Динамический диапазон 93 дБ у трансивера FT-840
Александр ШАМАРДИН (UA9SEK), с. Грачевка Оренбургской обл.
Прошло более десяти лет с момента начала выпуска фирмой YAESU трансивера FT-840, одного из самых распространенных в нашей стране зарубежных трансиверов. Но до сих пор граней-вер пользуется устойчивым спросом благодаря хорошим эксплуатационным характеристикам, простоте, надежности и относительно низкой цене. Однако при многих его положительных качествах существует и некая существенная "ложка дегтя", которая не то чтобы отравляет жизнь владельцам FT-840, нет, она порой создает некий дискомфорт от невозможности слушать и... слышать. Имя ее — "недостаточный динамический диапазон". Как с ней бороться "в отдельно взятом трансивере" — рассказывает эта статья.
Несколько лет назад в Интернете на сайте кубанских радиолюбителей [1] появилась статья Ю. Н. Зайцева (UA6CR) и Г. Г. Сокола (UA6CL) "Доработки и изменения в трансивере FT-840". В статье впервые приведены результаты измерений реального динамического диапазона трансивера и даны конкретные рекомендации по повышению качества работы его приемного тракта. Основная суть статьи в следующем: измеренный авторами двухсигнальным методом (при расстройках 5 и 10 кГц) динамический диапазон по IMD3 (интермодуляционным искажениям третьего порядка) приемного тракта трансивера оказался равен всего лишь 48 дБ. Анализ схемы и измерения режимов усиления сигнала показали, что главная причина — в перегрузке второго смесителя, так как усилитель первой ПЧ имеет чрезмерно большой коэффициент усиления, а второй смеситель выполнен не по балансной схеме. Авторы уменьшили Кус первого УПЧ, сохранив общий коэффициент усиления приемного ВЧ тракта увеличением усиления по второй ПЧ. Для этого между стоком и первым затвором транзистора усилителя первой ПЧ включили цепь ООС, состоящую из последовательно включенных резистора и конденсатора. Тщательно настроив контуры ПЧ и увеличив усиление по второй ПЧ (в трансивере имеется соответствующая регулировка), восстановили чувствительность. После такой переделки динамический диапазон трансивера по IMD3 увеличился до 72 дБ, а по компрессии второго смесителя — на 10 дБ.
Переделав свой FT-840, согласно рекомендациям в статье, я действительно получил "динамику" 72 дБ по интермодуляции третьего порядка. Измерения проводил по методике, описанной в [2, 3], с помощью двух кварцевых генераторов с частотами 4100 и 4112 кГц, сумматора сигналов и аттенюатора.
Рис. 1
И хотя динамический диапазон стал на 24 дБ больше, по моему мнению, этот показатель не соответствует требованиям современного спортивного аппарата. Также не давало покоя упоминание в статье о недостатках второго смесителя (его схема показана на рис. 1). Поэтому я и решил заменить второй смеситель в приемном тракте трансивера на диодный кольцевой.
Схема смесителя на элементах Т1, VD1—VD4, Т2, установленного взамен штатного, приведена на рис. 2. Транзистор VT1 работает в линейном режиме при токе покоя 20...25 мА. Он предназначен для компенсации потерь в пассивном смесителе (5...6 дБ) и согласования низкого выходного сопротивления смесителя с нагрузкой. Коэффициент усиления каскада — 12 дБ. Сток транзистора VT1 подключен к отводу контура Т1002. Резонансная частота настройки контура (8215 кГц) при этом практически не изменяется. Микросхема DA1 усиливает сигнал второго гетеродина трансивера (38,84 МГц) до уровня 1,5...1,7 В, необходимого для нормальной работы смесителя.
Рис. 2
Измерения, проведенные тем же двухсигнальным методом с SSB фильтром с полосой 2,4 кГц, дали результат 93 дБ по интермодуляции третьего порядка. Шумы всего тракта приема заметно снизились при сохранении высокой чувствительности (50 нВ — пороговая и 0,15 мкВ — реальная при соотношении сигнал/шум 12 дБ). Измерения с CW фильтром с полосой 500 Гц не проводились ввиду отсутствия такового, но предполагаю, что цифры могут быть на 8... 10 дБ больше. По компрессии усилитель на транзисторе VT1 не измерялся.
Все детали смесителя размещены на плате размерами 35x25 мм из двустороннего фольгированного фторопласта (можно применить и стеклотекстолит) толщиной 1,5 мм. Монтаж навесной, на "пятачках", по методике, описанной в [4]. Плата припаяна вертикально, перпендикулярно общему проводу основной платы трансивера около контуров Т1001—Т1003. Под винтовое крепление транзистора VT1 в плате смесителя просверлено отверстие диаметром 5 мм. Транзистор закреплен гайкой М5, служащей, как и обратная сторона платы, теплоотводом. Выступающую за гайку оставшуюся часть винта транзистора можно отпилить.
Рис. 3
Трансформаторы Т1 и Т2 намотаны на кольцевых магнитопроводах типоразмера К7х4х2 из феррита 1000НН. Обмотки содержат 3x4 витка из свитых вместе проводов ПЭВ-2 0,2. Дроссель L1 намотан проводом ПЭВ-2 0,2 в один слой до заполнения на кольцевом маг-нитопроводе типоразмера К4х2х1,5 из феррита 1000НМ. Микросхема DA1 — гибридный двухкаскадный широкополосный усилитель (12...80 МГц) от промышленной радиостанции. Ее можно заменить любой микросхемой широкополосного высокочастотного усилителя с Куо, равным 10...12 дБ, или выполнить этот каскад на маломощном транзисторе, как в [5].
Смеситель с усилителем подключают вместо Q1011, R1025, С1039 между точками, показанными на рис. 1 крестиками, для чего печатные проводники на основной плате трансивера в указанных местах перерезают. Цепь затвора транзистора Q1011 можно оставить без изменения. Все соединения между платой смесителя и основной платой выполнены коаксиальным кабелем РК50-1-12.
Как показала практика работы в эфире, подавитель импульсных помех (ПИП) трансивера FT-840 хорошо подавляет монотонную помеху (типа "дятел"), идущую с уровнем более 8 баллов по S-метру, и практически не работает при малых уровнях сигнала помехи. Видимо, усиления двух каскадов ПИП, выполненного на транзисторах Q1055 и Q1056, недостаточно. Добавление еще одного каскада в тракт УПЧ приемника импульсных помех (рис. 3) позволило улучшить этот параметр на 4...5 баллов по S-метру. Каскад включается в разрыв цепи между конденсаторами С1029 и С1220.
Монтаж дополнительного каскада выполнен навесным способом рядом с транзистором Q1055. Вместо конденсатора С1029 емкостью 100 пф установлен конденсатор емкостью 470 пф. Контур L2C2 — малогабаритный контур ПЧ на 10,7 МГц от импортного радиоприемника или магнитолы, перестроенный на частоту ПЧ трансивера (8215 кГц). Конструкция дросселя L1 такая же, как в смесителе. Элементы R1 и С1 — для поверхностного монтажа типоразмера 0805 или 1206.
Трансивер с описанной доработкой эксплуатируется мною уже более года. Качество приема сигнала позволяет говорить о том, что аппарат встал в один ряд с более совершенными и дорогими трансиверами 1-го и 2-го классов.
ЛИТЕРАТУРА
1. http://www.cqham.ru/840jTiods.htm
2. Дроздов В. В. Любительские KB тран-сиверы. — М.: Радио и связь, 1988.
3. Скрыпник В. А. Приборы для контроля и налаживания радиолюбительской аппаратуры. — М.: Патриот, 1990.
4. Жутяев С. Г. Любительская УКВ радиостанция. — М.: Радио и связь, 1981.
5. Ред Э. Т. Схемотехника радиоприемников. — М.: Мир, 1989, с. 25.