Трансвертерная приставка на 144-146 МГц

Щербаков Сергей UA9OGP Адрес Email - diador (at) ngs.ru (замените (at) на @)

 

1. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СХЕМЫ ТРАНСВЕРТЕРА.

1.1. Трансвертер предназначен для работы в диапазоне частот 144-146мГц совместно с базовым КВ трансивером, имеющим все виды излучения ( FM , SSB , CW ) и полосу частот 24-26 мГц. Выходная мощность трансвертера в режиме передачи SSB сигнала составляет около 5 Вт, при подаче на вход 100мВт. Чувствительность тракта при приеме во многом определяется чувствительностью базового КВ аппарата. У автора был применен КВ трансивер ТS -870 фирмы «Kenwood» и проведено сравнение работы в эфире со стационарным УКВ трансивером IС-820Н.

Работа в эфире производилась , как на «ближних» трассах до 200 км в режиме FM , так и на «дальних» -в режиме SSB и CW , Результаты сравнений в режиме приема оказались не в пользу дорогостоящего IC -820Н ( хотя последний был протестирован в одной из радиотехнических лабораторий г. Новосибирска и показал полное соответствие высоких электрических параметров, заявленных в техническом описании на данный аппарат).

1.2. Необходимо отметить, что в трансвертере были использованы многократно опробованные и хорошо зарекомендовавшие схемные узлы и блоки. Тем не менее каждый радиолюбитель может привнести в разработку что-то своё и улучшить технические параметры устройства.

Рис.1 Схема трансвертера (щелкните мышью для получения большого изображения).

В режиме приема сигнал с антенны поступает на УРЧ, выполненный на арсенид-галлиевом транзисторе средней мощности. Каскад имеет малые собственные шумы, большой коэффициент усиления ( свыше 20 дБ), высокий динамический диапазон. Далее с выхода УРЧ через полосовые фильтры сигнал поступает на реверсивный пассивный смеситель, выполненный на противофазно управляемых полевых транзисторах.

Смеситель обладает достаточно большим динамическим диапазоном, малыми шумами преобразования, хорошей развязкой между гетеродином и сигнальными цепями и практически не нагружает гетеродин. Более подробно смеситель описан в журнале "Радио" № 4 за 1983 год.

Гетеродин для данного смесителя должен вырабатывать частоту вдвое ниже рабочей, в нашем случае 60 мГц. При разработке трансвертера было уделено особое внимание спектральной чистоте гетеродина, для чего пришлось отказаться от каскадов умножения и усиления, а кварц возбуждается сразу на рабочей частоте 60 мГц (третья или пятая гармоника).

После смесителя сигнал с частотой 24-26 мГц выделяется на контуре L 4 и поступает на вход КВ трансивера.

В режиме передачи сигнал с частотой 24-26 мГц и мощностью до 100 мВт проходя через описанные выше реверсивные смеситель и полосовой фильтр преобразуется в полосу 144-146 мГц и далее усиливается трехкаскадным усилителем мощности (УМ), работающим в линейном режиме.

Вся коммутация ТХ/RХ производится с помощью реле Р1 иР2 и приведена на рис.2.

Рис.2 Схема коммутации RX/TX (щелкните мышью для получения большого изображения).

В качестве усилителя мощности можно применить недефицитные импортные модули из устаревших М67727 или более современные RA 60Н1317М фирмы «Мицубиси». В этом случае схема УМ значительно упрощаются, т.к. будет использован только первый каскад схемы , а на выходе трансвертера можно получить мощность до 75 Вт линейного усиления.

2. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЕТАЛИ В ТРАНСВЕРТЕРЕ.

2.1. Все детали трансвертера за исключением выходного каскада УМ смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита в соответствии с монтажной схемой, приведенной на рис.3., причем с нижней стороны платы фольга оставлена только для подключения цепей коммутации реле Р1 и Р2.

Рис.3 Монтажная плата (щелкните мышью для получения большого изображения).

Выходной каскад УМ смонтирован на односторонней печатной плате размером 35х35мм, которая закреплена на металлической стенке корпуса. Эскиз печатной платы в описании не приводится. В плате сделано отверстие диаметром, равным головке выходного транзистора , транзистор устанавливается непосредственно на стенке металлического корпуса ( корпус является тепловодом), а выводы припаиваются непосредственно к плате.

2.2. Все ВЧ соединения в трансвертере выполняются коаксильными кабелями (драйвер с выходным каскадом УМ, антенное гнездо с реле Р2 и далее к Ант.ТХ и Ант. RX ) типа РК-50-2.

2.3. В описанной конструкции гетеродина кварц применен гармониковый, т.е. на корпусе должна быть указана рабочая частота в мГц( в нашем случае 60 мГц). Если рабочая частота при максимальном напряжении на выходе L2 будет ниже 60 мГц, то последовательно с кварцем, включается емкость 4-15 пф, если выше- последовательно устанавливается L С контур ( см. рис 1).

2.4. Транзистор КТ368А можно заменить на КТ368Б,КТ399А,КТ306А.Б.В.Г. В смесителе возможно использовать полевые транзисторы КП 307,КП303 с любой буквой или КП312А. В УРЧ вместо АП602Б можно применить АП602 с любой буквой, либо маломощные АП325А-2 или импортные, например , MGF 4919 J . Естественно, для маломощных транзисторов потребуется установка рабочих режимов( I с 5-10мА, U си 1,5-2,0 В) В первом каскаде УМ допускается установка КТ939А, в последующих-КТ925А и КТ925Б, соответственно.

2.5. В качестве подстроечных емкостей автор применил импортные конденсаторы серии TZ 03, хотя с таким же успехом будут работать отечественные типа КПК,КПКМ,КТ и т.д. Единственное пожелание- в выходном каскаде УМ поставить емкость с воздушным диэлектриком.

2.6 В УРЧ КА507А заменяется на КА509А или в крайнем случае на диоды серии КД 514А.

2.7. Катушки индуктивности L1 и L2 намотаны на ферритовом ВЧ кольце, диаметром 7-10 мм и проницаемостью 20-30. L 1 –4 витка, L 2-4+4витка поводом ПЭЛШО 0,25 мм. Для улучшения симметрии L 1 и L 2 наматываются сразу тремя проводами( сложенные вместе и предварительно скрученные). Катушка L2 образована из двух обмоток, причем начало одной соединено с концом другой.

Возможна намотка L1 и L2 на цилиндрическом каркасе диаметром 5-6 мм с сердечником из ВЧ феррита, в этом случае на катушку потребуется одеть экран. L4 намотана ПЭЛ 0,3 мм на каркасе 5-6 мм с ферритовым подстроечным сердечником и содержит 10 витков с отводом от второго витка. Параллельно включается конденсатор с номиналом 56 пф.

L3, L5, L6- бескаркасные , содержат 3,5 витка ПЭЛ 0,8 мм, намотанных на болванке 6 мм. Отводы у L3 и L6 от первого витка , считая от «земли».
L8, L9, L10 –аналогично L5, но содержат по 3 витка.
L7 – аналогично L4, но не содержат отводов.

2.8 Др1,Др2,Др3,Др4,Др5, – дроссели бескаркасные намотаны виток к витку на болванке диаметром 4 мм проводом ПЭЛ 0,5 мм и содержат по 15 витков. Др7, Др8 – выполнены аналогично вышеприведенным, с той лишь разницей, что диаметр провода увеличен до 0,8 мм. Тр - 4 витка в два провода ПЭЛ 0,18 на кольце 30-100 Вч 7х4х2

2.9 F8 – ферритовая бусинка одетая на сток транзистора, изготовлена из дросселя типа ДМ ( от сердечника оставляется трубочка длинной 3 мм).

3. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО НАСТРОЙКЕ,

3.1. Гетеродин

Потребляемый ток устанавливается в интервале 6-9 мА . Вращая подстроечный конденсатор (или подстроечный сердечник L 1) добиваемся максимального напряжения на половинках катушки L 2. Напряжение, измеренное ВЧ вольтметром, составляет от 2 до 5 Вольт, при этом точки 1-1 смесителя и гетеродина должны быть соединены. Далее изменением реактивностей, включенными последовательно с кварцем, устанавливается частота точно 60 мГц.

Иногда встречаются экземпляры кварцев, у которых невозможно изменить частоту более 100 Гц реактивностями. Такие кварцы придется заменить, если они возбуждаются на частоте отличной от 60 мГц.

3.2. Смеситель.

L4 настраивается на частоту 25 мГц, а L5 и L6 на 144-146 мГц. Резистор смещения (47кОм) устанавливается, временно, в положение при котором средний вывод установлен на 1/3 сопротивления , считая от «земли».

3.3. УРЧ.

Необходимо установить ток стока транзистора в интервале 30-40 мА. Входной контур настраивается на частоту 145 мГц.

3.4. Усилитель мощности (УМ).

Установить токи покоя усилителя – в первом каскаде 10 мА, во втором 20 мА, в третьем 40 мА. После этого, нагрузив выход усилителя на безиндукционный эквивалент 50 Ом, подается от ГСС напряжение 0,5 В с частотой 145 мГц на вход УМ (напряжение питания УРЧ отключено) . Изменяя емкость подстроечных конденсаторов, а также раздвигая и сжимая витки катушек индуктивностей добиваются максимального показания ВЧ вольтметра.

3.5. Окончательная настройка трансвертера.

Подключается базовый КВ трансивер и в режиме приема производится окончательная настройка тракта. Для этого на вход УРЧ и ГСС подается сигнал с частотой 145 мГц и напряжением 10-20 мкВ. Используя S метр базового аппарата, настраивают окончательно L3, L4, L5, L6 на соответствующие частоты. Затем , вращая резистор смещения добиваются максимальных показаний.

Далее базовый аппарат переводится в режиме передачи ( 25 мГц) и производится окончательная подстройка емкостей и индуктивностей по максимуму отдачи на эквивалент. При этом контуры L5 и L6 не подстраивают, т.к. они должны быть оптимизированы в режиме приема.

3.6. Ряд замечаний, которые необходимо учесть при повторении трансвертера.

3.6.1. В режиме ТХ на вход трансвертера подается мощность не более 100 мВт, для чего в базовом КВ аппарате сигнал снимается с драйвера и делается соответствующая коммутация. Другим вариантом является изготовление в отдельном корпусе аттенюатора на 20 дБ с элементами обхода ( коммутация на двух реле) в режиме приема. С данным аттенюатором мощность базового аппарата не должна превышать 5-10 Вт.

3.6.2. В данной конструкции не рекомендуется использование ПЧ 28-30 мГц, т.к. появляется побочные каналы приема и передачи, связанные с преобразованием на третьей гармонике гетеродина.

3.6.3 Трансвертер необходимо собрать в металлическом корпусе, а все ВЧ соединения производить коаксиальным кабелем с целью полного устранения помех рядом расположенным ТV (гетеродин 60 мГц находится в полосе пропускания второго ТV канала).

4.ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЕТАЛИ И НАМОТОЧНЫЕ ДАННЫЕ.

4.1  Кварц используется гармониковый, т.е. на корпусе указана рабочая частота в Мгц( в нашем случае 60 мГц). Если фактически частота на L 2 будет ниже 60 мГц, то последовательно с кварцем включается емкость 4-15пф, если выше- последовательно устанавливается LC контур( см.рис.1).

4.2  Транзисторы возможно заменить на следующие:

№ п/п	Применяемый транзистор	Возможная замена
1	КТ368А	КТ368Б,КТ399А,КТ306 с любой буквой
2	КП307Б	КП307с любой буквой КП303 с любой буквой КП312А
3	АП602Б	АП602 с любой буквой АП325А-2, MGF 4919 J (для последних потребуется установка рабочих режимов I с 5-1-мА, U си 1,5-2,0 В)
4	КТ610А	КТ939А
5	КТ913Б	КТ925А
6	КТ913В	КТ925Б
7	КА507А	КА509А, КД 514А

4.3  Подстроечные емкости типа TZ03, либо КПК, КПКМ, КТ и т.д. .В выходном каскаде желательно емкость с воздушным диэлектриком.

4.4 Индуктивности.

№п/п	Наименование	Использован провод	Каркас, Диаметр	Кол-во витков	Примечание
1	L1, L2	ПЭЛШО 0,25 мм	В4 ферритовое кольцо, диам.7-10мм, Либо: каркас диам. 5-6 мм с подстроечным сердечником с ферритом	L 1-4 L 2-4+4 То же	Намотка сразу в три провода То же, необходим экран
2	L4	ПЭЛ 0,3 мм	Каракас 5-6 мм с ферритовым сердечником	10	Необходимо экранировать. Параллельно емкости 56пф. Отвод от 2- го витка.
3	L3, L5, L6	ПЭЛ 0,8 мм	Бескаркасные диаметром 6 мм	3,5	Отвод от L 3 и L 6 1-го витка от «земли»
4	L8, L9, L10	ПЭЛ 0,8 мм	То же	3
7	L7	ПЭЛ 0,3 мм	Каркас 5-6 мм с ферритовым сердечником	10

4.5  Дроссели Др1,Др2, Др3,Др4,Др5, Др6 –бескаркасные, намотаны виток к витку на болванке 4мм , провода ПЭЛ 0,5 мм и содержат по 15 витков. Др7, Др8 – аналогичные, но диаметр провода увеличен до 0,8 мм.

F8 - ферритовая бусинка , изготовленная из промышленного дросселя типа ДМ. От сердечника оставлена трубочка длинной 3 мм.

4.6. Трансвертер собран на печатной плате из фольгированого стеклотекстолита в соответствии с рис.2, а выходной каскад УМ на отдельной плате, которая закреплена на стенке тепловода (эскиз платы не приведен).

5. ПРИМЕЧАНИЯ.

5.1. В режиме ТХ на вход трансвертора подается мощность не более 100 мВт.

5.2. В данной конструкции не рекомендуется использование ПЧ 28-30 мГц, т.к. появляется побочные каналы приема и передачи, связанные с преобразованием на третьей гармонике.

5.3. Трансвертер необходимо собрать в металлическом корпусе, а все соединения производить коаксиальным кабелем с целью полного устранения помех TV ( гетеродин 60 мГц находится в полосе пропускания второго TV канала).

5.4. Выходная мощность трансивера в режиме передачи SSB сигнала составляет около 5 Вт ( при подаче на вход 100 мВт). Чувствительность тракта при приеме во многом зависти от чувствительности базового КВ аппарата.

При применении импортного КВ аппарата, чувствительность трансверта соизмерима и даже превосходит дорогостоящие импортные УКВ трансиверы ( IС820H ), что показали результаты сравнений в режиме FM на «ближних» до 200 км и в режиме SSB и CW на «дальних» трассах.