ПОВЫШЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ СТАБИЛЬНОСТИ РАБОЧЕЙ ЧАСТОТЫ ТРАНСИВЕРА RA3AO
В.УСОВ, В.ГРИНМАН.
В данной статье рассмотрена проблема повышения температурной стабильности рабочей частоты трансивера RA3AO путем введения в его состав схемы термокомпенсации напряжения питания варикапа узла расстройки частоты.
Повышение температурной стабильности рабочей частоты трансивера RA3AO при изменении окружающей температуры и самопрогреве аппарата в процессе работы может быть достигнуто путем термокомпенсации напряжения питания варикапа VD 1 узла расстройки частоты ГПД А5 (рис. 1 [1]).
Puc.1
Принцип предлагаемого способа термокомпенсации состоит в том, что изменением напряжения питания варикапа VD1 добиваются ухода частоты, равного по величине, но противоположного по знаку уходу частоты ГПД, вызванному изменением температуры [2,3].
Так как рабочая частота трансивера RA3AO в режимах приема и передачи определяется, кроме ГПД, кварцевыми генераторами в узлах Л4, А7, Л 19, путем термокомпенсации суммарного ухода рабочей частоты всех генераторов трансивера одним предлагаемым устройством можно добиться повышения стабильности рабочей частоты трансивсра в диапазоне температур от -10°С до +50°С.
При повторении трансивсра RA3AO из-за многообразия конструктивных особенностей, примененных материалов и разброса параметров комплектующих изделий величина и знак температурного ухода рабочей частоты могут иметь различные значения. В рассматриваемой ниже схеме термокомпенсации имеется возможность осуществить выбор знака и величины напряжения термокомпенсации.
Экспериментальные кривые, иллюстрирующие уходы частоты трансивера при изменении температуры внутри корпуса от времени работы, приведены на рис. 2. Здесь кривая 1 показывает уход рабочей частоты трансивера без термокомпенсации, кривая 2 -уход частоты трансивера со схемой термокомпенсации, но недостаточно отрегулированной для получения необходимой стабильности частоты трансивера. Кривая 3 иллюстрирует минимальный уход рабочей частоты трансивсра при оптимально выбранном режиме работы схемы термоком-пенсации.
Анализ кривых 1-3 (рис. 2) показывает, что с помощью узла термокомпенсации можно добиться уменьшения отклонения частоты трансивсра, связанного с его самопрогрсвом, и свести нестабильность частоты трансивсра к величине дрейфа при установившемся температурном режиме работы трансивсра.
Предложенная схема термокомпснсации обеспечивает нестабильность рабочей частоты трансивсра не более 200 Гц в течение нескольких часов его работы.
Необходимо отметить, что рассматриваемый узел термокомпенсации не уменьшает величину дрейфа рабочей частоты трансивера.
Введение схемы термокомнснсации требует небольших затрат и незначительно усложняет схему трансивсра RA3AO. Она также не приводит к изменению работы узла расстройкой частоты трансивера. Однако из-за изменений напряжения на варикапе VD1 при термокомпенсации происходит незначительное изменение величины диапазона расстройки частоты трансивера.
Схема термокомпснсации может найти применение в любом устройстве, имеющем параметрическую стабилизацию частоты гетеродина.
Схема узла термокомпенсации приведена на рис.3, а его включение в трансивер RA3AO показано на рис.1. Узел тсрмокомпснсации включается в разрыв (обозначенный точками А, В) цепи питания варикапа VD1 узла расстройки частоты трансивера. Узел тсрмокомнснсации сохраняет начальное напряжение в точке В, равное +8 В. Он выполнен на счетверенном операционном усилителе К 1401 УД 2Л (Б). В качестве термодатчика примечен терморезистор (R5), через который протекает стабильный ток, формируемый операционным усилителем DA1.1. Линеаризация температурной зависимости сопротивления резистора R5 в диапазоне температуры от минус 10°С до плюс 50°С осуществлена с помощью резистора R3. Терморезистор устанавливается на корпусе блоха ГПД трансивера. Изменение температуры блока ГПД приводит к изменению величины сопротивлении терморезистора, что в свою очередь приводит к отклонению напряжения в точке E относительно опорного напряжения в точке С, равного +7 В. на величину dU. Операционный усилитель DA1.2 формирует в точке D равное по величине и обратное по знаку напряжение dU.
Puc.3
Перемещением движка переменного резистора R10 можно получить на выходе масштабного усилителя DA1.4 необходимый знак и величину напряжения тсрмокомпснсации относительно выходного напряжения +8 В в пределах ± 1 В при изменениях температуры терморезистора относительно комнатной температуры на ±30'C.
Узел термокомпенсации смонтирован на печатной плате, устанавливаемой па боковой стенке блока ГПД. В узле применены резисторы типа С2-ЗЗП или МЛТ 0,125 Вт, СП5-1б, CП5-3B, конденсаторы типа КМ. Тсрморезистор типа СТ4-16А или СТ1-17 должен иметь надежный тепловой контакт с корпусом блока ГПД. Микросхему К1401УД2A (Б) можно заменить на две К140УД20 или четыре К140УД6 (К140УД608).
Настройка узла термокомпенсации должна проводиться в следующей последовательности.
Предварительная настройка узла термокомпенсации сводится к установке нулевого напряжения между точками С, D переменным резистором R6. Напряжение между точками С, D должно контролироваться тестером с током полного отклонения не более 100 мкА.
Проверка правильности предварительной настройки узла сводится к контролю напряжения в точке В, которое должно быть равно + (8±0,5) В при нормальной комнатной температуре внутри трансивера.
Окончательная настройка узла термокомпенсации проводится после часового прогрева трансивера. Регулировкой переменного резистора R 10 добиваются установки рабочей частоты трансивера, которая была при его включении.
После выключения и охлаждения трансивер вновь включают и проверяют стабильность рабочей частоты, дрейф которой должен быть подобен кривой 3 на рис. 2.
Литература
1. Дроздов В.В. Любительские KB трансиверы. - М.: Радио и связь, 1988.
2. Кривоносов Л.И. Температурная компенсация электронных схем. - М.: Связь, 1977.
3. Альтштуллер Г.Б. и др. Кварцевые генераторы. - Справочное пособие. - М.:
Радио и связь, 1984.
Радиолюбитель 3/1995, с.29-30.