САЙТ ХАРЬКОВСКИХ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ

ТРАНСВЕРТЕР "MAGIK BAND 50/29 МГц"Леонид Вербицкий (UR5LAK)

Alex — Mon, 25 Mar 2013 20:23:22 GMT

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.

ОПУБЛИКОВАНО В ЖУРНАЛЕ Радиохобби 2004 №3 с.32-34.
Мой домашний адрес: 64200 г. Балаклея, Харьковская область,
ул. Ленина 92 кв.8, Вербицкий Леонид Иванович
Мой Email: ur5LAK@ukr.net
Схема в прикреплениях:

УКВ трансвертер на 144 МГц (С.ЖУТЯЕВ)

Alex — Wed, 21 Mar 2012 13:34:39 GMT

Данный трансвертер на диапазон 144... 144,5 МГц предназначен для работы совместно с коротковолновым трансивером, имеющим диапазон 21...21.5 или 28...28.5 МГц. Выходная мощность трансвертера в режиме передачи - 5 Вт (при уровне мощности, поступающей с трансивера около 1 мВт). Коэффициент шума в режиме приема составляет 2...2,6 kTo (при коэффициенте шума приемной части KB трансивера не более 10...15 kТo).

Трансвертер имеет линейный передающий тракт, т. е. обеспечивает линейную зависимость между амплитудой сигнала, подаваемого с KB трансивера, и амплитудой выходного сигнала (в диапазоне 144 МГц).

Принципиальная схема трансвертера изображена на рис. 1. Его можно разделить на три основные части: приемный (транзисторы V9,. V10) и передающий (V1- V4) тракты и общий для них гетеродин (V5- V8).

Кварцевый автогенератор гетеродина выполнен на транзисторе V5 по схеме емкостной "трехточки". Выбор нужной механической гармоники кварцевого резонатора обеспечивается соответствующей настройкой контура L9C19C20. В данном случае кварцевый резонатор 6833,3 кГц (6444.4 кГц) (здесь и далее в скобках указаны частоты для трансвертера, имеющего промежуточную частоту 28...28,5 МГц.) возбужден на третьей механической гармонике, т. е. на частоте 20,5 МГц (19,333МГц).

С автогенератора сигнал поступает вначале на утро-итель частоты (транзистор V6), нагрузкой которого служит полосовой фильтр L10C25L11C26. настроенный на частоту 61,5 МГц (58 МГц), затем на удвоитель (транзистор V7) и далее на усилитель (транзистор V8). Фильтрацию выходного сигнала гетеродина частотой 123 МГц (116 МГц) обеспечивают контуры L12C30 и L13CS4.
Приемный тракт содержит усилитель ВЧ и смеситель. Усилитель собран на транзисторе V9, включенном по схеме с общим эмиттером. Выбранная схема стабилизации режима работы транзистора по постоянному току (с помощью резистора R22) позволяет непосредственно, без блокировочной емкости, заземлить эмиттер транзистора. Это обеспечивает высокий устойчивый коэффициент усиления каскада. Для повышения КПД входной цепи контур L15C39 сильно связан с базовой цепью транзистора V9. Связь усилителя с антенной - емкостная. Конденсаторы C38, С40 и катушка L15 образуют фильтр верхних частот, препятствующий проникновению на выход конвертера помех от мощных коротковолновых радиостанций. Нагрузка усилителя ВЧ - полосовой фильтр L16C4SL17C45.

Сигналы гетеродина и высокочастотного усилителя суммируются в смесителе (транзистор VIO). Согласование смесителя со входом приемника обеспечивает контур L18C50C51C52.
Передающий тракт начинается со смесителя, выполненного на транзисторе V4. Напряжение гетеродина поступает на базу транзистора V4 с контура L13C34. Сформированный в трансивере телеграфный, AM или SSB сигнал поступает на смеситель через контур L14C35C37. Нагрузкой смесителя служит полосовой фильтр L8C15L7C14, настроенный на частоту 144 МГц.

Принципиальная схема трансвертера
Рис.1

Преобразованный сигнал усиливается трехкаскадным линейным усилителем. Первый каскад на транзисторе VЗ работает в режиме класса А. Для лучшей фильтра-циин побочных излучений транзистор слабо связан со входным L7C14 и выходным L6C10 контурами. Основное усиление (около 20 дБ) обеспечивает второй каскад, на транзисторе V2. Он также работает в режиме класса А. Согласование предоконечного и оконечного каскадов происходит через контур L4C5C6C7.
Оконечный каскад работает в режиме класса АВ. Необходимое смещение на базу транзистора V1 поступает с делителя R2R3. Для предупреждения самовозбуждения (так называемых дроссельных автоколебаний) верхний по схеме вывод дросселя L3 не заблокирован конденсатором.

Согласование оконечного усилителя с антенной обеспечивает контур L1C1C2. Как показала практика работы с трансвертером, выполненным по этой схеме, простая модификация выходного контура (конденсатор С2 подключается не к хатушке L1, а на выход устройства, модификация монтажной платы очевидна - конденсатор C2 в этом случае надо установить левее (см. вкладку) конденсатора С1) позволяет улучшить фильтрацию побочных излучений. Налаживание конструкции будет описано применительно к этому, более совершенному варианту.
Так как в передатчике нет устройства защиты выходного транзистора, то следует. избегать работы выходного каскада на сильно рассогласованную нагрузку.

Конструкция и детали.

Трансвертер смонтирован на плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1...2 мм и размерами 165х210 мм. Внешний вид платы в масштабе 1 : 1 показан на рисунке.
В конструкции трансвертера нет экранирующих перегородок, но это не при-водит к самовозбуждению устройства: монтаж элементов на малой высоте над металлической поверхностью обеспечивает малый уровень паразитных межкаскадных связей. Несколько необычный вид имеют контуры трансверте-ра, работающие на частотах выше 100 МГц. Это-укороченные емкостью четвертьволновые резонаторы, изогнутые для уменьшения габаритов. Добротность ненагруженного резонатора составляет примерно 250. Почти такую же добротность можно получить и у обычного контура из посеребренного провода. Однако поле рассеяния у него больше, и в этом случае не обойтись без дополнительных мер по экранировке каскадов трансвертера.

Четвертьволновые резонаторы выполнены из посеребренного провода диаметром 0,8...1 мм. Высота линии над платой - около 2,5 мм. При уменьшении высоты поле рассеяния уменьшается, но падает и добротность. Для придания жесткости линия опирается на пять площадок, для чего в местах изгиба линия дополнительно согнута в горизонтальной плоскости под углом около 45°. Лишь на площадку, стоящую ближе всего к "земляному" выводу резонатора, линия опирается с помощью небольшого, отрезка провода. Следует сразу заметить, что размеры линии и ее конфигурация не очень критичны, так как подстроечный конденсатор обеспечивает перестройку резонатора в очень широком диапазоне частот.
На плате имеется бороздка между первыми каскадами гетеродина и выходными каскадами передающего тракта. Она играет роль теплового изолятора, который препятствует нагреву деталей кварцевого генератора теплом, распространяющимся от выходных каскадов по фольге.

Все маломощные транзисторы вставлены с обратной стороны платы в отверстия, просверленные в ней. Транзисторы опираются на ободок, имеющийся на их корпусе. Если толщина платы превышает 1...1.5 мм, то отверстия, предназначенные для транзисторов V9, V10, необходимо раззенковать с обратной стороны сверлом большего диаметра с таким расчетом, чтобы донышко транзистора находилось на одном уровне с фольгой.

Для транзисторов двух последних каскадов передающего тракта, снабженных радиаторами, в плате необходимо сделать отверстия диаметром, равным внешнему диаметру транзисторов. Лучше, если отверстия будут шестигранные, так как это предотвратит вращение транзистора при креплении радиатора.
В выходном каскаде применен транзистор КТ907А, у которого эмиттерный вывод соединен с корпусом. Для уменьшения индуктивности эмиттерного вывода между транзистором и радиатором необходимо вставить прокладку из медной фольги. Концы прокладки припаивают к плате. Длина выводов конденсатора С5, включенного между базой и эмиттером выходного транзистора, должна быть минимальной.
Монтаж выполнен на опорных точках, которые образованы кольцевыми канавками, вырезанными в фольге. Ширина канавки- б,5...0,8 мм. Диаметр опорного кружка около 5 мм.

Приспособление для изготовления канавок
Puc.2

Для изготовления таких канавок можно воспользоваться простейшим приспособлением, устройство которого показано на рис. 2. Приспособление состоит из иглы, миниатюрного резца и крепежной детали. Игла и резец изготовлены из отслуживших срок эубоврачебных боров. Для их заточки удобно воспользоваться абразивным камнем или ал-мазным надфилем. Крепежная деталь изготовлена из стальной втулки диаметром 6 мм. Боры вставлены в два отверстия, просверленные во втулке, и закреплены двумя винтами МЗ. Для надежного крепления боров на их боковых поверхностях желательно сиять фаску. Хвостовик иглы должен быть длиннее хвостовика резца для того, чтобы его можно было закрепить в дрели. Однако не составит большого труда сделать кольцевые канавки вручную. Для этого удобно зажать приспособление в ручные ювелирные тиски. Не следует прикладывать излишнее усилие я стараться вырезать канавку за один раз, так как это приведет к появлению задиров фольги.

Паяют детали "в накладку". Пунктиром на вкладке показаны проводники, расположенные с обратной стороны платы. Они пропускаются через отверстия, просверленные вблизи соответствующих контактных площадок.
При подборе деталей для трансвертера полезно учесть, что номиналы большинства конденсаторов некритичны. Это, прежде всего, относится к блокировочным конденсаторам, стоящим в цепях питания, емкость которых можно менять в пределах от 500 до нескольких тысяч пи-кофарад. Некритичны также емкости разделительных конденсаторов, осуществляющих связь транзисторов с резонансными контурами. Их значения можно изменять в пределах от -50 до +100%.
Дроссели L2, L3 и L5- бескаркасные, изготовлены из отрезка провода ПЭВ-2 0,3 длиной около 150 мм. Провод намотан на оправку диаметром 2,6 мм. Катушки L1, L10, L11- бескаркасные, намотаны на оправке диаметром 9 мм посеребренным проводом диаметром 0,8 мм. Катушка L1 содержит 3 витка (длина намотки 7 мм), L0 и L11-по 8 витков (длина намотки 14 мм). В катушке L10 отвод сделан от 1,25-го Витка, в катушке L11-от 3,75-го втитка, считая от нижнего по схеме вывода. Катушки L9, L14, L18 намотаны на каркасах диаметром 5 мм проводом ПЭВ-2 0.15. Число витков - 18. Для подстройки использованы сердечники из карбонильного железа с резьбой М4.

В трансвертере применены конденсаторы КМ и КТ, резисторы М+ и МЛТ.

Налаживание трансвертера следует начинать с кварцевого автогенератора. Прежде всего надо через конденсатор емкостью 1000- 5000 пФ временно соединить базу транзистора V5 с корпусом. При этом кварцевый автогенератор превратится в обычный LC генератор. Частота генерации в этом случае будет определяться контуром L9C19C20. Вращением подстроечника катушки. L9 надо ее установить близкой к утроенной частоте кварцевого резонатора. После этого конденсатор от базы транзистора V5 отключают и находят такое положение подстроечника, в котором он в наименьшей степени влияет на частоту генерации.
Затем приступают к настройке умножителей частоты. При их настройке, как, впрочем, и всех остальных каскадов трансвертера, необходимо контролировать режимы работы транзисторов по постоянному току. Удобнее всего измерять Напряжение на коллекторе, так как при известном сопротивлении резистора, стоящего в коллекторной цепи, легко определить ток, протекающий через транзистор. Измерения надо производить через резистор сопротивлением не менее 10 к0м. Его надо закрепить на кончике щупа так. чтобы проводник, подключенный к элементам трансвертера, имел минимальную длину. Очевидно, что при наличии добавочного резистора показания вольтметра будут занижены, однако возникающую погрешность нетрудно учесть.

Налаживание утроителя начинают с регулировки режима возбуждения. Подбором конденсатора С22 надо добиться, чтобы постоянное напряжение на коллекторе транзистора V6 составило 5...6 В. Это соответствует коллекторному току транзистора около 6 мА.

После этого приступают к настройке двухконтурного фильтра L10C25L11C26. Настройка производится по максимуму коллекторного тока транзистора V7. Необходимую степень возбуждения транзистора V7 можно регулировать, изменяя коэффициент включения контуров фильтра. При подборе отводов на катушках надо следить, чтобы оба контура были нагружены примерно в одинаковой степени. Если один из контуров имеет более "тупую" настройку, то отвод на катушке следует перенести ближе к нижнему по схеме выводу. При правильной настройке фильтра постоянное напряжение на коллекторе транзистора V7 должно лежать в пределах 5...6 В.
Если размеры катушек L10 и L11 выдержаны достаточно точно, а подстроечные конденсаторы находятся примерно в среднем положении. То опасность настройки фильтра на неправильную гармонику невелика. Однако, особенно если изменены размеры катушек или частота кварцевого генератора, полезно тем или иным способом проверить правильность настройки.
Можно, например, воспользоваться приемником, работающим в нужном диапазоне частот. Ко входу приемника надо подключить отрезок провода, другой конец которого поднести к контуру L10C25. При вращении подстроечного конденсатора С25 максимум громкости сигнала должен
cовпадать с максимумом коллекторного тока транзистора V7. Возможности такого метода проверки ограничены тем, что большинство связных приемников имеет диапазон рабочих частот не более 25 МГц. Расширить диапазон принимаемых частот можно с помощью простейшей приставки, схема которой показана на рис. 3.

Схема приставки
Puc.3

Приставка представляет собой кварцевый автогенератор, выполненный на транзисторе VI. В ней можно применить любой кварцевый резонатор с собственной частотой в пределах 8... 15 МГц. Одновременно транзистор выполняет функции смесителя, работающего на гармониках частоты кварцевого автогенератора. Автогенератор отрезком кабеля соединяют со входом коротковолнового приемника.
При налаживании гетеродинного тракта приставку с помощью короткого отрезка монтажного провода надо связать с контуром настраиваемого умножителя. Для этого достаточно изолированный конец монтажного провода поднести к "горячему" выводу контурной катушки. Так как в приставке нет избирательных цепей, прием происходит одновременно на многих гармониках автогенератора. Разобраться в возникающей массе сигналов помогает то, что заранее известны частоты кварцевого генератора гете-родИна и кварцевого генератора приставки.

В качестве примера рассмотрим процесс настройки контура L10C25 на частоту 61,5 МГц. Пусть в приставке использован кварцевый резонатор на частоту 9620 кГц, а проверка кварцевого генератора трансвертера показала, что его частота составляет 20504 кГц. В этом случае сигнал на выходе утроителя будет иметь частоту 61 512 кГц. Такой сигнал можно прослушивать, используя четвертую или пятую гармонику гетеродина приставки. В первом случае сигнал следует искать на частоте 23032 кГц (61512-9620*4). Во втором варианте, который подходит для приемников, имеющих более узкий

рабочий диапазон, сигнал надо искать на частоте 13412 кГц (61612- -9620*6). Таким способом можно контролировать правильность настройки умножителей вплоть до частот 400...500 МГц. В принципе, диапазон частот можно еще более расширить, если применять более высокочастотный транзистор и уменьшить емкость конденсаторов С2, С4.

Правильность настройки умножителей можно также проверить резонансным волномером.

После того как подано необходимое возбуждение на базу транзистора V7, приступают к настройке контура L12C30 на частоту 123МГц (116 МГц). Следу. ющий за удвоителем каскад является усилителем на транзисторе V8, работающем в классе "А". Коллекторный ток транзистора V8 слабо зависит от величины возбуждения, поэтому его нельзя использовать для индикации настройки контура удвоителя L12C30. Настройку надо производить с помощью приемника или в простейшем случае с помощью высокочастотного пробника, подключаемого к авометру. Схема пробника показана на рис. 4. Авометр следует переключить на наиболее чувствительную шкалу измерения постоянного тока. Степень связи пробника с настраиваемым узлом можно регулировать, передвигая точку подключения пробника к контуру.

Высокочастотный пробник
Puc.4

После того как контур L12C30 настроен на нужную частоту, переходят к налаживанию оконечного усилителя гетеродинного тракта. Прежде всего при отсутствии сигнала возбуждения подбором резистора R20 необходимо установить коллекторный ток транзистора V8 в интервале 7...8мА. После этого на транзистор V8 надо подать возбуждающее напряжение и с помощью высокочастотного пробника настроить контур L13C34.
Налаживание приемного тракта начинают с установки режимов транзисторов V9 я V10 по постоянному току. Подбором резисторов R22 и R26 следует установить коллекторные токи этих транзисторов в пределах 2...2,5 мА. После этого смеситель подключают ко входу коротковолнового приемника, настроенного на частоту 21,2 МГц (28.2 МГц) и по максимуму шума настраивают контур L8C50C51C52.

Подключая высокочастотный пробник поочередно к контурам L17C45, L16C43. настраивают полосовой фильтр по максимуму сигнала гетеродина. Затем, постепенно уменьшая емкость подстроечных конденсаторов, перестраивают полосовой фильтр на частоту 144 МГц. При этом наиболее удобно воспользоваться шумовым источником сигнала.

Схема генератора шума
Puc.5

Схема генератора шума показана на рис. 5. Источником шума является эмиттерный переход транзистора V1, работающего в режиме пробоя обратным напряжением. Интенсивность генерируемого шума составляет несколько сот kTо. Это позволяет для улучшения согласования пробника с входом приемника добавить аттенюатор на резисторах R2, R3 с коэффициентом ослабления около 13 дБ. Пробник собирают в небольшой коробке. При монтаже надо обратить особое внимание на минимальную длину выводов транзистора V1, резисторов R2, R3 и конденсатора С2.
Еще лучше результаты получаются, если применить в генераторе шума германиевый СВЧ диод ГА402 Он имеет меньшую емкость и индуктивность выводов. Налаживание такого пробника сводится к установке резистором R1 тока через диод в пределах 1...3 мА. Для устойчивой работы желательно, чтобы напряжение источника питания в 2...3раза превышало напряжение, при котором начинается пробой диода.

С помощью пробника можно легко настроить приемный тракт на максимальный коэффициент усиления. Для этого на выход основного приемника необходимо подключить авометр в режиме измерения переменного напряжения, а затем настройкой контуров и подбором межкаскадных связей добиться максимальных показаний прибора. Полосу пропускания приемного тракта трансвертера также легко определить по уменьшению показаний авометра при расстройке базового приемника. Полоса в основном определяется параметрами фильтра L16C43L17C45, а также добротностью нагруженного контура L18C50. Полосу можно расширить, увеличивая емкость конденсатора С44 и уменьшая коэффициент деления емкостного делителя C51C52.

Окончательная настройка производится с помощью измерительного генератора шума или при прослушивании сигналов, принимаемых из эфира.
Следует также учесть, что самовозбуждение усилителя ВЧ при отключении антенны или ее эквивалента не является признаком неправильной настройки приемного тракта.
При налаживании передающего тракта сначала устанавливают режимы работы транзисторов по постоянному току. Подбором резистора R10 добиваются, чтобы напряжение на коллекторе транзистора V4 было равным 4-7 В, что соответствует току 10 мА. Резистором R8 устанавливают режим работы транзистора V3 (на его коллекторе должно быть напряжение +9 В). При регулировке начального тока предоконечного и оконечного транзисторов лучше измерять постоянное напряжение на коллекторе относительно "плюсового" провода. Падение напряжения на резисторе R4 должно быть 4 В, а на R1-0,2 В.

После этого временно отключают питание от транзисторов VI и V2 и приступают к настройке резонансных контуров. Первоначальную настройку производят в отсутствии сигнала частотой 21 МГц (28 МГц). Резонансные контуры L8C15, L7C14 к L6C10 настраивают на частоту гетеродина, т. е. на частоту 123 МГц (116 МГц), используя высокочастотный пробник, поочередно подключаемый к данным контурам. Затем на вход смесителя подают сигнал частотой 21,2 МГц (28,2 МГц). Амплитуду сигнала увеличивают до тех пор, пока не начнется заметное уменьшение коллекторного тока транзистора V4. Одновременно подстраивают контур L14C35C37. Сигнал гетеродина на выходе смесителя должен при этом несколько уменьшиться.
Затем высокочастотный пробник слабо связывают с резонатором L8 и, вращая ось подстроечного конденсатора C15 (в сторону уменьшения емкости), находят ближайший максимум напряжения (он должен соот-ветствовать частоте 144,2 МГц). Затем на эту же частоту последовательно пере-страивают контуры L7C14 и L6C10.
В последнюю очередь налаживают два последних каскада передающего тракта. Во избежание выхода из строя транзистора V1 пере-дающий тракт надо подключить к нагрузке, соответствующей волновому сопротивлению фидера. Если предполагается использовать фидер с волновым сопротивлением 75 Ом, то в качестве нагрузки можно использовать четыре включенных параллельно резистора МЛТ-2 сопротивлением 300 Ом, если 50 Ом, то шесть таких резисторов. Нагрузка (рис. 6) снабжена диодным детектором, позволяющим контролировать выходную мощность, передатчика.

Нагрузка
Puc.6

Нагрузочные резисторы и детектор помешают в небольшую металлическую коробку, снабженную высокочастотным разъемом. Резисторы R1-R4 располагают в виде звезды вокруг разъема. Они должны иметь минимальную длину выводов. Если детектор снабдить собственным стрелочным индикатором, то получится автономный прибор - простейший измеритель мощности.
После подключения нагрузке и подачи напряжения питания на последние два каскада приступают к настройке контура L4C6, добиваясь максимума коллекторного тока транзистора V1. Перед этим транзистор V1 надо максимально связать с нагрузкой, т. е. конденсатор С1 должен иметь максимальную емкость, а конденсатор С2 - минимальную. Коллекторный ток транзистора V1 может достигать значения 500 мА и более. Если возбуждение недостаточно, то полезно еще раз подстроить все предварительные каскады, а также несколько уменьшить емкость конденсаторов С5 и С7. Настройка выходной цепи производятся по максимуму показаний индикатора мощности. При этом надо учесть, что чем больше емкость конденсатора С2, тем слабее связь с нагрузкой. При слабой связи и максимальном уровне возбуждения возможен переход транзистора в сильно перенапряженный режим, при котором возникает опасность выхода транзистора из строя. Поэтому таких режимов работы следует избегать.

Все рисунки в прикреплениях:

Трансвертерная приставка на 144-146 МГц

Alex — Wed, 21 Mar 2012 13:25:25 GMT

Трансвертерная приставка на 144-146 МГц
Щербаков Сергей UA9OGP
Адрес Email - diador (at) ngs.ru
(замените (at) на @)

1. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СХЕМЫ ТРАНСВЕРТЕРА.

1.1. Трансвертер предназначен для работы в диапазоне частот 144-146мГц совместно с базовым КВ трансивером, имеющим все виды излучения ( FM , SSB , CW ) и полосу частот 24-26 мГц. Выходная мощность трансвертера в режиме передачи SSB сигнала составляет около 5 Вт, при подаче на вход 100мВт. Чувствительность тракта при приеме во многом определяется чувствительностью базового КВ аппарата. У автора был применен КВ трансивер ТS -870 фирмы «Kenwood» и проведено сравнение работы в эфире со стационарным УКВ трансивером IС-820Н.

Работа в эфире производилась , как на «ближних» трассах до 200 км в режиме FM , так и на «дальних» -в режиме SSB и CW , Результаты сравнений в режиме приема оказались не в пользу дорогостоящего IC -820Н ( хотя последний был протестирован в одной из радиотехнических лабораторий г. Новосибирска и показал полное соответствие высоких электрических параметров, заявленных в техническом описании на данный аппарат).

1.2. Необходимо отметить, что в трансвертере были использованы многократно опробованные и хорошо зарекомендовавшие схемные узлы и блоки. Тем не менее каждый радиолюбитель может привнести в разработку что-то своё и улучшить технические параметры устройства.

В режиме приема сигнал с антенны поступает на УРЧ, выполненный на арсенид-галлиевом транзисторе средней мощности. Каскад имеет малые собственные шумы, большой коэффициент усиления ( свыше 20 дБ), высокий динамический диапазон. Далее с выхода УРЧ через полосовые фильтры сигнал поступает на реверсивный пассивный смеситель, выполненный на противофазно управляемых полевых транзисторах.

Смеситель обладает достаточно большим динамическим диапазоном, малыми шумами преобразования, хорошей развязкой между гетеродином и сигнальными цепями и практически не нагружает гетеродин. Более подробно смеситель описан в журнале "Радио" № 4 за 1983 год.

Гетеродин для данного смесителя должен вырабатывать частоту вдвое ниже рабочей, в нашем случае 60 мГц. При разработке трансвертера было уделено особое внимание спектральной чистоте гетеродина, для чего пришлось отказаться от каскадов умножения и усиления, а кварц возбуждается сразу на рабочей частоте 60 мГц (третья или пятая гармоника).

После смесителя сигнал с частотой 24-26 мГц выделяется на контуре L 4 и поступает на вход КВ трансивера.

В режиме передачи сигнал с частотой 24-26 мГц и мощностью до 100 мВт проходя через описанные выше реверсивные смеситель и полосовой фильтр преобразуется в полосу 144-146 мГц и далее усиливается трехкаскадным усилителем мощности (УМ), работающим в линейном режиме.

Вся коммутация ТХ/RХ производится с помощью реле Р1 иР2 и приведена на рис.2.

В качестве усилителя мощности можно применить недефицитные импортные модули из устаревших М67727 или более современные RA 60Н1317М фирмы «Мицубиси». В этом случае схема УМ значительно упрощаются, т.к. будет использован только первый каскад схемы , а на выходе трансвертера можно получить мощность до 75 Вт линейного усиления.
2. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЕТАЛИ В ТРАНСВЕРТЕРЕ.

2.1. Все детали трансвертера за исключением выходного каскада УМ смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита в соответствии с монтажной схемой, приведенной на рис.3., причем с нижней стороны платы фольга оставлена только для подключения цепей коммутации реле Р1 и Р2.
Выходной каскад УМ смонтирован на односторонней печатной плате размером 35х35мм, которая закреплена на металлической стенке корпуса. Эскиз печатной платы в описании не приводится. В плате сделано отверстие диаметром, равным головке выходного транзистора , транзистор устанавливается непосредственно на стенке металлического корпуса ( корпус является тепловодом), а выводы припаиваются непосредственно к плате.

2.2. Все ВЧ соединения в трансвертере выполняются коаксильными кабелями (драйвер с выходным каскадом УМ, антенное гнездо с реле Р2 и далее к Ант.ТХ и Ант. RX ) типа РК-50-2.

2.3. В описанной конструкции гетеродина кварц применен гармониковый, т.е. на корпусе должна быть указана рабочая частота в мГц( в нашем случае 60 мГц). Если рабочая частота при максимальном напряжении на выходе L2 будет ниже 60 мГц, то последовательно с кварцем, включается емкость 4-15 пф, если выше- последовательно устанавливается L С контур ( см. рис 1).

2.4. Транзистор КТ368А можно заменить на КТ368Б,КТ399А,КТ306А.Б.В.Г. В смесителе возможно использовать полевые транзисторы КП 307,КП303 с любой буквой или КП312А. В УРЧ вместо АП602Б можно применить АП602 с любой буквой, либо маломощные АП325А-2 или импортные, например , MGF 4919 J . Естественно, для маломощных транзисторов потребуется установка рабочих режимов( I с 5-10мА, U си 1,5-2,0 В) В первом каскаде УМ допускается установка КТ939А, в последующих-КТ925А и КТ925Б, соответственно.

2.5. В качестве подстроечных емкостей автор применил импортные конденсаторы серии TZ 03, хотя с таким же успехом будут работать отечественные типа КПК,КПКМ,КТ и т.д. Единственное пожелание- в выходном каскаде УМ поставить емкость с воздушным диэлектриком.

2.6 В УРЧ КА507А заменяется на КА509А или в крайнем случае на диоды серии КД 514А.

2.7. Катушки индуктивности L1 и L2 намотаны на ферритовом ВЧ кольце, диаметром 7-10 мм и проницаемостью 20-30. L 1 –4 витка, L 2-4+4витка поводом ПЭЛШО 0,25 мм. Для улучшения симметрии L 1 и L 2 наматываются сразу тремя проводами( сложенные вместе и предварительно скрученные). Катушка L2 образована из двух обмоток, причем начало одной соединено с концом другой.

Возможна намотка L1 и L2 на цилиндрическом каркасе диаметром 5-6 мм с сердечником из ВЧ феррита, в этом случае на катушку потребуется одеть экран. L4 намотана ПЭЛ 0,3 мм на каркасе 5-6 мм с ферритовым подстроечным сердечником и содержит 10 витков с отводом от второго витка. Параллельно включается конденсатор с номиналом 56 пф.

L 3, L 5, L 6- бескаркасные , содержат 3,5 витка ПЭЛ 0,8 мм, намотанных на болванке 6 мм. Отводы у L 3 и L 6 от первого витка , считая от «земли».
L 8, L 9, L 10 –аналогично L 5, но содержат по 3 витка.
L 7 – аналогично L 4, но не содержат отводов.

2.8 Др1,Др2,Др3,Др4,Др5, –дроссели бескаркасные намотаны виток к витку на болванке диаметром 4 мм проводом ПЭЛ 0,5 мм и содержат по 15 витков. Др7,Др8 –выполнены аналогично вышеприведенным, с той лишь разницей, что диаметр провода увеличен до 0,8 мм. Тр- 4 витка в два провода ПЭЛ 0,18 на кольце 30-100 Вч 7х4х2

2.9 F8 –ферритовая бусинка одетая на сток транзистора, изготовлена из дросселя типа ДМ ( от сердечника оставляется трубочка длинной 3 мм).
3. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО НАСТРОЙКЕ,

3.1. Гетеродин

Потребляемый ток устанавливается в интервале 6-9 мА . Вращая подстроечный конденсатор (или подстроечный сердечник L 1) добиваемся максимального напряжения на половинках катушки L 2. Напряжение, измеренное ВЧ вольтметром, составляет от 2 до 5 Вольт, при этом точки 1-1 смесителя и гетеродина должны быть соединены. Далее изменением реактивностей, включенными последовательно с кварцем, устанавливается частота точно 60 мГц.

Иногда встречаются экземпляры кварцев, у которых невозможно изменить частоту более 100 Гц реактивностями. Такие кварцы придется заменить, если они возбуждаются на частоте отличной от 60 мГц.

3.2. Смеситель.

L 4 настраивается на частоту 25 мГц, а L 5 и L 6 на 144-146 мГц. Резистор смещения (47кОм) устанавливается, временно, в положение при котором средний вывод установлен на 1/3 сопротивления , считая от «земли».

3.3. УРЧ.

Необходимо установить ток стока транзистора в интервале 30-40 мА. Входной контур настраивается на частоту 145 мГц.

3.4. Усилитель мощности (УМ).

Установить токи покоя усилителя – в первом каскаде 10 мА, во втором 20 мА, в третьем 40 мА. После этого, нагрузив выход усилителя на безиндукционный эквивалент 50 Ом, подается от ГСС напряжение 0,5 В с частотой 145 мГц на вход УМ (напряжение питания УРЧ отключено) . Изменяя емкость подстроечных конденсаторов, а также раздвигая и сжимая витки катушек индуктивностей добиваются максимального показания ВЧ вольтметра.

3.5. Окончательная настройка трансвертера.

Подключается базовый КВ трансивер и в режиме приема производится окончательная настройка тракта. Для этого на вход УРЧ и ГСС подается сигнал с частотой 145 мГц и напряжением 10-20 мкВ. Используя S метр базового аппарата, настраивают окончательно L 3, L 4, L 5, L 6 на соответствующие частоты. Затем , вращая резистор смещения добиваются максимальных показаний.

Далее базовый аппарат переводится в режиме передачи ( 25 мГц) и производится окончательная подстройка емкостей и индуктивностей по максимуму отдачи на эквивалент. При этом контуры L 5 и L 6 не подстраивают, т.к. они должны быть оптимизированы в режиме приема.

3.6. Ряд замечаний, которые необходимо учесть при повторении трансвертера.

3.6.1. В режиме ТХ на вход трансвертера подается мощность не более 100 мВт, для чего в базовом КВ аппарате сигнал снимается с драйвера и делается соответствующая коммутация. Другим вариантом является изготовление в отдельном корпусе аттенюатора на 20 дБ с элементами обхода ( коммутация на двух реле) в режиме приема. С данным аттенюатором мощность базового аппарата не должна превышать 5-10 Вт.

3.6.2. В данной конструкции не рекомендуется использование ПЧ 28-30 мГц, т.к. появляется побочные каналы приема и передачи, связанные с преобразованием на третьей гармонике гетеродина.

3.6.3 Трансвертер необходимо собрать в металлическом корпусе, а все ВЧ соединения производить коаксиальным кабелем с целью полного устранения помех рядом расположенным Т V (гетеродин 60 мГц находится в полосе пропускания второго Т V канала).
4.ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЕТАЛИ И НАМОТОЧНЫЕ ДАННЫЕ.

4.1 Кварц используется гармониковый, т.е. на корпусе указана рабочая частота в Мгц( в нашем случае 60 мГц). Если фактически частота на L 2 будет ниже 60 мГц, то последовательно с кварцем включается емкость 4-15пф, если выше- последовательно устанавливается LC контур( см.рис.1).

4.3 Подстроечные емкости типа TZ03, либо КПК, КПКМ, КТ и т.д. .В выходном каскаде желательно емкость с воздушным диэлектриком.
4.5 Дроссели Др1,Др2, Др3,Др4,Др5, Др6 –бескаркасные, намотаны виток к витку на болванке 4мм , провода ПЭЛ 0,5 мм и содержат по 15 витков. Др7, Др8 – аналогичные, но диаметр провода увеличен до 0,8 мм.

F8- ферритовая бусинка , изготовленная из промышленного дросселя типа ДМ. От сердечника оставлена трубочка длинной 3 мм.

4.6.Трансвертер собран на печатной плате из фольгированого стеклотекстолита в соответствии с рис.2, а выходной каскад УМ на отдельной плате, которая закреплена на стенке тепловода (эскиз платы не приведен).
5. ПРИМЕЧАНИЯ.

5.1. В режиме ТХ на вход трансвертора подается мощность не более 100 мВт.
5.2. В данной конструкции не рекомендуется использование ПЧ 28-30 мГц, т.к. появляется побочные каналы приема и передачи, связанные с преобразованием на третьей гармонике.
5.3. Трансвертер необходимо собрать в металлическом корпусе, а все соединения производить коаксиальным кабелем с целью полного устранения помех TV ( гетеродин 60 мГц находится в полосе пропускания второго TV канала).
5.4. Выходная мощность трансивера в режиме передачи SSB сигнала составляет около 5 Вт ( при подаче на вход 100 мВт). Чувствительность тракта при приеме во многом зависти от чувствительности базового КВ аппарата.

При применении импортного КВ аппарата, чувствительность трансверта соизмерима и даже превосходит дорогостоящие импортные УКВ трансиверы ( IС820H ), что показали результаты сравнений в режиме FM на «ближних» до 200 км и в режиме SSB и CW на «дальних» трассах.
СЕМА и ТАБЛИЦЫ В ПРИКРЕПЛЕНИЯХ:

HI-FI Предварительный усилитель

Alex — Wed, 21 Mar 2012 13:12:12 GMT

HI-FI Предварительный усилитель
Предлагаем Вашему вниманию высококачественный предварительный усилитель, с довольно высокими параметрами.
Гармонические искажения составляют THD <0,000016% в диапазоне частот 2 Гц - 100 кГц.
перемычками a, b осуществляется изменение АЧХ усилителя 2Hz – 100Khz и 20Hz – 100Hz на 12dB.

Такой предварительный усилитель стоит применять с высококачественным УМ для hi-fi звука.

Предварительный УКВ-144 мгц на ATF-54143.

Alex — Wed, 21 Mar 2012 13:01:59 GMT

Предусилитель на 144 МГц на ATF-54143.

Для реализации схемы с внешними реле и предусилителями
взята популярная конструкция PA3BIY: описание pa3biy_lna_144.pdf, схема Schematic_LNA_144_MHz_PA3BIY.pdf

Предусилитель дополнен фильтром ПАВ 144-146 и аттенюатором - 1,9 дБ. Чуствительность трансивера с предусилителем стала на 2,72 дБ лучше по генератору шума. Усиление возрасло на 20 дБ (на столько же ухудшилась динамика приемного тракта, которая и так была плохонькая с активным смесителем). Питание на второе реле взято с РЭВ 14, питание на LNA взято с + питания реле (подано постоянно). Реле РЭВ 16 пришлось перемотать более толстым проводом, примерно ПЭВ 0,15 - 0,17, до заполнения, а так же подрегулировать механику для надежного срабатывания на 11-12 В (отпускание 4-5 В). Сопротивление обмотки стало 140 - 170 Ом. Оба реле в режиме приема обесточены. В режиме передачи РЭВ 16 подключает вход LNA к закороченному разъему реле (закорачивающая шайба из медной фольги напаяна прямо на разъем реле изнутри, со стороны контакта, чтобы уменьшить индуктивность КЗ и увеличить развязку). Развязка LNA от передатчика в режиме передачи получилась 83 дБ.

Это схема всего блока на 144. Для измерения уровня внешнего шума нажимаем SA1 и в режиме приема подключаем вход LNA на 50, это будет 0 дБ, затем отпускаем SA1 и измеряем уровень из эфира. Если блок на антенне, то SA1 устанавливаем внизу. Для проверки работоспособности предусилителя можно сделать простенький генератор шума VT1, MC1, и в режиме нажатого SA1, откалибровав 0 дБ, нажать SA2 и проверить нарастание уровня от ГШ. Если ставить блок на антенну то потребуется провод для включения ГШ. R1 задается уровень шумов, R3 подбирается для стабильной работы ГШ.

Так выглядит блок (кнопки SA1 SA2 не поставлены). Пришлось перебрать реле РЭВ14 и РЭВ16. У РЭВ 14 (РЭВ 15) земляные части разъемов контачат с корпусом через 4 винта. Корпус реле анодирован, и не "звонится" тестером. С помощью бруска с шкуркой нулевкой снимал анодирование под разъемами. Так же при покраске реле сюда затекает краска. На РЭВ 16 только краска затекла, анодирование отсутствовало. На фото до и после.

А так безобразно выглядит РЭВ 15. Анодирование внутри коаксиального реле явно добавило потери. Для 144 ладно, но для 1296 потери лучше довести до минимума.
Схема и рисунки в прикреплениях: