ЦАПЧ для трансивера. Леонид Вербицкий (UR5LAK), г. Балаклея, Харьковская область
Схема цифровой автоподстройки частоты используется для совместной работыс ГПД трансивера или радиоприемника с первым плавным гетеродином и любым значением ПЧ и цифровой шкалы-частотомера по схеме В.Криницкого (RA9CJL) или аналогичной ЦШ, например, от трансиверов "CONTEST", "LARGO-91", "DM-2002" или более современной. Данная схема ЦАПЧ уже на протяжении более 10 лет используется в работе, как при проведении обычных связей, так и при проведении цифровых видов связи в частности BPSK31, когда без нее не обойтись. Несмотря на довольно простую схему ЦАПЧ, она работает неплохо. Полученная стабильность частоты ГПД +/- 5 Гц/ час. В реальных условиях работы трансивера любительской радиостанции при нормальной комнатной температуре и присутствии в трансивере источников выделения тепла, способных заметно изменить температуру кварцевого резонатора ЦШ (в нашем случае 1000 кГц) относительный уход частоты кварцевого генератора не превышает 10*10-6. Полезно применить пасивное термостатирование кварцевого резонатора. Получение хорошей работы ЦАПЧ возможно только при наличии ГПД с достаточно высокими характеристиками. Необходимо учитывать, что данный метод компенсирует только медленное изменение частоты. Для обеспечения высокой стабильности частоты гетеродина при работе цифровыми видами связи применена цифрово- аналоговая подстройка частоты. ГПД выполнен по схеме трансивера "УРАЛ-84", который имеет хорошую стабильность, а цифровая шкала выполнена по схеме (4), имеет дискретность частоты 100 Гц. В схеме использована медленная автоподстройка ГПД по последней цифре цифровой шкалы. Интересный способ решения предложил Рубцов В.(UN7BV) г. Астана, Казахстан в (3), только шаг настройки 200Гц для цифровых видов связи великоват, а вот предложенная схема имеет шаг настройки 50 Гц, чего на практике вполне достаточно при работе цифровыми видами связи. Принципиальная схема узла цифровой АПЧ в режиме стабилизации показана на рисунке. На вход преобразователя уровня (вывод 5) микросхемы DA1 (используется только два из шести элементов микросхемы) подается сигнал с первого выхода счетчика младшего разряда ЦШ (вывод 14 микросхемы DD9). На вход ПУ вывод 3 м/с-ма DA1 подается сигнал с вывода 10 микросхемы DD8. Нумерация выводов микросхем ЦШ дана согласно материалу, опубликованному в (4). С коллектора транзистора VT1 через интегрирующую цепь с большой постоянной времени R3, C5 отфильтрованное напряжение подается на управляющий варикап VD3 стабилизируемого ГПД. Напряжение на выходе схемы ЦАПЧ изменяется, подстраивая управляемый генератор через варикап VD3. Повторяемость схемы ЦАПЧ очень высока. Практически этот узел не требует наладки, если примененные компоненты заведомо проверенные и исправные. Схема в наладке не нуждается и при правильном монтаже работает сразу же - при первом включении. Проверяем работоспособность стабилизаторов +9В VD2 Д818В и +5В микросхема КРЕН5А и наличие напряжений на их входах и выходах. Конденсатор С5 следует применить танталовый или полупроводниковый оксидный, серии К53. Номинал конденсатора 470мкФ на напряжение 15В. Необходимо убедится, что блок ЦАПЧ потребляет ток 25мА по цепи +15В, 10мА по цепи +9В, 7мА по цепи +5В. Светодиод VD1 сигнализирует о нормальной работе схемы ЦАПЧ. Переключатель SA1 включает ЦАПЧ, а SA2 переключает сдвиг сетки удержания на 50Гц. Схема выполнена на монтажной двухсторонней печатной плате для моделирования схем короткими проводниками МГТФ, подключается через разьем Х1 и расположена рядом с цифровой шкалой. Схема ЦАПЧ питается от стабилизаторов +9В и +5В, расположенных на этой же плате. Реле К1 РЭС49 паспорт РС.569.421-02. Для работы SSB и CW система ЦАПЧ может и не применяться, а включать ее следует только для цифровых видов связи. Литература
1. Лаповок Я. Высокостабильный ГПД. - Радио, 1989, №3, С.23-25; №7, С.31. 2. Ситак А. АПЧ для трансивера RA3AO. - Радиолюбитель КВ и УКВ, 1998, №4, С.34,35. 3. Рубцов В. Цифровая АПЧ для трансивера. - Радио, 2003, №2, С.69. 4. Криницкий В. Цифровая шкала- частотомер: "Лучшие конструкции 31-й и 32-й выставок творчества адиолюбителей".- М.ДОСААФ,1989,С.70-72. 5. Першин А. Коротковолновый трансивер "УРАЛ-84".- "Лучшие конструкции 31-й и 32-й выставок творчества радиолюбителей".- М.ДОСААФ, 1989, С.58-70. 6. Крочакевич В. Цифровая АПЧ. Радио, 1981, №11, С.1518,31. 7. QUA. Стабилизация частоты с использованием частотомера. Радио, 1984, №2, С.23. 8. Радиолюбитель КВ и УКВ 1993, №2, С.34.
Мой домашний адрес: 64200 г. Балаклея, Харьковская область, ул. Ленина 92 кв.8, Вербицкий Леонид Иванович Мой Email: ur5LAK@ukr.net
ОПУБЛИКОВАНО В ЖУРНАЛЕ РАД_ОАМАТОР №3 2004 стр.47. ТРАНСВЕРТЕР "MAGIK BAND 50/29 МГц" Леонид Вербицкий (UR5LAK), Максим Вербицкий (US4LP) , г. Балаклея, Харьковская область
В режиме приема сигнал с антенного гнезда Х1 через замкнутые контакты реле К1 поступает на входной одиночный контур L1C1C2, который осуществляет предварительную селекцию в диапазоне 50 МГц. С контура сигнал поступает на усилитель высокой частоты (УВЧ), выполненный на полевом транзисторе VT1, со стока VT1 через замкнутые контакты реле К2 - на полосовой фильтр (ПФ) L2C24C25С26L3C27C28 и затем с катушки связи L4 - на пассивный балансный смеситель (СМ) VT2VT3. Сюда же, на затворы транзисторов, подается сигнал кварцевого гетеродина (КГ). На L5 выделяется сигнал ПЧ 29 МГц и через индуктивно связанный контур L6С31, далее через С32, разъем Х2 по коаксиальному кабелю поступает на вход трансивера, для дальнейшего усиления и обработки. Гетеродин трансвертера собран на транзисторе VT4. Самовозбуждение и устойчивость колебаний обеспечиваются конденсаторами С33 и С34. Для получения высокой стабильности частоты, настраивающий элемент в цепи кварца ZQ1 из схемы исключен [1], что важно при работе цифровыми видами связи, а для стабилизации выходной амплитуды КГ напряжение питания стабилизировано VD7. Напряжение ВЧ частотой 21 МГц выделяется контуром L8,C34 и с катушки связи L7 подается на затворы транзисторов смесителя. В режиме передачи сигнал с трансивера через разъем Х2, с амплитудой 1-2 В (около 100 мВт) поступает через конденсатор С32, затем выделяется на контуре L6C31 и подается с L5 на тот же пассивный смеситель. В результате сложения частоты 29 МГц с частотой кварцевого генератора 21 МГц, получается сигнал в диапазоне 50 МГц. Пройдя полосовой фильтр L3C27C28С26L2C24C25, через контакты реле К2 сигнал поступает на трехкаскадный усилитель мощности (УМ) собранный на транзисторах VT5, VT6, VT7. После ФНЧ С20L10C21L11C22 сигнал через конденсатор С23 и контакты реле К3 подается в антенну Коммутация RX/TX по ВЧ и НЧ осуществляется с помощью малогабаритных реле. Примененные схемные решения и отсутствие дефицитных деталей позволило создать простой, экономичный, надежный и повторяемый трансвертер. Вместе с тем, трансвертер имеет достаточно высокие характеристики, и при использовании с любым КВ трансивером, имеющим диапазон 28-29,7 МГц, годится для полноценной работы на экзотическом диапазоне 50 МГц. При соответствующем пересчете контуров и частоты кварца, трансвертер хорошо работает на любительском диапазоне 144 МГц. Авторами было сделано несколько комплектов на 50 и 144 МГц. Особых проблем в настройке не было. Все заработали сразу.Эксперименты проводились только со смесителем. Другой вариант смесителя был выполнен по двойной балансной схеме на диодах VD2-1:VD2-4 типа КД514. Схема приведена на рис.2.При длительной эксплуатации в течение нескольких лет, при работе в контестах и высокой летней температуре не было ни одного отказа в работе, как при проведении CW, SSB связей, так и работе цифровыми видами. Настройку трансвертера начинаем с проверки правильности монтажа. Для настройки трансвертера используется сам КВ трансивер. Подключаем трансвертер к трансиверу. Подаем напряжение питания.В авторском трансивере для получения необходимого уровня ВЧ напряжения, просто снимается напряжение питания с выходного транзистора КП904, а более точный необходимый уровень выставляется регулятором усиление DSB трансивера.Настройка трансвертера сводится к настройке контуров и установке частоты кварцевого генератора. Настройку следует начинать с гетеродина. Контур в коллекторе VT4 настраивается на частоту 21 МГц. Частоту КГ 21 МГц удобно контролировать КВ трансивером, включив диапазон 21 МГц. Частоту кварцевого резонатора можно изменять в небольших пределах подстроечным конденсатором С33. Контуры УВЧ и ПФ настраиваются на частоту 50,1 МГц. Контур ПЧ настраивают сердечником L6 на частоту 29,1 МГц. Затем к выходу Х3 подключаем эквивалент нагрузки и ламповый вольтметр. Устанавливаем рабочие токи транзисторов линейки усилителя. Ток покоя транзистора VT5 (10 мA) устанавливается подбором резистора R9, VT6 (38 мA) - R13, VT7 (60 мA) - R17. Включаем передачу в режиме CW и проверяем выходную мощность. Как правило, мощность на выходе должна быть не менее 5 ватт. Усилитель мощности работает устойчиво. При необходимости, сдвигая и раздвигая витки L9, L10, L11, добиваются его устойчивой работы, следя за мощностью на выходе. Напряжение питания трансвертера 12:15 В. При увеличении напряжения питания линейки усилителя (УМ) заметно добавляется выходная мощность. Ток потребления трансвертера в режиме приема 35 мА, в режиме передачи 650 мА.
Настройку трансвертера начинаем с проверки правильности монтажа. Для настройки трансвертера используется сам КВ трансивер. Подключаем трансвертер к трансиверу. Подаем напряжение питания. В авторском трансивере для получения необходимого уровня ВЧ напряжения, просто снимается напряжение питания с выходного транзистора КП904, а более точный необходимый уровень выставляется регулятором усиление DSB трансивера. Настройка трансвертера сводится к настройке контуров и установке частоты кварцевого генератора. Настройку следует начинать с гетеродина. Контур в коллекторе VT4 настраивается на частоту 21 МГц. Частоту КГ 21 МГц удобно контролировать КВ трансивером, включив диапазон 21 МГц. Частоту кварцевого резонатора можно изменять в небольших пределах подстроечным конденсатором С33. Контуры УВЧ и ПФ настраиваются на частоту 50,1 МГц. Контур ПЧ настраивают сердечником L6 на частоту 29,1 МГц. Затем к выходу Х3 подключаем эквивалент нагрузки и ламповый вольтметр. Устанавливаем рабочие токи транзисторов линейки усилителя. Ток покоя транзистора VT5 (10 мA) устанавливается подбором резистора R9, VT6 (38 мA) - R13, VT7 (60 мA) - R17. Включаем передачу в режиме CW и проверяем выходную мощность. Как правило, мощность на выходе должна быть не менее 5 ватт. Усилитель мощности работает устойчиво. При необходимости, сдвигая и раздвигая витки L9, L10, L11, добиваются его устойчивой работы, следя за мощностью на выходе. Напряжение питания трансвертера 12:15 В. При увеличении напряжения питания линейки усилителя (УМ) заметно добавляется выходная мощность. Ток потребления трансвертера в режиме приема 35 мА, в режиме передачи 650 мА.
Диапазон 50 МГц называется Magic band. Он объединяет в себе особенности как КВ так и УКВ диапазонов. Отражение сигналов от метеорных потоков и аврора. Е-спорадики в начале лета. В годы солнечной активности диапазон живет за счет F2, транс-экваториальное прохождение частое явление на этом диапазоне. Выбор частоты преобразования 50 МГц в 29 МГц не случаен. Удобно контролировать видео-несущую телевизионных передатчиков первого канала 49,75 МГц (страны СНГ и Европа), а также 49,25 МГц (Западная Европа и Юго-Восточная Азия) по трансиверу на частотах 28,750 МГц и 28,250 МГц. Отличными индикаторами прохождения служат радиолюбительские маяки. Основная их масса находится в полосе частот 50,000:50,080 МГц. А также по FM вещательным радиостанциям диапазонов 65,8-73 МГц и 87,6-108 МГц. В районе 50,200 МГц работают французские FM служебные радиостанции. Диапазон 36-49 МГц при прохождении в буквальном смысле слова забит FM сигналами служебных радиостанций, радиотелефонов и радиоудлинителей. При наличии направленных антенн легко определять, с какого направления большая вероятность ожидать долгожданных экзотических корреспондентов.
Распределение частот MAGIK BAND: 50,000-50,080 Beacons 50,090 Telegraphy centre 50,100-50,130 Intercontinental Telegraphy/SSB 50.110 DX calling 50.150 SSB centre of activity 50.185 Crossband centre of activity 50.200 MS centre of activity 50.250 PSK31 centre of activity 50.255 JT44 50.260-50.280 FSK441 50.270 FSK441 calling frequency При работе на экзотическом диапазоне 50 МГц совместно с данным трансвертером авторами используется самодельный трансивер по параметрам схожий с трансивером Урал-84м, в котором используется ЦАПЧ в ГПД [5].
Литература
1. Ред Э. Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике. Москва. Мир. 1990 c.157-158. 2. Жутяев С.Г. Любительская УКВ радиостанция. Москва "Радио и связь" 1981г. с.23-25. 3. Гавва А., Чурин В. Простой трансвертер диапазона 50 МГц. "Радиолюбитель. КВ и УКВ" 1998 №5 с.32-33. 4. Лазовик В. Трансвертер на 50-51 МГц. "Радиолюбитель. КВ и УКВ" 1999 №4 с.34-36. 5. Вербицкий Л. ЦАПЧ для трансивера. "Рад_оаматор" 2004 №3 с.47.
