Трансивер на 144/432 МГц “H-220”

 E. Hocke -Y25TL

(Продолжение)

Блок 4: ПЧ и ЗЧ.

 

Рис. 24. Часть блока ПЧ/ЗЧ (блок 4) – переключатель кварцевых фильтров и усилитель передатчика на 10,7 МГц. Схема принципиальная электрическая. Большие буквы в кружках обозначают внутриблочные соединения.

 

  Блок ПЧ/ЗЧ (Рис.18, 24…34) является ”сердцем” трансивера. Он, собственно, уже является полнокомплектным трансивером на частоту ПЧ 10,7 МГц. Здесь в трактах приёма и передачи формируются и детектируются сигналы CW, SSB и ЧМ и необходимо лишь подключить динамическую (звук) и измерительную (S-метр) головки, микрофон и необходимые питающие напряжения. Переключение кварцевого фильтра, соответствующего выбранному виду работы осуществляется с помощью реле GBR111. Передающие и приёмные тракты в обоих каналах ПЧ (CW/SSB-канал и ЧМ канал) жёстко связаны со своими фильтрами. На входе CW/SSB-канала для каждого вида работы имеется свой кварцевый фильтр (отдельный - для CW, отдельный - для SSB). После каскада УПЧ, выполненного на транзисторе VT15 установлен ещё один кварцевый фильтр, служащий для повышения избирательности. Оба последующих каскада УПЧ ( VT16,VT17) поднимают уровень сигнала ПЧ до, примерно, 5 мВ для последующего детектирования в интегральном демодуляторе А223. После демодулятора установлен ФНЧ, служащий для устранения широкополосного шума. Как показали сравнительные измерения на частоте 3 кГц А220(А223)-демодулятор с последующим ФНЧ при большем выходном напряжении ЗЧ примерно эквивалентен по соотношению сигнал/шум демодулятору, выполненному на двухзатворном полевом транзисторе с изолированными затворами. На Рис. 32 показана характеристика ФНЧ.

 

Интегральный УЗЧ, выполненный на А211 имеет выходную мощность 1 Вт на сопротивлении 8 Ом. До УЗЧ снимается ЗЧ сигнал на выход для записи на магнитофон и для получения регулирующего напряжения для цепи АРУ. Под получением напряжения для цепи АРУ подразумевается осуществление “медленной” АРУ с достаточной постоянной времени, которая не реагирует на импульсы помех, не блокируется ими. Цепь, состоящая из диодов VD11/VD12 и конденсатора С130 пропускает ЗЧ сигналы с малой постоянной времени (около 15 мсек), а цепь VD13/VD14/C131 - сигналы с большой постоянной времени (около 200 мсек). Наибольшее, из двух полученных таким образом, напряжение управляет усилителем постоянного тока на транзисторах VT21/VT22. При неожимданно появившемся напряжении ЗЧ сигнала УПТ сначала управляется через цепь с малой постоянной времени, а через 200 мсек управление УПТ “перенимается” цепью с большей постоянной времени. При импульсной помехе напряжение АРУ, в силу инерционности цепи его формирования с большой постоянной времени, останется без изменения, тогда как напряжение на цепи с малой постоянной быстро появится и также быстро исчезнет через резистор R133 и входное сопротивление транзистора VT21. При федингующем сигнале конденсатор С131 медленно разряжается через входное сопротивление транзистора VT21 (примерно эквивалентно 1 баллу шкалы S-метра в секунду). Это означает, что регулирующее напряжение АРУ следует за уменьшающимся уровнем принимаемого сигнала и увеличивает таким образом усиление приёмника. Впустую оказывается применение описанного ранее способа получения напряжения регулировки для цепи АРУ приёмника, в силу большой задержки (примерно 9 секунд при сигнале с S9) и здесь не рассматривается. Но с помощью применения третьей цепи получения регулирующего напряжения проблему всё же можно решить. Цепь VD15/VD16/C132 выпрямляет и

 

Рис. 25. Часть блока ПЧ/ЗЧ (блок 4) – тракты CW/SSB. Схема принципиальная электрическая. Пунктирная линия соответствует части среднего экрана (Рис.18). Большие буквы в кружках соответствуют соединениям внутри блока.

 

фильтрует напряжение АРУ, но теперь в противоположной полярности. Это напряжение запирает транзистор VT20. Третья цепь получения регулирующего напряжения примерно втрое менее чувствительна, чем две предыдущих. Только при сильно федингующем сигнале (более 10 дБ/сек) или в конце передачи конденсатор С132 больше не заряжается, а наоборот, разряжается через резистор R135 и входное сопротивление транзистора VT20. При этом, напряжение на базе VT20 увеличивается до +0,6 В, транзистор начинает проводить и этим разряжает С131. Скорость разряда С131 можно регулировать подбором коэффициента усиления по току транзистора VT20 или резисторами в цепи его базы (в приведённом примере - 50 мсек). В заключение устанавливают величину действующего напряжения АРУ для слабых сигналов. На Рис. 33 наглядно представлена функция получения регулирующего напряжения. АРУ начинает работать с уровня сигналов S2. Это соответствует ЗЧ напряжению на переходном конденсаторе С181 примерно 25 мВ.

 Каскады на транзисторах VT26 и VT29 работают в схеме генераторов несущих в режимах CW и SSB, соответственно. Устанавливаемые с помощью конденсаторов С161 и С177 частоты зависят от применённых кварцевых фильтров. На резисторе R185 можно получить не более 150 мВ. Больший уровень напряжения несущей ухудшает её подавление в SSB-модуляторе В222. Микрофонный УЗЧ передатчика должен выдавать максимально 70 мВ для получения чистого (без искажений) модулированного

 

 

Рис. 26. Часть блока ПЧ/ЗЧ (блок 4) – генераторы несущей. Схема принципиальная электрическая.

 

Рис. 27. Часть блока ПЧ/ЗЧ (блок 4) – тракт ЧМ. Схема принципиальная электрическая. Пунктирной линией обозначена вторая часть среднего экрана (Рис. 18). Большие буквы в кружках обозначают внутриблочные соединения.

* * *

сигнала с модулятора В222. При передаче в режиме CW балансный модулятор разбалансируется подачей на него положительного напряжения (+ CW). Каскад на транзисторе VT25 усиливает полученный CW или SSB сигнал, а резисторы R154 и R105 обеспечивают переключение кварцевого фильтра для работы в обоих направлениях. Перед этим следует добиться согласования фильтра путём подбора коэффициента трансформации Z9 - понижающего трансформатора выходного сопротивления каскада на транзисторе VT15. Это и в приёмном тракте работает очень хорошо. В инверсном направлении (в тракте передачи) возникает довольно большая неравномерность. После многочисленных опытов была определена схема согласования на резисторах, показанная на Рис. 25, которая неплохо работает. Ёмкость конденсатора С101 подбирают по наименьшему проходному затуханию сигнала в приёмном тракте. Транзистор VT24 работает в качестве усилителя для последующего клиппера (ограничителя для сжатия динамического диапазона) VD23/VD24 и одновременно осуществляет безнагрузочное соединение с кварцевым фильтром. Подключение напряжения + 13,5 В на “+Ограничитель” увеличивает усиление

Рис. 28. Часть схемы блока ПЧ/ЗЧ (блок 4) – тональные генераторы, микрофонный усилитель, УЗЧ приёмника и S-метр. Буквами в кружках обозначены внутриблочные соединения.

 

каскада на транзисторе КП350А на 20 дБ. При этом без диодов клиппера (ЗЧ ограничителя) на стоке транзистора VT24 должно быть РЧ напряжение 4 В. Это соответствует сжатию динамического диапазона примерно на 16 дБ. При выключенном клиппере, на стоке должно быть, соответственно, 0,4 В, что теперь, естественно, для клиппирования не будет достаточно. Из-за постоянно присутствующих в тракте ПЧ ограничительных диодов на пиках модуляции сигнал ПЧ ограничивается и перегрузки линейного усилителя не наступает. Транзистор VT23 усиливает сигнал ПЧ, а резистор R142 участвует в переключении кварцевого фильтра. Транзистор VТ1 делает возможным безнагрузочное подключение к каналу ПЧ и даёт возможность регулировать выходную мощность (более 30 дБ) трансивера. При этом напряжение “+ Мощность” изменяется от 13,5 до 0 В. УЗЧ передатчика выполнен на транзисторах VT4…VT7 по проверенной схеме с ФНЧ (Рис.28). С помощью конденсатора С29 ёмкостью 10 нанофарад создаётся подъём АЧХ на 6 дБ между 0,5… 3,0 кГц. С помощью конденсатора С29 ёмкостью 2200 пФ достигается подъём АЧХ ровно 6 дБ на октаву. УЗЧ позволяет в положении переключателя, расположенного на передней панели трансивера - “Ton” получить усиление сигнала от генератора на

Рис. 29. Эскиз монтажной платы блока ПЧ/ЗЧ (блок 4) УКВ трансивера Н-220. Вид со стороны печатных проводников. Размеры платы: 242,5 х 105 х 1,5 мм.

При повторении платы следует уточнить отверстия под имеющиеся детали.

 

транзисторах VT8 и VT9. При этом, в положении переключателя “Ton” и одновременно включенном виде работы “ЧМ” производится модулирующий звуковой сигнал частотой 1750 Гц для открытия каналов репитеров, при “SSB” - двухтональный сигнал (2 х 5 мВ +/- коррекция на базе VT7) для измерительных целей и настройки. Схема ВК (блок 10) управляет включением 800 Гц генератора при переключении с передачи на приём, так же как и при ключевании в режиме CW (генератор самопрослушивания). Транзистор VT3 работает в схеме модулируемого кварцевого генератора, причём дроссель Z3 определяет частоту, а Z2 - качество модуляции. При этом можно модуляцию прослушать на контрольном
 

Рис. 30. Эскиз монтажной платы блока ПЧ/ЗЧ (блок 4). Вид со стороны расположения деталей.

 

приёмнике или к ЗЧ выходу этого приёмника подключить осциллограф, чтобы, таким образом, наблюдать и устанавливать качество модуляции, подав на вход микрофонного УЗЧ передатчика сигнал с генератора ЗЧ и установив наилучшую его “синусоидальность”. Иногда необходимо подобрать транзистор VT3 по стабильной    его работе в составе генератора, если на пиках модуляции генерация срывается. Транзистор VT2 усиливает полученный таким образом ЧМ сигнал и осуществляет соединение с трактом ПЧ и кварцевым фильтром.

 Транзисторы VT10 и VT11 работают в качестве УПЧ для интегрального демодулятора А225. Усиление составляет порядка 40 дБ, причём VT10 усиливает больше, чем VT11. На входе демодулятора А225 напряжение сигнала составляет примерно 30 микровольт. VT11, при этом, управляется напряжением АРУ, зависящим от

Рис. 31. Чертёж деталей экранирующей коробки блока ПЧ/ЗЧ (блок 4) УКВ трансивера Н-220. Размеры экранов уточнять по монтажной плате.

 

напряжённости электромагнитного поля в месте приёма на выводе 15 и таким образом несколько увеличивает динамический диапазон демодулятора. В результате экспериментов была получена схемотехника демодулятора, приведённая на принципиальной схеме. Такой демодулятор имеет малый уровень шумов, любой различимый ЧМ сигнал или несущая чётко выделяется на фоне

Рис. 32. Амплитудно-частотная характеристика ФНЧ приёмника УКВ трансивера Н-220. Точки, расположенные не на линии соответствуют реально полученным результатам с одним, отдельно взятым, ФНЧ (возможен разброс, зависящий от применённых в ФНЧ деталей).

 

шумов, присутствовавших до их появления, так, что можно пренебречь применением шумоподавления. В целом, приём ЧМ сигнала выглядит, примерно, как приём SSB сигнала, В том случае, если нежелательно слышать вообще что-либо в паузе, то можно покрутить переменный резистор R70 и установить, таким образом, порог шумоподавления. Схема демодулятора, пропагандируемая в технической литературе и применённая здесь имеет стабильную характеристику, работает надёжно и имеет большую чувствительность. Показания S-метра (вывод 14) по сравнению с ранее использовавшимися в аппаратуре включениями, также стали более стабильными. С помощью резистора R139 можно установить отклонение стрелки на силу сигнала с S9 равной таковой при SSB сигнале. Приёмная частота подстраивается под частоту передачи (по ПЧ) путём подключения конденсаторов параллельно кварцевому резонатору.

 Блок выполнен на монтажной плате из двухсторонне фольгированного стеклотекстолита, сплошная металлизация со стороны расположения деталей служит экраном. Все необходимые отверстия, предназначенные для прохода выводов деталей через плату, раззенкованы. Кроме опайки всего блока, как единого целого, полосами белой жести по периметру, предусмотрены дополнительные разделительные экраны: на стороне расположения деталей за кварцевыми фильтрами и между входами и выходами кварцевых фильтров, - со стороны печатных проводников. Все экраны устанавливаются с проходом через

Рис.33. Наглядное представление функции получения управляющего напряжения.

 

материал платы. Весь арсенал необходимых питающих напряжений подводится к блоку через проходные конденсаторы, установленные на торцовых стенках экрана блока. Соединения отдельных точек схемы с проходными конденсаторами, как и во всех других блоках, осуществляется со стороны печатных проводников и требует, особенно, в этом блоке некоторой сноровки и паяльника с „острым“ жалом. Этот блок может служить и в качестве основного в КВ трансивере, например, по схеме с одним преобразованием.

Данные катушек блока 4 (ПЧ-ЗЧ):

-         Z1,Z4,Z5,Z7,Z11: StB-S 012-019 (стандартный ФПЧ – придётся, видимо,

          рассчитывать самостоятельно или скопировать с другого

          аппарата, вряд ли удастся найти такой)

Рис.34. Зависимость АЧХ УЗЧ передатчика УКВ трансивера Н-220 от ёмкости конденсатора С29. Приведено два значения ёмкости С29. АЧХ для С29 = 10п расположена снаружи, для С29 = 2,2п – полностью внутри.

 

 

-         Z2: StB-S 012-019, имеющаяся обмотка удаляется, вместо неё наматывается

80    витков обмоточным проводом 0,1 мм

-         Z3: StB-S 012-019, имеющаяся обмотка удаляется, вместо неё наматывается

40    витков обмоточным проводом 0,2 мм

-         Z6,Z10: StB-S 012-019, удаляется имеющаяся катушка связи и впаивается

          конденсатор связи 15 пФ

- Z8: В схеме нет, но место на плате предусмотрено (см. схему

          расположения деталей на плате ПЧ-ЗЧ)

-         Z9: StB-S 012-019, имеющаяся катушка связи удаляется и впаиваются

          конденсаторы С101 и С105

-         Z12: StB-S 012-019, имеющююся обмотку удаляют, наматывают 6,5 витков

          двойным обмоточным проводом 0,15 мм, выводы катушек

          распаять в плату согласно принципиальной схеме, R158

          впаять параллельно катушке связи (чтобы не резонировала

          на своей собственной частоте)

-         Z13: StB-S 012-019, впаять R185 параллельно катушке связи

-         Т1,Т2: 4 витка счетверённым обмоточным проводом 0,15 мм, свитым, на

         “бинокле” 7 х 4 х 4 мм из Mf 340

 

Рис. 18. Фото готового блока ПЧ/ЗЧ (блок 4). Блок включает в себя: переключатель кварцевых фильтров, тракт ЗЧ, S-метр и генераторы несущей (подразделение по отсекам см. на Рис. 24…27).

(Продолжение следует)

 

Свободный перевод с немецкого: Виктор Беседин (UA9LAQ), ua9laq@mail.ru
г. Тюмень         сентябрь, 2002 г