Александр Долинин - UA9LAK/UN7, г. Байконур

(Здесь приведен "авторский" вариант статьи, опубликованной в "Радио" №7/2005г. )

или

как собрать из "отходов" трансивер для походов

Тогда и было решено собрать трансивер по своей схеме, используя детали от нерабочей по причине преклоннного возраста автомобильной (или стационарной – это неважно) радиостанции "ЛЕН-В". Идея возникла после прочтения обьявления о том, что корпус с нерабочими платами можно купить всего за 300 рублей. Вот вам и исходный материал – детали для сборки!

Вот что получилось после завершения работ:

Основные характеристики:

Диапазон частот: 14000…14200 кГц;

Чувствительность приемника: лучше 1 мкВ;

Полоса пропускания приемника: зависит от применяемого фильтра ПЧ и наличия дополнительного фильтра НЧ, в данном варианте – около 2,4 кГц;

Мощность передатчика: до 5 Ватт (при напряжении питания 15 Вольт)

на сопротивлении нагрузки 75 Ом;

Напряжение питания: 10…15 Вольт

Размеры и вес: зависят от применяемых при изготовлении деталей.

Описание схемы

Структурная схема не представляет собой ничего особенного – cверхвысоких параметров можно не ждать. Данная конструкция по своему предназначению – "полигон" для экспериментов, с возможностью быстрой замены одних узлов другими без существенных затрат времени. Если внимательно рассмотреть структурную схему, все будет понятно и без подробных пояснений. В схеме не применяется ни одного электромагнитного реле – все переключения производятся подачей напряжения +12 Вольт на нужный участок схемы. Приемник и передатчик практически полностью разделены, общими являются только ГПД и опорный генератор. Подобное построение схемы создает некоторе преимущество – трансивер можно собирать поблочно, приемная часть сможет функционировать задолго до того, как будет собран передатчик (до того, как получите разрешение на постройку радиостанции). Если хотите собрать только приемник, блоки смесителя передатчика и усилителя мощности, а также электронного коммутатора не понадобятся.

Схема трансивера практически полностью выполнена на микросхемах К174ПС1, представляющей собой активный балансный смеситель. Как впоследствии выяснилось, был "изобретен велосипед" - построение схемы в общем аналогично трансиверу Elecraft КХ1, в котором в обоих смесителях используются микросхемы NE612, характеристики которых близки к "нашим". По мнению многих, К174ПС1 не подходит для первого смесителя (плохая динамика), но в конкретных условиях это не очень важно – у меня нет соседей-радиолюбителей и аппарат разрабатывался не для "рекордов", а как "конструкция нескольких выходных дней", которую не жалко будет взять с собой куда-либо в поле или в лес.

Внимание! Нумерация деталей в каждом функциональном узле трансивера – отдельная!

Схема приемника и передатчика

Сигнал со входного разьема S1 через конденсатор С1 подается на двухконтурный входной полосовой фильтр. Диоды защищают вход приемника от попадания сигнала своего передатчика. Далее сигнал поступает на вход балансного смесителя, выполненного на микросхеме DA1 типа К174ПС1, выход которой нагружен на контур ПЧ. Данный контур после демонтажа с платы радиостанции "ЛЕН-В" никаким переделкам не подвергался. Имеющиеся отводы (2 штуки) используются для согласования кварцевого фильтра по входу. Питание на первый смеситель подается только в режиме приема, чтобы не прослушивать шумы своего передатчика при передаче. Кварцевый фильтр собран по "трехкристалльному" варианту. (Почему всего 3 кварца? Да потому, что они большого размера ("Б1"), 4 уже просто не влезало…) Кварцевые резонаторы не подвергались специальному отбору, поэтому, скорее всего, характеристики фильтра получились далекими от оптимальных (по этой причине предварительный подбор кварцев при повторении конструкции весьма желателен). Выход кварцевого фильтра нагружен на входной контур второго смесителя. Данный контур также не подвергался переделке, выход фильтра подключен к отводу катушки.

Микросхема DA2 используется в качестве детектора и опорного генератора на частоту 10700 кГц. Частота генерации понижается до требуемой с помощью последовательно включенных дросселя и катушки индуктивности. Данное включение вызвано тем, что катушка используется готовая – от кварцевого генератора радиостанции. Если мотать катушку самому, придется подбирать требуемое число витков, но и необходимость в дросселе отпадет.

К опорному генератору подключен истоковый повторитель на транзисторе VT3. Сигнал с него при настройке можно использовать для измерения АЧХ кварцевого фильтра, измерения резонансных частот кварцевых резонаторов (при подборе резонаторов для фильтра). В трансивере сигнал с повторителя поступает на смеситель передатчика. Питание на VT3 подается только при передаче.

С выхода детектора сигнал через простой фильтр подается на усилитель НЧ. Усилитель НЧ выполнен на малошумящем транзисторе типа КТ3102Е и микросхеме LM386N. К выходу усилителя подключаются головные телефоны. Можно подключить и малогабаритный громкоговоритель, тогда придется уменьшить сопротивление R5. Естественно, в качестве предварительного усилителя можно использовать и активный телеграфный фильтр. Вообще-то, если немного изменить типовую схему включения микросхемы LM386N, можно получить усиление до 70 дБ (только от микросхемы, без учета входного транзистора). В данном случае этого не потребовалось. Усиление можно "задрать", зашунтировав конденсатором резистор в цепи эмиттера транзистора, но тогда возрастут и шумы.

Гетеродин трансивера заимствован из статьи "Гетеродинный приемник диапазона 20 м", написанной Б. Степановым (RU3AX). Достоинство данной схемы – хорошая развязка выхода схемы от генератора и довольно мощный выход, рассчитанный на подключение диодного смесителя. При желании можно будет поэкспериментировать, заменив 1-й смеситель на микросхеме диодным, и включить каскад УПЧ на 1 или 2-х транзисторах.

В исходную схему добавлен узел сдвига частоты "вверх" при передаче на транзисторе VT2. Он нужен при проведении связей с радиостанциями, работающими в режиме SSB – иначе сигнал вашего предатчика совпадет по частоте с "подавленной несущей" и ответа на свой вызов вы никогда не дождетесь. Да и при работе телеграфом этот участок схемы лишним не будет. (Хотя, если проведение "смешанных" связей не планируется, целесообразно ограничить диапазон перестройки границами телеграфного участка, сделать кварцевый фильтр узкополосным и выставить частоту опорного генератора на "верхний скат" характеристики фильтра. В этом случае автоматически будет обеспечена частота передачи выше частоты принимаемого сигнала.) В случае использования узла сдвига частоты корреспонденты отмечают совсем чуть-чуть "подплакивающий" сигнал, но эта особенность практически никого не радражает (большинство корреспондентов просто не обращает внимания).

Схема электронного коммутатора "Прием-передача" взята из журнала "Радиохобби" №1/2001. Диод должен быть германиевым. Если в эмиттер транзистора VT2 включить диод в прямом направлении, тогда оба диода могут быть кремниевыми.

Диоды, включенные последовательно в цепь сигнала от УМ, отключают усилитель мощности от антенны в режиме приема и открываются "своим" мощным сигналом. Входную цепь приемника защищают диоды, подключенные к отводу катушки полосового фильтра.

Узел слухового контроля сигнала при передаче в экспериментальной конструкции отсутствует, но его нетрудно собрать по простейшей схеме и подать напряжение ЗЧ на головные телефоны.

Конструкция и детали

Прежде всего, основная проблема для многих – каркасы катушек. Рабочий диапазон будущего трансивера –14 МГц, поэтому были использованы каркасы от катушек ПЧ (10,7 МГц). Индуктивности катушек подстраиваются сердечниками, поэтому необходимость в подстоечных конденсаторах отпадает. При демонтаже необходимо соблюдать аккуратность, чтобы не оборвать обмоточный провод. После удачной выпайки от катушек, предназначенных в дальнейшем для работы в диапазонных фильтрах на частоте 14 МГц, необходимо отмотать 6 витков провода и заменить подключенный к ним конденсатор с 68 пФ на 56 пФ. После замены необходимо поместить катушку на прежнее место в экран и вывести подстроечный сердечник в среднее положение. Сердечники в катушках весьма хрупкие, и на заводе для их фиксации использовали специальную мастику и парафин. Поэтому для извлечения сердечника необходимо использовать слегка подогреваемую паяльником мелкую отвертку. Можно использовать другие каркасы диаметром 5-6 мм, с подстроечным сердечником. Число витков – 18, провод – ПЭЛ,ПЭВ 0,3 мм. Это – для катушек на частоту 14 МГц. Катушки на 10,7 МГц намотаны на таких же каркасах, тем же проводом, количество витков – 24.

Межкаскадный трансформатор усилителя мощности намотан на ферритовом кольце, выбранном наугад из имеющихся в наличии. Его проницаемость – не указана, но раньше он был установлен в таком же качестве в радиостанции, работающей на частотах до 50 МГц. Первичная обмотка - 10 витков, вторичная – 3 витка провода ПЭВ-0,3 мм. Витки первичной обмотки намотаны на одной части кольца, вторичная обмотка наматывается на свободном месте посередине.

Катушка П-контура намотана на пластмассовом каркасе с подстроечным сердечником (от контура ПЧ старого Ч-Б телевизора) содержит 6 витков провода диаметром 0,5 мм.

Если попадется радиостанция выпуска начала 80-х годов, из кварцевого фильтра (прямоугольной коробочки высотой примерно 2 см) можно извлечь резонаторы, которые будут использованы в опорном генераторе и кварцевом фильтре трансивера (после подбора по частоте). С фильтрами более поздних выпусков (плоские коробочки) такой номер не пройдет – резонаторы в них бескорпусные.

Также из плат можно использовать диоды (КД510А, КД521), дроссели, и все, что подойдет по номиналу. Варикап КВ109 можно добыть из селектора каналов СКМ-24-2. Конденсаторы емкостью 0,01 и 0,02 мкФ использовались импортные, от нерабочих "китайских" приемников. Установлены они по двум причинам: проверить, будут ли они работать и потому, что имеют малые размеры (вторая причина показалась важнее). Оказалось – как блокировочные они вполне подходят. Только вот в ГПД их лучше не устанавливать… J Те конденсаторы, которые по мнению китайцев, можно устанавливать в контура, отмечены темной полоской вверху корпуса (у них потери должны быть поменьше и качество повыше). В ГПД использованы, несмотря на внушительные габариты, конденсаторы типа КСО-Г. Подстроечный конденсатор и конденсатор настройки – с воздушным диэлектриком. Катушка намотана на керамическом каркасе диаметром 10 мм от старой радиостанции (короче говоря, это дроссель от Р-105). Количество витков – 45.

Транзисторы КТ315 выпаиваются из "льновских" плат, из платы передатчика заимствуются транзисторы КТ922 и КТ920 – их можно использовать в выходном каскаде усилителя мощности. Предпочтительнее устанавливать КТ922, несмотря на меньший коэффициент усиления – как написано в одной книге, "это транзистор с повышенной электрической прочностью, способный работать на полностью рассогласованную антенну". Проще говоря, если забудете подключить к передатчику антенну – при напряжении питания 12-15 Вольт транзистор мгновенно не умрет, а предоставит вам время на устранение "ошибки оператора" (проверено многократно на собственном опыте).

Печатные платы для узлов трансивера не разрабатывались. Весь монтаж выполнен на небольших платах, отдельных для каждого узла. Затем смонтированные платы припаиваются за углы к несущей плате из двустороннего фольгированного текстолита. По периметру слои фольги соединены между собой перемычками – для образования "земли" с обеих сторон.

Монтаж ГПД выполнен на отдельной плате на "пятачках", вернее, "квадратиках" из небольших кусочков фольгированного стеклотекстолита, припаянных к плате. Они образуют контактные площадки, к которым и подходят выводы соединяемых деталей. С трех сторон к плате ГПД припаяны боковины из стеклотекстолита, образующие "полукоробку". На торцевой грани закреплен переменный конденсатор настройки. К этой же грани привинчена за основание катушка задающего генератора. На боковой грани укреплен подстроечный конденсатор. После монтажа и настройки ГПД закрывается крышкой из луженой жести, которая затем со всех сторон припаивается к корпусу ГПД. На ось КПЕ одета ручка настройки диаметром 45 мм, выточенная из оргстекла. На корпусе наклеена шкала настройки с нанесенными делениями. Под ручкой настройки просверлено отверстие, напротив которого внутри корпуса установлен синий светодиод, подсвечивающий ручку настройки изнутри. Во время работы на передачу дополнительно включается красный светодиод, также освещающий ручку настройки. Светодиоды добыты из зажигалок "с подсветкой".

На отдельных небольших "платках" монтируются электронный переключатель "Прием-передача", узел управления расстройкой варикапа (сам варикап установлен, естественно, в ГПД) и узел слухового контроля передачи (можете его не устанавливать или собрать по любой схеме).

Настройка

Сборку трансивера желательно начать с УНЧ – для разминки. Затем собрать второй смеситель с буферным истоковым повторителем. Перемещая сердечник катушки, добиться устойчивой генерации и замерить частоту на выходе. Записать ее, заменить кварц, подождать пока он остынет после пайки и вновь измерить частоту генерации. И так – пока не проведете измерения для всех кварцевых резонаторов, имеющихся в наличии. Резонаторы с самыми близкими параметрами будут установлены в фильтре, резонатор с более низкой частотой поставьте в опорный генератор.

При сборке ГПД особое внимание необходимо обратить на жесткость монтажа и минимальную длину выводов. В данной конструкции используются не варикапы, а КПЕ. Несмотря на то, что они гораздо больше по габаритам, ТКЕ у них более приемлем для простой конструкции (проводить темокомпенсацию весьма желательно – если есть под рукой конденсаторы с нормированным ТКЕ). После сборки ГПД необходимо проверить напряжения на соответствие указанным на схеме. Подробную информацию по настройке можно узнать из "оригинальной" публикации на сервере кубанских радиолюбителей. Пределы перестройки можно проверить частотомером или контрольным приемником.

Приемник не требует особенных приемов при настройке. Первоначально катушки входного полосового фильтра необходимо установить в среднее положение, затем отрегулировать их положение по максимальной громкости приема удаленных станций. Частоту опорного генератора первоначально можно выставить "на слух", так, чтобы принимаемая станция, работающая телеграфом, прослушивалась одинаково при двух разных положениях ручки настройки. Затем, вращением сердечника катушки опорного генератора добиться подавления "нижнего" по частоте сигнала. Проверить качество установки частоты можно по сигналам SSB-станций. Если есть возможность, проведите более точное согласование кварцевого фильтра, переключая его вход и выход к различным отводам соответствующих катушек индуктивности, возможно, понадобится установка дополнительных резисторов. Как это делается – можно узнать подробнее из соответствующей литературы. После окончания настройки зафиксируйте сердечники пластилином (если зальете парафином, потом не вывернете).

Налаживание передатчика заключается в подаче питания на нужные для этого функциональные узлы и установке максимального напряжения на выходе смесителя и предварительного усилителя подстройкой сердечников контурных катушек. C помощью резистора в цепи вывода 11 микросхемы предварительного усилителя передатчика можно регулировать выходную мощность передатчика.

Узел расстройки частоты при передаче настраивается подбором емкости связи варкапа с контуром и изменением величины сопротивления резистора в цепи коллектора. При нажатии на ключ частота ГПД должна практически мгновенно изменяться на 500-700 Гц в сторону увеличения.

При самовозбуждении УМ необходимо подобрать величину резистора R1 в цепи отрицательной обратной связи оконечного каскада УМ. Самовозбуждение УМ может проявиться в виде сильного шума на выходе приемника, который не исчезает после прекращения нажатия на ключ (шум можно прекратить только отключением питания), или появляться только при нажатии на ключ. В нормальном режиме при передаче в наушниках может быть слышен слабый тональный сигнал. В любом случае, при самовозбуждении УМ необходимо изменить(уменьшить) величину емкости конденсатора С5. Максимальной амплитуды сигнала на эквиваленте нагрузки сопротивлением 75 Ом добиваются подстройкой сердечника катушки П-контура. При значительном отклонении сопротивления нагрузки от 75 Ом понадобится дополнительное согласующее устройство, собранное по любой известной схеме.

Еще до того, как был закончен передатчик, на внешнюю антенну WINDOM (длина 20,43 метра, запитана белым "спутниковым" кабелем 75 Ом через согласующий трансформатор из 4 витков такого же кабеля, провод полотна антенны подвешен в направлении "восток-запад" на высоте около 2,5 м над крышей пятиэтажного здания) были приняты сигналы PY2WC, ON4CKZ, GM3SIG, G3RGD, 3B8FG, K2CIB, W6FA, 4S7CF. После окончательной сборки за непродолжительное время (примерно неделю) были проведены связи с LZ, LY, SM, SP, PI, YA и станциями 1, 2, 3, 4, 6, 7, 9 и 0 районов. Много связей проведено "2-Way-QRP". Самая "дальняя" связь была с GW3KBO.