ОБРАТИМЫЙ ТРАКТ В ТРАНСИВЕРЕ
Построить трансивер, который имел бы минимальное количество коммутаций в высокочастотных цепях, весьма заманчиво. Это можно сделать, применив в трансивере обратимые преобразователи на диодах или варикапах. Избирательно-преобразовательный тракт трансивера в этом случае будет работать на прием и на передачу без каких-либо переключении в сигнальных и выходных цепях гетеродинов, а вся коммутация будет осуществляться лишь в каскадах, предшествующих преобразовательному тракту (усилитель ВЧ, предварительный усилитель) или в следующих за ним каскадах (усилители ПЧ).
Хотя обратимые преобразователи на диодах уже применялись в радиолюбительских конструкциях [1-3], они не получили пока широкого распространения. Причина здесь, видимо, чисто психологического плана: всем известно, что предельная чувствительность приемного канала в этом случае ограничена из-за потерь в пассивных преобразователях. Однако в наши дни при работе на перегруженных любительских KB диапазонах определяющим параметром приемника становится не чувствительность, а реальная избирательность. Она, прежде всего, зависит от таких характеристик, преобразовательных (и входных) каскадов, как. динамический диапазон, отсутствие блокирования мошной помехой и т. п. У кольцевых преобразователей на современных кремниевых диодах эти характеристики в среднем на 20...25 дБ выше, чем у простых преобразователей на лампах или транзисторах [4].
Потери, возникающие за счет меньшего коэффициента передачи пассивного диодного преобразователя по. сравнению с активным, можно скомпенсировать, повысив усиление в последующих линейных каскадах (усилителе ПЧ, детекторе, низкочастотном усилителе). Подчеркнем, что в случае применения активных преобразователей (на лампах, транзисторах) проигрыш в реальной избирательности нельзя будет скомпенсировать никакими фильтрами в цепях ПЧ и НЧ [5].
Несмотря на то, что общие потери в пассивном избирательно-преобразовательном тракте трансивера с двойным преобразованием частоты (два диодных смесителя, ФСС и ЭМФ) составляют 35...40 дБ по напряжению, на всех KB диапазонах можно добиться чувствительности приемного канала не хуже 2...3 мкВ. Правда, на частотах выше 10 МГц в таком устройстве нужно применять усилитель ВЧ. Для того чтобы он не слишком ухудшил реальную избирательность приемника, его желательно выполнить по двухтактной схеме на мощных транзисторах.
В качестве примера на рис. 1 приведена принципиальная схема пассивного избирательно-преобразовательного тракта, использованного автором в трехдиапазонном (14, 21, 28 МГц) полупроводниковом трансивере.
Сигнальный контур L1C1, перестраиваемый в пределах трех диапазонов конденсатором С1, связан с преобразователем. выполненным на диодах V1 - V4. Диодный преобразователь, в свою очередь, связан с перестраиваемым ФСС (элементы L2 - L5, С2- С6, С29.1,С29.2), имеющим перекрытие 6...6,8 МГц и полосу пропускания около 30 кГц. Второй преобразователь на диодах V5-V8, аналогичный первому, нагружен на электромеханический фильтр Z1. Плавный гетеродин на транзисторах V11-V13 перекрывает участок 5,5...6,3 МГц. В диапазонном кварцевом гетеродине, выполненном на транзисторе V10, используются переключаемые кварцевые резонаторы В1 - ВЗ.
Как видно из рисунка, от точки А до точки Б тракт представляет собой единое целое, без переключении в каскадах и в цепях обработки сигнала как. при работе на прием, так. и на передачу.
Остальные каскады трансивера, не показанные на рисунке, типовые, с минимальными уровнями шумов. Они должны иметь следующие коэффициенты передачи по напряжению: усилитель ВЧ - около 20 дБ, ПЧ - не менее 80 дБ. НЧ - не менее 60 дБ, детектор - около 20 дБ, усилитель DSB - не менее 40 дБ (с запасом на ALC). В целях упрощения на рисунке не показаны некоторые вспомогательные цепи (расстройки плавного гетеродина, телеграфный фильтр, коммутации линейных каскадов).
Трансформаторы Т1-Т4 выполнены на сердечниках из феррита М600НН (типоразмер К7Х4Х2). Намотка - в три провода. Обмотки Т1 и Т2 содержат по 27 витков, а ТЗ и Т4 - по 30 витков провода ПЭВ-2 0,18 (наматываются в три провода). Катушки L3 и L4 имеют по 6 витков провода ПЭВ-2 0,6, а катушки связи L2 к L5 - по одному витку такого же провода. Эти катушки намотаны на сердечнике из феррита ЗОВЧ2 (типоразмер К32Х16Х8). Катушка L1 содержит 9 витков провода ПЭВ-2 0,8 с отводом от первого витка и выполнена на сердечнике из феррита 30ВЧ2 (типоразмер К12Х6ХЗ). Трансформатор Т5 содержит 2Х17 витков провода ПЭВ-2 0,2 на сердечнике из феррита М600НН (типоразмер К7Х4Х2). Число витков катушки связи L7 составляет 1/5...1/8 часть от числа витков катушки L6. Индуктивность L6 - 1,5 мкГ.
Она намотана на каркасе диаметром 8 мм (подстроечиик - СЦР-1) проводом ПЭВ-1 0,42. Число витков - 12, длина намотки - б мм. Катушка L8 выполнена на фторопластовом каркасе диаметром 20 и длиной 35 мм. Она содержит 17 витков посеребренного медного провода диаметром 0,5 мм, отвод, от 4-го витка. Длина намотки - 17 мм. Эта катушка помещена в экран из латуни (диаметр и высота экрана 36 мм). Ее индуктивность без экрана составляет 4,7 мкГ, а с экраном - 3,6 мкГ.
Резистор R1 - безындуктивный, СПО или СП3-1б. Конденсатор переменной емкости - от радиоприемника "Океан" (используется только часть диапазона изменения емкости). В контуре плавного гетеродина и контурах ФСС применены конденсаторы КСО-Г. Конденсаторы С1 и С20 - с воздушным диэлектриком, остальные - К50-6, КЛС, КМ, КД, КТ.
Предварительную настройку тракта удобно производить покаскадно в следующем порядке. Выходы гетеродинов отключают от преобразователей и нагружают их резисторами сопротивлением 50...70 Ом. Подбором режимов транзисторов V10, V12. V13, а также конденсатора С 27 и числа витков в катушке L7 устанавливают на нагрузочных резисторах необходимые высокочастотные напряжения (см. рисунок). Форма напряжений должна быть синусоидальной, без ограничений, что важно для получения хороших шумовых параметров преобразователей. На этом же этапе устанавливают перекрытия ГПД по частоте и производят предварительную настройку ФСС и сопряжение его контуров. При этом катушки связи L2 и L5 должны быть отключены от обмоток, связи трансформаторов Т2 и ТЗ и нагружены резисторами сопротивлением 50.. .70 Ом.
Затем восстанавливают соединения выхода ГПД со средней точкой обмотки трансформатора ТЗ, а также катушки L5 с обмоткой связи ТЗ. К катушке L2 подключают резистор сопротивлением 50... 70 Ом и в точку Б подают сигнал напряжением 5...7 В с частотой 501...502 кГц (если ЭМФ с верхней боковой полосой). Движок. резистора R1 устанавливают в среднее положение. Подбирая конденсаторы С7-С9, согласуют сопротивления фильтра Z1 и преобразователя.
После этого к, резистору, на который нагружена катушка L2, подключают измерительный прибор, корректируют сопряжение настройки контуров ФСС и ГПД и окончательно устанавливают напряжение ГПД на средней точке обмотки ТЗ.
Восстановив соединение выхода кварцевого генератора со средней точкой обмотки трансформатора Т1, обмотку связи Т1 отключают от катушки L1, нагружают ее на резистор сопротивлением 50. ..70 Ом и окончательно устанавливают гетеродинное напряжение на средней точке обмотки Т1. Затем восстанавливают соединение обмотки связи Т1 с L1 и настраивают контур L1C1.
Напряжение в точке А составляет, в зависимости от качества фильтра Z1, 25...40 мВ эфф., при напряжении сигнала в точке Б около 3 В эфф. При эксплуатации устройства не следует превышать указанное значение напряжения в точке Б, так. как это приведет к. нарушению нормальной работы преобразователя.
В заключение производят проверку настройки тракта в составе всего канала трансивера в режиме "Передача". Резистором R1 балансируют преобразователь в режиме "Прием", добиваясь минимального шума на выходе усилителя НЧ.
Эксплуатируемый автором трансивер имеет следующие основные параметры приемного канала в режиме SSB: блокирование (по отношению к уровню 10 мкВ при расстройке на б кГц) - 300 мВ, избирательность по зеркальному каналу (на диапазоне 28 МГц) - 55 дБ, чувствительность при отношении сигнал/шум на выходе. тракта 10 дБ - не хуже 2 мкВ (на диапазоне 28 МГц).
В. ВАСИЛЬЕВ (UA4HAN), г. Куйбышев
ЛИТЕРАТУРА
1.Горощеня А. Минитрансивер.- "Радио". 1975. N 5. с. 44-47; N 6. с. 23-24.
2. Степанов Б., Шульгин Г. Трансивер "Радио-76". - "Радио", 1976, N 6. с. 17-19. 26; N 7, с. 19-22.
3. Степанов Б., Шульгин Г. Трансивер "Радио-77". - "Радио", 1977. N 11, с. 21-24. N 12. с. 19-23; 1978. N 1. с. 17-20; N 2, с. 20-21.
4.Мовшович М. Полупроводниковые преобразователи частоты. Л., "Энергия", 1974.
б.Рейнфельдер В. Разработка малошумящих входных цепей на транзисторах. М., "Энергия", 1967.
РАДИО N 10, 1980 г.