Схемы генераторов для трансиверов

Схемы генераторов для трансиверов

Схема тракта простого КВ трансивера

Схема выполнена на двух микросхемах ТВА120S. В основе лежит схема трансивера, напечатанная в Л,1, но этот тракт работает с промежуточной частотой 500 кГц, что, конечно несколько снижает eгo характеристики, но позволяет использовать готовый, нacтpoeный на заводе электромеханический фильтр.

УВЕЛИЧИТЬ

Микросхемы ТВА120S предназначены для работы в тракте второй ПЧ3 телевизоров, В них есть усилители и балансные частотные детекторы, в данной схеме балансные дeтекторы используются как балансные смесители в качестве модуляторов демодуляторов и преобразователей частоты, Поскольку, максимальная рабочая частота ТВА 120S не превышает 10 мГц (номинал 6,5 мГц), тракт не может использоваться в трансиверах, работающих на диапазонах короче 40 метров. Переключение режимов ТХ/АХ осуществляется подачей, соответственно, напряжения 12V на точки схемы «ТХ» и «АХ». Гeнepaтop опорной частоты 500 кГц и гeнepaтop плавногo диапазона (на схеме не показаны) переключаются с помощью реле К1. В обесточенном состоянии контакты К1 в положении «АХ». При этом А1 работает как преобразователь частоты сигнала, поступающего от входнoгo контура на вывод 7, Частота ГПД поступает на вывод 14 через контакты реле, сигнал промежуточной частоты выделяется на выводе 8 А 1 и далее поступает на электромеханический фильтр Z1, микросхема А2 исполняет функции демодулятора, сигнал опорной частоты 500 кrц поступает на вывод 14 А2, демодулятор балансируют подстроечным резистором R11, низкочастотный сигнал выделяется на выводе 3 А2. В режиме «ТХ» микросхема А1 работает как микрофонный усилитель и формирователь SSВ сигнала. Балансировка модулятора осуществляется с помощью подстроечного резистора R2, Боковую полосу выделяет электромеханический фильтр типа ЭМФ 500-3В, он выделяет верхнюю полосу (500 — 503 кГц), поэтому, генератор плавного диапазона должен работать на частоте на 500 кГц выше частоты входного сигнала (на диапазоне 160М он должен работать в пределах 2,33- 2,43 мГц).

При передаче преобразователь частоты микросхема А2, На усилитель мощности сформированный сигнал поступает с вывода 8 А2. Катушки L 1 и L2 дроссели, намотанные на ферритовых кольцах диаметром 7 мм. Они содержат по 100 витков провода ПЭВ 0,12.

Литература: Л1- Miпitraпceiver SSB nа pasтo 40 т. ж. Swiat Radio, 2006, Ng 11. стр. 42-45.

Источник — Радиоконструктор 5-2007

Карманная СВ радиостанция

Радиостанция работает на частоте 27МГц и может связываться с аналогичной радиостанцией на расстояние до 2 км на открытой местности и до 500 м в городских условиях.

УВЕЛИЧИТЬ

Приемный тракт выполнен на 2-х микросхемах К174ПС1 К157ХА2 по схеме с минимальным кол-вом контуров. S1 показан в положении ПРИЕМ. Вх.сигнал от антенны через секцию переключателей S1.1 поступает на входной контур L1C1 настроенный на частоту принимаемого сигнала. L2 — катушка связи между контуром и входом А1. Гетеродин входит в состав А1. ПЧ выделяется на нагрузке смесителя — R1. Q2 — селективный элемент-пъезокерамический фильтр. Использование Q2 упрощает схему и ее настройку.

Усилитель ПЧ, детектор и система АРУ возложена на К157ХА2 которая включена по типовой схеме.

С выхода приемного тракта НЧ сигнал через R7(рег. гром.), R9C14(разделительная цепь) поступает на вход УЗЧ(174ХА10), вход УЗЧ не переключается, при преме сигнала через R9 он подается на вход , а при передачи сигнал от микрофона, на который при приеме питание не подается. При приеме с выхода УЗЧ сигнал через S1.2 поступает на динамическую головку.

При передачи S1 находится в противоположном показанному на схеме положению, S1.3 отключает питание от приемного тракта и подает его на предающий. Задающий генератор передатчика выполнен на VT1. Частота колебания стабилизирована резонатором Q3. В коллекторной цепи транзистора включен контур L3C22 настроенный на частоту резонатора. Далее ВЧ напряжение поступает через катушку связи L4 на усилитель мощности (VT2). АМ модуляция осуществляется в эмиттерной цепи VT2 при помощи НЧ трансформатора Т1, на который поступает НЧ сигнал с выхода УЗЧ на А2.

На выходе включен П-образный контур C24L5C25, и далее следует удлиняющая катушка L6 и антенна W1.

Для намотки контуров использованы пластмассовые каркасы диаметром 5мм с подстроичиником из карбонильного железа от бронированных сердечников СБ-12А. L1 — 10, L2 намотана на L1 она содержит 3 витка. L3 — 9, а L4 намотана поверх ее она содержит 5 витков. Эти катушки намотаны проводом ПЭВ-0,31. L5 5 ПЭВ-0,43, L6 — 15 ПЭВ-0,31. DL1 — готовый ДПМ0,1 на 120мкГн.

Q1 — 27,12МГц, Q2 — 26,655МГц. Пъезокерамический фильтр на 465 кГц. Т1 — выходной трансформатор, он имеет малогабаритный Ш-образный сердечник, намотка 1 содержит 300-500 витков ПЭВ0,1 , 2-я обмотка — 50-100 витков ПЭВ 0,2.

Антенна — телескопическая, как на приемниках УКВ.

Микрофон — МКЭ-3, S1 -П2К без фиксации, динамическая головка 0,2ГД-1 или другая малогабаритная 6-10 Ом.

Мощность радиостанции 0,25Вт, чувствительность приема 5 мкВм, ток потребления 120мА, при приеме 18мА.

Схемы генераторов для трансиверов

Схемы Генераторов УКВ

Расчет элементов и параметров генератора. Профессиональный расчет элементов схемы генератора довольно сложен, к тому же радиолюбителям нет смысла делать такие расчеты. Далее мною предлагается вашему вниманию простейшие (прикидочные) расчеты наиболее важных элементов и параметров схемы генератора.

Сначала следует выписать на отдельный листок справочные данные по применяемому транзистору и назначить (примерно) требуемую выходную мощность генератора. Для упрощения расчета принимаем, что контур L2C6 и резистор R4 отсутствуют и что коллектор VT1 непрямую соединен с шиной питания 10В.

Лучшей проверкой правильности выбора индуктивности дросселей в генераторе является измерение в шине питания высокочастотной составляю щей напряжения при работающем генераторе.

Высокочастотной составляющей не должно быть либо она должна составлять доли вольта (обычно несколько микровольт для типичного транзисторного генератора). Если сигнале ВЧ в шине питания нет, то реактивное сопротивление достаточно вели ко. Затем нужно измерить падение напряжения на дросселе на постоянном токе. Оно также должно составлять доли вольта (микровольты).

Приведенный выше расчет элементов схемы достаточен для осмысленного выбора любого элементе из любой приведенной ниже схемы генераторов

На рис. 5 3 приведена схема генератора, выполненного на полевом транзисторе Генераторы, выполненные на базе полевых транзисторов отличаются малыми шумами и хорошей стабильностью генерируемой частоты.

На рис 5.4 и рис. 5.5 приведены схемы транзисторных генераторов, выполненных по схеме индуктивной тректочки.

По стабильности генерируемой частоты генераторы по схеме индуктивной трехточки не отличаются от генераторов, выполненных по схеме емкостной трехточки. Расчеты элементов схемы можно проводить по приведенным выше формулам. Следует учесть, что величина напряжения обратной связи в этих генераторах зависит от места отвода в контурной катушке, к которому подается обратная связь с эмиттера транзистора VT1.

Можно считать, что если отвод от контурной катушки выполнен от середины, то напряжение обратной связи равно половине выходного напряжения. При перемещении отвода к заземленному (по ВЧ) концу катушки напряжение обратной связи уменьшается. И, наоборот, при удалении отвода от заземленного конца катушки напряжение обратной связи увеличивается.

Помните, что когда мы говорим об обратной связи в схеме генератора, то имеем в виду положительную обратную связь, которая усиливает основной сигнал на входе Бывает также и отрицательная обратная связь, ослабляющая сигнал на входе. Отрицательная обратная связь часто применяется в усилителях низкой частоты для улучшения качества усиливаемого сигнала.

Две схемы генераторов.

На рис. 5.6 показана электрическая принципиальная схема генератора, часто применяемая на частотах до 450 МГц.

Схемы Генераторов УКВ В схеме рис. 5.6 транзистор задействован по схеме с общей базой Обратная связь осуществляется через конденсатор С1 и зависит от величины емкости этого конденсатора. На частотах порядка 400 МГц емкость С1 должна быть равна (примерно) 1. 2 пФ, на более низких частотах емкость С1 должна иметь большую величину и может составлять 10. 30 пФ.

На рис 5.7 показана схема еще одного простого генератора.
В этом генераторе транзистор подключен по схеме с общим коллектором. Колебательный контур располагается в цепи базы Особенностью схемы является междуэлектродная положительная обратная связь, которая всегда присутствует в транзисторах и при более высокой частоте получается довольно большая величина обратной связи.

С понижением частоты эта обратная связь уменьшается Большие неприятности междуэлектродная.
обратная связь доставляет при изготовлении усилителей высокой частоты. Если не предпринимать никаких действий по её нейтрализации, усилитель превращается в генератор, как говорят начинает возбуждаться.

Для частоты 50 МГц элементы схемы имеют следующие значения С1 = 22 пФ, С2 = 100 пФ, катушка L1 имеет 10 витков на каркасе диаметром 4 мм.

Для частоты 1500 МГц значения следующие С1 = 0,5 пФ, С2 = 3.3 пФ контур 11 выполнен в виде отрезка медного провода диаметром 1,5 мм и длиной 25 мм, который расположен параллельно основанию платы на высоте 3. 4 мм.

Стабильный генератор плавного диапазона

Стабильный генератор плавного диапазона можно использовать в трансиверах, структурная схема которых аналогична трансиверам конструкции UW3DI.

Параметры ГПД

Диапазон, кГц 5485…6015
Уход частоты (на средней частоте диапазона), кГц, не более: за первые 15 мин самопрогрева 1
за последующие 15 мин ….0.05*
за последующий час прогрева 0,02*
Коэффициент гармоник, %, не более 5
Расстройка (при изменении управляющего напряжения от —12 до —24 В), кГц ±3
Выходное высокочастотное напряжение. В 0,5
Сопротивление нагрузки, кОм, не менее 5
Принципиальная схема ГПД приведена на рис.

Читайте также  Схемы генераторов свободной энергии романова

Собственно генератор выполнен на полевом транзисторе 1V2. Нагружен на низкое входное сопротивление буферного каскада на транзисторе 1V3, включенном по схеме с общим эмиттером. Все детали генератора, за исключением переменного и подстроечного конденсаторов 1СЗ и 1С4 и резистора 1R6, смонтированы в латунном экране диаметром 45 и высотой 60 мм.

Толщина стенок экрана — 4 мм. Конденсаторы 1С1, 1С10, 1С12, 1C13 — КЛС, 1С2, 1С5—1С9, 1С11 — КТК-1. Цвет окраски корпусов 1С2, 1C5, 1C6, 1С9 — серый, 1С7, 1С11 — голубой, 1С8 — красный. Конденсатор 1СЗ — гетеродинная секция счетверенного блока от радиостанции Р-108. Там же установлен подстроечный конденсатор 1С4.

Катушка L1 выполнена на керамическом гладком каркасе диаметром 18 мм (использован каркас гетеродинной секции приемника Р-253) проводом ПЭВ-2 0,51 и содержит 25 витков, намотанных виток к витку. Провод на каркасе закрепляют клеем БФ-2. Отвод делают от 7,5 витков в виде скрученной и пропаянной перед намоткой петли провода. После намотки катушку просушивают в течение двух часов при температуре 120° С с последующей сушкой в течение суток при комнатной температуре.

Налаживание ГПД

начинают с проверки постоянного и ВЧ напряжении на коллекторе транзистора 1V3. В цепь питания варикапа подают стабилизированное напряжение —18 В±0,1%. При измерении постоянного напряжения резистор 1R6 шунтируют конденсатором емкостью не менее 0,01 мкФ. Подбором конденсатора 1С6 и подстройкой 1С4 устанавливают диапазон генератора (при закрытой крышке экрана).

Контролируя температуру экрана термометром, измеряют стабильность частоты при постоянной температуре цифровым частотомером (или, в крайнем случае, приемником с высокой стабильностью частоты, например, Р250-М2, прогретым в течение часа). Эту операцию необходимо выполнять не ранее чем через четверть часа после пайки в ГПД. Уход частоты за 15 мин не должен превышать 100 Гц. В противном случае необходимо проверить качество использованных деталей, а может быть, и заново подобрать режим работы транзистора 1V2.

Нагревая экран генератора паяльником до температуры 40…50° С и охлаждая его естественным путем (без вентилятора!), проверяют цикличность изменения частоты. Если установившееся значение частоты после цикла «нагрев — охлаждение» отличается от исходного более чем на 200…300 Гц, необходимо отыскать и заменить деталь с не цикличным температурным коэффициентом. Подбором термокомпенсирующих конденсаторов IC7 и IC8 добиваются ухода частоты генератора от прогрева не более чем на 50…70 Гц/°С. Затем проверяют термостабильность генератора в крайних положениях переменного конденсатора.

Термокомпенсацию можно считать законченной,

если при перестройке генератора с одного конца диапазона в другой уход частоты от прогрева меняет знак (например, при минимальной частоте генератора она от нагрева снижается, а при максимальной — повышается). Несмотря на трудоемкость описанной методики и ее кажущуюся сложность, налаживание ГПД желательно производить в строгом соответствии с изложенными требованиями. Только в этом случае гарантирована длительная и надежная работа устройства.

Для повышения термостабильности генератора применено термостатирование ГПД. Принципиальная схема термостата показана на рис.

расположение его деталей, установленных на экране, —- на рис. 3. В качестве термодатчика использованы германиевые транзисторы 2V1, 2V2, установленные в месте крепления катушки L1 к экрану.

Регулирующий транзистор 2V9 установлен на верхней стенке экрана, а нагреватель Rн изготовлен из нихромовой проволоки от нагревательного элемента паяльника мощностью 40 Вт на напряжение 220 В в виде обмотки экрана, предварительно оклеенного слюдой. Остальные детали термостата смонтированы на печатной плате размерами 100 X 40 мм.

Экран ГПД теплоизолируется от шасси конструкции с помощью текстолитовых втулок и шайб, а его заземление выполняется отрезком провода диаметром 1…2, длиной 25…30 мм, выведенного от общей точки заземления деталей генератора через отверстие в экране. Налаживание термостата сводится к установке рабочей температуры подбором резистора 2R2. Рекомендуемая температура — 40° С. Время прогрева термостата — менее 5 мин, точность поддержания температуры в месте установки термодатчика — не хуже ±0,1°С, что при налаживании ГГ1Д по ранее описанной методике соответствует уходу частоты от нагрева не более чем на ±5…7 Гц.

Плотность шкалы настройки ГПД симметрична относительно средней частоты (шкала растянута в участках 5,5…5,6 МГц и 5.9…6 МГц). При использовании для шкалы диска диаметром 150 мм точность градуировки шкалы может достигать 1 кГц. Для использования описанного ГПД в трансивере UW3D1 (Ю. Кудрявцев. Лампово-полупроводниковый трансивер. — «Радио», 1974, № 4, с. 22) конденсатор 5С23 исключают, правый (по схеме) вывод 5С24 соединяют с выходом ГПД, а цепи расстройки — с выводом — 12…24 В ГПД.

Питают термостат от обмоток III и IV силового трансформатора Тр1. Поскольку в режиме стабилизации потребляемая термостатом мощность не превышает 1..2 Вт, перегрузки трансформатора не происходит.

Легендарный трансивер «Радио-76»

Для многих радиолюбителей первым собственным трансивером стал «Радио-76». Радиостанция эта была разработана в лаборатории журнала «Радио» Б. Степановым (UW3AX) и Г. Шульгиным (UA3ACM). Конструкция трансивера была простой и хорошо повторяемой.

Актуальность трансивера «Радио-76» повысилась, когда в августе 1978 года для советских радиолюбителей вновь «открыли» для работы диапазон 160 метров. Радиолюбительский позывной для работы на этом диапазоне стало возможным получить уже с 14 лет, причём без сдачи экзамена на приём и передачу азбуки Морзе.

Собрать же юным радиолюбителям свою радиостанцию стало гораздо проще, когда в 1980 году Ульяновский радиоламповый завод начал выпуск радиоконструктора «Электроника-Контур-80». Стоил набор 64 рубля, содержал собранные на производстве основную плату и плату гетеродинов (без моточных компонентов), и из него можно было собрать малосигнальный тракт трансивера «Радио-76».

У меня чудом уцелела основная плата из этого набора. Что же мне помешало добиться от неё в далёком 1984 году идеальной работы на передачу, можно узнать из публикации.

Структурная схема трансивера

Трансивер состоит из трёх плат: основной платы, платы гетеродинов и платы усилителя мощности. Антенный переключатель (1) и диапазонный полосовой фильтр (ДПФ) тракта приёма (2) в состав этих плат не входят.

В режиме приёма радиосигнал поступает через антенный переключатель (1) и приёмный ДПФ (2) на первый кольцевой смеситель (3) основной платы. На первый кольцевой смеситель (3) через переключатель гетеродинов (12) подаётся сигнал ГПД (10). Полученный сигнал промежуточной частоты (ПЧ) усиливается первым усилителем ПЧ (4) и проходит через электромеханический фильтр (ЭМФ) на второй УПЧ. Усиленный сигнал ПЧ с выделенной ЭМФ верхней боковой полосой (ВБП) поступает на второй кольцевой смеситель (7), куда через (12) подаётся сигнал генератора опорной частоты (11). Полученный в результате сигнал звуковой частоты поступает на усилитель низкой частоты (УНЧ) (8).

В режиме передачи на балансный модулятор (DSB) (3) поступает сигнал генератора опорной частоты (11) и модулирующий сигнал звуковой частоты с микрофонного усилителя (9). Сигнал с подавленной несущей усиливается первым УПЧ (4), ЭМФ (5) выделяет в сигнале ВБП. После усиления вторым УПЧ (6) сформированный однополосный сигнал поступает на второй кольцевой смеситель (7), куда также подаётся сигнал ГПД (10). Полученный в результате сигнал радиочастоты проходит через ДПФ (13) усилителя мощности (УМ) (14), усиливается УМ (14) и через антенный переключатель (1) поступает в антенну.

Как мы видим, большинство узлов структурной схемы радиостанции используются и при работе в режиме приёма, и при работе в режиме передачи. Поэтому «Радио-76» и является трансивером.

Основная плата трансивера

Основную плату из набора «Электроника-Контур-80» я обнаружил в коробке на антресолях. Как она пережила несколько переездов, ума не приложу.

Многие конденсаторы типа К10-7 были поломаны, электролитические конденсаторы за тридцать с лишним лет должны были высохнуть, а подстроечный резистор СПО и в восьмидесятые считался хламом.

Керамические конденсаторы К10-7 были заменены на К10-17, электролитические конденсаторы — на импортные, а резистор СПО — на Bourns. В процессе отладки были внесены ещё несколько изменений, и теперь моя основная плата трансивера «Радио-76» выглядит так:

В 1984 году радиостанция из набора заработала на приём буквально сразу: кварцевый генератор и генератор плавного диапазона (ГПД) запустились без проблем, контуры ПЧ были настроены в резонанс, ВЧ-трансформаторы кольцевых балансных смесителей были сфазированы верно.

Проблемы были с передачей, и их было две: сдвиг частоты ГПД на 200 — 400 Гц при переключении приём-передача и недостаточное подавление несущей на выходе модулятора DSB.

Проблему со сдвигом частоты я решил, собрав ГПД по более сложной схеме. Качественного же подавления несущей мне добиться так и не удалось, и на сообщения о наличии в сигнале несущей я отвечал, что работаю на радиостанции из набора «Электроника-Контур-80».

Схемотехника основной платы

Реализация платы из набора отличается заменой транзисторов КТ315 на КТ312 и применением вместо ИМС серии К122 их аналогов серии К118 в корпусах DIP-14.

Основным компонентом схемы является электромеханический фильтр Ф1. На фотографии платы это ЭМФ-9Д-500-3В. Этот фильтр предназначен для выделения верхней боковой полосы сигнала на частоте 500 кГц.

На транзисторе Т1 собран первый усилитель промежуточной частоты (УПЧ) на микросхеме МС1 собран второй УПЧ. На вход первого УПЧ подаётся сигнал с первого кольцевого балансного смесителя. С выхода второго УПЧ сигнал подаётся на второй балансный смеситель.

Читайте также  Схемы выпрямителей автомобильных генераторов

В режиме приёма через выв. 9 и 10 основной платы на первый смеситель (3) подаётся сигнал с приёмного ДПФ (1), а на выв. 7 и 8 сигнал ГПД (10). Усиленный сигнал ПЧ с выделенной верхней боковой полосой поступает во второй смеситель (7), куда также через выв. 12, 13 подаётся сигнал с генератора опорной частоты 500 кГц (11). Сформированный сигнал звуковой частоты через фильтр нижних частот (ФНЧ) поступает на вход УНЧ (8), собранного на МС2, Т3, Т4 и Т5.

В режиме передачи для формирования сигнала ПЧ с подавленной несущей (DSB) на первый смеситель (3) через выв. 7, 8 подаётся сигнал с генератора опорной частоты 500 кГц (11), а также модулирующий сигнал с выхода микрофонного усилителя (9), собранного на МС3. Усиленный сигнал ПЧ с выделенной верхней боковой полосой поступает во второй смеситель (7), куда также через выв. 7, 8 подаётся сигнал ГПД (10). Сигнал радиочастоты с выхода второго смесителя (выв. 14, 15) подаётся на ДПФ усилителя мощности.

На любительских диапазонах 160, 80 и 40 метров работа ведётся нижней боковой полосой, а электромеханический фильтр в тракте ПЧ выделяет верхнюю. Именно поэтому частота ГПД должна быть выше на 500 кГц частоты принимаемого сигнала.

К примеру, при настройке ГПД на частоту 2400 кГц в режиме приёма трансивер будет принимать сигнал с нижней боковой полосой на частоте 1900 кГц, сигнал с верхней боковой полосой по «зеркальному каналу» на частоте 2900 кГц, а также сигнал с верхней боковой полосой на промежуточной частоте 500 кГц.

В этом же примере в режиме передачи на выходе второго смесителя будут явно присутствовать сигналы с частотами 500, 1900, 2400, 2900 кГц, а также их гармоники.

Напрашивается вывод: в трансиверах супергетеродинного типа требуется применение качественных диапазонных полосовых фильтров. Без них невозможно обеспечить подавление внеполосных помех.

Отладка основной платы

Памятуя, сколько времени я потратил на борьбу с ГПД, я решил плату гетеродинов не восстанавливать. Вместо неё я собрал простенький синтезатор частот на si5351a с управлением по CAT-интерфейсу:

Для отладки тракта ПЧ был использован радиолюбительский векторный анализатор nanoVNA. Выход прибора был подключен параллельно катушке L1, а вход — параллельно L4.

Как только оба контура тракта ПЧ были настроены в резонанс, nanoVNA показал такую вот замечательную АЧХ:

После настройки тракта ПЧ началась балансировка модулятора. На первый смеситель был подан сигнал опорной частоты 500 кГц, а на второй смеситель сигнал с частотой 2400 кГц. Модулятор балансировался подстроечным резистором R2 по минимальному уровню несущей на частоте 1900 кГц. Сигнал контролировался на приёмнике SoftRock RX Ensemble II. На картинке ниже показан лучший результат балансировки:

Результат, прямо сказать, неудовлетворительный: уровень несущей сопоставим с уровнем полезного сигнала. Попытаемся разобраться в причинах и устранить их.

Недостаточное подавление несущей в балансных модуляторах, а первый смеситель основной платы в режиме передачи и является балансным модулятором, вызывается асимметрией схемы. Оригинальная схема серьёзно разбалансирована несимметричным подключением выхода микрофонного усилителя.

Фиксируем начальные условия: отключаем от второго смесителя гетеродин, снова подключаем вход nanoVNA параллельно катушке L4 и получаем на приборе такой вот уровень несущей:

В схеме трансивера «Радио-76М2», опубликованной в журнале «Радио», 1983, №11, стр. 21, была предпринята попытка сбалансировать модулятор подключением второго дросселя. Подключаем дроссель, видим, что уровень несущей упал на 12 dB:

Оказалось, это ещё не предел: в статье В. Меньшова и А. Булатова «Улучшение смесителей в Радио-76 и Радио-76М2» из журнала «Радио», 1988, №12, стр. 23-24 была опубликована предельно симметричная схема балансного модулятора, которая даже не содержала балансировочный резистор. Резистор этот пришлось вернуть, чтобы добиться подавления несущей ещё на 10 dB:

Подаём на второй смеситель сигнал с частотой 2400 кГц. На контрольном приёмнике SoftRock RX Ensemble II видим на частоте 1900 кГц сигнал с нижней боковой полосой с подавленной несущей на уровне шумовой дорожки:

При этом на «зеркальном канале» на частоте 2900 кГц мы видим, как и ожидалось в отсутствие ДПФ, сигнал с верхней боковой полосой:

Вот так, спустя 37 лет, и была решена вторая проблема. Простая переделка простой схемы улучшила подавление уровня несущей на целых 22 dB. «Если бы молодость знала!»

От автора

Влияние трансивера «Радио-76» на развитие советского радиолюбительского движения трудно переоценить. Схема трансивера потрясала своей новизной: кольцевые балансные смесители на диодах, применение интегральных микросхем, усилитель мощности на транзисторах, наконец!

Несмотря на новизну, схема трансивера была простой, понятной и легко настраивалась. Проблемы с АРУ и ГПД были вызваны тем, что «Радио-76» являлся своеобразным MVP, урезанной версией, трансивера I категории «Радио-77». Ирония судьбы проявилась в том, что народную любовь снискал именно «Радио-76».

Многие радиолюбители сразу включились в процесс совершенствования узлов «Радио-76». В журнале «Радио» частенько публиковались схемы усовершенствованных ГПД, телеграфных гетеродинов, цепей АРУ. Основная плата трансивера «Радио-76» легла в основу нескольких приёмников и трансиверов.

Степанов и Шульгин кардинально переделали схему трансивера в версии «Радио-76М2». Структура радиостанции при этом осталась той же: сообщество признало эту архитектуру классической, её до сих пор наследуют многие любительские трансиверы!

Что касается смесителей: и у гениальных разработчиков происходят накладки!
На русском языке тема широкополосных трансформаторов и кольцевых балансных смесителей была раскрыта в переведённой в 1990 году книге Эрика Тарта Реда «Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике: Схемы, блоки, 50-омная техника». Ни в 1976, ни в 1983 годах ничего подобного в доступе ещё не было.

Главное, что советские радиолюбители получили в своё распоряжение отличную конструкцию, с которой можно было работать в эфире, и которую можно было совершенствовать. Не хватало опыта, не было приборов, некоторые радиодетали приходилось «доставать», но это никого не останавливало.

Таким мне и запомнился 1984 год. Это был год, посвящённый отладке моего «Радио-76»!

Схемы генераторов для трансиверов

Генератор плавного диапазона для коротковолнового трансивера

Генератор плавного диапазона
для коротковолнового трансивера

В.Солошенко (UB5YD) г.Черкассы
(Источник — газета «Патриот Батькивщины» где-то 83-84 г.)

Прислал Леонид Коновалов UN7FAM konovalov_1961 (at) mail.ru

В связи с выпуском промышленностью кварцевых фильтров с частотой близкой к 9 мГц,возникают некоторые трудности при конструировании генератора плавного диапазона (ГПД).

Данная схема эксплуатируется на радиостанции UB5YD три года. Генератор работает на первой гармонике от 10 до 22 мГц и имеет хорошую стабильность (100Гц/час).

Контур L1 лучше использовать керамическим с возженой катушкой. Индуктивность 0,6 мкГн. Автор использовал контур от р/ст «Марс»(гетеродинный) 6,5 витков.Все подстроечные конденсаторы емкостью 4-15 пФ.Если на схеме первого и второго каскадов не показано ТКЕ — КСО группы Г.

Катушки L2 и L3 по 16 витков намотаны на верхнюю и нижнюю части катушки в сердечнике СБ-12. На частоту 5,2 мГц ее настраивают подбором конденсатора. Микросхему К133ТМ2 можно заменить на К155ТМ2. Она делит частоту генератора на 4 в диапазоне 14 мГц.
Конструктивно генератор лучше всего выполнить в литой закрытой коробке (как в трансивере КРС). Транзисторы Т1 и Т2 с их деталями расположены на плате внутри, а Т3 и Т4 на внешней плате.

Переключатель S3 можно использовать для реверса электронной шкалы, при частоте меньше или больше 9 мГц. Если детали исправны и нет ошибок, на выходе Т2 будет 1,2-1,5 В. Конденсаторами С1 и С2 можно подобрать уровень сигнала на выходе до 2 В.

Схемы генераторов для трансиверов

Автор:
Опубликовано 18.01.2006

Итак, самый главный блок любого передатчика – это генератор. От того, насколько стабильно и точно работает генератор, зависит, сможет ли кто-то поймать переданный сигнал и нормально его принимать.

В нашем ненаглядном Интернете валяется просто уйма различных схем жучков, в которых используются различные генераторы. Сейчас мы немного классифицируем эту уйму.

Номиналы деталей всех приведенных схем рассчитаны с учетом того, что рабочая частота схемы составляет 60…110 МГц (то есть, перекрывает наш любимый УКВ-диапазон).

«Классика жанра».

Транзистор включен по схеме с общей базой. Резисторный делитель напряжения R1- R2 создает на базе смещение рабочей точки. Конденсатор C3 шунтирует R2 по высокой частоте.

R3 включен в эмиттерную цепь для ограничения тока протекающего через транзистор.

Конденсатор C1 и катушка L1 образуют частотозадающий колебательный контур.

Кондер C2 обеспечивает положительную обратную связь (ПОС), необходимую для генерации.

Механизм генерации

Упрощенно схему можно представить так:

Вместо транзистора мы ставим некий «элемент с отрицательным сопротивлением». По сути – усилительный элемент. То есть, ток на его выходе больше, чем ток на входе (так вот хитро).

К входу этого элемента подключен колебательный контур. С выхода элемента на этот же колебательный контур подана обратная связь (через кондер C2). Таким образом, когда на входе элемента ток увеличивается (происходит перезарядка контурного конденсатора), увеличивается ток и на выходе. Через обратную связь, он подается обратно на колебательный контур – происходит «подпитка». В результате, в контуре устаканиваются незатухающие колебания.

Все оказалось проще пареной репы (как всегда).

В безбрежном инете можно еще встретить такую реализацию этого же генератора:

Схема называется «емкостная трехточка». Принцип работы – тот же.

Во всех этих схемах сгенерированный сигнал можно снимать либо непосредственно с коллектора VT 1, либо использовать для этого катушку связи, связанную с контурной катушкой.

Эту схему выбираю я, и советую вам.

R1 – ограничивает ток генератора,

C1, L1 – колебательный контур,

Катушка L1 имеет отвод, к которому подключен эмиттер транзистора. Этот отвод должен быть расположен не ровно посередине, а ближе к «холодному» концу катушки (то есть тому, который соединен с проводом питания). Кроме того, можно вообще не делать отвод, а намотать дополнительную катушку, то есть – сделать трансформатор:

Для понимания того, как работает такой генератор, давайте рассмотрим именно вторую схему. При этом, левая (по схеме) обмотка будет вторичной, правая – первичной.

Когда на верхней обкладке C1 увеличивается напряжение (то есть, ток во вторичной обмотке течет «вверх»), то на базу транзистора через конденсатор обратной связи C2 подается открывающий импульс. Это приводит к тому, что транзистор подает на первичную обмотку ток, этот ток вызывает увеличение тока во вторичной обмотке. Происходит подпитка энергией. В-общем – то, все тоже довольно просто.

Мое небольшое ноу-хау: можно поставить между общим и базой диод:

Этот диод ускоряет перезаряд C2, что приводит к увеличению мощности генерируемого сигнала. Однако, вместе с тем, это вносит в сигнал нелинейные искажения, так что на выходе придется ставить фильтры НЧ для подавления паразитных гармоник.

Сигнал во всех этих схемах снимаем с эмиттера транзистора либо через дополнительную катушку связи непосредственно с контура.

Двухтактный генератор для ленивых

Самая простая схема генератора, какую только мне приходилось когда-либо видеть:

В этой схеме легко улавливается схожесть с мультивибратором. Я вам скажу больше – это и есть мультивибратор. Только вместо цепочек задержки на конденсаторе и резисторе (RC-цепи), здесь используются катушки индуктивности. Резистор R1 устанавливает ток через транзисторы. Кроме того, без него генерация просто-напросто, не пойдет.

Механизм генерации:

Допустим, VT1 открывается, через L1 течет коллекторный ток VT1. Соответственно, VT2 закрыт, через L2 течет открывающий базовай ток VT1. Но поскольку сопротивление катушек раз в 100…1000 меньше сопротивления резистора R1, то к моменту полного открытия транзистора, напряжение на них падает до очень маленького значения, и транзистор закрывается. Но! Поскольку до закрытия транзистора, через L1 тек большой коллекторный ток, то в момент закрытия происходит выброс напряжения (ЭДС самоиндукции), который подается на базу VT2 открывает его. Все начинается по новой, только с другим плечом генератора. И так далее…

Этот генератор имеет только один плюс – простота изготовления. Остальные – минусы.

Поскольку в нем отсутствует четкое времязадающее звено (колебательный контур или RC-цепь), то частоту такого генератора рассчитать весьма сложно. Она будет зависеть от свойств применяемых транзисторов, от напряжения питания, от температуры и т.д. Во-общем, в серьезных вещах этот генератор лучше не использовать. Однако, в диапазоне СВЧ его применяют довольно часто.

Двухтактный генератор для трудолюбивых

Другой генератор, который мы рассмотрим – тоже двухтактный. Однако, он содержит колебательный контур, что делает его параметры более стабильными и прогнозируемыми. Хотя, по сути, он тоже довольно прост.

Видим колебательный контур L1 C1,
А дальше видим каждой твари по паре:
Два транзистора: VT1, VT2
Два конденсатора обратной связи: С2, С3
Два резистора смещения: R1, R2

Опытный глаз (да и не сильно опытный), обнаружит и в этой схеме схожесть с мультивибратором. Ну что же – оно так и есть!

Чем примечательна данная схема? Да тем, что ввиду использования двухтактного включения, она позволяет развивать двойную мощность, по сравнению со схемами 1-тактных генераторов, при том же напряжении питания и при условии применения тех же транзисторов. Во как! Ну, в общем, у нее почти нет недостатков

При перезаряде конденсатора в одну или другую сторону, через один из конденсаторов обратной связи поступает ток на соответствующий транзистор. Транзистор открывается, и добавляет энергию в «нужном» направлении. Вот и вся премудрость.

Особо изощренных вариантов исполнения этой схемы я не встречал…

Генератор на логических элементах

Если использование транзисторов в генераторе кажется вам несовременным или громоздким или недопустимым по религиозным соображениям – выход есть! Можно использовать вместо транзисторов микросхемы. Обычно используется логика: элементы НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, реже – Исключающее ИЛИ. Вообще говоря, нужны только элементы НЕ, остальное – излишества, только лишь ухудшающие скоростные параметры генератора.

Квадратики с дырочкой в правом боку – это инвертеры. Ну или – «элементы НЕ». Дырочка как раз указывает на то, что сигнал инвертируется.

Что такое элемент НЕ с точки зрения банальной эрудиции? Ну, то есть, с точки зрения аналоговой техники? Правильно, это усилитель с обратным выходом. То есть, при увеличении напряжения на входе усилителя, напряжение на выходе пропорционально уменьшается . Схему инвертера можно изобразить примерно так (упрощенно):

Это конечно, слишком просто. Но доля правды в этом есть.
Впрочем, нам пока что это не столь важно.

Итак, смотрим схему генератора. Имеем:

Колебательный контур L1 C1

Заметьте, что колебательный контур в этой схеме – последовательный. То есть, конденсатор и катушка стоят друг за другом. Но это – все равно колебательный контур, он рассчитывается по тем же формулам, и ничуть ни хуже (и не лучше) своего параллельного собрата.

Начнем сначала. Зачем нам нужен резистор?

Резистор создает отрицательную обратную связь (ООС) между выходом и входом элемента DD1.1. Это надо для того, чтобы держать под контролем коэффициент усиления – это раз, а также – чтоб создать на входе элемента начальное смещение – это два. Как это работает, подробно мы рассмотрим где-нибудь в обучалке по аналоговой технике. Пока что уясним, что благодаря этому резистору, на выходе и входе элемента, в отсутствие входного сигнала, устаканивается напряжение, равное половине напряжения питания. Точнее – среднему арифметическому напряжений логических «нуля» и «единицы». Не будем пока на этом заморачиваться, у нас еще много дел…

Итак, на одном элементе мы получили инвертирующий усилитель. То есть, усилитель, который «переворачивает» сигнал вверх ногами: если на входе много – на выходе мало, и наоборот. Второй элемент служит для того, чтобы сделать этот усилитель неинвертирующим. То есть, он переворачивает сигнал еще раз. И в таком виде, усиленный сигнал подается на выход, на колебательный контур.

А ну-ка, смотрим внимательно на колебательный контур? Как он включен? Правильно! Он включен между выходом и входом усилителя. То есть, он создает положительную обратную связь (ПОС). Как мы уже знаем из рассмотрения предыдущих генераторов, ПОС нужна для генератора, как валерьянка для кота. Без ПОС ни один генератор не сможет что? Правильно – возбудиться. И начать генерацию…

Все наверно знают такую вещь: если к входу усилителя подключить микрофон, к выходу – динамик, то при поднесении микрофона к динамику, начинается противный «свист». Это – ни что иное как генерация. Мы же подаем сигнал с выхода усилителя на вход. Возникает ПОС. Как следствие, усилитель начинает генерить.

Ну, короче, посредством LC -цепочки в нашем генераторе создается ПОС, приводящая к возбуждению генератора на резонансной частоте колебательного контура.

Ну что, сложно?
Если (сложно)

Теперь поговорим о разновидностях подобных генераторов.

Во-первых, вместо колебательного контура, можно включить кварц. Получится стабилизированный генератор, работающий на частоте кварца:

Если в цепь ОС элемента DD1.1 включить вместо резистора колебательный контур – можно завести генератор на гармониках кварца. Для получения какой-либо гармоники, нужно, чтобы резонансная частота контура была близка к частоте этой гармоники:

Если генератор делается из элементов И-НЕ или ИЛИ-НЕ, то входы этих элементов нужно запараллелить, и включать как обычный инвертор. Если используем Исключающее ИЛИ, то один из входов каждого элемента сажается на + питания.

Пара слов о микросхемах.
Предпочтительнее использовать логику ТТЛШ или быстродействующий КМОП.

Серии ТТЛШ: К555, К531, КР1533
Например, микросхема К1533ЛН1 – 6 инверторов.
Серии КМОП: КР1554, КР1564 (74 AC , 74 HC ), например – КР1554ЛН1
На крайний случай – старая добрая серия К155 (ТТЛ). Но ее частотные параметры оставляют желать лучшего, так что – я бы не стал использовать эту логику.

Рассмотренные здесь генераторы – далеко не все, что могут повстречаться вам в этой нелегкой жизни. Но зная основные принципы работы этих генераторов, будет уже намного проще понять работу других, укротить их и заставить работать на себя

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: