Эволюция схемотехники передатчиков переносных радиостанций диапазонов UHF и VHF за последние несколько лет

Исторически сложилось так, что при разработке новых радиостанций передающая часть чаще всего строилась по устоявшимся, отработанным схемам, как, например, на рис. 1.

При использовании в выходном каскаде транзисторов типа 2SC1971 и при напряжении питания +12 В достигается типовая выходная мощность 5...6 Вт при приемлемом КПД > 55% (на частотах до 175 МГц). Приведенная схема использовалась с минимальными изменениями всеми ведущими фирмами вплоть до начала 90-х годов, когда она начала терять популярность. Почему же это произошло?

Традиционно развитие переносных станций шло по пути уменьшения размеров, массы, повышения надежности работы и т.д. Так, в начале 90-х, с развитием технологии поверхностного монтажа, появилась возможность выполнить выходной каскад передатчика в виде единого законченного блока (так называемой "таблетки"), существенно сократив количество установочных компонентов и одновременно повысив надежность как самого передатчика, так и станции в целом. Также это привело к заметному ускорению процесса разработки и упрощению настройки как радиостанции в целом, так и передатчика.

Типовая схема передатчика на базе такой микросборки представлена на рис. 2, а ее упрощенная внутренняя структура на рис. 3.

Для обеспечения повторяемости и устойчивости работы на входе и выходе установлены цепи согласования, а регулировка выходной мощности осуществляется путем изменения напряжения смещения предвыходного транзистора.

Основные параметры одного из описываемых модулей (S-AV28 фирмы TOSHIBA) приведены в табл. 1.

Несмотря на указанный в таблице диапазон рабочих частот от 144 до 148 МГц, реально он составляет ±(15...20) МГц от центральной частоты в диапазоне VHF, а для моделей диапазона UHF ±(25...35) МГц. Параметры моделей диапазона UHF отличаются незначительно, в основном меньшим значением КПД.

В настоящее время ведущими производителями подобных изделий являются: фирма MITSUBISHI — модели М67799, M67749(UHF), M67748(VHF); TOSHIBA — S-AV28(VHF), S-AU57(UHF); HITACHI — PF0311, PF0314(VHF). Развитие их шло как по пути уменьшения размера (современные модели меньше первых на 20...30%), так и по пути улучшения эффективности работы, скажем, КПД возрос с 35 до 45... 55%.

В то же время нельзя сказать, что классические схемы, например такие, как схема, приведенная на рис. 1, полностью ушли в историю, даже сейчас некоторые новые радиостанции строятся на ее базе, например "Kenwood ТН234/235".

Дальнейшее развитие технологии, на этот раз в области полупроводников, привело к появлению на рынке так называемых MOSFET-транзисторов, т.е. полевых транзисторов с МОП-структурой затвора, позволяющих отдавать большую мощность при меньших значениях питающего напряжения. Отметим, что большинство современных микросборок построено именно на них.

В то же время, если требовалась работа в нескольких диапазонах, приходилось применять несколько микросборок, что серьезно увеличивало стоимость и размеры станции. Выход из этой ситуации был найден после того, как промышленность начала выпуск новых полевых транзисторов для оконечных каскадов ПРД типа 2SK2975, 2SK3075 и подобных, также выполненных по технологии MOSFET. В настоящее время самым показательным примером их использования является радиостанция "1сом Т-81А", передатчик которой способен работать в диапазонах 50, 144, 440 и 1200 МГц (!!). Упрощенная схема выходного каскада этой радиостанции показана на рис. 4, а заявленные фирмой-изготовителем параметры приведены в табл. 2.

Как видно из схемы, предвыходной транзистор VT1 согласован по входу и выходу во всем диапазоне рабочих частот; в диапазоне 1200 МГц сигнал с его выхода мощностью 1 Вт поступает через П-контур к антенне, а сигналы других диапазонов поступают для дальнейшего усиления на транзистор VT2, согласование по выходу которого осуществляется простой коммутацией П-контуров соответствующего диапазона при помощи p-i-n диодов.

Многим, думаю, будет интересно ознакомиться с основными техническими характеристиками MOSFET-транзисторов. Параметры одного из них — 2SK3075 приведены в табл. 3.

Замечено, что за последние два года все больше новых радиостанций (в том числе однодиапазон-ных) строятся с использованием MOSFET-транзисторов в выходных каскадах, например "Kenwood ТК-2107", 'Тсом Т-82А", "Alinco DJ-496", "Yaesu VX-5R" и другие.

Продолжающийся процесс уменьшения массо-габаритных показателей радиостанций и необходимость повышения КПД и выходной мощности при уменьшении напряжения питания вынуждают конструкторов применять все новые решения.

Интересно, какими будут передатчики через несколько лет? 

М.Побочин poboka@mail.ru 
РЕМОНТ&СЕРВИС-8'2001