Искусство работы QRP

(Из Radio Communication, March 1995, p. 61) Pat Hawker, G3VA

   Хоть сам и не являюсь поклонником работы на малой мощности, но признаю и поддерживаю “хобби” тех, кто проводит массу времени, пытаясь проводить связи на мощностях от пяти ватт и до нескольких милливатт. Эти люди не только стараются поддерживать традиции, но и пытаются добиться высокой эффективности работы аппаратуры с простыми проволочными антеннами. Такая тенденция наметилась в предвоенные  годы, когда любителям были разрешены мощности, не превышающие 10 Вт (подводимые к оконечному каскаду, т. е., по постоянному току).

  David (Doc) Wescombe-Down, VK4CM/VK5HP, который за прошедшие 20 лет провёл более десяти тысяч связей (в основном, CW в диапазоне 14 МГц) на передатчиках, изготовленных полностью самостоятельно, из наборов или промышленной сборки, с подводимой мощностью, не превышающей 5 Вт,  в журнале “Amateur Radio” за январь 1995 г стр. 10…11  подчёркивает, что каждый раз, когда Вы уменьшаете мощность передатчика в 4 раза (6 дБ), то проигрываете на приёмной стороне только 1 балл шкалы S-метра. Например, если Ваш сигнал с мощностью 256 Вт заставляет отклоняться стрелку S-метра на 8 делений, то, имея в виду общепринятую градуировку S-метров 6дБ/деление, будем иметь при 4 Вт - S5 и при 250 мВт - S3. Будьте внимательны в выборе диапазона, условий прохождения радиоволн и, конечно, определённого минимума достаточной мощности и эффективности радиооборудования для надёжного проведения  радиосвязей. С мощностью в 250 мВт и эффективной антенной уже можно проводить связи достаточно уверенно, 4 Вт, и с менее эффективной антенной, для QRP станции будут уже “грохотать”  как QRO, в зависимости от прохождения. VK4CMY (выше, в оригинале, был приведён позывной без “Y” – UA9LAQ) подчёркивает, что антенна является определяющим фактором при работе на QRP. Он советует использовать антенны только на их резонансных частотах, конструктивно подстраивая их (антенны) при смене рабочей частоты. “Довольно близко к частоте резонанса” – не означает, - “рядом”. Хорошей практикой здесь является:

-         использование проводящей пасты во всех контактах телескопических соединений элементов / излучателей;

-         излучающие элементы должны быть обязательно резонансными (иметь резонансную длину без удлинений и укорочений с помощью элементов с сосредоточенными параметрами: катушек индуктивности и конденсаторов – UA9LAQ);

-         открытая симметричная фидерная линия  из ТВ ленточного кабеля 300 Ом и “лестничная” открытая линия с воздушным диэлектриком 600 Ом имеют преимущества при QRP по сравнению с коаксиальным фидером (это также относится и к 450-омной  фидерной линии с воздушным диэлектриком - G3VA);

-         рядом с антенной, на расстоянии, по крайней мере, в полволны для рабочей частоты не должно быть никаких строений, сооружений и массивных предметов во все стороны;

-         антенна должна быть подвешена (поднята) на максимально возможной высоте (чем выше, тем лучше);

-         Все точки соединения проводов полотна антенны, фидера и противовесов должны быть тщательно пропаяны;

-         Избегайте поддерживающих мачт из проводящих материалов для “Inverted Vee” и других проволочных антенн, таковые поглощают энергию из антенны и портят её диаграмму направленности;

-         Если есть возможность, то для согласования антенн используйте согласующие устройства (антенные тюнеры), имеющие малые потери.

Рис. 1. Принципиальная схема экспериментального CW передатчика мощностью 0,5 Вт, описанного в QST Lew Smith’ом, N7KSB и основанного на применении высокоскоростного набора  (8 шт) КМОП буферных элементов в едином корпусе ИМС 74НС240. Один элемент работает  в  задающим кварцевом генераторе, четыре в оконечном усилителе мощности, три элемента не используются. Передатчик может выдать мощность до 0,51 Вт на 14 и 21 МГц и 0,47 Вт - на 28 МГц. NC – без соединения. Кварцевый резонатор используется на основной частоте (не на гармонике). Напряжение питания - от 7,8 до 8,0 В.

  Для серьёзной QRP-работы VK4CMY и  большинство других энтузиастов  рекомендуют иметь передатчики с плавным диапазоном. Кварцованные передатчики, хоть и обеспечивают простоту их конструкции, не позволяют оперативно вызывать желаемые станции, ограничивают работу, в основном, “общим вызовом” (на CQ), кроме, разве что, общепринятых QRP-частот. Хоть простой  QRP-трансивер и “хорошая игрушка”, использование с ним отдельного высокочувствительного приёмника, порой, имеет преимущество.

  Работайте телеграфом медленнее, чем обычно, а на SSB чётко произносите слова, используя стандартный фонетический алфавит, помогайте всеми возможными и доступными Вам средствами принять информацию от Вас корреспонденту. Дайте корреспонденту понять, что у Вас QRP-станция, это вызовет повышенное внимание к Вам, но не злоупотребляйте этим, если мощность Вашего передатчика 15…20 Вт или больше.

  Опубликовано множество схем простых маломощных передатчиков, но я “положил глаз” на экспериментальный передатчик мощностью 0,5 Вт, опубликованный в QST за ноябрь 1994 года стр. 84, с помощью которого Lew Smith, N7KSB  работал со всеми континентами и 30 странами, используя простую антенну GP, установленную на крыше. Передатчик может работать на диапазонах 14, 21 и 28 МГц (а, при  наличии кварцевых резонаторов и на 18 и 24 МГц ). Выходная РЧ мощность передатчика на диапазонах 14 и 21 МГц составляет 0,5 Вт и немного уменьшается (до 0,47 Вт) на 28 МГц. Этот передатчик выполнен на основе комплекта из восьми буферных  усилителей, составляющих единое целое - микросхеме 74НС240. На одной из восьми функциональных частей микросхемы выполнен кварцевый задающий генератор, на четырёх других, соединённых параллельно, выполнен усилитель мощности, остальные - три, - не используются. (Рис. 1).

  N7KSB также отмечает, что микросхема 74НС240 может быть использована (например, в схеме передатчика по Рис. 1) для  раскачки усилителя на мощном полевом транзисторе IRF15, с которого можно уже “снять” до 15 ватт РЧ мощности. Выходные каскады в усилителях 74НС- выполнены на транзисторах разных структур - это даёт возможность получения малого уровня чётных гармоник, что, в свою очередь, упрощает выходной фильтр передатчика (см. Табл. 1). Среди примечаний к тексту, приведённых N7KSB есть и такие: так как 74НС240 рассеивает мощность 0,5 Вт на 14 МГц  и 0,9 Вт - на 28 МГц, то требуется её (микросхемы) принудительное охлаждение. Можно, например, приклеить микросхему к металлическому шасси и произвести монтаж усилителя методом “дохлого жука” (насколько я понял, этот метод монтажа заключается в приклеивании микросхемы “вверх тормашками” к шасси (радиатор) и использовании выводов микросхемы в качестве лепестков, полученной таким образом “монтажной колодки” – UA9LAQ).  Катушка L1 обладает малой индуктивностью и поэтому чувствительна к длине выводов, так что, если Вы используете сменные катушки фильтров (Lew Smith использовал для этой цели штырьки и гнёзда от аудиосоединителей), то Вам, возможно, потребуется убрать один-два витка с катушек, чтобы компенсировать индуктивность соединителей.

  В Табл. 1 приведены предлагаемые значения номиналов компонентов выходных фильтров.  Имейте в виду, что логические элементы имеют буферированные входы и выходы. Повышенное усиление элементов обнаруживает большую склонность к возникновению щелчков при манипуляции. Фильтр против щелчков в цепи манипуляции имеет необычно большую постоянную времени (33 миллисекунды).

                                                       Таблица 1.

Примечание: С1 и С2 - слюдяные или керамические. L1 и L2 - бескаркасные, намотаны проводом #14 на оправке диаметром 3/8 дюйма, длина намотки катушки L1 для всех диапазонов 5/8 дюйма, катушки L2 для 28 МГц – 5/8 дюйма, для остальных диапазонов - 1 дюйм (1 дюйм = 25,4 мм).

Свободный перевод с английского: Виктор Беседин (UA9LAQ) ua9laq@mail.ru

г. Тюмень                               май, 2003 г