схемы показаны на (рис. 14) и (рис.15) соответственно.
Схема межблочных соединений трансивера и назначение органов управления приведены на (рис. 16).
Все блоки трансивера выполнены на печатных платах из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита. В трансивере применены широко распространенные детали: постоянные резисторы типа МЛТ и С1-4, построечные - СПЗ-19, СПЗ-22, СП4-1. Регулировочные резисторы основных органов управления - СП-1 и СПЗ-12. Постоянные конденсаторы типов КМ, КЛС, КД, К10-17в, оксидные конденсаторы - К50-16, К50-35, К50-29. Конденсаторы задающего генератора в блоке А2 (ГПД) - типа КСО или СГМ (группа Г).
Конденсатор переменной емкости С11 - типа КПЕ-2 (2х12...495 пФ), у которого удалены " две через одну" пластины ротора и статора. Переключатели: SA1 - галетный 11ПЗН, SA2—SA8 - микротумблеры МТД1, SA9 - тумблер Т1. Реле в блоках:
- А1—А2 - РЭС49 (паспорт РС4.569.425);
- А4, А7, А12 - РЭС49 (паспорт РС4. 569.423);
- А7 и К1, К2 на рис. 15 - РЭС47 (паспорт РФ4.500.417).
В блоке А8 реле К1- РЭС47 (паспорт РС4.500.419), К2 - РЭС60 (паспорт РС4.569.438), КЗ -РЭС55А (паспорт РС4.569.602).
Намоточные данные катушек индуктивности блоков А7 и А10 приведены в табл. 2 и 3 соответственно, данные катушек и трансформаторов остальных блоков — в (табл. 4). Катушку ГПД L1 наматывают на керамическом каркасе, предварительно покрытом тонким слоем клея БФ-2. После намотки катушку следует просушить при температуре около +100°С, поместив на один час в духовой шкаф. Конструкция одной из катушек блока А7 показана на (рис. 17).
В качестве каркаса применен отрезок коаксиального кабеля с внешним диаметром 12 мм, у которого удалены центральная жила и оплетка. Перемещение катушек L1 и L3 по отношению L2 позволяет регулировать АЧХ фильтра.
На (рис. 18) и (рис.19) показана конструкция трансформатора Т1 усилителя мощности. Медные трубочки, находящиеся внутри ферритовых магнитопроводов, образуют обмотку трансформатора в цепи стока транзистора. Вторичная обмотка - два витка провода МГТФ 0,35. Ферритовые магнитопроводы М600НН типоразмера К10х7х12 мм.
Трансформатор блока питания трансивера изготовлен на основе стандартного ТС-160. У него удаляют вторичные обмотки, а на их место наматывают новые - 2х75 витков провода ПЭВ-2 1,5 (II— II') и 2х2 витка провода ПЭВ-2 0,4 (Ill—Ill').
Эскизы конструкции трансивера показаны на (рис.20).
Настройку трансивера на первом этапе производят в режиме приема, и начинают ее с проверки выходных напряжений блока питания на холостом ходу (узлы трансивера отключены). Убедившись в его исправности и в наличии указанных на схеме напряжений, подключают все блоки, за исключением цепей +40 В.
В генераторе плавного диапазона подстроечным резистором R3 добиваются устойчивой работы задающего генератора. Затем подбором конденсаторов С4 — С10 "укладывают" диапазоны согласно табл. 1. Термокомпенсацию, при необходимости, производят по методике, неоднократно описанной в радиолюбительской литературе. Подбором конденсатора С16 устанавливают необходимый диапазон расстройки генератора, а подбором конденсатора С12 добиваются на выходах элементов DD1.2 и DD1.3 формы сигнала близкой к меандру. При перегреве транзистора VT4 в его истоковую цепь следует включить резистор сопротивлением 100...200 Ом.
Подстроечным резистором R8 устанавливают ВЧ напряжение на выходе усилителя ГПД (A3) в пределах 1,5...1,7 В. Подбором конденсатора С6 в опорном кварцевом генераторе (блок А4) добиваются выходного напряжения 0.7...1 В. Затем частоту генератора "выводят" на нижний скат характеристики кварцевого фильтра подстройкой катушки L1, а на верхний скат — подстройкой конденсатора С1.
Настройку основной платы А1 начинают с установки тока покоя транзистора VT2 в пределах 25...30 мА подбором резистора R8. После этого подбором резистора R21 добиваются, чтобы на коллекторе транзистора VT6 было напряжение +6 В. Отключив вход блока АРУ от основной платы, подстроечным резистором R14 блока А5 устанавливают на выводе 3 основной платы напряжение +3,5 В.
Подав на вывод 1 блока А1 сигнал с ГСС уровнем 10.. .20 мВ (рабочий диапазон любой) и подстраивая сердечником контур L7L8, добиваются максимального уровня НЧ сигнала на выходе трансивера.
Кварцевый фильтр согласовывают подбором резисторов R9 и R12. Сопротивление резистора R12 должно быть равно Rвх фильтра, а сопротивление резистора R9 = 4Rвх, так как в стоковую цепь транзистора VT2 блока А1 включен трансформатор сопротивлений 4:1. Если эти условия не будут соблюдены, в режиме передачи АЧХ фильтра исказится. После этого надо восстановить соединение входа АРУ с основной платой.
Процедура настройки диапазонных полосовых фильтров достаточно подробно описана в [4].
Перед настройкой блока А5 регулятор усиления ПЧ (резистор R2 на рис. 16) переводят в нижнее по схеме положение. Подстроечным резистором R15 блока А5 надо установить стрелку прибора РА1 (S-метр) на последнее деление шкалы, а затем регулятор усиления ПЧ перевести в верхнее положение. Движок подстроечного резистора R1 должен находиться примерно на 1/3 от нижнего по схеме положения, а R8 - в среднем положении. Диод VDЗ следует временно выпаять. Подав от ГСС на вход трансивера сигнал уровнем 3 мкВ и подстраивая резистор R7, добиваются отклонения стрелки S-метра на 1 ...З деления шкалы. Если сделать это не удается, нужно увеличить чувствительность узла подстройкой резистора R1.
Перед следующим этапом настройки надо запаять диод VD3 на место, а диод VD7 выпаять. Увеличив напряжение сигнала с ГСС до уровня 50 мкВ, подстроечным резистором R4 устанавливают стрелку прибора в крайнее правое положение. Далее диод VD7 запаивают на место. Кратковременно подавая на вход трансивера сигнал с ГСС уровнем 50 мкВ, подстройкой резистора R8 устанавливают наиболее комфортное для слуха время задержки отпускания АРУ.
Для настройки выходных каскадов восстанавливают цепи питания +40 В. К антенному гнезду XW1 подключают эквивалент нагрузки 50 Ом мощностью 25... 30 Вт. На этом этапе надо временно разъединить блоки А7 и А8. Трансивер переводят в режим передачи, и подбором резистора R17 в блоке А8 устанавливают на коллекторе транзистора VT3 напряжение +20 В. В усилителе мощности А9 подстройкой резистора R2 следует добиться, чтобы ток покоя транзистора VT1 был в пределах 250...300 мА.
Нажав телеграфный ключ и подстраивая катушку L1 CW генератора (блок А11), устанавливают в телефонах сигнал с частотой около 1 кГц. После этого восстанавливают соединение ДПФ с платой драйвера.
Фильтры нижних частот А7 настраивают, сдвигая или раздвигая витки катушек соответствующих диапазонов и подбирая конденсаторы, ориентируясь на максимальные показания индикатора ВЧ напряжения (А14) в режиме передачи непрерывного CW сигнала.В случае падения мощности трансивера на ВЧ диапазонах необходимо подобрать конденсатор С9 в блоке А8.
Настройка трансивера описана здесь упрощенно. Более подробные рекомендации можно найти в [1 — 5].
В трансивере применена цифровая шкала В. Криницкого, описание которой приведено в сборнике "Лучшие конструкции 31-й и 32-й выставок творчества радиолюбителей-конструкторов" (Издательство ДОСААФ, 1989).
