No Image

Усилитель для клопика печатка

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
10 марта 2020

Трансивер Клопик — в поисках простого трансивера

Прошлой зимой в поисках схемы самодельного трансивера я провел в интернете более недели. Моей целью было найти относительно простой в изготовлении аппарат с достаточно высокими характеристиками. И вот мое внимание привлек простой в изготовлении и настройки трансивер Клопик. Его автор Игорь Августовский RV3LE, любезно разрешил опубликовать его конструкцию на нашем сайте.

Клопик — режимы работы трансивера

Клопик предназначен для работы на всех любительских КВ диапазонах в режимах CW, SSB и PSK. Трансивер имеет небольшие размеры, что позволяет его использование в походных условиях и на даче. Усилитель трансивера отдает в антенну 30 Вт при напряжении питания 12 В.

Принципиальная схема трансивера Клопик.

Заимствование идеи для трансивера Клопик

Идею реверсивного усилителя Игорь позаимствовал на сайте американского радиолюбителя Стевина Вебера KD1JV. Основная плата трансивера выполнена по супергетеродинной схеме с одним преобразованием частоты. Реверсивный тракт усилителей спроектирован на биполярных транзисторах и кольцевых смесителях на диодах.

Усовершенствование трансивера Клопик

Для повышения избирательности в Клопике применен малошумящий УПЧ с двумя кварцевыми фильтрами, первый 8-ми кристальный фильтр основной селекции, второй 4-х кристальный подчисточный фильтр.

Самым сложным элементом трансивера считается ГПД, который достаточно тяжело собрать и настроить начинающим радиолюбителям. Идя навстречу начинающим коллегам, Игорь заменил его готовым синтезатором частоты, что также позволило использовать Клопик для работы в PSK.

Достоинства трансивера Клопик

Достоинством Клопика являются отличная повторяемость, простота в изготовлении трансивера, небольшое количество элементов основной платы, минимум настоечных элементов, его маленькие габариты и довольно высокие характеристики приемо-передающего тракта.

Трансивер Клопик оригинальная статья и обсуждения на форумах

Оригинальная статья Игоря — Основная плата трансивера Клопик опубликована на сайте Гагаринских радиолюбителей и доступна по адресу:

Обсуждение Клопика, которое занимает 194 стр. на форуме CQHAM.RU можно найти по следующему адресу:

Статья “Основной тракт и усилитель мощности “Клопик К2” была опубликована на страницах журнала Радиомир КВ и УКВ №9 №10 за 2010 год.

Маленьких размеров, выполненный на дискретных элементах, этот трансивер, скорее всего, предназначен для работы QRP в режимах CW и SSB в походных условиях. Однако функция PSK позволяет применить его и стационарно, при совместной работе с ПК. Впрочем, ничто не мешает взять в поход ноутбук или КПК…

Так что разработанный И.В.Августовским (RV3LE) трансивер, названный на форуме CQHAM . ru: http://www.cqham.ru/forum/forum.php (очевидно за его маленькие габариты), достаточно универсальный аппарат.

Принципиальная схема трансивера приведена на рис.1. В ней для удобства работы обозначены основные узлы трансивера (общепринятые, надеюсь, понятные аббревиатуры): ПДФ, основной реверсивный тракт (УРЧ, УПЧ-1 и УПЧ-2), УЗЧ, АРУ, VOX , МУ, ОГ, ТГ).

В режиме приема (RX) сигнал с выхода диапазонных полосовых фильтров (ДПФ) поступает на "классический" кольцевой диодный смеситель. На другой вход смесителя подается сигнал с генератора плавного диапазона (ГПД). С выхода смесителя сигнал промежуточной частоты (ПЧ) поступает на первый каскад усилителя промежуточной частоты (УПЧ), выполненный на транзисторах VT1 и VT2. Нагрузкой этого каскада является кварцевый фильтр ZQ1, обеспечивающий основную селективность приемника по соседнему каналу. Отфильтрованный сигнал усиливается еще одним каскадом УПЧ на транзисторах VT3 и VT4, который также нагружен на кварцевый фильтр (ZQ2), который является "подчисточ-ным". С выхода этого фильтра сигнал поступает на третий каскад УПЧ на транзисторах VT5 и VT6, а с его выхода — на второй диодный кольцевой смеситель, на который также подается сигнал опорного кварцевого генератора (ОГ), выполненного на транзисторе VT10. На выходе смесителя выделяется сигнал звуковой частоты, который через нормально замкнутые релейные контакты К2.1 поступает на усилитель низкой частоты (УНЧ) на микросхеме LM386. Эта широко распространенная микросхема имеет хорошие усилительные и шумовые характеристики. Выход УНЧ нагружен на переменный резистор R32, который обеспечивает регулировку громкости. ВА1 — компьютерная гарнитура, в которой "динамики" сопротивлением 2×32 Ом включены параллельно.

На элементах С28, VD9, VD10, R26, С24 и VT9 выполнена схема автоматической регулировки усиления (АРУ), предложенная Сергеем Беленецким, US5MSQ, в приемнике "Малыш" (спасибо, Сергей!). Несмотря на свою простоту, АРУ довольно эффективна и позволяет весьма комфортно принимать сигналы с уровнями от эфирных шумов до 9 +40 дБ по S-метру.

АРУ начинает срабатывать при силе сигналов 7 баллов и больше. "Давить" более слабые сигналы, на мой взгляд, смысла нет. При выбранном пороге работы АРУ слабые станции легко "читаются" на фоне гораздо более мощных.

В S-метре используется усилитель постоянного тока на транзисторе VT11, нагруженный на микроамперметр с током максимального отклонения 200 мкА.

Прежде чем перейти к рассмотрению работы тракта в режиме передачи, отмечу, что все три каскада УПЧ являются реверсивными. Идея реверсивного усилителя была почерпнута из схемы, размещенной на сайте американского радиолюбителя SteVen Weber, KD1JV ( http:// kd1jv.qrpradio.com ).

В режиме передачи (ТХ) при нажатии на педаль срабатывают реле К1 — КЗ. Релейными контактами К1.1 реверсируется направление прохождения сигнала в каскадах УПЧ, а через контакты К3.1 напряжение питания подается на микрофонный усилитель (при этом снимается напряжение питания с УНЧ и УПТ S-метра). Сигнал с микрофонного усилителя на транзисторах VT7 и VT8 через релейные контакты К2.1 поступает на кольцевой смеситель на диодах VD5 — VD8, в режиме передачи играющий роль балансного модулятора. С выхода модулятора двухполосный сигнал с подавленной несущей (DSB) проходит через все три каскада УПЧ в "обратном" направлении (т.е. от балансного модулятора к смесителю на диодах VD1 — VD4), и в процессе прохождения сигнала кварцевыми фильтрами ZQ1 и ZQ2 выделяется требуемая боковая полоса, т.е. формируется SSB-сигнал. Дальнейший перенос однополосного сигнала ПЧ на рабочую частоту, находящуюся в одном из любительских KB диапазонов, происходит в кольцевом смесителе на диодах VD1 — VD4, после которого сигнал подается на диапазонные полосовые фильтры. В режимах приема и передачи используется один комплект 50-омных ДПФ.

Подавление несущей в балансном модуляторе регулируется подстроечным резистором R20. Возможно (подчеркиваю — возможно!), для более глубокого подавления придется параллельно какому-нибудь из диодов модулятора подключить подстроечный конденсатор емкостью 4 — 25 пФ. Иногда такие

конденсаторы на схемах изображают пунктиром. Но при хорошо подобранных диодах необходимости в конденсаторе нет, поэтому на схеме он не изображен.

Несколько слов о самих реверсивных каскадах. Режимы транзисторов устанавливаются автоматически, и при исправных деталях каскады в настройке не нуждаются. При напряжении питания +6 В коэффициент усиления такого каскада составляет 17 — 18дБ, при +9В — +20 дБ, при 12 В — +23 — 24 дБ. При этом за счет глубоких обратных связей каскад работает очень устойчиво, а коэффициент усиления слабо зависит от типа применяемых транзисторов. Первые эксперименты проводились на парах транзисторов КТ315 и КТ361, но, руководствуясь желанием получить в режиме приема максимально достижимые шумовые характеристики тракта, я отдал предпочтение транзисторам КТ368. Транзисторы структуры р-п-р, работающие в режиме передачи, могут быть любыми из серий КТ363, КТ326, КТ3107.

Как видно из схемы, все три каскада идентичны, за исключением каскада на VT5 и VT6, в котором отсутствует конденсатор в эмиттерной цепи транзистора VT5. Это сделано для снижения коэффициента усиления в режиме передачи, что позволяет избежать перегрузки последующих каскадов и смесителя.

Транзистор КП501 в системе АРУ можно заменить импортным 2N7000. В качестве индикатора S-метра хорошо подходит измерительная головка от старого кассетного магнитофона.

Диоды для смесителей желательно подобрать по прямому сопротивлению. Безусловно, наилучшие результаты получатся в том случае, если применить диоды, специально разработанные для смесителей и подобранные в "четверки" (например, КД922АГ). Однако если этих диодов нет, не надо отчаиваться — в схеме будут неплохо работать даже КД521.

Широкополосные трансформаторы Т1, Т2 и Т8 намотаны на кольцах К7х4х2 проницаемостью 600 — 1000НН тремя слегка скрученными проводами (2-3 скрутки на сантиметр) ПЭВ диаметром 0,15 — 0,17 мм и имеют 15 —18 витков. Трансформатор балансного модулятора Т7 должен иметь достаточную индуктивность для сигналов звуковых частот, поэтому его нужно намотать на кольце К10x6x5 проницаемостью не ниже 1000HH такой же скруткой проводов (в один слой) до заполнения кольца. Особое внимание следует обратить на симметричность выполнения обмоток всех трансформаторов — от этого зависит качество балансировки смесителей.

Трансформаторы ТЗ — Т6 намотаны на кольцах К7х4х2 проницаемостью 600 — 1000НН двойным скрученным (2-3 скрутки на сантиметр) проводом ПЭВ диаметром 0,15 — 0,17 мм и имеют 15 —18 витков, включенных согласно-последо-вательно (начало одной обмотки соединяется с концом другой, образуя средний вывод).

Катушка L1, используемая для подстройки частоты ОГ, имеет 25 витков провода ПЭЛ-0,1, намотанного на каркасе 05 мм с подстроенным сердечником от СБ9 с резьбой МЗ, и помещена в экран.

Реле К1 — КЗ желательно применить малогабаритные (например, РЭС49 или РЭК23).

О кварцевых фильтрах: в авторском варианте 1-й ФОС — восьми-кристальный, 2-й ("подчисточный") — четырехкристальный. Но это не требование, а скорее, пожелание. В принципе, в схеме можно применять любые фильтры и на любую частоту, доступные радиолюбителю. Это еще одно достоинство примененных реверсивных каскадов, в которых отсутствуют резонансные цепи, требующие настройки. Однако следует иметь в виду, что поскольку в УПЧ используется не самая оптимальная, но зато очень простая и доступная начинающему радиолюбителю простейшая автотрансформаторная схема согласования между усилителями и кварцевыми фильтрами, то единственное требование к кварцевым фильтрам заключается в величине их входного и выходного сопротивлений, которая должна быть в пределах 220 — 330 Ом. Как правило, кварцевые фильтры, изготовленные на распространенных ПАЛовских кварцевых резонаторах на частоту 8,867 МГц, удовлетворяют этому требованию.

С основной платой можно использовать любой ГПД или синтезатор частоты, работающий на соответствующих частотах и формирующий требуемое напряжение выходного сигнала. Не следует подавать на смеситель напряжение более 1,2 — 1,5 В, т.к. это приведет к росту собственных шумов тракта. Тем не менее, если используемый ГПД имеет достаточную мощность, то в первом смесителе можно установить по два последовательно включенных диода в плече. В этом случае можно ожидать некоторого увеличения динамического диапазона (на несколько децибел) в режиме приема, а также можно увеличить уровень выходного сигнала в режиме передачи — до 200 — 250 мВ вместо 100 — 150 мВ со смесителем, в котором установлено по одному диоду в каждом плече.

Читайте также:  Волчковые побеги на яблоне

Диапазонные полосовые фильтры с входным и выходным сопротивлением 50 Ом можно применять любые — как самодельные, так и промышленные. В авторском варианте используются самодельные ДПФ от трансивера RA3AO.

Особо хочу отметить, что в режиме приема следует подобрать оптимальный уровень сигнала с ОГ, ориентируясь на наилучшее соотношение сигнал/шум на выходе тракта. Уровень выходного сигнала ОГ во многом определяется добротностью кварцевого резонатора ZQ3. Оптимальный уровень можно установить подбором емкости конденсатора С20 в пределах 47 — 100 пФ и/или сопротивления резистора R23 (330 — 750 Ом).

Микрофонный усилитель на транзисторах VT7 и VT8 требуется только при использовании динамического микрофона. Если трансивер будет работать с электретным микрофоном, имеющим ЭДС 100 мВ и более, то достаточно установить только эмиттерный повторитель, изготовив его по любой из известных схем.

Реальную чувствительность тракта подсчитать несложно: потери в ДПФ составляют -6 дБ, потери в смесителе –6 дБ, коэффициент усиления 1-го УПЧ — +20 дБ, потери в 1-м кварцевом фильтре – -6 дБ, коэффициент усиления 2-го УПЧ — +20 дБ, потери во 2-м кварцевом фильтре — -4 дБ, коэффициент усиления 3-го УПЧ — +20 дБ. Итого, до входа детектора (перед конденсатором С11) коэффициент усиления приемного тракта составляет +38 дБ или 80 раз по напряжению. Со входа детектора реальная измеренная чувствительность (при соотношении сигнал/шум 10 дБ) составляет 10 мкВ. Таким образом, предельно достижимая чувствительность с антенного входа может достигать 0,125 мкВ. Это теоретически, а реально — не хуже 0,35 мкВ. И все это благодаря малошумящему УПЧ с его относительно небольшим усилением.

На низких (читай — звуковых) частотах гораздо легче получить большой коэффициент усиления (как, например, в приемниках прямого преобразования). Коэффициент усиления УНЧ на микросхеме LM368 может достигать свыше 70 дБ! Для того чтобы убрать излишек усиления ("белый шум"), установлен подстроенный резистор R29.

Если на базе этого тракта предполагается изготовить трансивер на НЧ диапазоны, то напряжение питания реверсивных каскадов желательно уменьшить до +6 В, заменив интегральный стабилизатор 78L09 на 78L06.

При разработке самодельного многодиапазонного KB трансивера ставилась задача создать простой универсальный приемо-передающий тракт, имеющий минимальную коммутацию цепей в режимах приема и передачи и обеспечивающий отличную повторяемость, а значит, с минимумом настроечных элементов. Предлагаемая вниманию читателей схема основного тракта рассчитана на начинающих радиолюбителей, не имеющих, как правило, сложных и дорогих контрольно-измерительных приборов. Собрать ее можно практически из того, что "лежит под руками". Опытный радиолюбитель может по своему усмотрению добавить в схему необходимые узлы и сделать маленький легкий трансивер для работы в эфире с дачи или в походе.

Несколько слов о самих реверсивных каскадах. Режимы транзисторов устанавливаются автоматически, и при исправных деталях каскады в настройке не нуждаются. При напряжении питания +6 В коэффициент усиления такого каскада составляет 17 — 18дБ, при +9В — +20 дБ, при 12 В — +23 — 24 дБ. При этом за счет глубоких обратных связей каскад работает очень устойчиво, а коэффициент усиления слабо зависит от типа применяемых транзисторов. Первые эксперименты проводились на парах транзисторов КТ315 и КТ361, но, руководствуясь желанием получить в режиме приема максимально достижимые шумовые характеристики тракта, я отдал предпочтение транзисторам КТ368. Транзисторы структуры р-п-р, работающие в режиме передачи, могут быть любыми из серий КТ363, КТ326, КТ3107.

Как видно из схемы, все три каскада идентичны, за исключением каскада на VT5 и VT6, в котором отсутствует конденсатор в эмиттерной цепи транзистора VT5. Это сделано для снижения коэффициента усиления в режиме передачи, что позволяет избежать перегрузки последующих каскадов и смесителя.

Транзистор КП501 в системе АРУ можно заменить импортным 2N7000. В качестве индикатора S-метра хорошо подходит измерительная головка от старого кассетного магнитофона.

Диоды для смесителей желательно подобрать по прямому сопротивлению. Безусловно, наилучшие результаты получатся в том случае, если применить диоды, специально разработанные для смесителей и подобранные в "четверки" (например, КД922АГ). Однако если этих диодов нет, не надо отчаиваться — в схеме будут неплохо работать даже КД521.

Широкополосные трансформаторы Т1, Т2 и Т8 намотаны на кольцах К7х4х2 проницаемостью 600 — 1000НН тремя слегка скрученными проводами (2-3 скрутки на сантиметр) ПЭВ диаметром 0,15 — 0,17 мм и имеют 15 —18 витков. Трансформатор балансного модулятора Т7 должен иметь достаточную индуктивность для сигналов звуковых частот, поэтому его нужно намотать на кольце К10x6x5 проницаемостью не ниже 1000HH такой же скруткой проводов (в один слой) до заполнения кольца. Особое внимание следует обратить на симметричность выполнения обмоток всех трансформаторов — от этого зависит качество балансировки смесителей.

Трансформаторы ТЗ — Т6 намотаны на кольцах К7х4х2 проницаемостью 600 — 1000НН двойным скрученным (2-3 скрутки на сантиметр) проводом ПЭВ диаметром 0,15 — 0,17 мм и имеют 15 —18 витков, включенных согласно-последо-вательно (начало одной обмотки соединяется с концом другой, образуя средний вывод).

Катушка L1, используемая для подстройки частоты ОГ, имеет 25 витков провода ПЭЛ-0,1, намотанного на каркасе 05 мм с подстроенным сердечником от СБ9 с резьбой МЗ, и помещена в экран.

Реле К1 — КЗ желательно применить малогабаритные (например, РЭС49 или РЭК23).

С основной платой можно использовать любой ГПД или синтезатор частоты, работающий на соответствующих частотах и формирующий требуемое напряжение выходного сигнала. Не следует подавать на смеситель напряжение более 1,2 — 1,5 В, т.к. это приведет к росту собственных шумов тракта. Тем не менее, если используемый ГПД имеет достаточную мощность, то в первом смесителе можно установить по два последовательно включенных диода в плече. В этом случае можно ожидать некоторого увеличения динамического диапазона (на несколько децибел) в режиме приема, а также можно увеличить уровень выходного сигнала в режиме передачи — до 200 — 250 мВ вместо 100 — 150 мВ со смесителем, в котором установлено по одному диоду в каждом плече.

Диапазонные полосовые фильтры с входным и выходным сопротивлением 50 Ом можно применять любые — как самодельные, так и промышленные. В авторском варианте используются самодельные ДПФ от трансивера RA3AO.

Особо хочу отметить, что в режиме приема следует подобрать оптимальный уровень сигнала с ОГ, ориентируясь на наилучшее соотношение сигнал/шум на выходе тракта. Уровень выходного сигнала ОГ во многом определяется добротностью кварцевого резонатора ZQ3. Оптимальный уровень можно установить подбором емкости конденсатора С20 в пределах 47 — 100 пФ и/или сопротивления резистора R23 (330 — 750 Ом).

Микрофонный усилитель на транзисторах VT7 и VT8 требуется только при использовании динамического микрофона. Если трансивер будет работать с электретным микрофоном, имеющим ЭДС 100 мВ и более, то достаточно установить только эмиттерный повторитель, изготовив его по любой из известных схем.

Реальную чувствительность тракта подсчитать несложно: потери в ДПФ составляют -6 дБ, потери в смесителе –6 дБ, коэффициент усиления 1-го УПЧ — +20 дБ, потери в 1-м кварцевом фильтре – -6 дБ, коэффициент усиления 2-го УПЧ — +20 дБ, потери во 2-м кварцевом фильтре — -4 дБ, коэффициент усиления 3-го УПЧ — +20 дБ. Итого, до входа детектора (перед конденсатором С11) коэффициент усиления приемного тракта составляет +38 дБ или 80 раз по напряжению. Со входа детектора реальная измеренная чувствительность (при соотношении сигнал/шум 10 дБ) составляет 10 мкВ. Таким образом, предельно достижимая чувствительность с антенного входа может достигать 0,125 мкВ. Это теоретически, а реально — не хуже 0,35 мкВ. И все это благодаря малошумящему УПЧ с его относительно небольшим усилением.

На низких (читай — звуковых) частотах гораздо легче получить большой коэффициент усиления (как, например, в приемниках прямого преобразования). Коэффициент усиления УНЧ на микросхеме LM368 может достигать свыше 70 дБ! Для того чтобы убрать излишек усиления ("белый шум"), установлен подстроенный резистор R29.

Если на базе этого тракта предполагается изготовить трансивер на НЧ диапазоны, то напряжение питания реверсивных каскадов желательно уменьшить до +6 В, заменив интегральный стабилизатор 78L09 на 78L06.

В заключении отмечу, что за год работы на трансивере, выполненном на базе приведенных схем, сработано свыше 160 стран по списку DXCC и получено более 210 дипломов

Вариации на тему "Клопика" от автора

Скоро год, как "Клопик" работает в эфире. Связей проведено немеряно (что-то около 20.000). Показал себя надёжным и неприхотливым. Задачи, которые перед ним ставились, полностью себя оправдали – простота схемы, относительная дешевизна, отсутствие большого числа моточных (настраиваемых) изделий, минимум органов управления и т.д.

Решил немного поэкспериментировать . Ну прежде всего было обидно, что на приём работают относительно посредственные p-n-p транзисторы, а на передачу – КТ368 с нормированным Кшума (схему -то реверсивных каскадов не я придумал – брал из американского первоисточника). Поэтому первое, что сделал – развернул каскады на 180 градусов. Теперь всё нормально – 368 работают на приём, а 325 – на передачу. Второе – поднял напряжение питания каскадов до 12В. При этом усиление каждого каскада возросло с 18-19db до 24,5db, другими словами с трёх каскадов получилось дополнительных +12db!

Уменьшив примерно на 10db усиление в УНЧ, получил приличный выигрыш в отношении сигнал/шум. Если в оригинальном "Клопике" у меня стоит дополнительный реверсивный каскад между двумя двухконтурными ПФ, то теперь необходимости в нём нет – чувствительности на ВЧ диапазонах хватает вполне с трёхконтурными "дроздовскими" фильтрами.

Ну и третье – "упростил" согласование кварцевых фильтров – по входу и по выходу поставил трансформаторы 1:4 (4:1) по сопротивлению. Конечно, это не самый лучший вариант, но, во-первых, так действительно проще, если нет приборов для настройки, а во-вторых – на слух небольшая неравномерность в полосе совершенно не сказывается ни на приём, ни на передачу. А при работе BPSK-31 – моя любимая мода – вообще нет никакой разницы.

Читайте также:  Что засыпать в выгребную яму туалета

Ну и последнее нововведение – это простейший ноч-фильтр. Он выполняет двоякую функцию – на приём позволяет вырезать помеху, а в режиме передачи, будучи выставленным на частоту несущей, позволяет не только подавить её остатки, но и улучшить дополнительно крутизну низкочастотного ската КФ. В ходе экспериментов установил даже два ноч-фильтра – баловство, конечно, но зато в PSK могу вырезать всё, что мне мешает. Вариант "Клопика-2" предлагаю для обсуждения. Оговорюсь сразу, что чертежей печатной платы у меня нет – так и не научился пока рисовать на компьютере – времени на всё не хватает. Но я думаю, что если кого-то заинтересует – умеющему человеку это сделать будет не трудно.

И несколько вариантов печатных плат от радиолюбителей. Желательно проверить разводку дорожек.

Маленьких размеров, выполненный на дискретных элементах, этот трансивер, скорее всего, предназначен для работы QRP в режимах CW и SSB в походных условиях. Однако функция PSK позволяет применить его и стационарно, при совместной работе с ПК. Впрочем, ничто не мешает взять в поход ноутбук или КПК…

Так что разработанный И.В.Августовским (RV3LE) трансивер, названный на форуме CQHAM . ru: http://www.cqham.ru/forum/forum.php (очевидно за его маленькие габариты), достаточно универсальный аппарат.

Принципиальная схема трансивера приведена на рис.1. В ней для удобства работы обозначены основные узлы трансивера (общепринятые, надеюсь, понятные аббревиатуры): ПДФ, основной реверсивный тракт (УРЧ, УПЧ-1 и УПЧ-2), УЗЧ, АРУ, VOX , МУ, ОГ, ТГ).

В режиме приема (RX) сигнал с выхода диапазонных полосовых фильтров (ДПФ) поступает на "классический" кольцевой диодный смеситель. На другой вход смесителя подается сигнал с генератора плавного диапазона (ГПД). С выхода смесителя сигнал промежуточной частоты (ПЧ) поступает на первый каскад усилителя промежуточной частоты (УПЧ), выполненный на транзисторах VT1 и VT2. Нагрузкой этого каскада является кварцевый фильтр ZQ1, обеспечивающий основную селективность приемника по соседнему каналу. Отфильтрованный сигнал усиливается еще одним каскадом УПЧ на транзисторах VT3 и VT4, который также нагружен на кварцевый фильтр (ZQ2), который является "подчисточ-ным". С выхода этого фильтра сигнал поступает на третий каскад УПЧ на транзисторах VT5 и VT6, а с его выхода — на второй диодный кольцевой смеситель, на который также подается сигнал опорного кварцевого генератора (ОГ), выполненного на транзисторе VT10. На выходе смесителя выделяется сигнал звуковой частоты, который через нормально замкнутые релейные контакты К2.1 поступает на усилитель низкой частоты (УНЧ) на микросхеме LM386. Эта широко распространенная микросхема имеет хорошие усилительные и шумовые характеристики. Выход УНЧ нагружен на переменный резистор R32, который обеспечивает регулировку громкости. ВА1 — компьютерная гарнитура, в которой "динамики" сопротивлением 2×32 Ом включены параллельно.

На элементах С28, VD9, VD10, R26, С24 и VT9 выполнена схема автоматической регулировки усиления (АРУ), предложенная Сергеем Беленецким, US5MSQ, в приемнике "Малыш" (спасибо, Сергей!). Несмотря на свою простоту, АРУ довольно эффективна и позволяет весьма комфортно принимать сигналы с уровнями от эфирных шумов до 9 +40 дБ по S-метру.

АРУ начинает срабатывать при силе сигналов 7 баллов и больше. "Давить" более слабые сигналы, на мой взгляд, смысла нет. При выбранном пороге работы АРУ слабые станции легко "читаются" на фоне гораздо более мощных.

В S-метре используется усилитель постоянного тока на транзисторе VT11, нагруженный на микроамперметр с током максимального отклонения 200 мкА.

Прежде чем перейти к рассмотрению работы тракта в режиме передачи, отмечу, что все три каскада УПЧ являются реверсивными. Идея реверсивного усилителя была почерпнута из схемы, размещенной на сайте американского радиолюбителя SteVen Weber, KD1JV ( http:// kd1jv.qrpradio.com ).

В режиме передачи (ТХ) при нажатии на педаль срабатывают реле К1 — КЗ. Релейными контактами К1.1 реверсируется направление прохождения сигнала в каскадах УПЧ, а через контакты К3.1 напряжение питания подается на микрофонный усилитель (при этом снимается напряжение питания с УНЧ и УПТ S-метра). Сигнал с микрофонного усилителя на транзисторах VT7 и VT8 через релейные контакты К2.1 поступает на кольцевой смеситель на диодах VD5 — VD8, в режиме передачи играющий роль балансного модулятора. С выхода модулятора двухполосный сигнал с подавленной несущей (DSB) проходит через все три каскада УПЧ в "обратном" направлении (т.е. от балансного модулятора к смесителю на диодах VD1 — VD4), и в процессе прохождения сигнала кварцевыми фильтрами ZQ1 и ZQ2 выделяется требуемая боковая полоса, т.е. формируется SSB-сигнал. Дальнейший перенос однополосного сигнала ПЧ на рабочую частоту, находящуюся в одном из любительских KB диапазонов, происходит в кольцевом смесителе на диодах VD1 — VD4, после которого сигнал подается на диапазонные полосовые фильтры. В режимах приема и передачи используется один комплект 50-омных ДПФ.

Подавление несущей в балансном модуляторе регулируется подстроечным резистором R20. Возможно (подчеркиваю — возможно!), для более глубокого подавления придется параллельно какому-нибудь из диодов модулятора подключить подстроечный конденсатор емкостью 4 — 25 пФ. Иногда такие

конденсаторы на схемах изображают пунктиром. Но при хорошо подобранных диодах необходимости в конденсаторе нет, поэтому на схеме он не изображен.

Несколько слов о самих реверсивных каскадах. Режимы транзисторов устанавливаются автоматически, и при исправных деталях каскады в настройке не нуждаются. При напряжении питания +6 В коэффициент усиления такого каскада составляет 17 — 18дБ, при +9В — +20 дБ, при 12 В — +23 — 24 дБ. При этом за счет глубоких обратных связей каскад работает очень устойчиво, а коэффициент усиления слабо зависит от типа применяемых транзисторов. Первые эксперименты проводились на парах транзисторов КТ315 и КТ361, но, руководствуясь желанием получить в режиме приема максимально достижимые шумовые характеристики тракта, я отдал предпочтение транзисторам КТ368. Транзисторы структуры р-п-р, работающие в режиме передачи, могут быть любыми из серий КТ363, КТ326, КТ3107.

Как видно из схемы, все три каскада идентичны, за исключением каскада на VT5 и VT6, в котором отсутствует конденсатор в эмиттерной цепи транзистора VT5. Это сделано для снижения коэффициента усиления в режиме передачи, что позволяет избежать перегрузки последующих каскадов и смесителя.

Транзистор КП501 в системе АРУ можно заменить импортным 2N7000. В качестве индикатора S-метра хорошо подходит измерительная головка от старого кассетного магнитофона.

Диоды для смесителей желательно подобрать по прямому сопротивлению. Безусловно, наилучшие результаты получатся в том случае, если применить диоды, специально разработанные для смесителей и подобранные в "четверки" (например, КД922АГ). Однако если этих диодов нет, не надо отчаиваться — в схеме будут неплохо работать даже КД521.

Широкополосные трансформаторы Т1, Т2 и Т8 намотаны на кольцах К7х4х2 проницаемостью 600 — 1000НН тремя слегка скрученными проводами (2-3 скрутки на сантиметр) ПЭВ диаметром 0,15 — 0,17 мм и имеют 15 —18 витков. Трансформатор балансного модулятора Т7 должен иметь достаточную индуктивность для сигналов звуковых частот, поэтому его нужно намотать на кольце К10x6x5 проницаемостью не ниже 1000HH такой же скруткой проводов (в один слой) до заполнения кольца. Особое внимание следует обратить на симметричность выполнения обмоток всех трансформаторов — от этого зависит качество балансировки смесителей.

Трансформаторы ТЗ — Т6 намотаны на кольцах К7х4х2 проницаемостью 600 — 1000НН двойным скрученным (2-3 скрутки на сантиметр) проводом ПЭВ диаметром 0,15 — 0,17 мм и имеют 15 —18 витков, включенных согласно-последо-вательно (начало одной обмотки соединяется с концом другой, образуя средний вывод).

Катушка L1, используемая для подстройки частоты ОГ, имеет 25 витков провода ПЭЛ-0,1, намотанного на каркасе 05 мм с подстроенным сердечником от СБ9 с резьбой МЗ, и помещена в экран.

Реле К1 — КЗ желательно применить малогабаритные (например, РЭС49 или РЭК23).

О кварцевых фильтрах: в авторском варианте 1-й ФОС — восьми-кристальный, 2-й ("подчисточный") — четырехкристальный. Но это не требование, а скорее, пожелание. В принципе, в схеме можно применять любые фильтры и на любую частоту, доступные радиолюбителю. Это еще одно достоинство примененных реверсивных каскадов, в которых отсутствуют резонансные цепи, требующие настройки. Однако следует иметь в виду, что поскольку в УПЧ используется не самая оптимальная, но зато очень простая и доступная начинающему радиолюбителю простейшая автотрансформаторная схема согласования между усилителями и кварцевыми фильтрами, то единственное требование к кварцевым фильтрам заключается в величине их входного и выходного сопротивлений, которая должна быть в пределах 220 — 330 Ом. Как правило, кварцевые фильтры, изготовленные на распространенных ПАЛовских кварцевых резонаторах на частоту 8,867 МГц, удовлетворяют этому требованию.

С основной платой можно использовать любой ГПД или синтезатор частоты, работающий на соответствующих частотах и формирующий требуемое напряжение выходного сигнала. Не следует подавать на смеситель напряжение более 1,2 — 1,5 В, т.к. это приведет к росту собственных шумов тракта. Тем не менее, если используемый ГПД имеет достаточную мощность, то в первом смесителе можно установить по два последовательно включенных диода в плече. В этом случае можно ожидать некоторого увеличения динамического диапазона (на несколько децибел) в режиме приема, а также можно увеличить уровень выходного сигнала в режиме передачи — до 200 — 250 мВ вместо 100 — 150 мВ со смесителем, в котором установлено по одному диоду в каждом плече.

Диапазонные полосовые фильтры с входным и выходным сопротивлением 50 Ом можно применять любые — как самодельные, так и промышленные. В авторском варианте используются самодельные ДПФ от трансивера RA3AO.

Особо хочу отметить, что в режиме приема следует подобрать оптимальный уровень сигнала с ОГ, ориентируясь на наилучшее соотношение сигнал/шум на выходе тракта. Уровень выходного сигнала ОГ во многом определяется добротностью кварцевого резонатора ZQ3. Оптимальный уровень можно установить подбором емкости конденсатора С20 в пределах 47 — 100 пФ и/или сопротивления резистора R23 (330 — 750 Ом).

Микрофонный усилитель на транзисторах VT7 и VT8 требуется только при использовании динамического микрофона. Если трансивер будет работать с электретным микрофоном, имеющим ЭДС 100 мВ и более, то достаточно установить только эмиттерный повторитель, изготовив его по любой из известных схем.

Читайте также:  Как сварить леденцы в домашних условиях

Реальную чувствительность тракта подсчитать несложно: потери в ДПФ составляют -6 дБ, потери в смесителе –6 дБ, коэффициент усиления 1-го УПЧ — +20 дБ, потери в 1-м кварцевом фильтре – -6 дБ, коэффициент усиления 2-го УПЧ — +20 дБ, потери во 2-м кварцевом фильтре — -4 дБ, коэффициент усиления 3-го УПЧ — +20 дБ. Итого, до входа детектора (перед конденсатором С11) коэффициент усиления приемного тракта составляет +38 дБ или 80 раз по напряжению. Со входа детектора реальная измеренная чувствительность (при соотношении сигнал/шум 10 дБ) составляет 10 мкВ. Таким образом, предельно достижимая чувствительность с антенного входа может достигать 0,125 мкВ. Это теоретически, а реально — не хуже 0,35 мкВ. И все это благодаря малошумящему УПЧ с его относительно небольшим усилением.

На низких (читай — звуковых) частотах гораздо легче получить большой коэффициент усиления (как, например, в приемниках прямого преобразования). Коэффициент усиления УНЧ на микросхеме LM368 может достигать свыше 70 дБ! Для того чтобы убрать излишек усиления ("белый шум"), установлен подстроенный резистор R29.

Если на базе этого тракта предполагается изготовить трансивер на НЧ диапазоны, то напряжение питания реверсивных каскадов желательно уменьшить до +6 В, заменив интегральный стабилизатор 78L09 на 78L06.

При разработке самодельного многодиапазонного KB трансивера ставилась задача создать простой универсальный приемо-передающий тракт, имеющий минимальную коммутацию цепей в режимах приема и передачи и обеспечивающий отличную повторяемость, а значит, с минимумом настроечных элементов. Предлагаемая вниманию читателей схема основного тракта рассчитана на начинающих радиолюбителей, не имеющих, как правило, сложных и дорогих контрольно-измерительных приборов. Собрать ее можно практически из того, что "лежит под руками". Опытный радиолюбитель может по своему усмотрению добавить в схему необходимые узлы и сделать маленький легкий трансивер для работы в эфире с дачи или в походе.

Несколько слов о самих реверсивных каскадах. Режимы транзисторов устанавливаются автоматически, и при исправных деталях каскады в настройке не нуждаются. При напряжении питания +6 В коэффициент усиления такого каскада составляет 17 — 18дБ, при +9В — +20 дБ, при 12 В — +23 — 24 дБ. При этом за счет глубоких обратных связей каскад работает очень устойчиво, а коэффициент усиления слабо зависит от типа применяемых транзисторов. Первые эксперименты проводились на парах транзисторов КТ315 и КТ361, но, руководствуясь желанием получить в режиме приема максимально достижимые шумовые характеристики тракта, я отдал предпочтение транзисторам КТ368. Транзисторы структуры р-п-р, работающие в режиме передачи, могут быть любыми из серий КТ363, КТ326, КТ3107.

Как видно из схемы, все три каскада идентичны, за исключением каскада на VT5 и VT6, в котором отсутствует конденсатор в эмиттерной цепи транзистора VT5. Это сделано для снижения коэффициента усиления в режиме передачи, что позволяет избежать перегрузки последующих каскадов и смесителя.

Транзистор КП501 в системе АРУ можно заменить импортным 2N7000. В качестве индикатора S-метра хорошо подходит измерительная головка от старого кассетного магнитофона.

Диоды для смесителей желательно подобрать по прямому сопротивлению. Безусловно, наилучшие результаты получатся в том случае, если применить диоды, специально разработанные для смесителей и подобранные в "четверки" (например, КД922АГ). Однако если этих диодов нет, не надо отчаиваться — в схеме будут неплохо работать даже КД521.

Широкополосные трансформаторы Т1, Т2 и Т8 намотаны на кольцах К7х4х2 проницаемостью 600 — 1000НН тремя слегка скрученными проводами (2-3 скрутки на сантиметр) ПЭВ диаметром 0,15 — 0,17 мм и имеют 15 —18 витков. Трансформатор балансного модулятора Т7 должен иметь достаточную индуктивность для сигналов звуковых частот, поэтому его нужно намотать на кольце К10x6x5 проницаемостью не ниже 1000HH такой же скруткой проводов (в один слой) до заполнения кольца. Особое внимание следует обратить на симметричность выполнения обмоток всех трансформаторов — от этого зависит качество балансировки смесителей.

Трансформаторы ТЗ — Т6 намотаны на кольцах К7х4х2 проницаемостью 600 — 1000НН двойным скрученным (2-3 скрутки на сантиметр) проводом ПЭВ диаметром 0,15 — 0,17 мм и имеют 15 —18 витков, включенных согласно-последо-вательно (начало одной обмотки соединяется с концом другой, образуя средний вывод).

Катушка L1, используемая для подстройки частоты ОГ, имеет 25 витков провода ПЭЛ-0,1, намотанного на каркасе 05 мм с подстроенным сердечником от СБ9 с резьбой МЗ, и помещена в экран.

Реле К1 — КЗ желательно применить малогабаритные (например, РЭС49 или РЭК23).

С основной платой можно использовать любой ГПД или синтезатор частоты, работающий на соответствующих частотах и формирующий требуемое напряжение выходного сигнала. Не следует подавать на смеситель напряжение более 1,2 — 1,5 В, т.к. это приведет к росту собственных шумов тракта. Тем не менее, если используемый ГПД имеет достаточную мощность, то в первом смесителе можно установить по два последовательно включенных диода в плече. В этом случае можно ожидать некоторого увеличения динамического диапазона (на несколько децибел) в режиме приема, а также можно увеличить уровень выходного сигнала в режиме передачи — до 200 — 250 мВ вместо 100 — 150 мВ со смесителем, в котором установлено по одному диоду в каждом плече.

Диапазонные полосовые фильтры с входным и выходным сопротивлением 50 Ом можно применять любые — как самодельные, так и промышленные. В авторском варианте используются самодельные ДПФ от трансивера RA3AO.

Особо хочу отметить, что в режиме приема следует подобрать оптимальный уровень сигнала с ОГ, ориентируясь на наилучшее соотношение сигнал/шум на выходе тракта. Уровень выходного сигнала ОГ во многом определяется добротностью кварцевого резонатора ZQ3. Оптимальный уровень можно установить подбором емкости конденсатора С20 в пределах 47 — 100 пФ и/или сопротивления резистора R23 (330 — 750 Ом).

Микрофонный усилитель на транзисторах VT7 и VT8 требуется только при использовании динамического микрофона. Если трансивер будет работать с электретным микрофоном, имеющим ЭДС 100 мВ и более, то достаточно установить только эмиттерный повторитель, изготовив его по любой из известных схем.

Реальную чувствительность тракта подсчитать несложно: потери в ДПФ составляют -6 дБ, потери в смесителе –6 дБ, коэффициент усиления 1-го УПЧ — +20 дБ, потери в 1-м кварцевом фильтре – -6 дБ, коэффициент усиления 2-го УПЧ — +20 дБ, потери во 2-м кварцевом фильтре — -4 дБ, коэффициент усиления 3-го УПЧ — +20 дБ. Итого, до входа детектора (перед конденсатором С11) коэффициент усиления приемного тракта составляет +38 дБ или 80 раз по напряжению. Со входа детектора реальная измеренная чувствительность (при соотношении сигнал/шум 10 дБ) составляет 10 мкВ. Таким образом, предельно достижимая чувствительность с антенного входа может достигать 0,125 мкВ. Это теоретически, а реально — не хуже 0,35 мкВ. И все это благодаря малошумящему УПЧ с его относительно небольшим усилением.

На низких (читай — звуковых) частотах гораздо легче получить большой коэффициент усиления (как, например, в приемниках прямого преобразования). Коэффициент усиления УНЧ на микросхеме LM368 может достигать свыше 70 дБ! Для того чтобы убрать излишек усиления ("белый шум"), установлен подстроенный резистор R29.

Если на базе этого тракта предполагается изготовить трансивер на НЧ диапазоны, то напряжение питания реверсивных каскадов желательно уменьшить до +6 В, заменив интегральный стабилизатор 78L09 на 78L06.

В заключении отмечу, что за год работы на трансивере, выполненном на базе приведенных схем, сработано свыше 160 стран по списку DXCC и получено более 210 дипломов

Вариации на тему "Клопика" от автора

Скоро год, как "Клопик" работает в эфире. Связей проведено немеряно (что-то около 20.000). Показал себя надёжным и неприхотливым. Задачи, которые перед ним ставились, полностью себя оправдали – простота схемы, относительная дешевизна, отсутствие большого числа моточных (настраиваемых) изделий, минимум органов управления и т.д.

Решил немного поэкспериментировать . Ну прежде всего было обидно, что на приём работают относительно посредственные p-n-p транзисторы, а на передачу – КТ368 с нормированным Кшума (схему -то реверсивных каскадов не я придумал – брал из американского первоисточника). Поэтому первое, что сделал – развернул каскады на 180 градусов. Теперь всё нормально – 368 работают на приём, а 325 – на передачу. Второе – поднял напряжение питания каскадов до 12В. При этом усиление каждого каскада возросло с 18-19db до 24,5db, другими словами с трёх каскадов получилось дополнительных +12db!

Уменьшив примерно на 10db усиление в УНЧ, получил приличный выигрыш в отношении сигнал/шум. Если в оригинальном "Клопике" у меня стоит дополнительный реверсивный каскад между двумя двухконтурными ПФ, то теперь необходимости в нём нет – чувствительности на ВЧ диапазонах хватает вполне с трёхконтурными "дроздовскими" фильтрами.

Ну и третье – "упростил" согласование кварцевых фильтров – по входу и по выходу поставил трансформаторы 1:4 (4:1) по сопротивлению. Конечно, это не самый лучший вариант, но, во-первых, так действительно проще, если нет приборов для настройки, а во-вторых – на слух небольшая неравномерность в полосе совершенно не сказывается ни на приём, ни на передачу. А при работе BPSK-31 – моя любимая мода – вообще нет никакой разницы.

Ну и последнее нововведение – это простейший ноч-фильтр. Он выполняет двоякую функцию – на приём позволяет вырезать помеху, а в режиме передачи, будучи выставленным на частоту несущей, позволяет не только подавить её остатки, но и улучшить дополнительно крутизну низкочастотного ската КФ. В ходе экспериментов установил даже два ноч-фильтра – баловство, конечно, но зато в PSK могу вырезать всё, что мне мешает. Вариант "Клопика-2" предлагаю для обсуждения. Оговорюсь сразу, что чертежей печатной платы у меня нет – так и не научился пока рисовать на компьютере – времени на всё не хватает. Но я думаю, что если кого-то заинтересует – умеющему человеку это сделать будет не трудно.

И несколько вариантов печатных плат от радиолюбителей. Желательно проверить разводку дорожек.

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector