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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Ricetrasmettitore Nodi KB. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Radiocomunicazioni civili In continuazione della pubblicazione dei nodi KB TRX [1], offro ai lettori la versione finale della scheda principale del ricetrasmettitore. Questo nodo non ha soluzioni uniche, i circuiti sono variazioni sul tema di TRX RA3AO e Ural-84M. I requisiti principali nella scelta di un progetto sono ripetibilità, semplicità pur mantenendo le massime caratteristiche ottenibili. Viene utilizzata la base dell'elemento disponibile oggi. Molte decisioni possono essere criticate: il processo creativo è infinito, con continue alterazioni e miglioramenti è difficile vedere la versione finita, ma è stato necessario fermarsi e produrre circuiti stampati in modo industriale. Inizialmente, il ricetrasmettitore è stato concepito per il funzionamento in SSB come principale modalità di radiazione. Per restringere la larghezza di banda, viene introdotto un filtro di cancellazione a quattro cristalli con regolazione della banda. Per gli appassionati di ricezione a banda stretta, si può consigliare, come avviene nel TRX di marca, di sostenere costi aggiuntivi per la produzione o l'acquisto di filtri al quarzo a banda stretta di alta qualità. Di norma, un filtro ladder fatto in casa in quarzo, il più popolare tra i radioamatori, ha caratteristiche insufficienti per una ricezione a banda stretta di alta qualità. Per questi scopi, è necessario realizzare un filtro secondo un circuito a ponte differenziale o utilizzare quarzo di altissima qualità. È possibile acquistare un set di filtri di marca, anche se avranno un costo paragonabile a tutti gli altri costi del ricetrasmettitore. L'opzione "up conversion" non è stata considerata a causa della mancanza di un circuito sintetizzatore di frequenza abbastanza semplice e ben consolidato. Questa opzione di costruzione ha senso in un dispositivo con copertura continua da 1 a 30 MHz e per il funzionamento in nove bande amatoriali strette, una selettività accettabile può essere fornita da un IF 5 ... 9 MHz più economico. Molte persone riscontrano problemi con la soppressione della portante di almeno 40 dB quando modellano il segnale SSB direttamente sull'IF. Mi sembra che questo problema sia più artificioso di quanto non sia in realtà. In quasi tutti i ricetrasmettitori di marca economici, la formazione avviene a IF 8 ... 9 MHz. Penso che sia improbabile che qualcuno senta un vettore non soppresso, ad esempio, nel TRX FT840 o TS50. La qualità dell'assieme del condizionatore di segnale SSB dipende dall'alfabetizzazione e dalla perseveranza del produttore. È possibile ottenere prestazioni eccellenti utilizzando il modulatore più semplice sui varicap, come avviene nel TRX Ural-84. Semplicemente non è necessario sforzarsi di ricevere dal modulatore livelli sufficienti per costruire lo stadio di uscita, quindi non è possibile sopprimere la portante. Nello sviluppo della scheda principale abbiamo utilizzato elementi che possono essere trovati in quasi tutti i mercati radiofonici. Qualcosa di particolare, con terminali placcati in oro, con indice VP è stato subito escluso. Ad esempio, il guadagno richiesto può essere ottenuto da due stadi su un BF980 importato. Ma non sono sempre in vendita, quindi sono stati utilizzati analoghi domestici del KP327, sebbene abbiano parametri peggiori. La scheda non contiene parti insostituibili. La sensibilità dall'ingresso della scheda, che può essere ottenuta senza un accurato debug di ogni stadio individualmente, è 0,2...0,3 µV, con la selezione delle parti e un'attenta messa a punto - 0,08...0,1 µV. Uno dei ricetrasmettitori con tale scheda principale e un sintetizzatore descritti in [2] aveva una sensibilità di 0,4 μV quando l'UHF era spento e una selettività a due segnali quando venivano forniti due segnali con una separazione di 8 kHz, 95 dB. Le misurazioni sono state effettuate da UT5TC. Questi non sono valori limitanti, perché Il ricetrasmettitore utilizzava filtri passa-banda in ingresso su telai con un diametro di 6 mm con un'attenuazione sufficientemente elevata e diodi ad alta frequenza convenzionali nel mixer. Sebbene, come dimostra l'esperienza, nei ricetrasmettitori progettati per il normale lavoro quotidiano in onda, non è necessario inseguire i numeri di gamma dinamica. Un valore di 80 dB è adatto alla maggior parte dei radioamatori. L'uso di un ricevitore super dinamico ha senso in TRX solo per le competizioni testa a testa ea condizione che tutti i concorrenti operino segnali in linea. I problemi con l'interferenza del trasmettitore del vicino spesso non derivano dalla bassa gamma dinamica del ricevitore, ma dal fatto che lo sfortunato radioamatore, cercando di urlare a tutti, sintonizza il suo trasmettitore secondo il principio: tutte le frecce a destra fino in fondo . Secondo le osservazioni di US5MIS, che da molti anni gira le manopole di FT840, "Priboy" e RA3AO, a orecchio tutta questa apparecchiatura suona quasi la stessa cosa. Ma quando le misurazioni comparative sono state effettuate utilizzando lo stesso metodo, il TRX RA3AO ha risposto a un livello di 1 V sul canale adiacente, il Priboi - di 0,8 V e l'FT840 - di 0,5 V. Ma facilità d'uso, stabilità e servizio ha preso il suo pedaggio - ha lasciato FT840. Descrivo tutto questo non per mostrare quanto sia buona la nostra attrezzatura fatta in casa (o semi-casalinga, come “Priboy”), ma per chiarire che la ricerca della gamma dinamica ha senso fino a un certo livello e in condizioni specifiche. Penso che molti felici possessori del super dinamico RA3AO sarebbero felici di scambiarlo con il "debole" FT840 in termini di dinamica. Voglio toccare un altro stereotipo comune tra i nostri radioamatori. Questa è la convinzione che il sintetizzatore sia "rumoroso". Dopo la nascita dei sintetizzatori Kovel, nessuno dei miei ricetrasmettitori era con un VPA, solo e solo un sintetizzatore. Sopra, ho descritto la sensibilità ottenibile dall'ingresso della scheda principale quando utilizzato come sintetizzatori VFO. Di che tipo di rumore possiamo parlare quando né G4-102A, né G4-158, né G4-18 possono misurare la massima sensibilità. Ho dovuto realizzare un oscillatore a cristallo separato, alimentarlo a batterie, schermarlo con un doppio schermo e utilizzare un attenuatore fino a 136 dB per valutare la sensibilità della scheda. Passiamo alla descrizione della scheda principale stessa, che comprende: - UHF commutabile, mixer reversibile, diplexer passivo, stadio FET reversibile corrispondente, filtro a cristallo principale (immagine 1); - Array IF, oscillatore di riferimento, rivelatore (immagine 2); - Nodo ULF e AGC (immagine 3). Consideriamo lo schema elettrico in dettaglio. Amplificatore ad alta frequenza (VT5) - con circuito di feedback negativo di tipo X [7]. I possibili parametri di questo tipo di amplificatori vanno da:
In poche parole, UHF non è sovraccaricato sui 40 metri anche la sera quando il livello di interferenza è molto alto. L'estrema sensibilità è tale da permettere di sentire il rumore dell'aria a 28 MHz, anche nelle zone rurali. Uno dei migliori transistor per un tale amplificatore è KT939A. KT606A è stato incluso nella scheda come più economico e più comune. Non c'è bisogno di preoccuparsi troppo che UHF peggiori la gamma dinamica di RX (di nuovo, sto parlando di "dinamica", sono peccaminoso, io stesso una volta amavo le cifre limitanti). Innanzitutto, UHF è commutabile, puoi sempre disattivarlo. In secondo luogo, l'accensione è solitamente richiesta solo sulle bande più silenziose durante la bassa penetrazione, quando tutte le stazioni sono ascoltate a un livello basso ed è improbabile che una qualsiasi delle stazioni sovraccarichi questa cascata. E in terzo luogo, "il diavolo non è così terribile come è dipinto". Quasi tutte le RPU industriali, ad esempio R399A, utilizzano UHF e non commutabili. La configurazione di questa cascata dipende dalle esigenze dell'utente. A seconda del tipo di transistor e della sua modalità, è possibile fornire la massima sensibilità possibile o l'effetto minimo di questo stadio sul limite superiore della gamma dinamica. Ho scritto del mixer in un precedente articolo [6], i suoi circuiti sono presi in prestito da [4]. I principali vantaggi di questa opzione sono la reversibilità e una gamma dinamica sufficientemente ampia (Dbl - fino a 140 dB) con un basso livello dell'oscillatore locale. Naturalmente, in termini di numero di parti, è più complicato e più costoso dei miscelatori comunemente usati. Ma non dobbiamo dimenticare che questo nodo determina la qualità dell'intero ricevitore e risparmiarci è inutile. Come la parte ricevente percepirà l'aria, cosa si può sentire lì e quanto "spazzatura" verrà distribuita per la trasmissione, quanto dovranno essere complessi i filtri passa-banda per poter funzionare senza TV1. Parte del divisore (D1) doveva essere installato direttamente al miscelatore per garantire segnali antifase all'ingresso dei bracci VT1, VT2 e VT3, VT4. Questo è il requisito più importante da parte dell'oscillatore locale. Se si utilizza un oscillatore locale convenzionale, i segnali antifase devono essere generati in modo diverso. Qui viene utilizzata anche una variante dell'aggancio più semplice con il sintetizzatore Kovel. L'uso del trigger è dovuto anche al fatto che alla sua uscita il segnale è il più vicino possibile al meandro. Quando si collega a un GPA convenzionale, è necessario utilizzare altri microcircuiti ESL, ad esempio tipi LM, TL, ecc. Il requisito principale è che all'ingresso degli interruttori a transistor devono esserci segnali ad alta frequenza di livello uguale, ma idealmente antifase. Le chiavi utilizzano transistor KT368 e KT363 consigliati in [4]. Non sono stati effettuati esperimenti con altri transistor. Il mixer è azionabile con vari tipi di diodi. Si può presumere che i diodi Schottky saranno i migliori. Il passaggio da KD922 a KD512, KD514 non provoca alcun evidente deterioramento dei parametri (a seconda della selezione dei diodi). A mio avviso, il principale vantaggio dei diodi KD922 rispetto a tutti gli altri è che vengono forniti selezionati e confezionati in contenitori singoli (quindi la miscelazione è esclusa). Con KD503 accuratamente selezionato, il mixer funziona più o meno allo stesso modo di KD922. La simmetria e la lavorazione del trasformatore T1 sono molto importanti. Resistenze di ingresso dall'ingresso T1:
Questo deve essere preso in considerazione durante il coordinamento con il DFT. Puoi provare diversi rapporti di rotazione per avvicinare l'impedenza di ingresso a 50 ohm, ma si è rivelato più facile cambiare le bobine di accoppiamento DFT per adattarle alla resistenza specifica della scheda principale. Per l'abbinamento con le fasi successive, viene utilizzato un diplexer convenzionale. Sulla fig. 1 mostra i dati del diplexer per IF=9 MHz. In linea di principio, non è possibile installare questo nodo. Un buon accordo si ottiene selezionando la modalità VT15 KP903, tuttavia l'uso di un diplexer consente di ottenere la massima sensibilità possibile e, se non si eliminano completamente i punti interessati, ridurne notevolmente il livello. Lo stadio VT15 bidirezionale attivo dopo il mixer dovrebbe avere la figura di rumore più bassa possibile, non degradare la gamma dinamica del mixer e compensare l'attenuazione introdotta dal mixer, DFT e diplexer. Il transistor più comune e di alta qualità per questa cascata è il KP903A. È possibile utilizzare KP307, KP303, KP302 (con il valore di pendenza massima), KP601. Dopo VT15, il segnale attraverso il trasformatore T3 viene inviato al filtro al quarzo ZQ1. Il resistore R26 viene utilizzato per l'abbinamento, potrebbe non essere necessario. Questa procedura può essere eseguita anche utilizzando R22. Come ZQ1 è stato utilizzato un filtro al quarzo a sei cristalli a scala (Fig. 4). Per restringere la larghezza di banda in modalità CW, condensatori aggiuntivi vengono attivati in parallelo con i risonatori esterni utilizzando un relè. Un tale filtro CW, ovviamente, non può essere definito di alta qualità. Le ventole CW a banda stretta richiedono un filtro a cristalli separato. Perché viene applicato un filtro a sei cristalli? Di solito praticato otto e anche dieci piatti. Ma non dimenticare che questo filtro viene utilizzato anche per la trasmissione e per una qualità SSB accettabile è necessaria una larghezza di banda di circa 3 kHz. Ma per la ricezione in condizioni di bande amatoriali sovraccaricate, è sufficiente una banda di 2,2 ... 2,4 kHz. Pertanto, è stato scelto un Compromesso: una larghezza di banda di -3 dB - 2,3 ... 2,4 kHz con una quadratura più piccola. Di conseguenza, abbiamo una ricezione di qualità piuttosto elevata e un buon segnale di trasmissione (cosa che non si può dire dei segnali che si formano usando filtri a otto cristalli). Un altro vantaggio rispetto al filtro a otto cristalli è una minore attenuazione nella banda di trasparenza. Ciò garantisce il raggiungimento della massima sensibilità dell'intero percorso di amplificazione.
Per aumentare l'attenuazione al di fuori della banda di trasparenza nel percorso IF, è stato utilizzato un filtro a quattro cristalli di pulizia (Fig. 5). L'attenuazione totale di entrambi i filtri supera i 100dB. Le figure 4, 5 mostrano i dati medi dei filtri a scala di quarzo fatti di piastre nell'alloggiamento B1, che si incontrano più spesso. Il filtro di pulizia riduce il rumore introdotto dal percorso IF e, grazie alla regolazione uniforme della larghezza di banda applicata, consente di deviare leggermente dalle interferenze nella modalità SSB. Non si dovrebbero, ovviamente, riporre grandi speranze in una tale variante di un cambio di larghezza di banda regolare. In primo luogo, il restringimento si verifica solo su un lato della pendenza del filtro e, in secondo luogo, è problematico ottenere più di 40 dB da uno ZQ a quattro cristalli. Ma la complicazione è così semplice ed economica che non ha senso rifiutare un servizio del genere, anche se piccolo. Il filtro dovrebbe essere progettato per una larghezza di banda di 2,4 kHz. Con un graduale restringimento della banda da parte dei varicap, la pendenza superiore si avvicina a quella inferiore, a seconda del fattore di qualità del quarzo, fino alla banda di 600 ... 700 Hz. Ma a causa della bassa quadratura del filtro, anche con una tale larghezza di banda, è possibile ricevere stazioni SSB. Questa modalità viene spesso utilizzata negli intervalli di 160, 80 e 40 M. Invece dei varicap indicati, possono essere utilizzati diversi KB 119, KB 139 collegati in parallelo.
Il filtro a cristalli ZQ1 è coerente con il percorso IF (Fig. 2) attraverso il circuito risonante L3 con la bobina di accoppiamento. Se la resistenza del filtro è notevolmente diversa da 300 ohm, è necessaria la selezione del numero di giri della bobina di accoppiamento. Il transistor VT7 si accende durante la trasmissione. Il secondo gate controlla la potenza di uscita del ricetrasmettitore. La linea UFC è assemblata su transistor KP327. Circuito preso in prestito da RA3AO. A mio parere, questa è una delle migliori opzioni per costruire un tale percorso. Qui puoi usare transistor a effetto di campo a doppia porta e altri tipi. BF980 si è rivelato il migliore. Il nostro settore non è riuscito a copiare le caratteristiche di questo transistor, KP327 rispetto al BF980 è peggiore sia in Ksh che in Kus, sebbene il Kus dei transistor non sia di importanza decisiva. Per VT8, è necessario scegliere un transistor con rumore minimo. Solitamente i migliori esemplari si incontrano tra i KP327A. VT9, VT10, VT11 possono anche essere sostituiti da KP350. Il vantaggio di KP327 rispetto a KP350 e KP306 è nel miglior valore di Ksh, resistenza all'elettricità statica e i "cercatori d'oro" non reagiscono ad essi in alcun modo, perché. i transistor non contengono metalli preziosi. Per regolare il guadagno è stata utilizzata la proprietà di saturazione delle caratteristiche di trasmissione dei transistori ad effetto di campo sulla prima porta a bassa tensione sulla seconda [2]. Il guadagno eccessivo viene rimosso deviando i circuiti IF con i resistori R38 e R46. Non aumentare i livelli RF sulle prime porte dei transistor in modo che il valore della tensione istantanea non superi la soglia di apertura dei diodi zener di protezione statica (15 V). In caso contrario, i diodi zener si aprono e bloccano il funzionamento dell'AGC - questo vale per le ultime due cascate dell'IF. Il rivelatore e l'oscillatore di riferimento, l'ULF preliminare e l'AGC sono simili [2]. Il transistor VT13 (Fig. 3) può essere utilizzato per accendere e spegnere il circuito AGC e per bloccare l'AGC durante la trasmissione in modo che le letture dell'S-meter non siano distorte, che in questa modalità mostra la potenza di uscita del trasmettitore. Come VT 13, puoi utilizzare sia un transistor ad effetto di campo che un bipolare. Il transistor bipolare ha una resistenza collettore-emettitore inferiore, quindi devia meglio il circuito AGC. Il circuito dell'amplificatore raddrizzatore AGC è simile a [2]. Le caratteristiche di temporizzazione della catena "veloce" sono state modificate, la capacità di C74 doveva essere aumentata a 0,047 ... 0,1 μF. Il microcircuito K174UN14 è stato utilizzato come terminale ULF, in una tipica inclusione, la larghezza di banda dall'alto è determinata dalla catena C69, R80; il guadagno può essere regolato dalla resistenza R81. L'uscita ULF può essere caricata su un altoparlante o tramite un divisore R84, R85 sulle cuffie. Dettagli Le bobine L1...L6 sono avvolte su telai con un diametro di 5 mm, con un nucleo di sintonia SCR-1. L3 ... L6 contengono 25 ... 30 spire di filo PEVO, 2. LCB - 3...4 giri all'estremità "fredda" di L3. L9, L10 - induttanze con un'induttanza di 50 ... 100 μH. L11 - induttore 0...30 µH. I trasformatori T1 ... TZ sono avvolti con filo PEVO, 16 su anelli K 10x6x3 in ferrite 1000 nn. T1 contiene 10 giri di torsione in tre fili, T3 - 9 giri di torsione in due fili, T2 è avvolto con una torsione di tre fili: avvolgimento I - 3 giri, II - 10 giri, III - 10 giri. Cedendo alla volontà di garantire la "scheda singola" dell'intero progetto del ricetrasmettitore, abbiamo deciso di separare l'oscillatore locale di riferimento sulla scheda madre. Questo, ovviamente, ha complicato la situazione con i "punti interessati". Alcuni di essi potrebbero essere evitati del tutto se l'oscillatore locale di riferimento fosse realizzato in un compartimento schermato separato. Con un IF di successo, il numero di punti non supera 3 ... 5 per tutti e nove gli intervalli. È possibile eliminarli quasi completamente se si armeggia con ulteriori messe a terra del bus di alimentazione del microcircuito e metallizzazione attorno a questo nodo. Posizione delle parti sulla scheda (Fig. 7) La configurazione della scheda è tipica, è stata ripetutamente descritta nella letteratura radioamatoriale. I valori degli elementi R1 e C1 dipendono da quale nodo viene utilizzato come oscillatore locale. Se questo è un sintetizzatore Kovel, R1=470...680m, C può avere un valore da 68 pF a 10 nF. La qualità dell'abbinamento è percepibile ad orecchio dal numero minimo di "punti di disturbo" del sintetizzatore. Gli elementi LI, L2, C7, C9 sono sintonizzati sulla risonanza alla frequenza IF. Il resistore R19 può avere una valutazione di 50 ... 200 ohm. La qualità del matching di questo nodo determina la diminuzione complessiva del livello di "lesioni" e un leggero aumento della sensibilità. L'abbinamento ZQ1 è ottenuto dai resistori R22, R26, Kf e dalla selezione del numero di giri LC8. Il filtro di pulizia ZQ2 è abbinato alle resistenze R52 e. R54. Il guadagno complessivo del percorso IF può essere selezionato utilizzando R28, R38, R46. I resistori R39, R47, R53, R60 influenzano Kus e determinano la qualità della cascata AGC. Sulla fabbricazione di trasformatori. Sono state testate ferriti con una permeabilità di 400 ... 2000, il diametro degli anelli era di 7 ... 12 mm, torsione dei fili e senza torsione. Conclusione: tutto funziona. I requisiti principali sono l'accuratezza di fabbricazione, l'assenza di un cortocircuito dell'avvolgimento in ferrite e la simmetria obbligatoria dei bracci. I diodi nel mixer devono essere selezionati almeno in base alla resistenza e alla capacità della giunzione aperta. Transistor VT1, VT2; VT3, VT4 devono essere selezionati come coppie complementari identiche. Nell'emettitore VT5 i valori R e C della catena non sono indicati. Dipendono dal tipo di transistor. Per KT606 R - entro 68...120 Ohm, e C dovrebbe essere regolato sul guadagno massimo a 28 MHz (solitamente 1nF). Utilizzando R29 è possibile selezionare la corrente attraverso il transistor, ad esempio, in base alla massima sensibilità. I transistor KP327 sono saldati sul fondo della scheda. Sulla parte superiore del pannello, dal lato di installazione del pezzo, viene lasciata la pellicola, i fori sono svasati. Le bobine sono coperte da schermi. Per l'acquisto di circuiti stampati o assemblaggi personalizzati, contattare l'autore, frequenza - 3,700 dopo le 23.00 MSK. Letteratura: 1. Radioamatore. - 1995. N. 11,12.
Autore: A. Tarasov (UT2FW), Ucraina, regione di Odessa, Reni; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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