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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Transceptor de KB de nodos. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / radiocomunicaciones civiles Como continuación de la publicación de los nodos KB TRX [1], ofrezco a los lectores la versión final de la placa principal del transceptor. Este nodo no tiene soluciones únicas, los circuitos son variaciones sobre el tema de TRX RA3AO y Ural-84M. Los principales requisitos a la hora de elegir un diseño son la repetibilidad, la sencillez y el mantenimiento de las máximas características alcanzables. Se utiliza la base de elementos disponible en la actualidad. Se pueden criticar muchas decisiones: el proceso creativo es interminable, con modificaciones y mejoras constantes, es difícil ver la versión terminada, pero fue necesario detenerse y producir placas de circuito impreso de forma industrial. Inicialmente, el transceptor fue concebido para operar en SSB como principal modo de radiación. Para reducir el ancho de banda, se introduce un filtro de borrado de cuatro cristales con ajuste de banda. Para los fanáticos de la recepción de banda estrecha, se puede recomendar, como se hace en TRX de marca, ir a costos adicionales para la fabricación o compra de filtros de cuarzo de banda estrecha de alta calidad. Como regla general, un filtro de escalera casero hecho de cuarzo, el más popular entre los radioaficionados, tiene características insuficientes para una recepción de banda estrecha de alta calidad. Para estos fines, debe hacer un filtro de acuerdo con el circuito del puente diferencial o usar cuarzo de muy alta calidad. Puede comprar un conjunto de filtros de marca, aunque su costo será comparable al de todos los demás costos del transceptor. La opción de "conversión ascendente" no se consideró debido a la falta de un circuito sintetizador de frecuencia bastante simple y bien establecido. Esta opción de construcción tiene sentido en un dispositivo con cobertura continua de 1 a 30 MHz, y para operar en nueve bandas estrechas de aficionados, una IF más económica de 5 ... 9 MHz puede proporcionar una selectividad aceptable. Muchas personas experimentan problemas con la supresión de la portadora de al menos 40 dB cuando dan forma a la señal de SSB directamente en la FI. Me parece que este problema es más artificial de lo que realmente es. En casi todos los transceptores de marca baratos, la formación se produce en IF 8 ... 9 MHz. Creo que es poco probable que alguien escuche un operador sin supresión, por ejemplo, en el TRX FT840 o TS50. La calidad del ensamblaje del acondicionador de señal SSB depende de la alfabetización y la perseverancia del fabricante. Se puede obtener un rendimiento excelente utilizando el modulador más simple en varicaps, como se hace en el TRX Ural-84. Simplemente no necesita esforzarse para recibir del modulador niveles suficientes para construir la etapa de salida; entonces no es posible suprimir el portador. Al elaborar la placa principal, se utilizaron elementos que se pueden encontrar en casi cualquier mercado de radio. Se descartó de inmediato algo especial, con conclusiones bañadas en oro, con un índice VP. Por ejemplo, la ganancia requerida se puede obtener de dos etapas en BF980 importados. Pero no siempre están a la venta, por lo que se utilizan análogos domésticos de KP327, aunque tienen peores parámetros. La placa no contiene piezas irremplazables. La sensibilidad de la entrada de la placa, que se puede lograr sin una depuración cuidadosa de cada etapa individualmente: 0,2 ... 0,3 μV, con la selección de piezas y un ajuste cuidadoso: 0,08 ... 0,1 μV. Uno de los transceptores con una placa principal de este tipo y un sintetizador descrito en [2] tenía una sensibilidad de 0,4 μV con UHF desactivado y selectividad de dos señales cuando se alimentaban dos señales con una separación de 8 kHz, 95 dB. Las medidas fueron tomadas por UT5TC. Estos no son valores límite, porque el transceptor usó filtros de paso de banda de entrada en marcos con un diámetro de 6 mm con atenuación bastante alta y diodos de alta frecuencia convencionales en el mezclador. Aunque, como muestra la experiencia, en los transceptores que están diseñados para el trabajo diario normal en el aire, no debe perseguir los números de rango dinámico. Un valor de 80 dB conviene a la mayoría de los radioaficionados. El uso de un receptor superdinámico solo tiene sentido en TRX para competición presencial y siempre que todos los participantes estén operando señales en línea. Los problemas con la interferencia del transmisor del vecino a menudo surgen no del bajo rango dinámico del receptor, sino del hecho de que el desafortunado radioaficionado, tratando de gritar a todos, sintoniza su transmisor de acuerdo con el principio: todas las flechas hacia la derecha hasta el final. . Según las observaciones de US5MIS, que ha estado girando las perillas del FT840, Surf y RA3AO durante muchos años, todas estas técnicas suenan casi igual al oído. Pero cuando se llevaron a cabo mediciones comparativas con el mismo método, TRX RA3AO respondió a un nivel de 1 V en el canal adyacente, "Surf" - a 0,8 V y FT840 - a 0,5 V. Pero la conveniencia de operación, estabilidad y servicio cobró su peaje - dejó FT840. Describo todo esto no para mostrar lo buena que es nuestra técnica casera (o semi-casera, como el Surf), sino para dejar claro que la búsqueda del rango dinámico tiene sentido hasta cierto nivel y en condiciones específicas. Creo que muchos felices propietarios de RA3AO súper dinámicos estarían encantados de cambiarlos por los FT840 "frágiles" en términos de dinámica. Quiero referirme a otro estereotipo común entre nuestros radioaficionados. Esta es la creencia de que el sintetizador es "ruidoso". Después del nacimiento de los sintetizadores Kovel, ninguno de mis transceptores tenía un VPA, solo y solo un sintetizador. Arriba, describí la sensibilidad alcanzable desde la entrada de la placa principal cuando se usa como sintetizador VFO. ¿De qué tipo de ruido podemos hablar cuando ni G4-102A, ni G4-158, ni G4-18 pueden medir la máxima sensibilidad? Tuve que hacer un oscilador de cristal separado, alimentarlo con baterías, protegerlo con una pantalla doble y usar un atenuador de hasta 136 dB para evaluar la sensibilidad de la placa. Pasemos a la descripción de la placa principal en sí, que incluye: - UHF conmutable, mezclador reversible, diplexor pasivo, etapa FET reversible a juego, filtro de cristal principal (Foto 1); - Matriz IF, oscilador de referencia, detector (Foto 2); - Nodo ULF y AGC (Foto 3). Consideremos el diagrama del circuito en detalle. Amplificador de alta frecuencia (VT5) - con circuito de retroalimentación negativa tipo X [7]. Los posibles parámetros de este tipo de amplificadores van desde:
En pocas palabras, UHF no se sobrecarga en 40 metros, incluso por la noche, cuando el nivel de interferencia es muy alto. La extrema sensibilidad es tal que te permite escuchar el ruido del aire a 28 MHz, incluso en zonas rurales. Uno de los mejores transistores para dicho amplificador es el KT939A. KT606A se incluyó en el tablero como más barato y más común. No hay que preocuparse demasiado de que UHF empeore el rango dinámico de RX (nuevamente, estoy hablando de "dinámica", soy un pecador, a mí mismo me gustaban las cifras limitantes). En primer lugar, UHF es conmutable, siempre puedes apagarlo. En segundo lugar, generalmente se requiere encenderlo solo en las bandas más silenciosas durante baja penetración, cuando todas las estaciones se escuchan a un nivel bajo, y es poco probable que alguna de las estaciones sobrecargue esta cascada. Y en tercer lugar, "el diablo no es tan terrible como lo pintan". Casi todas las RPU industriales, por ejemplo, R399A, usan UHF y no conmutables. La configuración de esta cascada depende de las necesidades del usuario. Dependiendo del tipo de transistor y su modo, es posible proporcionar la máxima sensibilidad posible o el mínimo efecto de esta etapa en el límite superior del rango dinámico. Escribí sobre el mezclador en un artículo anterior [6], su circuito está tomado de [4]. Las principales ventajas de esta opción son la reversibilidad y un rango dinámico suficientemente grande (Dbl - hasta 140 dB) con un nivel de oscilador local bajo. Por supuesto, en cuanto al número de piezas, es más complicado y más caro que los mezcladores de uso común. Pero no debemos olvidar que este nodo determina la calidad de todo el receptor, y ahorrar en él no tiene sentido. Cómo percibirá el aire la parte receptora, qué se puede escuchar allí y cuánta "basura" se dará para la transmisión, qué tan complejos habrá que hacer los filtros de paso de banda para poder trabajar sin TV1. Parte del divisor (D1) debía instalarse directamente en el mezclador para garantizar señales en contrafase en la entrada de los brazos VT1, VT2 y VT3, VT4. Este es el requisito más importante por parte del oscilador local. Si está utilizando un oscilador local convencional, las señales en contrafase deben generarse de una manera diferente. Aquí también se utiliza una variante del acoplamiento más simple con el sintetizador Kovel. El uso del disparador también se debe a que en su salida la señal está lo más cerca posible del meandro. Cuando se acopla con un GPA convencional, debe usar otros microcircuitos ESL, por ejemplo, tipos LM, TL, etc. El requisito principal es que en la entrada de los interruptores de transistores debe haber señales de alta frecuencia de igual nivel, pero idealmente antifase. Las teclas utilizan los transistores KT368 y KT363 recomendados en [4]. No se llevaron a cabo experimentos con otros transistores. El mezclador es operable con varios tipos de diodos. Se puede suponer que los diodos Schottky serán los mejores. La transición de KD922 a KD512, KD514 no causa ningún deterioro notable en los parámetros (sujeto a la selección de diodos). En mi opinión, la principal ventaja de los diodos KD922 sobre todos los demás es que se suministran seleccionados y empaquetados en envases individuales (por lo que se excluye la mezcla). Con KD503 cuidadosamente seleccionado, el mezclador funciona de la misma manera que con KD922. La simetría y la mano de obra del transformador T1 son muy importantes. Resistencias de entrada desde la entrada T1:
Esto debe tenerse en cuenta a la hora de coordinar con la DFT. Puede probar diferentes relaciones de giro para acercar la impedancia de entrada a 50 ohmios, pero resultó ser más fácil cambiar las bobinas de acoplamiento DFT para adaptarse a la resistencia específica de la placa principal. Para que coincida con las etapas posteriores, se utiliza un diplexor convencional. En la fig. 1 muestra los datos del diplexor para IF=9 MHz. En principio, no puede instalar este nodo. Se puede obtener un buen acuerdo seleccionando el modo VT15 KP903, sin embargo, el uso de un diplexor le permite obtener la mayor sensibilidad posible y, si no se deshace por completo de los puntos afectados, reduzca significativamente su nivel. La etapa VT15 bidireccional activa después del mezclador debe tener la figura de ruido más baja posible, no degradar el rango dinámico del mezclador y compensar la atenuación introducida por el mezclador, los DFT y el diplexor. El transistor más común y de alta calidad para esta cascada es el KP903A. Puede utilizar KP307, KP303, KP302 (con el valor máximo de pendiente), KP601. Después de VT15, la señal a través del transformador T3 se alimenta al filtro de cuarzo ZQ1. La resistencia R26 se usa para emparejar, es posible que no sea necesaria. Este procedimiento también se puede realizar utilizando R22. Se utilizó un filtro de cuarzo de seis cristales en escalera como ZQ1 (Fig. 4). Para estrechar el ancho de banda en el modo CW, se encienden condensadores adicionales en paralelo con los resonadores externos mediante un relé. Tal filtro CW, por supuesto, no puede llamarse de alta calidad. Los ventiladores CW de banda estrecha requieren el uso de un filtro de cristal separado. ¿Por qué se aplica un filtro de seis cristales? Suele practicarse ocho y hasta diez platos. Pero no olvide que este filtro también se usa para la transmisión, y para una calidad de SSB aceptable, se requiere un ancho de banda de aproximadamente 3 kHz. Pero para la recepción en condiciones de bandas de aficionados sobrecargadas, una banda de 2,2 ... 2,4 kHz es suficiente. Por lo tanto, se eligió un compromiso: un ancho de banda de -3 dB - 2,3 ... 2,4 kHz con una cuadratura más pequeña. Como resultado, tenemos una recepción de bastante alta calidad y una buena señal de transmisión (lo que no se puede decir de las señales que se forman con filtros de ocho cristales). Otra ventaja sobre el filtro de ocho cristales es la menor atenuación en la banda de transparencia. Esto asegura el logro de la máxima sensibilidad de toda la ruta de amplificación.
Para aumentar la atenuación fuera de la banda de transparencia en la ruta de FI, se utilizó un filtro de limpieza de cuatro cristales (Fig. 5). La atenuación total de ambos filtros supera los 100dB. Las Figuras 4, 5 muestran los datos promediados de los filtros de escalera de cuarzo hechos de placas en la carcasa B1, que se encuentran con mayor frecuencia. El filtro de limpieza corta el ruido introducido por la ruta de FI y, debido al suave ajuste de ancho de banda aplicado, le permite desconectar ligeramente la interferencia en el modo SSB. Por supuesto, uno no debe poner grandes esperanzas en esta variante de un cambio de ancho de banda suave. En primer lugar, el estrechamiento ocurre solo en un lado de la pendiente del filtro y, en segundo lugar, es problemático obtener más de 40 dB de un ZQ de cuatro cristales. Pero la complicación es tan simple y barata que no tiene sentido rechazar un servicio de este tipo, aunque sea pequeño. El filtro debe diseñarse para un ancho de banda de 2,4 kHz. Con un suave estrechamiento de la banda por varicaps, la pendiente superior se acerca a la inferior, dependiendo del factor de calidad del cuarzo, hasta la banda de 600...700 Hz. Pero debido a la baja cuadratura del filtro, incluso con tal ancho de banda, es posible recibir estaciones de SSB. Este modo se suele utilizar en los rangos de 160, 80 y 40 m En lugar de los varicaps indicados se pueden utilizar varios KB 119, KB 139 conectados en paralelo.
El filtro de cristal ZQ1 es consistente con la ruta de FI (Fig. 2) a través del circuito resonante L3 con la bobina de acoplamiento. Si la resistencia del filtro es notablemente diferente de 300 ohmios, se requiere la selección del número de vueltas de la bobina de acoplamiento. El transistor VT7 se enciende durante la transmisión. La segunda puerta controla la potencia de salida del transceptor. La línea UFC está montada sobre transistores KP327. Circuito prestado de RA3AO. En mi opinión, esta es una de las mejores opciones para construir ese camino. Aquí puede usar transistores de efecto de campo de puerta doble y otros tipos. BF980 resultó ser el mejor. Nuestra industria no pudo copiar las características de este transistor, KP327 en comparación con el BF980 es peor tanto en Ksh como en Kus, aunque el Kus de los transistores no tiene una importancia decisiva. Para VT8, debe elegir un transistor con un ruido mínimo. Normalmente los mejores ejemplares se encuentran entre los KP327A. VT9, VT10, VT11 también se pueden reemplazar por KP350. La ventaja de KP327 sobre KP350 y KP306 está en el mejor valor de Ksh, la resistencia a la estática y los "buscadores de oro" no reaccionan a ellos de ninguna manera, porque. Los transistores no contienen metales preciosos. Para ajustar la ganancia se utilizó la propiedad de saturación de las características de transmisión de los transistores de efecto de campo en la primera puerta a baja tensión en la segunda [2]. La ganancia excesiva se elimina derivando los circuitos de FI con las resistencias R38 y R46. No debe aumentar los niveles de RF en las primeras puertas de los transistores para que el valor de voltaje instantáneo no exceda el umbral de apertura de los diodos zener de protección estática (15 V). De lo contrario, los diodos zener se abren y bloquean el funcionamiento del AGC; esto se aplica a las dos últimas cascadas de la FI. El detector y el oscilador de referencia, ULF preliminar y AGC son similares [2]. El transistor VT13 (Fig. 3) se puede usar para encender y apagar el circuito AGC y para bloquear el AGC durante la transmisión para que las lecturas del medidor S no se distorsionen, lo que en este modo muestra la potencia de salida del transmisor. Como VT 13, puede usar tanto un transistor de efecto de campo como un bipolar. El transistor bipolar tiene una resistencia colector-emisor más baja, por lo que desvía mejor el circuito AGC. El circuito amplificador rectificador AGC es similar a [2]. Se cambiaron las características de tiempo de la cadena "rápida", la capacitancia de C74 tuvo que aumentarse a 0,047 ... 0,1 μF. El microcircuito K174UN14 se utilizó como terminal ULF, en una inclusión típica, el ancho de banda desde arriba está determinado por la cadena C69, R80; la ganancia se puede ajustar mediante la resistencia R81. La salida ULF se puede cargar en un altavoz o a través de un divisor R84, R85 en auriculares. Detalles Las bobinas L1...L6 están enrolladas en marcos con un diámetro de 5 mm, con un núcleo de sintonización SCR-1. L3 ... L6 contiene 25 ... 30 vueltas de cable PEVO, 2. LCB - 3...4 vueltas en el extremo "frío" de L3. L9, L10: estranguladores con una inductancia de 50 ... 100 μH. L11 - bobina 0...30 µH. Los transformadores T1 ... TZ están enrollados con alambre PEVO, 16 en anillos K 10x6x3 hechos de ferrita 1000 nn. T1 contiene 10 vueltas de torsión en tres hilos, T3 - 9 vueltas de torsión en dos hilos, T2 está enrollada con una torsión de tres hilos: bobinado I - 3 vueltas, II - 10 vueltas, III - 10 vueltas. Cediendo al deseo de garantizar la "placa única" de todo el diseño del transceptor, decidimos separar el oscilador local de referencia en la placa principal. Esto, por supuesto, complicó la situación con los "puntos afectados". Algunos de ellos podrían evitarse por completo si el oscilador local de referencia se hiciera en un compartimento blindado separado. Con un IF exitoso, la cantidad de puntos no supera los 3 ... 5 para los nueve rangos. Es posible deshacerse de ellos casi por completo si juega con conexiones a tierra adicionales del bus de alimentación del microcircuito y la metalización alrededor de este nodo. Ubicación de las piezas en el tablero (Fig. 7) La configuración de la placa es típica, se ha descrito repetidamente en la literatura de radioaficionados. Los valores de los elementos R1 y C1 dependen de qué nodo se utilice como oscilador local. Si se trata de un sintetizador Kovel, R1=470...680m, C puede tener un valor de 68 pF a 10 nF. La calidad de la coincidencia se nota de oído por el número mínimo de "puntos de ruido" del sintetizador. Los elementos LI, L2, C7, C9 están sintonizados en resonancia en la frecuencia IF. La resistencia R19 puede tener una clasificación de 50 ... 200 ohmios. La calidad del emparejamiento de este nodo determina la disminución general del nivel de "lesiones" y un ligero aumento de la sensibilidad. La coincidencia de ZQ1 se logra mediante las resistencias R22, R26, Kf y la selección del número de vueltas LC8. El filtro de limpieza ZQ2 se combina con las resistencias R52 y. R54. La ganancia general de la ruta de FI se puede seleccionar usando R28, R38, R46. Las resistencias R39, R47, R53, R60 afectan a Kus y determinan la calidad de la cascada AGC. Sobre la fabricación de transformadores. Se probaron ferritas con una permeabilidad de 400 ... 2000, el diámetro de los anillos fue de 7 ... 12 mm, torsión de cables y sin torsión. Conclusión: todo funciona. Los principales requisitos son la precisión de fabricación, la ausencia de un cortocircuito en el devanado a la ferrita y la simetría obligatoria de los brazos. Los diodos en el mezclador deben seleccionarse al menos de acuerdo con la resistencia y la capacitancia de la unión abierta. transistores VT1, VT2; VT3, VT4 deben seleccionarse como pares complementarios idénticos. En el emisor VT5 no se indican los valores de R y C en la cadena. Dependen del tipo de transistor. Para KT606 R: dentro de 68 ... 120 ohmios, y C debe ajustarse a la ganancia máxima a 28 MHz (generalmente 1nF). Usando R29, puede seleccionar la corriente a través del transistor, por ejemplo, de acuerdo con la sensibilidad máxima. Los transistores KP327 están soldados desde la parte inferior de la placa. En la parte superior del tablero, desde el lado de la instalación de las piezas, queda una lámina, los orificios están avellanados. Las bobinas están cubiertas con pantallas. Para la compra de placas de circuito impreso o ensamblajes personalizados, comuníquese con el autor, frecuencia: 3,700 después de las 23.00:XNUMX MSK. Literatura: 1. Radioaficionado. - 1995. Nº 11,12.
Autor: A. Tarasov (UT2FW), Ucrania, región de Odessa, Reni; Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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