О ТРАНСИВЕРЕ "РАДИО-76"

Б. СТЕПАНОВ (UW3AX)

Более пяти лет прошло с того дня, когда в лаборатории журнала "Радио" была завершена разработка однодиапазонного коротковолнового трансивера, получившего название "Радио-76". За это время его повторили Многие коротковолновики и ультракоротковолновики, конструкция транси-вера легла в основу набора "Электроника - Контур-80", серийный выпуск которого начат на одном из предприятий г. Ульяновска. Можно ожидать, что серийное производство этих наборов вызовет вторую волну массового изготовления трансиверов "Радио-76", в частности начинающими радиолюбителями (для работы на диапазоне 160 метров). Вот почему представляется актуальным рассказать о некоторых усовершенствованиях. которые целесообразно внести в основную плату и плату гетеродинов трансивера "Радио-76" с целью улучшения его основных технических характеристик. Доработкам. о которых рассказывается в этой статье, был подвергнут уже находившийся в эксплуатации трансивер, изготовленный из набора "Электроника - Контур-80". Большинство дополнительных деталей устанавливалось со стороны печатных проводников готовых плат. В плате гетеродинов потребовалось также удалить (полностью или частично) некоторые печатные проводники и проложить новые - навесные.

Как отмечают радиолюбители, повторившие трансивер "Радио-76", чаще всего трудности возникают при налаживании генератора плавного диапазона. В некоторых экземплярах трансивера при переходе с приема на передачу наблюдается скачкообразное изменение частоты, достигающее 200...300 Гц. Этот дефект, нередко всречаюшийся н в аппаратуре с более сложными, чем у ."Радио-76", гетеродинами, может быть обусловлен либо изменением напряжения питания гетеродина. либо изменением его нагрузки по высокой частоте. В трансивере "Радио-76". имеющем очень простой генератор плавного диапазона (ГПД), как правило, "работают" обе эти причины, что и вызывает определенные трудности в устранении сдвига частоты при переходе с приема на передачу.

Возможны два варианта модификации платы ГПД трансивера. Одна из них - простая, с минимальными переделками печатной платы, а другая - более сложная, но дающая лучшие результаты. Заметим сразу, что для полного устранения сдвига частоты требуется также и подбор одного из резисторов на основной плате трансивера.

Простая переделка ГПД сводится, по существу, к тому, что эмиттерный повторитель ГПД и кварцевый генератор на частоту 500 кГц зачитывают непосредственно от источника питания +12 В, а от параметрического стабилизатора на диоде Д2 (см. рис. 2 в описании трансивера [1]) питают только собственно генератор ГПД на транзисторе Т1. Верхние. по схеме, выводы резисторов R6 и R10, а также коллекторный вывод транзистора Т2 подключают непосредственно к шине питания + 12 В, т. е. к выводу 8 платы гетеродинов. Резистор R8 следует заменить на новый, сопротивлением 100... ...120 Ом; резистор R9 - на новый, сопротивлением 150...200 Ом, а резистор R7 подобрать такой, чтобы напряжение на эмиттерном выводе транзистора Т2 выло +3...4 В. Этот транзистор должен иметь высокий (желательно не ниже 150) статический коэффициент передачи тока h21э, при токе коллектора 10...15 мА. На транзисторе Т2 рассеивается значительная мощность, поэтому лучше, если он будет иметь металлический корпус (как у транзисторов серий КТ301. КТ312. КТ316 и т.д.), к которому следует прикрепить или припаять простейший теплоотвод в виде латунной, медной или, в крайнем случае, жестяной пластинки.

После такой переделки плату генераторов устанавливают л трансивер и временно запитывают генератор ГПД от отдельного источника напряжением +12 В (лучше всего - от трех батарей. 3336Л).

Этот источник подключают к правому, по схеме, выводу резистора R8, отсоединив предварительно его от вывода Д платы. Питание генератора ГПД от отдельного источника позволяет избежать влияния на генератор остальных каскадов трансивера по цепям питания и дает возможность последовательно выявлять и устранять причины, вызывающие сдвиг частоты при переходе с приема на передачу.

Переводя трансивер из режима приема в режим передачи и обратно, контролируют сдвиг частоты ГПД по цифровому частотомеру или вспомогательному приемнику. Если он превышает 100 Гц. то следует выравнять нагрузку ГПД в различных режимах работы. Дело в том, что. хотя кольцевые смесители на основной плате очень похожи друг на друга, их входное сопротивление может существенно (в 2...3 раза) отличаться. Это вызвано наличием в одном из них (левом, по схеме, на рис. 1 в описании трансивера) подстроечного резистора R2, которым балансируют этот смеситель. Выравнивают входные сопротивления смесителей подбором резистора R13 (обычно в пределах 100...150 Ом) по минимальному сдвигу частоты. После этого запитывают генератор ГПД от общего источника питания. Если при этом сдвиг частоты изменяется из-за влияния на ГПД по цепям питания, его устраняют известными способами.

Подбором резистора R13 сдвиг частоты можно свести практически к нулю. но при этом причина, порождающая его - недостаточная развязка ГПД от смесителей. естественно, не устраняется. Вот почему при большом первоначальном сдвиге частоты целесообразно осуществить более сложную модификацию гетеродина, но прежде чем перейти к рассказу о ней,- несколько слов об основной плате тран-сивера. На этой плате целесообразна установить два дополнительных высокочастотных дросселя. Один из них включают между точкой соединения диодов Д1, Д2 и конденсатора С2 и общим проводом, а другой - между точкой соединения диодов Д9, Ц10 и конденсатора С19 и общим проводом. Эти дроссели должны иметь точно такую же индуктивность, как Др1 и Др2. Введение дросселя в первом смесителе улучшает подавление несущей частоты при работе на передачу (балансировка смесителя подстроечным резистором R2 становится очень четкой). Дроссель во втором смесителе улучшает его амплитудо-частотную характеристику при детектировании сигнала.

Кроме того, резистор R14 следует взять с меньшим номиналом (360.. .500 Ом), а ещё лучше вместо этого резистора установить катушку с индуктивностью 40...50 мГ. Её можно выполнить, например, на кольце типоразмера К20Х12Х6 из феррита 3000НМ-1, намотав проводом ПЭЛШО 0.1 162 витка. Если в распоряжении радиолюбителя есть другие кольца, то требуемое число витков я рассчитывают по формуле

где L - индуктивность в мГ; D, d и h -соответственно внешний н внутренний диаметры кольца и его высота в см; м - магнитная проницаемость материала кольца. Диаметр и марка провода некритичны - лишь бы обмотка поместилась на выбранном кольце.

Вместе с конденсаторами С12 и С22 эта катушка образует фильтр нижних частот с частотой среза около 3 кГц. Введение такого фильтра заметно улучшает соотношенне сигнал/шум. Кстати, если у радиолюбителя имеется такая возможность, то для улучшения соотношения сигнал/шум целесообразно подобрать микросхему МС2 с минимальными шумами, так как иногда попадаются очень "шумные" экземпляры.

Существенно улучшить работу ГПД можно, если собрать его по схеме, приведенной на рисунке. Несмотря на заметное различие в схемах с первоначальным вариантом ГПД и наличие дополнительных деталей, новый ГПД, как уже отмечалось. без труда размещается на плате гетеродинов. Приведенные на схеме номиналы частотозадающих элементов соответствуют варианту траисивера "Радио-76" на диапазон 160 м с перекрытием участка 1840...1960 кГц.

Отметим некоторые схемные особенности этого ГПД. Влияние нагрузки - кольцевых диодных смесителей трансивера - на частоту генератора и амплитуду выходного сигнала здесь сведено к минимуму эмиттерным повторителем на составном транзисторе V5V6. Емкостный делитель С6С7 обеспечивает дополнительную развязку между собственно, генератором на транзисторе V2 и выходом ГПД. Для улучшения формы генерируемых колебаний и повышения стабильности частоты в генераторе понижено напряжение питания, оптимизирована (ослаблена) положительная обратная связь через емкостный делитель С4С5 и введены два варикапа V3, V4, включенные встречно-последовательно. Кроме того, от параметрического стабилизатора на стабилитроне V1 теперь питается только генератор. И наконец, на выходе ГПД введен фильтр L2C10, который не только согласует ГПД с нагрузкой, но и эффективно отфильтровывает гармоники в выходном сигнале ГПД. ослабляя тем самым возможные побочные каналы при приеме и побочные излучения при передаче.

Транзисторы V2, V5 и V6 могут быть любые кремниевые высокочастотные структуры п-р-п (КТ315. КТ312. КТ316 и т. п.). Статический коэффициент передачи тока у транзисторов V2 и V5 должен быть не менее 80 (при токе коллектора 1 мА), а у транзистора V6 - не менее 30 (при токе коллектора 20 мА). Поскольку через транзистор V6 протекает ток 15...20 мА, то его целесообразно снабдить простейшим радиатором.

Если в распоряжении радиолюбителя нет варикапов КВ104 (или иных, имеющих емкость не менее 100 пф при напряжении смешения 4 В), то для настройки трансивера придется ввести переменный конденсатор, так как с более распространенными варикапами Д901, KB 102 и т. п. получить требуемое перекрытие по частоте в диапазоне 160 м нельзя.

Катушка L1 имеет индуктивность 12 мкГ. Ее можно выполнить, например, в магнито-проводе СБ-12а (25 витков проводом ПЭВ-2 0,15). Расчетное значение индуктивности катушки L2 - 8,2 мкГ. но оно некритично (автор с успехом использовал в качестве L2 стандартный дроссель Д-0,1 индуктивностью 10 мкГ).

Для траисивера на диапазон 8U м схема ГПД остается такой же. Катушка L1 должна иметь индуктивность примерно 3 мкГ (12 витков проводом ПЭВ-2 0.15 в магнитопроводе СБ-12а), катушка L3 - около 4 мкГ (подойдет стандартный дроссель Д-0.1 индуктивностью 5 мкГ). Конденсатор С10 должен иметь емкость 240 пф.

Налаживание ГПД начинают с проверки режимов транзисторов по постоянному току, сорвав предварительно колебания генератора (например, замкнув накоротко катушку L1). Напряжение на эмиттерном выводе транзистора V2 должно быть примерно +1 В, а на эмиттерном выводе транзистора V6 - +4...5 В. Эти режимы при исправных деталях и монтаже устанавливаются автоматически и могут отличаться на 20% от приведенных выше из-за разброса номиналов резисторов и напряжения стабилизации стабилитронов. Затем снимают перемычку с катушки L1, на выход ГПД через конденсатор емкостью 0,47...0.1 мкф подключают резистор МЛТ-0,25 сопротивлением около 500 Ом (некритично), а параллельно этому резистору - ВЧ вольтметр (можно простейший. см. [2]). Если генератор не возбуждается (ВЧ вольтметр не регистрирует напряжение на выходе ГПД), то следует установить конденсатор С5 с несколько меньшей емкостью (но максимально возможной для устойчивой работы ГПД во, всем диапазоне частот). Добившись устойчивой генерации, подают на варикапы управляющее напряжение +3,2 В и под-строем ником катушки LI устанавливают частоту генерации чуть ниже 2350 кГц (на 5...10 кГц). Затем подают управляющее напряжение, близкое к нулю. Рабочая частота должна быть несколько выше 2450 кГц. Если перекрытие получается меньше 110...120 кГц, то можно установить конденсатор С4 меньшей емкости или несколько приподнять верхнюю границу управляющего напряжения на варикапах (до +2,5...4 В). Однако последнее следует делать с осторожностью: при этих напряжениях варикапы могут открываться ВЧ напряжением на контуре ГПД и стабильность частоты в низкочастотном участке диапазона может ухудшиться. На последнем этапе налаживания ГПД подбирают конденсатор С6 такой емкости, при которой ВЧ напряжение на выходе ГПД было 0,7...0,9 В (эффективное значение). Поскольку емкость этого конденсатора пусть слабо, но все же влияет на частоту генерируемых колебаний, то после установки выходного напряжения следует проверить перекрытие ГПД по частоте и в случае необходимости подстроить катушку L1.

У изготовленного автором ГПД по схеме рис. 2 первоначальный выбег частоты (специальных мер по термокомпенсации не применялось) составлял примерно 1,5 кГц и происходил в течение 20 минут после включения. В дальнейшем частота ГПД изменялась от номинального значения на ±100 Гц, Сдвиг частоты при переходе с приема на передачу составлял примерно 10...20 Гц.

Описанные в этой статье модификации платы гетеродинов - меры альтернативные, обусловленные желанием использовать уже имеющуюся в распоряжении радиолюбителя плату. Более радикальной мерой является изготовление ГПД по какой-нибудь более сложной, по обеспечивающей более высокие параметры схеме (например, по схеме ГПД трансивера "Радио-77" [3]).

г. Москва

ЛИТЕРАТУРА

1. Степанов Б., Шульгин Г. Трансивер "Радио-76".- Радио, 1976. N 6. с. 17; N 7. с. 19; N 9, с. 22.

2. Степанов Б. Измерение малых ВЧ напряже-ний. - Радио. 1980. N 7. с. 58: N 12, с. 28.

3. Степанов Б., Шульгин Г. Трансивер "Радио-77". - Радио, 1977. N 12. с. 19.

(P 9/81)