Трансивер "Аматор-160"

Трансивеp предназначен для проведения радиосвязей в диапазоне 160м (легко перестраивается на 80м)и имеет следующие параметры: Диапазон рабочих частот 1800-2000(3500-3800) кГц.; диапазон Род работы - SSB.; Чувствительность при отношении сигнал/шум 10 дБ, не хуже 1 мкВ.; Избирательность по зеркальному каналу, не хуже 40 дБ.; Диапазон ручной регулировки усиления, не менее 60 дБ.; Пиковая выходная мощность передающего тракта, не менее 5 Вт (на нагрузке 50 Ом).; Подавление побочных каналов в режиме передачи, не менее 40 дБ.

   В обратимом тракте данного трансивера используются микросхемы К174ПС1, которые представляют собой активные балансные смесители с высокой крутизной  преобразования [1]. Благодаря их использованию тракт трансивера существенно упростился –сократилось количество моточных узлов, появилась возможность обойтись  без тракта ПЧ  и отдельного микрофонного усилителя. 

Функционально трансивер разделён на четыре платы – основную, плату выпрямителя, ГПД и оконечного усилителя мощности передатчика. На основной плате расположены собственно обратимый приёмопередающий тракт, опорный генератор 500 кГц, усилитель звуковой частоты, полосовые фильтры приёма и передачи а также предварительный усилитель мощности передатчика.
Описание работы трансивера.
  В режиме приёма РЧ сигнал  через контакты реле К1.2 поступает на основную плату, где выделяется двухконтурным полосовым фильтром на элементах L3С12С13С14L5 и подаётся на вход смесителя DA2. На второй вход смесителя через контакты реле К2.1 и широкополосный трансформатор Т2 поступает сигнал ГПД. Нагрузкой смесителя служит ЭМФ Z1 (ЭМФ-9Д-500-3В). Выделенный сигнал ПЧ нужной боковой полосы  поступает на  смеситель DA3. На второй вход смесителя через контакты реле К3.1 и широкополосный трансформатор Т3 подаётся сигнал опорного генератора. Опорный генератор 500 кГц выполнен на транзисторе VT2 по схеме ёмкостной трёхточки. Стабилитрон VD7 служит для стабилизации напряения питания генератора. Сигнал зуковой частоты , выделенный нагрузкой смесителя (R10) через простейший ФНЧ на элементах C34R15С37 поступает на микросхему усилителя звуковой частоты DA4(K174УН14). В качестве оконечного устройства ВА1 можно использовать как головные телефоны, так и громкоговоритель. Громкость принимаемого сигнала регулируется резистором R4 «Уровень RX».  При вращении движка резистора изменяется напряжение питания микросхемы DA2 и, следовательно , изменяется и крутизна преобразования. Такое решение, возможно, не является самым оптимальным с точки зрения схемотехники, однако вполне применимо для простых устройств. Измереный автором диапазон ручной регулировки усиления составил более 60 дБ. Напряжение питания на выходной транзистор оконечного усилителя мощности VT1 подаётся всё время, однако в активный режим работы он переводится только в режиме передачи путём подачи напряжения смещения. Для перехода в режим передачи нажимается кнопка S2. При этом срабатывает реле К1, с помощью которого производится необходимая коммутация. Напряжение +12В подаётся на контакты 4 ,10 и 11 основной платы и на контакт 2 оконечного усилителя мощности. Через резистор R4 на электретный микрофон подаётся питание. Через резистор R5 и диод VD5 на микросхему DA2 поступает напряжение питания в обход узла регулировки усиления. Срабатывают реле К2 и К3 и сигналы ГПД и опрного генератора меняются местами. Кроме того, напряжение +12В через резистор R17 и диод VD8 поступает на инверсный вход микросхемы УЗЧ , блокируя её работу. Постоянное напряжение на выводе 4 микросхемы при этом падает до нуля. Такая схема блокировки УЗЧ применена в автомобильной УКВ радиостанции  «Dragon»[2]. Также подаётся напряжение питания на предварительный усилитель мощности передатчика. Транзистор оконечного усилителя мощности переводится в активный режим. Сигнал электретного микрофона поступает на микросхему смесителя DA2. ФНЧ на элементах С11L4С15 предотвращает проникание высокочастотных наводок на микрофонный вход трансивера. На второй вход DA2 в этом случае поступает сигнал опорного генератора. Максимальное подавление сигнала опорной частоты достигается точной балансировкой смесителя с помощью потенциометра R6. ЭМФ выделяет сигнал нужной боковой полосы и дополнительно ослабляет остатки несущей. Микросхема DA3 преобразует сигнал ПЧ в сигнал радиолюбительского диапазона 160м.

   Нагрузкой смесителя при передаче является ДПФ С31L6С32L7С35. На транзисторах VT3 и VT4 собран предварительный уилитель мощности передатчика. С выхода основной платы радиочастотный сигнал поступаут на плату оконечного усилителя мощности. Оконечный усилитель собран на полевом транзисторе КП901А. Выходной сигнал через однозвенный ФНЧ поступает в антенну. Выходной фильтр передатчика расчитан для работы с нагрузкой активным сопротивлением 50 Ом. Для контроля РЧ сигнала на выходе трансивера  используется простейший детектор (резистивный делитель R31R32, диод VD12 и микроамперметр РА1).  ГПД трансивера выполнен на биполярном транзисторе по схеме ёмкостной трёхточки на транзисторе VT5. На транзисторе VT6 – буферный эмиттерный повторитель сигнала ГПД.Блок питания обеспечивает стабилизированное напряжение +12В и нестабилизированное +34В(для питания оконечного каскада передатчика).
Детали трансивера.
   В трансивере использованы: Постоянные резисторы – типа C1-4, С2-23, МЛТ; подстроечные резисторы – СП3-38Б. Неэлектролитические конденсаторы – К10-17, подстроечные – типа КТ4-23. Электролитические конденсаторы – К50-35. В качестве конденсатора настройки использован  КПЕ от лампового радиоприёмника. Сетевой трансформатор должен иметь габаритную мощность не менее 50 Вт и обеспечивать во вторичной обмотке 2х13 В переменного напряжения при токе 1,5 А. Автор применил трансформатор из радиолюбительского набора «Сделай сам трансформатор». Широкополосные трансформаторы Т2 и Т3 изготавливаются на ферритовых кольцах К7х4х2 проницаемостью 600-1000 НН. Обмотки наматываются в два провода и содержат 2х20 витков ПЭВ 0.25. Дроссели L4 и L8 – стандартные ДМ-0.1, L1 – Д-0.6. Индуктивность всех дросселей 100 мкГн. Катушки ДПФ изготовлены на броневых сердечниках СБ9 и содержат 30 витков провода ПЭВ 0.15.Отвод у катушки L3 сделан от 6-го витка (считая от заземлённого конца); у L5 – от середины. Индуктивность ФНЧ передатчика L2 изготовлена на ферритовом бинокулярном сердечнике от симметрирующих устройств, применяемых в отечественных телевизорах. Намотка ведётся одножильным проводом диаметром 0,4 мм в полихлорвиниловой изоляции, витки провода пропускаются через внутренние отверстия сердечника. Количество витков – 8. Катушка ГПД L9 изготовлена на каркасе из термостойкой пластмассы диаметром 12 мм с подстроечным ферритовым сердечником и содержит 40 витков провода ПЭВ 0.6. Реле К1 – РЭС9 с сопротивлением обмотки 500 Ом (можно применить любое подходящее реле с двумя группами переключающих контактов. Реле К2 и К3 -РЭС49 с сопротивлением обмоток 270 Ом. Можно также использовать реле с большим напряжением срабатывания, подключив их параллельно. ВМ1 – двухвыводной импортный электретный микрофон  «таблетка». РА1 - стрелочный микроамперметр с током полного отклонения 50 – 100 мкА.

   Узлы трансивера собраны на платах из двухстороннего фольгированного текстолита, верхний слой металлизации служит экраном. Рисунки печатных плат приведены на рис.2-5, расположение элементов  - на рис.6-9, общая компоновка  на рис.10. 

Рис.2. Основная плата. Чертеж ПП

Рис.3. Чертеж печатной платы ГПД

Рис.4. Чертеж печатной платы УМ

Рис.5. Чертеж печатной платы выпрямителя.

Рис.6. Основная плата - расположение элементов.

Рис.7. Плата ГПД. Расположение элементов

Рис.9. Плата выпрямителя. Расположение элементов.

Рис.10. Трансивер "Аматор-160". Конструкция.
  

   Трансивер собран в корпусе из дюралюминия размерами 220х220х110, разделённом перегородкой на два отсека – верхний  и нижний. В верхнем (большем) отсеке расположены сетевой трансформатор Т1, плата ГПД, КПЕ, плата выпрямителя, плата УМ, реле К1 и стабилизатор DA1. Транзистор оконечного усилителя VT1 и стабилизатор DA1 прикручиваются к задней стенке корпуса, выполняющей роль радиатора. Плата УМ также закрепляется на задней стенке на  стойках. Высокочастотный детектор собирается методом объёмного монтажа и располагается в непосредственной близости от антенного разъёма, также около разъёма реле К1. Основная плата   установлена в нижнем отсеке корпуса. Шкала настройки представляет собой диск из оргстекла с нанесёнными рисками, закреплённый непосредственно на оси КПЕ.
Настройка.
Настройку трансивера начинают с узла  ГПД. Подстройкой катушки L9 и подбором ёмкости C46 устанавливают рабочий диапазон перестройки ГПД в пределах 2300-2500 кГц с некоторым запасом (10-20 кГц) по краям диапазона. Выходной уровень ГПД должен быть в пределах 100-200 мВ. После этого приступают к настройке основной платы. Прежде всего необходимо убедиться в работе опорного генератора, подключив, например щуп осциллографа  к эмиттеру транзистора VT2. Подав на вход трансивера сигнал высокочастотного генератора, настраивают входные ДПФ, после этого подстройкой С20 и С21 добиваются максимальной громкости принимаеиого сигнала. При отсутствии генератора для настройки можно использовать сигналы радиолюбительских станций.

   Дальнейшую настройку трансивера производят в режиме передачи при отключенном оконечном каскаде. Потенциометром R6 балансируют смеситель DA2, добиваясь максимального подавления сигнала опорного генератора. Контроль балансировки лучше всего производить осциллографом либо высокочастотным милливольтметром на выходе ЭМФ. Если даже при точной балансировке смесителя не удаётся подавить несущую в нужных пределах, необходимо уменьшить напряжение опорного генератора увеличением рноминала резистора R7. Подав на микрофонный вход трансивера сигнал генератора звуковой частоты амплитудой 3-5 мВ и частотой 500-1000 Гц, настраивают  ДПФ передатчика . К выходу основной платы(контакты 11,12) подключают ВЧ-милливольтметр либо осциллограф и подстройкой L6 и L7 добиваются  максимума показаний в рабочей полосе частот. Предварительный каскад передатчика должен развивать напряжение не менее 5В на нагрузке 500 Ом. Перед подключением оконечного каскада передатчика необходимо установить ток покоя транзистора VT1. Не подавая на оконечный каскад высокочастотный сигнал, регулировкой R2 добиваются,  чтобы ток покоя транзистора был в пределах 200-220 мА. Ток контролируют миллиамперметром поцепи +34В. Заключительный этап настройки – контроль выходной мощности передатчика. Соединив все узлы передатчика, подключают к антенному разъёму трансивера согласованую нагрузку. На микрофонный вход подаётся сигнал генератора звуковой частоты 5 мВ-1000Гц. С помощью милливольтметра или осциллографа контролируют в режиме передачи напряжение на согласованной нагрузке. Напряжение должно быть в пределах 15-18 В. Ток потребления оконечного каскада при этом по цепи +34В должен находиться в пределах 0.4А.  Большую неравномерность выходной мощности в рабочем диапазоне частот можно уменьшить дополнительной подстройкой ДПФ передатчика и ФНЧ оконечного каскада. Подбором R30 добиваются того, чтобы стрелка индикатора мощности находилась в удобном для наблюдения секторе шкалы.
   Оконечный каскад данного трансивера расчитан для работы с антеннами, имеющими сопротивление около 50 Ом. При работе трансивера с ненормированными антеннами необходимо пользоваться согласующим устройством.

Алексей Темерев (UR5VUL),   г.Светловодск Кировоградской обл.