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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Transversor VHF. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / radiocomunicaciones civiles Este transversor de 144...144,5 MHz está diseñado para funcionar junto con un transceptor de onda corta con un rango de 21...21.5 o 28...28.5 MHz. La potencia de salida del transversor en modo transmisión es de 5 W (a un nivel de potencia procedente del transceptor de aproximadamente 1 mW). El factor de ruido en el modo de recepción es de 2...2,6 kTo (con el factor de ruido de la parte receptora del transceptor KB no más de 10...15 kTo). El transversor tiene una ruta de transmisión lineal, es decir, proporciona una relación lineal entre la amplitud de la señal suministrada desde el KB del transceptor y la amplitud de la señal de salida (en el rango de 144 MHz). El diagrama esquemático del transversor se muestra en la fig. 1. Se puede dividir en tres partes principales: caminos de recepción (transistores V9, V10) y de transmisión (V1-V4) y un oscilador local común a ellos (V5-V8). El autooscilador de cuarzo del oscilador local se fabrica en el transistor V5 de acuerdo con el esquema capacitivo de "tres puntos". La elección del armónico mecánico deseado del resonador de cuarzo se proporciona mediante la sintonización adecuada del circuito L9C19C20. En este caso, el resonador de cuarzo 6833,3 kHz (6444.4 kHz) (en adelante, entre paréntesis, las frecuencias del transversor, que tiene una frecuencia intermedia de 28 ... 28,5 MHz.) excitado en el tercer armónico mecánico, es decir, a una frecuencia de 20,5 MHz (19,333 MHz). Desde el autooscilador, la señal pasa primero al triplicador de frecuencia (transistor V6), cuya carga es el filtro de paso de banda L10C25L11C26. sintonizado a 61,5 MHz (58 MHz), luego al duplicador (transistor V7) y luego al amplificador (transistor V8). El filtrado de la señal de salida del oscilador local con una frecuencia de 123 MHz (116 MHz) lo proporcionan los circuitos L12C30 y L13CS4. La ruta de recepción contiene un amplificador de RF y un mezclador. El amplificador está ensamblado en un transistor V9 conectado de acuerdo con un circuito de emisor común. El esquema seleccionado para estabilizar el modo de operación del transistor en corriente continua (con la ayuda de la resistencia R22) le permite conectar a tierra directamente, sin bloquear la capacitancia, el emisor del transistor. Esto proporciona una ganancia de etapa alta y estable. Para mejorar la eficiencia del circuito de entrada, el circuito L15C39 está fuertemente acoplado al circuito base del transistor V9. La conexión del amplificador con la antena es capacitiva. Los condensadores C38, C40 y la bobina L15 forman un filtro de paso alto que evita que las interferencias de las potentes estaciones de radio de onda corta penetren en la salida del convertidor. Carga del amplificador de RF - filtro de paso de banda L16C4SL17C45. Las señales del oscilador local y del amplificador de alta frecuencia se suman en el mezclador (transistor V10). La combinación del mezclador con la entrada del receptor la proporciona el circuito L18C50C51C52. La ruta de transmisión comienza con un mezclador hecho en el transistor V4. El voltaje del oscilador local se suministra a la base del transistor V4 desde el circuito L13C34. La señal CW, AM o SSB formada en el transceptor se alimenta al mezclador a través del circuito L14C35C37. La carga del mezclador es un filtro de paso de banda L8C15L7C14 sintonizado a 144 MHz.
La señal convertida se amplifica mediante un amplificador lineal de tres etapas. La primera etapa del transistor V3 funciona en modo clase A. Para un mejor filtrado de las emisiones espurias, el transistor está débilmente conectado a los circuitos de entrada L7C14 y salida L6C10. La ganancia principal (alrededor de 20 dB) la proporciona la segunda etapa, en el transistor V2. También opera en modalidad clase A. Las etapas pre-final y final se coordinan a través del circuito L4C5C6C7. La etapa final opera en modo clase AB. La polarización requerida a la base del transistor V1 proviene del divisor R2R3. Para evitar la autoexcitación (las llamadas autooscilaciones de estrangulamiento), la salida superior del estrangulador L3 según el circuito no está bloqueada por un condensador. La adaptación del amplificador final a la antena está garantizada por el circuito L1C1C2. Como ha demostrado la práctica al trabajar con un transversor fabricado de acuerdo con este esquema, una simple modificación del circuito de salida (el condensador C2 no está conectado a la bobina L1, sino a la salida del dispositivo, la modificación de la placa de circuito es obvia: el condensador C2 en este caso debe instalarse a la izquierda (ver pestaña) del condensador C1 ) permite un mejor filtrado de las emisiones no esenciales. El diseño se describirá en relación con esta opción más avanzada. Como el transmisor no tiene un dispositivo de protección de transistor de salida, sigue. evitar el funcionamiento de la etapa de salida en una carga muy desigual. Construcción y detalles El diseño del transversor no contiene particiones de blindaje, pero esto no conduce a la autoexcitación del dispositivo: el montaje de los elementos a baja altura sobre la superficie metálica garantiza un bajo nivel de conexiones parásitas entre etapas. Los circuitos transversores que funcionan a frecuencias superiores a 100 MHz tienen una apariencia algo inusual. Se trata de resonadores de cuarto de onda con capacitancia acortada, curvados para reducir su tamaño. El factor de calidad de un resonador descargado es de aproximadamente 250. Se puede obtener casi el mismo factor de calidad de un circuito convencional hecho de alambre plateado. Sin embargo, tiene un campo parásito mayor y en este caso es imposible prescindir de medidas adicionales para proteger las etapas del transversor. Los resonadores de cuarto de onda están hechos de alambre plateado con un diámetro de 0,8 ... 1 mm. La altura de la línea sobre el tablero es de unos 2,5 mm. A medida que disminuye la altura, disminuye el campo de dispersión, pero también disminuye el factor de calidad. Para dar rigidez, la línea descansa sobre cinco plataformas, para lo cual, en los lugares de flexión, la línea se dobla adicionalmente en el plano horizontal en un ángulo de aproximadamente 45°. Solo en el sitio más cercano a la salida de "tierra" del resonador, la línea está sostenida por un pequeño trozo de cable. Cabe señalar de inmediato que las dimensiones de la línea y su configuración no son muy críticas, ya que el condensador recortador proporciona la sintonización del resonador en un rango de frecuencia muy amplio. La placa tiene una ranura entre las primeras etapas del oscilador local y las etapas de salida de la ruta de transmisión. Desempeña el papel de un aislante térmico, que evita que las partes del oscilador de cristal se calienten por el calor que se propaga desde las etapas de salida a lo largo de la lámina. Todos los transistores de baja potencia se insertan desde la parte posterior de la placa en los orificios perforados en ella. Los transistores se basan en el borde de su caja. Si el grosor de la placa supera los 1 ... 1.5 mm, los orificios destinados a los transistores V9, V10 deben avellanarse en el reverso con un taladro de mayor diámetro para que la parte inferior del transistor quede al ras con la lámina. Para los transistores de las dos últimas etapas de la ruta de transmisión, equipados con radiadores, es necesario hacer agujeros en la placa con un diámetro igual al diámetro exterior de los transistores. Es mejor si los agujeros son hexagonales, ya que esto evitará que el transistor gire cuando se conecte el disipador de calor. En la etapa de salida, se usa un transistor KT907A, en el que el terminal del emisor está conectado a la caja. Para reducir la inductancia del terminal del emisor, se debe insertar un espaciador de lámina de cobre entre el transistor y el disipador de calor. Los extremos de la junta están soldados a la placa. La longitud de los terminales del condensador C5, conectados entre la base y el emisor del transistor de salida, debe ser mínima. La instalación se realiza sobre puntos de apoyo, que están formados por ranuras anulares cortadas en la lámina. Ancho de ranura: 0,5...0,8 mm. El diámetro del círculo de soporte es de unos 5 mm.
Para hacer tales ranuras, puede utilizar el dispositivo más simple, cuya estructura se muestra en la Fig. 2. El dispositivo consta de una aguja, un cortador en miniatura y un sujetador. La aguja y el cortador están hechos de fresas dentales usadas. Para afilarlos es conveniente utilizar una piedra abrasiva o una lima de diamante. La fijación está hecha de un casquillo de acero con un diámetro de 6 mm. Las fresas se insertan en dos orificios perforados en el casquillo y se fijan con dos tornillos MZ. Para una fijación segura de las fresas, es aconsejable tener un chaflán en sus superficies laterales. El vástago de la aguja debe ser más largo que el vástago del cortador para que pueda fijarse en el taladro. Sin embargo, no será demasiado difícil hacer las ranuras de los anillos a mano. Para hacer esto, es conveniente sujetar el dispositivo en un tornillo de banco de joyería de mano. No aplique fuerza excesiva e intente cortar la ranura de una sola vez, ya que esto hará que la lámina se raye. Suelde los detalles "en la superposición". La línea de puntos en la pestaña muestra los conductores ubicados en el reverso del tablero. Se pasan a través de orificios perforados cerca de las almohadillas respectivas. Al seleccionar partes para un transversor, es útil considerar que los valores de la mayoría de los capacitores no son críticos. Esto se aplica principalmente a los capacitores de bloqueo en los circuitos de potencia, cuya capacitancia se puede cambiar de 500 a varios miles de picofaradios. Las capacidades de los condensadores de separación que conectan transistores con circuitos resonantes tampoco son críticas. Sus valores se pueden cambiar de -50 a +100%. Los inductores L2, L3 y L5 no tienen marco y están hechos de un trozo de cable PEV-2 0,3 de unos 150 mm de largo. El alambre se enrolla sobre un mandril con un diámetro de 2,6 mm. Las bobinas L1, L10, L11 no tienen marco y están enrolladas en un mandril de 9 mm de diámetro con alambre plateado de 0,8 mm de diámetro. La bobina L1 contiene 3 vueltas (longitud de bobinado 7 mm), L0 y L11 contienen 8 vueltas cada una (longitud de bobinado 14 mm). En la bobina L10, la derivación se realiza a partir de la vuelta 1,25, en la bobina L11, a partir de la vuelta 3,75, contando desde abajo en el circuito de salida. Las bobinas L9, L14, L18 se enrollan en marcos con un diámetro de 5 mm con alambre PEV-2 0.15. El número de vueltas es 18. Para el ajuste se utilizan núcleos de hierro carbonilo con roscas M4. El transversor utiliza condensadores KM y KT, resistencias M + y MLT. Configuración de un transversor debe comenzar con un oscilador de cuarzo. En primer lugar, es necesario conectar temporalmente la base del transistor V1000 con la carcasa a través de un condensador con una capacidad de 5000-5 pF. En este caso, el oscilador de cuarzo se convertirá en un oscilador LC normal. La frecuencia de generación en este caso estará determinada por el circuito L9C19C20. Girando el trimmer de la bobina. L9 es necesario configurarlo cerca de la triple frecuencia del resonador de cuarzo. Después de eso, el capacitor de la base del transistor V5 se desconecta y se encuentra la posición del trimmer en la que tiene el menor efecto sobre la frecuencia de generación. Luego proceda a configurar los multiplicadores de frecuencia. Al configurarlos, así como todas las demás etapas del transversor, es necesario controlar los modos de funcionamiento de los transistores para corriente continua. Lo más conveniente es medir el voltaje en el colector, ya que con una resistencia conocida de la resistencia en el circuito del colector, es fácil determinar la corriente que fluye a través del transistor. Las mediciones deben realizarse a través de una resistencia con una resistencia de al menos 10 k0m. Debe fijarse en la punta de la sonda de esta manera. para que el conductor conectado a los elementos del transversor tenga una longitud mínima. Obviamente, en presencia de una resistencia adicional, las lecturas del voltímetro se subestimarán, pero el error resultante es fácil de tener en cuenta. El establecimiento de un tripler comienza con el ajuste del modo de excitación. Al seleccionar el condensador C22, es necesario asegurarse de que el voltaje constante en el colector del transistor V6 sea de 5 ... 6 V. Esto corresponde a una corriente de colector del transistor de aproximadamente 6 mA. Después de eso, comienzan a configurar el filtro de doble circuito L10C25L11C26. El ajuste se realiza a la corriente de colector máxima del transistor V7. El grado requerido de excitación del transistor V7 se puede ajustar cambiando la relación de encendido de los circuitos de filtro. Al seleccionar derivaciones en bobinas, se debe tener cuidado de que ambos circuitos estén cargados aproximadamente por igual. Si uno de los circuitos tiene una configuración más "tonta", entonces la toma de la bobina debe moverse más cerca de la salida más baja de acuerdo con el circuito. Con el filtro configurado correctamente, el voltaje de CC en el colector del transistor V7 debe estar dentro de 5 ... 6 V. Si las dimensiones de las bobinas L10 y L11 se mantienen con bastante precisión, y los condensadores de ajuste están aproximadamente en la posición media. Entonces, el peligro de configurar el filtro en el armónico incorrecto es pequeño. Sin embargo, especialmente si se cambian las dimensiones de las bobinas o la frecuencia del oscilador de cristal, es útil de una forma u otra para comprobar el ajuste correcto. Puede, por ejemplo, utilizar un receptor que funcione en el rango de frecuencia deseado. Se debe conectar un trozo de cable a la entrada del receptor, cuyo otro extremo debe llevarse al circuito L10C25. Al girar el condensador de sintonización C25, el volumen máximo de la señal debe coincidir con la corriente máxima del colector del transistor V7. Las capacidades de este método de prueba están limitadas por el hecho de que la mayoría de los receptores de comunicaciones tienen un rango de frecuencia operativa de no más de 25 MHz. Puede ampliar el rango de frecuencias recibidas utilizando un decodificador simple, cuyo diagrama se muestra en la Fig. 3.
El prefijo es un autooscilador de cuarzo, hecho en el transistor VI. Puede usar cualquier resonador de cuarzo con una frecuencia natural dentro de 8 ... 15 MHz. Al mismo tiempo, el transistor realiza las funciones de un mezclador que opera con los armónicos de frecuencia de un autooscilador de cuarzo. El oscilador se conecta con un trozo de cable a la entrada de un receptor de onda corta. Al establecer una ruta heterodina, el prefijo debe conectarse al circuito de un multiplicador sintonizable usando un cable de montaje corto. Para hacer esto, lleve el extremo aislado del cable de montaje a la salida "caliente" de la bobina de bucle. Dado que no hay circuitos selectivos en el decodificador, la recepción ocurre simultáneamente en muchos armónicos del oscilador. Ayuda a comprender la masa emergente de señales que las frecuencias del oscilador de cristal del oscilador local y el oscilador de cristal del decodificador se conocen de antemano. Como ejemplo, considere el proceso de sintonizar el circuito L10C25 a una frecuencia de 61,5 MHz. Deje que el decodificador use un resonador de cuarzo a una frecuencia de 9620 kHz, y al verificar el oscilador de cristal del transversor mostró que su frecuencia es de 20504 kHz. En este caso, la señal en la salida del tripler tendrá una frecuencia de 61 kHz. Dicha señal se puede escuchar utilizando el cuarto o quinto armónico del oscilador local del decodificador. En el primer caso, la señal debe buscarse en una frecuencia de 512 kHz (23032-61512 * 9620). En la segunda opción, que es adecuada para receptores con un estrecho rango de operación, la señal debe buscarse a una frecuencia de 13412 kHz (61612- -9620 * 6). De esta forma, puede controlar la configuración correcta de los multiplicadores hasta frecuencias de 400 ... 500 MHz. En principio, el rango de frecuencia se puede expandir aún más si se usa un transistor de mayor frecuencia y se reduce la capacitancia de los capacitores C2, C4. El ajuste correcto de los multiplicadores también se puede comprobar con un medidor de ondas resonantes. Después de aplicar la excitación necesaria a la base del transistor V7, comienzan a sintonizar el circuito L12C30 a una frecuencia de 123 MHz (116 MHz). La etapa que sigue al doblador es un amplificador basado en un transistor V8 que opera en clase "A". La corriente del colector del transistor V8 depende débilmente de la cantidad de excitación, por lo que no se puede usar para indicar la configuración del circuito duplicador L12C30. El ajuste debe realizarse mediante un receptor o, en el caso más sencillo, mediante una sonda de alta frecuencia conectada a un avómetro. El circuito de la sonda se muestra en la fig. 4. El autómetro debe cambiarse a la escala de CC más sensible. La medida en que la sonda está conectada al nodo configurable se puede ajustar moviendo el punto de conexión de la sonda al lazo.
Después de sintonizar el circuito L12C30 a la frecuencia deseada, se procede al establecimiento del amplificador final del camino heterodino. En primer lugar, en ausencia de una señal de excitación, al seleccionar la resistencia R20, es necesario configurar la corriente de colector del transistor V8 en el rango de 7 ... 8 mA. Después de eso, se debe aplicar un voltaje excitante al transistor V8 y, usando una sonda de alta frecuencia, ajustar el circuito L13C34. El establecimiento de la ruta de recepción comienza con la configuración de los modos de los transistores V9 y V10 para corriente continua. Al seleccionar las resistencias R22 y R26, las corrientes de colector de estos transistores deben establecerse dentro de 2 ... 2,5 mA. Después de eso, el mezclador se conecta a la entrada de un receptor de onda corta sintonizado a una frecuencia de 21,2 MHz (28.2 MHz) y el circuito L8C50C51C52 se sintoniza al máximo ruido. Conectando una sonda de alta frecuencia a su vez a los circuitos L17C45, L16C43. ajuste el filtro de paso de banda al máximo de la señal del oscilador local. Luego, reduciendo gradualmente la capacitancia de los capacitores de sintonización, el filtro de paso de banda se sintoniza a una frecuencia de 144 MHz. En este caso, lo más conveniente es utilizar una fuente de señal de ruido.
El circuito generador de ruido se muestra en la fig. 5. La fuente de ruido es la unión del emisor del transistor V1, que opera en modo de ruptura de voltaje inverso. La intensidad del ruido generado es de varios cientos de kTo. Esto le permite agregar un atenuador en las resistencias R2, R3 con un coeficiente de atenuación de aproximadamente 13 dB para mejorar la coincidencia de la sonda con la entrada del receptor. La sonda se recoge en una pequeña caja. Durante la instalación, se debe prestar especial atención a la longitud mínima de los terminales del transistor V1, las resistencias R2, R3 y el condensador C2. Se obtienen resultados aún mejores si se utiliza un diodo de microondas de germanio GA402 en el generador de ruido, que tiene una capacitancia e inductancia de plomo más bajas. El establecimiento de una sonda de este tipo se reduce a configurar la corriente de la resistencia R1 a través del diodo dentro de 1 ... 3 mA. Para un funcionamiento estable, es deseable que el voltaje de la fuente de alimentación sea 2 ... 3 veces mayor que el voltaje al que comienza la ruptura del diodo. Usando una sonda, puede sintonizar fácilmente la ruta de recepción a la máxima ganancia. Para hacer esto, es necesario conectar un avómetro a la salida del receptor principal en el modo de medición de voltaje de CA, y luego ajustar los circuitos y seleccionar las conexiones entre etapas para lograr las lecturas máximas del dispositivo. El ancho de banda de la ruta de recepción del transversor también es fácil de determinar reduciendo las lecturas del avómetro al desafinar el receptor base. La banda está determinada principalmente por los parámetros del filtro L16C43L17C45, así como por el factor de calidad del circuito cargado L18C50. La banda se puede expandir aumentando la capacitancia del capacitor C44 y reduciendo el factor de división del divisor capacitivo C51C52. El ajuste final se realiza utilizando un generador de ruido de medición o mientras se escuchan las señales recibidas desde el aire. También debe tenerse en cuenta que la autoexcitación del amplificador de RF cuando la antena o su equivalente está apagada no es una señal de sintonización incorrecta de la ruta de recepción. Al establecer una ruta de transmisión, los modos de operación de los transistores se establecen primero en corriente continua. Al seleccionar la resistencia R10, el voltaje en el colector del transistor V4 es de 4-7 V, lo que corresponde a una corriente de 10 mA. La resistencia R8 establece el modo de funcionamiento del transistor V3 (debe haber un voltaje de +9 V en su colector). Al ajustar la corriente inicial del terminal y los transistores del terminal, es mejor medir el voltaje de CC en el colector en relación con el cable "positivo". La caída de tensión en la resistencia R4 debe ser de 4 V y en R1 de 0,2 V. Después de eso, apague temporalmente la alimentación de los transistores VI y V2 y proceda a sintonizar los circuitos resonantes. La configuración inicial se realiza en ausencia de una señal con una frecuencia de 21 MHz (28 MHz). Los circuitos resonantes L8C15, L7C14 a L6C10 se sintonizan a la frecuencia del oscilador local, es decir, a una frecuencia de 123 MHz (116 MHz), utilizando una sonda de alta frecuencia conectada a su vez a estos circuitos. Luego, se aplica una señal con una frecuencia de 21,2 MHz (28,2 MHz) a la entrada del mezclador. La amplitud de la señal aumenta hasta que comienza una disminución notable en la corriente del colector del transistor V4. Al mismo tiempo, ajuste el circuito L14C35C37. La señal del oscilador local en la salida del mezclador debería disminuir un poco. Luego, la sonda de alta frecuencia se conecta débilmente al resonador L8 y, al girar el eje del condensador recortador C15 (en la dirección de disminución de la capacitancia), se encuentra el máximo de voltaje más cercano (debe corresponder a una frecuencia de 144,2 MHz) . Luego, los circuitos L7C14 y L6C10 se sintonizan secuencialmente a la misma frecuencia. Por último, se configuran las dos últimas cascadas del camino de transmisión. Para evitar fallas del transistor V1, la ruta de transmisión debe estar conectada a una carga correspondiente a la impedancia característica del alimentador. Si planea usar un alimentador con una impedancia característica de 75 ohmios, entonces se pueden usar como carga cuatro resistencias MLT-2 con una resistencia de 300 ohmios conectadas en paralelo; si son 50 ohmios, entonces seis de esas resistencias. La carga (Fig. 6) está equipada con un detector de diodos que le permite monitorear la potencia de salida del transmisor.
Las resistencias de carga y el detector se colocarán en una pequeña caja metálica equipada con un conector de alta frecuencia. Las resistencias R1-R4 están dispuestas en forma de estrella alrededor del conector. Deben tener una longitud mínima de cable. Si el detector cuenta con su propio indicador de puntero, se obtendrá un dispositivo autónomo: el medidor de potencia más simple. Después de conectar la carga y suministrar tensión a las dos últimas etapas, comienzan a sintonizar el circuito L4C6, logrando la máxima corriente de colector del transistor V1. Antes de esto, el transistor V1 debe estar conectado a la carga tanto como sea posible, es decir, el capacitor C1 debe tener la capacitancia máxima y el capacitor C2 debe tener la capacitancia mínima. La corriente de colector del transistor V1 puede alcanzar un valor de 500 mA o más. Si la excitación es insuficiente, es útil volver a ajustar todas las etapas preliminares, así como reducir ligeramente la capacitancia de los condensadores C5 y C7. El circuito de salida se ajusta a la lectura máxima del indicador de potencia. Debe tenerse en cuenta que cuanto mayor sea la capacitancia del condensador C2, más débil será la conexión con la carga. Con una conexión débil y un nivel de excitación máximo, el transistor puede entrar en un modo de sobretensión alta, en el que existe el peligro de que el transistor falle. Por lo tanto, tales modos de operación deben evitarse. Autor: S Zhutyaev (UW3FI), Moscú; Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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