Трансивер с преобразованием вверх

Трансивер с преобразованием вверх

Представляем Вашему вниманию трансиверы разработки Александра Николаевича Шатуна UR3LMZ.

Первые трансиверы серии SW появились еще в 2010 году. Практически каждый год выходит "обновление".

Построение схемы с преобразованием вверх упрощает и саму конструкцию, и ее настройку. Синтезатор построен на основе микросхемы прямого синтеза AD9952-54, а управляющая программа для контроллера написана Сергеем 4Z5KY. Диапазон КВ фактически непрерывный от 1 до 30 Мгц, но для удобства разбит любительские диапазоны, по которым можно быстро переходить кнопками вверх-вниз. Имеется так же диапазон 144 Мгц. Мощность на КВ 20-30 ватт, на УКВ 10 ватт. Чувствительность на КВ не хуже 0,25 мкв, на УКВ 0,1 мкв.

SW2011 и SW2011-T

Буква Т обозначает использование графического дисплея на замену старому двухстрочному.

Диапазон частот КВ 1-30 мгц и УКВ 144 мгц LSB,USB,CW

Выходная мощность по всем диапазонам 20-30 ватт, УКВ 8-10 ватт

Чувствительность без УВЧ не хуже 0,5 мкв, с УВЧ 0,25 мкв

Динамический диапазон по блокированию выше 90 ДБ

Подавление несущей более 70 ДБ

Имеется встроенный телеграфный ключ с программными настройками

Имеется управление подачей-снятием ВЧ при переходе прием-передача

Имеется режим настройки и управление внешним УМ

Потребляемый холостой ток в режиме приема при питании 13,5 – 360 ма

Потребляемый ток при передаче 3,5 -4 ампер.

Трансивер “SW2013” представляет собой модернизированный вариант предыдущей версии SW2012. Изменения направлены на улучшение линейности тракта при передаче, и достижении хорошей формы сигнала на выходе. Увеличена так же и мощность до 50 ватт. Введено 2 режима по мощности. Легкий – LP и полный режим – HP. Для режима HP применен повышающий преобразователь напряжения. Расширен диапазон регулировки мощности от нуля и до максимальной. Улучшена работа АРУ и С-метра. Приняты дополнительные меры по защите элементов схемы при попадании высоковольтного импульса на антенное гнездо. Улучшена стабильность работы САТ системы. Добавлено количество кнопок для более удобного доступа к функциям. Вместо монохромного применен цветной дисплей с гораздо более высоким качеством отображения.

Трансивер выполнен по предыдущей схеме с преобразованием вверх, и двойным DDS синтезатором частот для 1-го и 3-го гетеродинов. Это позволяет иметь непрерывный диапазон от 1 до 30 мгц, и гибкость программных настроек. Кроме всех стандартных любительских диапазонов имеются 2 дополнительных диапазона, в которых запоминаются любые частоты накрученные за их пределами. (Один хранит частоту до 15 мгц, второй после 15 мгц). В прошивку введен дополнительный диапазон 70 мгц помимо 144 и 50 мгц. Исполнение УКВ может быть на один любой из этих диапазонов.

Диапазон частот КВ 1-30 мгц LSB,USB,CW,CWR,DGU,D GL

Выходная мощность по всем диапазонам в легком режиме (LP) 15-18 ватт, и 40-50 ватт (HP)

Диапазоны УКВ 144, 50 или 70 мгц.

Мощность на УКВ 8-10 ватт (LP) и 18 ватт на полном режиме (HP).

Чувствительность на КВ без УВЧ не хуже 0,5 мкв, с УВЧ 0,25 мкв

Чувствительность на УКВ лучше 0,1 мкв

Динамический диапазон по блокированию на КВ выше 90 ДБ

Подавление несущей более 70 ДБ

Первая ПЧ 45 мгц с полосой 15 кгц

Вторая ПЧ 6 мгц с полосой 2,7 кгц SSB и 0,5 кгц CW. (В CW переключается)

Имеется встроенный телеграфный ключ с программными регулировками

Имеется управление подачей-снятием ВЧ при переходе прием-передача

Имеется режим настройки и управление внешним УМ

Потребляемый холостой ток в режиме приема при питании 13,5 – 460 ма

Потребляемый ток при передаче на КВ 3-4 ампер в легком режиме (LP), и 7-8 ампер полный режим (HP)

В режиме молчания ток при передаче 1,2 ампера

Габарит 175 Х 185 Х 67 мм

Как видим в этой версии уже появился цветной графический дисплей.

Трансивер “Mini SW2013” представляет собой дальнейшую модернизацию предыдущей мини версии. Внесены изменения в тракт передачи для улучшения линейности, и получения более равномерного выхода по всем диапазонам. По тракту все реализовано как и в полной версии SW2013, только без блока УКВ и САТ интерфейса. Применен более качественный и доступный цветной дисплей, и его установка стала проще. Изменена компоновка синтезатора, облегчающая сборку, и устранены некоторые замеченные ранее недостатки в работе.

Диапазон частот 1-30 мгц LSB,USB,CW

Выходная мощность по всем диапазонам переключается 1-5-10-15 ватт

Чувствительность без УВЧ не хуже 0,5 мкв, с УВЧ 0,25 мкв

Динамический диапазон по блокированию выше 100 ДБ

Имеется встроенный телеграфный ключ с программными настройками

Имеется управление подачей-снятием ВЧ при переходе прием-передача

Имеется режим настройки и управление внешним УМ

Потребляемый холостой ток в режиме приема при питании 13,5 – 300 ма

Потребляемый ток при передаче 2,9 ампер на полной мощности. В режиме молчания 610 ма

Габариты корпуса 149 Х 130 Х 50 мм (Z-4)

Вес трансивера в сборе 540 грамм.

SW2013v3, SW2013FM, SW2014

Трансивер “SW2013_v3” представляет собой модернизированный вариант предыдущей версии SW2013. Из-за отсутствия цветных индикаторов применен доступный монохромный индикатор RDX0154. Искать аналогичный цветной не стал, так как практика показала, что цветной на солнце не видно. RDX0154 видно отлично, да и помех он излучает меньше. Так же заодно введены изменения по монтажу, для уменьшения шума от САТ при цифровых видах связи. Доработан блок УКВ по передаче, и легче теперь настраивается. По просьбам пользователей в усилитель мощности КВ добавлен КСВ-метр. В программе это учтено, и значение КСВ отображается на дисплее линейкой и цифрами. Вместо самодельной применяется специально изготовленная лицевая панель по лазерной технологии. Применен более мощный радиатор с установленным на него вентилятором. Теперь допускается длительная работа на передачу при полной мощности 40-50 ватт. Вентилятор работает только при передаче, но можно переключить и на постоянно. Помех приему он не создает.

Диапазон частот КВ 1-30 мгц LSB,USB,CW,CWR,DGU,D GL

Выходная мощность по всем диапазонам в легком режиме (LP) 15-18 ватт, и 40-50 ватт (HP) Регулировка мощности от нуля.

Диапазоны УКВ 144, 50 или 70 мгц.

Мощность на УКВ 8-10 ватт (LP) и 18 ватт на полном режиме (HP).

Чувствительность на КВ без УВЧ не хуже 0,5 мкв, с УВЧ 0,25 мкв

Чувствительность на УКВ лучше 0,1 мкв Динамический диапазон по блокированию на КВ выше 100 ДБ

Подавление несущей более 70 ДБ

Первая ПЧ 45 мгц с полосой 15 кгц

Вторая ПЧ 6 мгц с полосой 2,7 кгц SSB и 0,5 кгц CW. (полоса переключается в любом режиме)

Имеется встроенный телеграфный ключ с программными регулировками

Имеется управление подачей-снятием ВЧ при переходе прием-передача

Имеется режим настройки и управление внешним УМ

Потребляемый холостой ток в режиме приема при питании 13,5 – 460 ма

Потребляемый ток при передаче на КВ 3-4 ампер в легком режиме (LP), и 8-10 ампер полный режим (HP)

В режиме молчания ток при передаче 1,2 ампера

Габарит 175 Х 185 Х 67 мм

По просьбам радиолюбителей в полную версию SW2013_v5 вместо блока УКВ (многим УКВ не надо) поставил диапазонные ФНЧ. Раз платы уже получаются другие, то заодно внес некоторые изменения. А именно:

Часть транзисторов в коммутации заменил на цифровые в которых цепь базы имеет 2 встроенных резистора. Значит меньше мелких элементов придется паять.

Выводные диоды в ВЧ коммутаторах RX-TX заменил на диодные сборки BAS70-05. Так меньше ошибок будет при сборке, а то иногда путают полярность диода и не могут найти причину. Да и штыревых диодов меньше, значит меньше ножек обкусанных на столе будет.

В схеме изменил управление мощностью и формирователя посылок телеграфа. Мощность регулируется более плавно от нуля до максимальной, и лучше форма посылок телеграфа. И деталей при этом меньше.

Вместо кварца 39 мгц поставил генератор. Все-таки с ним стабильность лучше, чем просто кварц. И не дефицит сейчас.

Микросхему смесителя ADG774 заменил на меньший корпус QSOP16 а то в корпусе SO16 пошли китайские подделки. А эта дешевле вполовину, и подделок нет.

Питание драйвера BFG591 перевел на стабилизированное 8 вольт. Из соображений надежности. Часто палят повышенным напряжением более 20 вольт. Все выдерживает кроме драйвера. Поэтому ОС на выходном каскаде RD16HHF1 уменьшил, что бы хватало раскачки с запасом от 8 вольт питания. И BFG591 до ограничения при этом не доходили.

Немножко лучше стало по технологичности, и проще при снятии оконечника в случае замены вых транзисторов. КСВ-метр сейчас на основной плате, и не мешает как раньше при демонтаже. Антенное гнездо теперь одно, а вместо гнезда УКВ поставил клемму для заземления.

Трансивер SW2016_VHF представляет собой модернизированный вариант предыдущей версии SW2014. В связи с применением синтезатора на Si-5351 значительно упростился УКВ блок и стал проще в настройке. Так же улучшилась его работа в целом, как по приему, так и по передаче. В КВ части аппарата использованы все последние доработки, что уже внедрены и в остальных новых версиях SW. Модуль ЧМ съемный, и применяется по желанию. Если он не нужен, то вместо него на основной плате ставится перемычка.

Программу писал Геннадий Завидовский UA1ARN

Диапазон частот КВ 1-30 мгц LSB,USB,CW,FM,DGI

Выходная мощность по всем диапазонам в легком режиме (LP) 15-18 ватт, и 40-50 ватт (HP) Регулировка мощности от нуля.

Диапазоны УКВ 144, 50 или 70 мгц.

Мощность на УКВ 10 ватт (LP) и 18-20 ватт на полном режиме (HP). Чувствительность на КВ без УВЧ не хуже 0,5 мкв, с УВЧ 0,25 мкв

Чувствительность на УКВ около 0,1 мкв. Динамический диапазон по блокированию на КВ выше 100 ДБ

Подавление несущей более 60 ДБ

Первая ПЧ 45 мгц с полосой 15 кгц

Вторая ПЧ 6 мгц с полосой 2,7 кгц SSB и 0,5 кгц CW. (полоса переключается в любом режиме коротким нажатием FUN)

Имеется встроенный телеграфный ключ с программными регулировками

Читайте также:  Мощный мини пылесос для дома

Имеется управление подачей-снятием ВЧ при переходе прием-передача (секвенсор) и выход для управления внешним усилителем.

Имеется режим передачи непрерывной несущей “tune”для настройки внешнего усилителя мощности

Потребляемый холостой ток в режиме приема при питании 13,5 – 300 ма

Потребляемый ток при передаче на КВ 3-4 ампер в легком режиме (LP), и 8-10 ампер полный режим (HP)

В режиме молчания ток при передаче в SSB 750 ма

Габарит 175 Х 185 Х 67 мм

В этой версии по функциям, и возможностям осталось все, как и было в предыдущей версии Mini SW2013_v5, но модернизирована схема и конструкция по аналогии с полной версией SW2015. А именно произошли следующие изменения:

Часть транзисторов в коммутации заменил на цифровые, в которых цепь базы имеет 2 встроенных резистора. Значит, меньше мелких элементов придется паять.

Выводные диоды в ВЧ коммутаторах RX-TX заменил на диодные сборки BAS70-05. Тоже упрощает монтаж и вероятность ошибок.

Изменил узел управления мощностью и формирователь посылок телеграфа. Так более оптимально получается.

Вместо кварца 39 мгц поставил генератор. Стабильность и точность частоты с ним лучше, чем просто кварц. Тем более что генераторы не дорогие и не дефицит.

Микросхему смесителя ADG774 заменил на меньший более современный, и более дешевый корпус QSOP16.

Питание драйвера BFG591 перевел на стабилизированное питание 8 вольт. Из соображений надежности при повышенном напряжении питания.

Измеритель выхода задействовал от датчика КСВ вместо отдельной цепи.

Антенное реле, которое клацало при включении передачи, поставил меньшего габарита, и теперь переключение стало бесшумное.

Изменил входную часть ПЧ после первого смесителя, так что бы убрать единственный настраиваемый контур 45 мгц. Теперь после сборки по приему настраивать нечего, а только лишь по передаче подстроечными резисторами выставить токи покоя, уровень мощности, баланс модулятора, и уровень микрофона.

Mini SW-2017(Mini SW-2016) на платах версии 2017 года, SSB и CW, встроенный CW электронный ключ, диапазон работы 1-30мгц, шаг перестройки валкодера 10 или 50 гц, динамический валкодер, прием и передача на любой частоте, чувствительность 0, 25 мкв, по входу отключаемые УВЧ(+12 дб), АТТ(-10дб), регулируемая вых. мощность до 15 вт, малошумящий синтезатор на Si5351, цветной дисплей, S-метр, КСВ -метр, измеритель вых. мощности, изм. напряжения питания, десяти-кристальные кварцевые фильтры(SSB-2, 7 кгц, и СW-500 гц), предусмотрено управление внешним усилителем мощности, питание 13. 8 в, потребление при приеме 180 ма, на передачу до 4 А, ударопрочный корпус, вес 600 гр.

На ростовских платах возможно подключение CAT интерфейса, введен Tandem Match, выведены часы на дисплей,

немного изменена лицевая панель.

Обновленная модель полной версии с платой FM.

Полная версия sw без FM

По просьбе радиолюбителей возобновил версию с УКВ диапазоном. В связи с этим произошла и модернизация с учетом ранее замеченных недостатков. Синтезатор остался прежний с зеленым индикатором RDT-065. Внешний вид как на 1-й странице, только надпись сейчас SW2019. Вкратце о том, что поменялось от предыдущей версии. Транзисторы 2SK544 заменил на более доступные BF998 с упрощенной схемой включения без элементов обвязки 2-го затвора. Так что ничего не усложнилось, а по параметрам такие каскады даже лучше. При нулевом смещении BF998 имеют немного больше ток чем 2SK544. Например, в первом каскаде ПЧ вместо 8 ма получается 12.5 ма. Соответственно получается немного больше усиление и линейность. АРУ тоже изменена как в сейчас сделано в полной версии, и уже и в Мини версии. С управлением по 1-й ноге микросхем. Нормально себя зарекомендовала по быстродействию, нет модуляции в НЧ, и хорошо укладывается в линейность показаний С-метра. Изменена схема УКВ блока. Раньше по передаче было критично к настройке, то мощность занижена на 144, то в возбуд заходит. Сейчас этого нет, настраивается все легко и сразу. Модуль ЧМ тоже доработан на улучшение. Раньше регулировка мощности приводила к небольшому изменению частоты. Хотя для ЧМ это и не критично, но сейчас этого нет. Мощность регулируется от нуля до максимальной, на частоту это не влияет совсем. Настройки ЧМ модуль почти не требует. Только усиление по микрофону и девиацию выставить. Все это оптимально получилось близко к среднему положению регуляторов. Сейчас уже поставил первый аппарат в работу, провел связи в ЧМ. Качество модуляции все оценили, как отличное. Приемом тоже доволен. Все сложилось хорошо. Холостой ход антенны на 145 мгц показывает в начале шкалы 1-3 балл, а уровни с минимальным отрывом хорошо прижимают шумы, и чисто принимаются даже слабые станции. Шумоподавитель работает мягко без переходных процессов, открывается на минимальном уровне, и не реагирует на помехи. Раньше в прежней версии была пораженка на 145.500 и в SSB и в ЧМ. Как-то получалось ее уменьшить разными ухищрениями, а сейчас ее просто нет. Разводка несколько поменялась, вот и не стало ее. Это же плюс.

Использованы собственные фотоматериалы, UR5XMM, RW6HCH.

Для многих радиолюбителей при выборе модели трансивера определяющим фактором является его цена, для других, менее стесненных в средствах, — высокие параметры и удобство пользования. Есть любители «поиграть» с новой моделью, а затем продать ее, есть «профессиональные» контестмены, которым требуются трансиверы с «супердинамикой», есть фанаты определенных фирм, на дух не переносящие аппаратуру других производителей. Однако когда мы говорим о различных современных трансиверах, предназначенных для любительской KB радиосвязи, в первую очередь заострим внимание на выбранной производителем концепции таких устройств: «классические» супергетеродины с преобразованием вниз или вверх и только аналоговой обработкой сигнала; супергетеродины с преобразованием вниз или вверх со смешанной обработкой сигнала (аналоговой и цифровой); супергетеродины с преобразованием вниз или вверх и широким использованием цифровой обработки сигнала; программно-определяемые радиоустройства (SDR), в которых аналоговыми являются входные узлы и смеситель, а вся обработка сигнала — цифровая, осуществляемая с помощью персонального компьютера и/или быстродействующих АЦП и сигнальных процессоров. Многие параметры такого радиоустройства в основном определяются применяемыми алгоритмами обработки сигнала и, соответственно, могут быть улучшены по мере совершенствования программного обеспечения. Кроме того, в SDR-трансиверах автоматическая регулировка усиления также реализуется цифровыми методами.

Справедливости ради следует отметить, что под концепцию SDR подпадают и супергетеродины, в которых преобразование частоты используется для понижения частоты принятого сигнала, чтобы обеспечить его обработку сигнальными процессорами. Под обработкой сигнала подразумеваются: селекция, фильтрация, регулировка амплитудно-частотной характеристики, режекция несущих и тональных мешающих сигналов, подавление импульсных помех и фоновых эфирных шумов, визуализация (например, вывод спектра на графический дисплей) и т.д.

В сводной таблице наиболее популярные модели современных трансиверов расположены в порядке, определяемом совокупностью наиболее значимых электрических параметров (по результатам измерений, проведенных в лаборатории ARRL и публикуемых в журналах QST). Типичным представителем «классического» супергетеродина с преобразованием вверх и только аналоговой обработкой сигнала является трансивер Alinco DX-SR8T. Годами отработанные схемотехнические и конструкторские решения, повидимому, позволили создать один из самых недорогих трансиверов — «рабочую лошадку» для рядовых радиолюбителей.

В настоящее время трансиверы, в которых цифровая обработка сигнала играет второстепенную роль, а аналоговая — основную, уже редкость. И это понятно — мы являемся свидетелями процесса стремительного внедрения цифровых технологий практически в любой области радиоэлектроники. В приемных трактах современных супергетеродинов чаще всего применяется распределенная по каскадам селекция — сначала сигнал проходит через достаточно широкополосный аналоговый «руфинг»-фильтр, а дальнейшую требуемую избирательность обеспечивают дополнительные аналоговые или цифровые фильтры.

Современные устройства цифровой обработки сигнала позволяют создавать устройства обработки сигнала, близкие к идеальным, некоторые параметры которых значительно превосходят параметры аналоговых фильтров (кварцевых, электромеханических и т.д.) и других традиционных узлов приемо-передающей радиоаппаратуры (шумоподавители, notch-фильтры и т.д.). Наборы узкополосных (например, 2,4 и 1,8 кГц, 500 и 300 Гц) кварцевых фильтров применяются в некоторых моделях трансиверов для расширения динамического диапазона при малых расстройках от частоты принимаемого сигнала, чтобы максимально снизить уровень помех в приемном тракте.

В связи с необходимостью установки узкополосных фильтров для получения максимального динамического диапазона знаковым стало возвращение к преобразованию вниз в трансиверах, использующих супергетеродинную схему. Вновь «открыли» такое преобразование инженеры фирмы Elecraft, выпустив трансиверы К2 и КЗ, имеющие приемники с отличными параметрами по «динамике». Выгоду от применения низкой промежут очной частоты отметили не только радиолюбители, которые рублем (долларом, евро и т.д.) «проголосовали» за эти модели, но и разработчики фирм Yaesu и Kenwood — «китов», давно и успешно выпускающих связную радиоаппаратуру. В новинках этих фирм — трансиверах Yaesu FTdx5000 и Kenwood TS-590 применяется преобразование вниз (точнее смешанное, но об этом чуть ниже), и эти устройства действительно имеют отличные параметры (каждый в своей ценовой категории), а уж по соотношению «цена/ параметры» TS-590 пока явный фаворит. Кроме отличных динамических характеристик, этот трансивер выгодно отличают встроенная звуковая карта и универсальный USB-порт, обеспечивающий управление самыми разнообразными функциями — CW- и FSK-манипуляцией, САТ-системои и т.д. Правда, если в основном приемнике трансивера FTdx5000 на всех KB диапазонах применяется «честное» преобразование вниз (второй приемник этого трансивера имеет преобразование вверх), то в TS-590 преобразование смешанное — в тех диапазонах, где от приемника требуется максимальная динамика, используется преобразование вниз, а на незагруженных диапазонах, а также при работе с «широкими» кварцевыми фильтрами в загруженных диапазонах — преобразование вверх.

Трансиверы FTdx5000 и TS-590 примечательны еще и тем, что в их гетеродинах применяется микросхема AD9951 — устройство прямого синтеза частоты. Немало копий было сломано в диспутах радиоспециалистов о возможности применения этой микросхемы в качестве гетеродина высококачественного трансивера. Выходной сигнал такого устройства имеет очень низкий уровень фазовых шумов, что позволяет добиться большого динамического диапазона приемного тракта. Однако побочные составляющие (спуры), присутствующие в спектре устройств прямого синтеза частоты, потенциально могут увеличивать число паразитных каналов приема и, соответственно, ухудшать помехоустойчивость на некоторых частотах. Тем не менее, радиолюбите ли, эксплуатирующие трансиверы FTdx5000 и TS-590, не отмечают проблем, связанных с наличием спуров в спектре сигнала устройства прямого синтеза частоты.

Читайте также:  Можно ли штукатурить цсп

Получить сигнал гетеродина с низким уровнем фазовых шумов в системах с фазовой автоподстройкой частоты значительно сложнее, чем в устройствах прямого синтеза частоты, да и схемотехнически высококачественный синтезатор с ФАПЧ является весьма «навороченным» устройством.

Фирма Icom — третий «кит», производящий аппаратуру для любительской радиосвязи, — пока остается приверженцем супергетеродинов с преобразованием вверх. Однако, судя по основным электрическим параметрам даже «топовых» моделей этой фирмы, такой подход пока не позволяет создать транси- вер с максимальными динамическими характеристиками, и «топовые» модели Icom являются «крепкими середнячками».

Американскую фирму Flex Radio Systems с полным основанием можно назвать возмутителем спокойствия на рынке аппаратуры для любительской радиосвязи. Уже первая модель этой фирмы— программно-определяемый трансивер SDR-1000, с которым она вышла на рынок радиолюбительской аппаратуры, — произвела миниреволюцию в умах и предпочтениях многих радиолюбителей. Ведь, по сути, был предложен совершенно новый подход к конструкции трансивера и работе с ним: вместо передней панели с дисплеем и многочисленными ручками управления — экран персонального компьютера. Настройка на сигнал и управление режимами работы осуществляется с помощью компьютерной «мышки» и клавиатуры, в режиме реального времени на спектральном дисплее отображаются все сигналы в выбранном участке диапазона, настройка на любой из которых происходит практически мгновенно.

Фактически SDR-трансивер фирмы Flex Radio Systems — это «черный ящик» с минимальной аналоговой частью, обеспечивающей с помощью квадратурного смесителя перенос принимаемых сигналов на низкую частоту, на которой происходит обработка сигнала персональным компьютером. В настоящее время Flex Radio Systems выпускает SDR-трансиверы Flex-5000А и Flex-3000 — действительно современные высокоэффективные устройства.

Все трансиверы являются программно-определяемыми (исключение — Alinco DX-SR8T). Это значит, что их параметры в значительной степени зависят от применяемого программного обеспечения, новые версии которого радиолюбители могут «загрузить» в свои трансиверы с сайтов фирм-производителей. Практика показывает, что, как правило, новая версия программы может основательно улучшить качество работы трансивера, поэтому настоятельно рекомендуется проводить обновления программного обеспечения.

А.Тарасов (UT2FW)
Радиолюбитель. KB и УКВ 10/97

Каких-либо уникальных решений этот узел не имеет, схемотехника — вариации на тему TRX RA3AO и Урал-84М. Главные требования при выборе конструкции — повторяемость, простота при сохранении максимально достижимых характеристик. Использована доступная на сегодняшний день элементная база. Многие решения можно подвергнуть критике — творческий процесс бесконечен, за постоянными переделками и усовершенствованиями сложно увидеть законченный вариант, но нужно было остановиться и изготовить промышленным способом печатные платы.

Изначально трансивер задумывался для работы SSB как основным видом излучения. Для сужения полосы пропускания введен четырехкристальный подчисточный фильтр с регулировкой полосы. Для любителей узкополосного приема можно рекомендовать, как это делается в фирменных TRX, идти на дополнительные затраты по изготовлению или приобретению высококачественных узкополосных кварцевых фильтров. Как правило, самодельный лестничный фильтр из кварцев, наиболее популярных в среде радиолюбителей, имеет недостаточные характеристики для качественного узкополосного приема. Для этих целей нужно делать фильтр по дифференциально-мостовой схеме или использовать кварцы очень высокого качества. Можно купить комплект фирменных фильтров, хотя по стоимости они будут сопоставимы со всеми остальными затратами на трансивер.

Вариант "преобразования вверх" не рассматривался из-за отсутствия достаточно простой и отработанной схемы синтезатора частоты. Этот вариант построения имеет смысл в устройстве с непрерывным перекрытием от 1 до 30 МГц, а для работы в девяти узких любительских диапазонах приемлемую избирательность можно обеспечить более дешевой ПЧ 5. 9 МГц.

Многие испытывают проблемы с подавлением несущей не менее чем на 40 дБ при формировании SSB сигнала непосредственно на ПЧ. Мне кажется, что эта проблема больше надумана, нежели она есть на самом деле. Практически во всех дешевых фирменных трансиверах формирование происходит на ПЧ 8. 9 МГц. Думаю, вряд ли кто-то услышит неподавленную несущую например в TRX FT840 или TS50. Качество узла формирователя SSB сигнала зависит от грамотности и настойчивости изготовителя. Отличные характеристики можно получить используя простейший модулятор на варикапах, как это сделано в TRX Урал-84. Только не нужно стремиться получать от модулятора уровни, достаточные для раскачки выходного каскада — тогда подавить несущую не удается.

При отработке основной платы использовались элементы, которые можно найти практически на любом радиорынке. Что-то особенное, с позолоченными выводами, с индексом ВП исключалось сразу же. Например, требуемый коэффициент усиления можно получить от двух каскадов на импортных BF980. Но они не всегда бывают в продаже, поэтому использованы отечественные аналоги КП327, хотя они и имеют худшие параметры. В плате отсутствуют какие-либо незаменимые детали. Чувствительность со входа платы, которой можно достичь без тщательной отладки индивидуально каждого каскада — 0,2. 0,3 мкВ, при подборе деталей и тщательной настройке — 0,08. 0,1 мкВ. Один из трансиверов с такой основной платой и синтезатором, описанным в [2], имел при отключенном УВЧ чувствительность 0,4 мкВ и двухсигнальную избирательность при подаче двух сигналов с разносом 8 кГц, 95 дБ. Измерения проведены UT5TC. Это не предельные величины, т.к. в трансивере были применены входные полосовые фильтры на каркасах диаметром 6 мм с довольно высоким затуханием и обычные высокочастотные диоды в смесителе. Хотя, как показывает опыт, в трансиверах, которые предназначены для обычной повседневной работы в эфире, не следует гнаться за цифрами динамического диапазона. Значение 80 дБ устраивает большинство радиолюбителей. Применение супердинамичного приемника имеет смысл только в TRX для очных соревнований и при условии, что все участники работают линейными сигналами. Проблемы с помехами от передатчика соседа чаще возникают не от низкого динамического диапазона приемника, а от того, что горе-радиолюбитель, пытаясь всех перекричать, настраивает свой передатчик по принципу — все стрелки вправо до упора.

По наблюдениям US5MIS, который не один год крутил ручки FT840, "Прибоя" и RA3AO, на слух вся эта техника звучит почти одинаково. Но когда были проведены сравнительные измерения по одинаковой методике, то TRX RA3AO реагировал на уровень 1 В по соседнему каналу, "Прибой" — на 0,8 В, а FT840 — на 0,5 В. Но удобство работы, стабильность и сервис взяли свое — оставлен FT840. Описываю все это не для того, чтобы показать какая хорошая у нас самодельная (или полусамодельная, как "Прибой")техника, а для того, чтобы стало ясно, что погоня за динамическим диапазоном имеет смысл до определенного уровня и под конкретные условия. Думаю, что многие счастливые обладатели супердинамичных RA3AO с удовольствием бы обменяли их на "хиленькие" по динамике FT840. Хочу коснуться еще одного стереотипа, распространенного среди наших радиолюбителей. Это убеждение, что синтезатор "шумит". После появления на свет ковельских синтезаторов ни один из моих трансиверов не был с ГПД, только и только синтезатор. Выше я описал чувствительность, достижимую со входа основной платы при использовании в качестве ГПД синтезаторов. О каком шуме может идти речь, когда ни с помощью Г4-102А, ни с Г4-158, ни с Г4-18 не удается измерить предельную чувствительность. Пришлось изготовить отдельный кварцевый генератор, запитать его от батареек, экранировать двойным экраном, и при помощи анттенюатора до 136 дБ оценить чувствительность платы.

Перейдем к описанию собственно основной платы, которая включает в себя:

  • отключаемый УВЧ, обратимый смеситель, пассивный диплексор, согласующий обратимый каскад на полевом транзисторе, основной кварцевый фильтр (рисунок 1);
  • линейку УПЧ, опорный генератор, детектор (рисунок 2);
  • УНЧ и узел АРУ (рисунок 3).

Рассмотрим принципиальную схему подробно.

Усилитель высокой частоты (VT5) — с цепью отрицательной обратной связи Х-типа [7]. Возможные параметры такого типа усилителей колеблются в пределах:

Проще говоря, УВЧ не перегружается на 40 м даже вечером, когда очень высок уровень помех. Предельная чувствительность такова, что позволяет слышать шум эфира на 28 МГц даже в сельской местности. Один из лучших транзисторов для такого усилителя — КТ939А. В плату был заложен КТ606А как более дешевый и распространенный. Не нужно сильно переживать, что УВЧ ухудшает динамический диапазон RX (снова я о "динамике", грешен, сам когда-то увлекался предельными цифрами). Во-первых, УВЧ — отключаемый, его можно всегда выключить. Во-вторых, включение его обычно требуется только на самых тихих диапазонах во время слабого прохождения, когда все станции слышны с небольшим уровнем, и вряд ли какая-либо из станций перегрузит этот каскад. Ну а в-третьих, "не так страшен черт, как его малюют". Практически во всех промышленных РПУ, например в Р399А, используются УВЧ, причем неотключаемые.

Настройка этого каскада зависит от потребностей пользователя. В зависимости от типа транзистора и его режима можно обеспечить или максимально возможную чувствительность, или минимальное воздействие этого каскада на верхнюю границу динамического диапазона.

О смесителе я писал в предыдущей статье [6], его схемотехника заимствована из [4]. Основные преимущества этого варианта — обратимость и достаточно большой динамический диапазон (Dбл — до 140 дБ) при небольшом уровне гетеродина. Конечно, по количеству деталей он сложнее и дороже обычно применяемых смесителей. Но не нужно забывать, что этот узел определяет качество работы всего приемника, и экономия на нем бессмысленна.

От тщательности настройки смесителя зависит и то, как приемная часть будет воспринимать эфир, что можно будет там услышать, и то, сколько "мусора" будет выдано на передачу, насколько сложными придется делать полосовые фильтры, чтобы была возможность спокойно работать без Т VI. Часть делителя (D1) пришлось установить непосредственно у смесителя, дабы обеспечить противофазность сигналов на входе плеч VT1, VT2 и VT3, VT4. Это важнейшее требование со стороны гетеродина. Если у вас используется обычный гетеродин, противофазные сигналы нужно формировать другим способом. Здесь же использован вариант простейшей стыковки с ковельским синтезатором.

Применение триггера вызвано еще и тем, что на его выходе сигнал максимально приближен к меандру. При стыковке с обычным ГПД нужно использовать другие микросхемы ЭСЛ, например типов ЛМ, ТЛ и т.д. Главное требование — на входе транзисторных ключей должны быть одинаковые по уровню, но идеально противофазные высокочастотные сигналы. В ключах применены транзисторы КТ368 и КТ363, рекомендованные в [4]. Экспериментов с другими транзисторами не проводилось. Смеситель работоспособен с различными типами диодов. Можно предположить, что наилучшими будут диоды Шотnки. Переход с КД922 на КД512, КД514 сколько-нибудь заметного ухудшения параметров не вызывает (при условии подбора диодов). По-моему, главное преимущество диодов КД922 перед всеми остальными заключается в том, что они поставляются подобранными и упакованными в индивидуальную тару (поэтому перемешивание исключается). С тщательно подобранными КД503 смеситель работает практически так же, как и с КД922.

Читайте также:  Кухонный фартук пэчворк фото

Очень важна симметричность и качество изготовления трансформатора Т1. Входные сопротивления со входа Т1:
1,9МГц-7500м,
3,5МГц-5600м,
7 МГц-3000м,
10 МГц-4000м,
14МГц-3900м,
18МГц-3000м,
21МГц-1500м,
24МГц-1200м,
28МГц-1300м.

Это нужно учитывать при согласовании с ДПФ. Можно попробовать различные коэффициенты трансформации, для того чтобы входное сопротивление было ближе к 50 Ом, но оказалось проще изменять катушки связи на ДПФ под конкретное сопротивление основной платы. Для согласования с последующими каскадами применен обычный диплексор. На рис. 1 приведены данные диплексора для ПЧ=9 МГц. В принципе, можно этот узел и не устанавливать. Неплохое согласование можно получить за счет подбора режима VT15 КП903, однако применение диплексора позволяет получить максимально возможную чувствительность, и если и не избавиться полностью от пораженных точек, то значительно снизить их уровень. Активный двунаправленный каскад VT15 после смесителя должен иметь минимально возможный коэффициент шума, не ухудшать динамический диапазон смесителя и компенсировать затухание, вносимое смесителем, ДПФами и диплексором. Наиболее распространенный и качественный для этого каскада транзистор — КП903А. Можно применять КП307, КП303, КП302 (с максимальным значением крутизны), КП601. После VT15 сигнал через трансформатор ТЗ поступает на кварцевый фильтр ZQ1. Резистор R26 служит для согласования, он может и не потребоваться. Эту процедуру можно произвести и с помощью R22. В качестве ZQ1 применен лестничный шестикристальный кварцевый фильтр (рис.4). Для сужения полосы пропускания в режиме CW параллельно крайним резонаторам с помощью реле включаются дополнительные конденсаторы. Такой CW фильтр, конечно же, нельзя назвать качественным. Для любителей узкополосного CW требуется применение отдельного кварцевого фильтра.

Почему применен шестикристальный фильтр? Обычно практикуется восемь и даже десять пластин. Но не надо забывать, что этот фильтр используется и на передачу, а для приемлемого качества SSB требуется полоса около 3 кГц. Но для приема в условиях перегруженных любительских диапазонов достаточно полосы 2,2. 2,4 кГц. Поэтому был выбран Компромисс: полоса пропускания по уровню -3 дБ — 2,3. 2,4 кГц при меньшей прямоугольности. В итоге имеем вполне качественный прием и хороший сигнал на передачу (чего нельзя сказать о сигналах, которые сформированы при помощи восьмикристальных фильтров). Еще одно преимущество перед восьмикристальным фильтром — меньшее затухание в полосе прозрачности. Тем самым обеспечивается достижение предельной чувствительности всего тракта усиления.


Puc.4

Для увеличения затухания вне полосы прозрачности в тракте ПЧ применен подчисточный четырехкристальный фильтр (рис.5). Общее затухание обоих фильтров превышает 100дБ. На рис.4, 5 даны усредненные данные кварцевых лестничных фильтров из пластин в корпусе Б1, которые чаще всего встречаются. Подчисточный фильтр обрезает шумы, вносимые трактом УПЧ, и за счет примененной плавной регулировки полосы пропускания позволяет немного отстраиваться от помех в SSB режиме. Не следует, конечно, на такой вариант плавного изменения полосы пропускания возлагать большие надежды. Во-первых, сужение происходит только с одной стороны ската фильтра, а во-вторых, больше 40 дБ получить от четырехкристального ZQ проблематично. Но усложнение настолько просто и дешево, что отказываться от такого, хотя и небольшого, сервиса нет смысла. Подчисточный фильтр следует рассчитывать на полосу пропускания 2,4 кГц. При плавном сужении полосы варикапами верхний скат приближается к нижнему в зависимости от добротности кварцев до полосы 600. 700 Гц. Но за счет невысокой прямоугольности фильтра даже при такой полосе пропускания возможен прием SSB станций. Этот режим часто используется в диапазонах 160, 80 и 40 м. Вместо указанных варикапов можно использовать по несколько включенных параллельно KB 119, KB 139.


Puc.5

Кварцевый фильтр ZQ1 согласуется с трактом УПЧ (рис.2) через резонансный контур L3 с катушкой связи. Если сопротивление фильтра заметно отличается от 300 Ом, требуется подбор числа витков катушки связи. Транзистор VT7 включается при работе на передачу. По второму затвору происходит регулировка выходной мощности трансивера.

Линейка УПЧ собрана на транзисторах КП327. Схемотехника заимствована у RA3AO. На мой взгляд, это один из лучших вариантов построения такого тракта. Здесь можно использовать двухзатворные полевые транзисторы и других типов. Наилучшими оказались BF980. Нашей промышленности не удалось скопировать характеристики этого транзистора, КП327 в сравнении с BF980 хуже и по Кш, и по Кус, хотя Кус транзисторов не имеет решающего значения.

Для VT8 нужно выбрать транзистор с минимальным шумом. Обычно лучшие экземляры попадаются среди КП327А. VT9, VT10, VT11 можно заменить и на КП350. Преимущество КП327 перед КП350 и КП306 — в лучшем значении Кш, устойчивости к статике, и "золотоискатели" на них никак не реагируют, т.к. транзисторы не содержат драгметаллов. Для регулировки усиления использовано свойство насыщения проходных характеристик полевых транзисторов по первому затвору при малом напряжении на втором [2]. Излишнее усиление убирается путем шунтирования контуров ПЧ резисторами R38 и R46.

Не следует увеличивать ВЧ уровни по первым затворам транзисторов, чтобы мгновенное значение напряжения не превышало порог открывания стабилитронов защиты от статики (15 В). В противном случае стабилитроны открываются и блокируют работу АРУ — это касается двух последних каскадов УПЧ. Детектор и опорный генератор, предварительный УНЧ и АРУ — аналогичны [2].

Транзистор VT13 (рис.3) может использоваться для включения-выключения цепи АРУ и для блокировки АРУ во время передачи, чтобы не искажались показания S-метра, который в этом режиме’показывает выходную мощность передатчика. В качестве VT 13 можно использовать как полевой, так и биполярный транзистор. У биполярного транзистора сопротивление коллектор-эмиттер ниже, поэтому он лучше шунтирует цепь АРУ. Схема усилителя выпрямителя АРУ аналогична [2]. Изменены временные характеристики "быстрой" цепочки, емкость С74 потребовалось увеличить до 0,047. 0,1 мкФ.

В качестве оконечного УНЧ использована микросхема К174УН14, в типовом включении полоса пропускания сверху определяется цепочкой С69, R80; коэффициент усиления можно регулировать резистором R81. Выход УНЧ можно нагружать на динамик или через делитель R84, R85 на головные телефоны.

Детали

Катушки L1. L6 намотаны на каркасах диаметром 5 мм, с подстроечным сердечником СЦР-1. L3. L6 содержат по 25. 30 витков провода ПЭВО,2. LCB — 3. 4 витка у "холодного" конца L3. L9, L10 — дроссели с индуктивностью 50. 100 мкГн. L11 -дроссель 0. 30 мкГн. Трансформаторы Т1. ТЗ намотаны проводом ПЭВО,16 на кольцах К 10х6х3 из феррита 1000 нн. Т1 содержит 10 витков скрутки в три провода, Т3 — 9 витков скрутки в два провода, Т2 намотан скруткой из трех проводов: обмотка I — 3 витка, II — 10 витков, III — 10 витков.

Поддавшись стремлению обеспечить "одноплатность" всей конструкции трансивера, решили на основной плате развести и опорный гетеродин. Это, конечно же, усложнило ситуацию с "пораженными точками". Некоторых из них можно было бы избежать совсем, если бы опорный гетеродин был выполнен в отдельном экранированном отсеке. При удачной ПЧ количество точек не превышает 3. 5 на все девять диапазонов. Возможно от них избавиться практически совсем, если повозиться с дополнительными заземлениями шины питания микросхемы и металлизации вокруг этого узла.

Настройка платы — типовая, она неоднократно описана в радиолюбительской литературе.

Номиналы элементовR1 и С1 зависят от того, какой узел использован в качестве гетеродина. Если это ковельский синтезатор, R1=470. 680м, C может иметь номинал от 68 пФ до 10 нФ. Качество согласования заметно на слух по минимальному количеству "шумовых точек" от синтезатора. Элементы LI, L2, С7, С9 настраивают в резонанс на частоту ПЧ. Резистор R19 может иметь номинал 50. 200 Ом.

Качество согласования этого узла определяет общее уменьшение уровня "пораженок" и небольшое увеличение чувствительности. Согласования ZQ1 добиваются резисторами R22, R26, Кф и подбором количества витков LCB. Подчисточный фильтр ZQ2 согласуют резисторами R52 и. R54. Общее усиление тракта ПЧ можно подобрать при помощи R28, R38, R46. Резисторы R39, R47, R53, R60 влияют на Кус и определяют качество работы АРУ покаскадно. Об изготовлении трансформаторов. Были опробованы ферриты проницаемостью 400. 2000, диаметр колец — 7. 12 мм, скрутка проводов и без скрутки. Вывод — все работает. Главные требования — аккуратность изготовления, отсутствие замыкания обмотки на феррит и обязательная симметрия плеч.

Диоды в смесителе следует подобрать хотя бы по сопротивлению открытого перехода и емкости. Транзисторы VT1, VT2; VT3, VT4 необходимо подобрать как одинаковые комплементарные пары. В эмиттере VT5 номиналы R и С в цепочке не указаны. Они зависят от типа транзистора. Для КТ606 R — в пределах 68. 120 Ом, а С слеует настроить по максимуму усиления на 28 МГц (обычно 1нФ). С помощью R29 можно подобрать ток через транзистор, например по максимальной чувствительности. Транзисторы КП327 припаиваются снизу платы. Сверху платы, со стороны установки деталей, оставлена фольга, отверстия раззенкованы. Катушки закрыты экранами.

По вопросам приобретения печатных плат или настроенных узлов можно обращаться к автору, частота — 3,700 после 23.00 MSK.

  1. Радиолюбитель. — 1995. NN11,12.
  2. Радиолюбитель. — 1996. — NN3. 5.
  3. Кухарук. Синтезатор частоты// Радиолюбитель. — 1994. -Nl.
  4. Дроздов. Любительские KB трансиверы. — М.: Радио и связь, 1988.
  5. Першин. Трансивер "Урал-84". "30 и 31 выставки радиолюбителей".
  6. Богданович. Радиоприемные устройства с большим динамическим диапазоном. — М.: Радио и связь, 1984.
  7. Мясников. Одноплатный универсальный тракт /Радио. — 1990. — N8.
  8. Тарасов. Узлы KB трансивера// Радиолюбитель.-1995.-NN11,12.
  9. Ред Э. Справочное пособие па высокочастотной схемотехнике. Изд. Мир, 1990.
Ссылка на основную публикацию
Adblock detector