ГЕТЕРОДИН С ФАПЧ

В любительской практике нередко возникает потребность в высокостабильном генераторе фиксированных частот. Такой генератор необходим, например, для коротковолнового приемника или трансивера. Традиционное решение этой проблемы - использовать генератор с кварцевой стабилизацией частоты не всегда устраивает радиолюбителя, прежде всего, из-за трудностей приобретения кварцевых резонаторов на необходимые частоты. Сейчас, когда число любительских KB диапазонов достигло девяти, экономически оправдано применение гетеродинов с фазовой автоподстройкой частоты, содержащих всего один кварцевый резонатор.

Практическая схема одного из вариантов такого гетеродина приведена на рисунке. Он вырабатывает сетку частот в интервале 1...30 МГц, кратную частоте опорного кварцевого резонатора. На практике эта сетка может иметь шаг от 0,2 МГц до нескольких мегагерц.

Опорный генератор с кварцевой стабилизацией частоты собран на элементах DD1.1 и OD1.2. Точное значение его частоты устанавливают подстроечным конденсатором С2 с пределами изменения емкости 5...50 пФ. Выходной сигнал этого генератора (по форме он близок к меандру) дифференцируют цепью R6C1, и получившиеся при этом короткие импульсы через инверторы DD1.3 и DD1.4 поступают на импульсный фазовый детектор на диодах VD1 и VD2. Сюда же подается и сигнал высокочастотного генератора, управляемого напряжением (он выполнен на транзисторах VT2 и VT3). Полевой транзистор VT2 задействован в системе автоматической регулировки выходного уровня этого генератора: выпрямленное диодами VD4 и VD5 ВЧ напряжение поступает на затвор VT2, который управляет током смещения транзистора VT3 (собственно генератор). Данная система автоматической регулировки весьма эффективна - при перестройке генератора в пределах всего KB диапазона выходная амплитуда изменяется не более чем на 1 ДБ.

Высокочастотное напряжение с колебательного контура генератора через два развязывающих широкополосных усилителя U1 и U2 поступает соответственно на фазовый детектор и на смеситель приемника или передатчика. Усилитель U1 должен обеспечивать очень хорошую развязку между фазовым детектором и входом усилителя U2, иначе в спектре выходного сигнала появятся заметные составляющие с другими (кроме основной) частотами, кратными частоте кварцевого резонатора. Сигнал ошибки фазового детектора усиливается интегрирующим усилителем на транзисторе VT1 (частота среза - около 2 кГц) и поступает на варикап VD3.

Выбор рабочей частоты управляемого напряжением генератора осуществляют переключением катушек колебательного контура (L1) и подстройкой переменного конденсатора С 11.

Налаживание ГПД начинают с установки подстроечным резистором R7 напряжения на коллекторе транзистора VT1 около 6 В (ток коллектора примерно 0,5 мА). Контакты выключателя SA1 при этом должны быть разомкнуты. Подключив к резистору R10 осциллограф, перестраивают ГПД переменным конденсатором С 11. При этом вблизи частот, кратных частоте опорного кварцевого резонатора, на экране осциллографа должен наблюдаться сигнал биений, амплитуда которого достигает 5 В. Установив частоту ГПД так, чтобы биения были близки к нулевым, замыкают контакты переключателя SA1, включая тем самым систему ФАПЧ.

В практической работе с этим гетеродином целесообразно сигнал с резистора R10 подавать при перестройке гетеродина (до замыкания петли ФАПЧ) на усилитель звуковой частоты, индицируя оптимальную настройку на соответствующую гармонику кварцевого резонатора В1 "на слух" (по нулевым биениям).

Hawker P. Technical Topics.- Radio Communication, 1987, August, p. 582.

Примечание. Микросхему SN74H00 можно заменить на 133ЛАЗ, транзистор 2N5459 - на транзисторы серии КП303, транзистор 2N5140 - на ГТ329 или любой другой СВЧ транзистор структуры р-п-р (кремниевый или германиевый), диоды MBD101 - на КД514, диоды 1N914 - на КД521 и им подобные. Аналога транзистора MPS-A12 в СССР не выпускается, но его можно заменить на составной транзистор, выполненный из двух транзисторов типа КТ342 или КТ3102 со статическим коэффициентом передачи тока не менее 200. В качестве развязывающих усилителей U1 и U2 использованы микросхемы МС1350Р, предназначенные для усиления сигналов в тракте ПЧ телевизионных приемников. Аналог этой микросхемы в СССР не выпускается.

(Р 8/88)