Фирма ULTRA: радиолюбительские антенны и аксессуары к ним

\главная\начинающему\...

Всеволновый КВ приемник "Радио-87ВПП".

Предлагаемый вниманию читателей приемник начинающего коротковолновика собран по схеме с прямым преобразованием. Он позволяет принимать в любом из любительских коротковолновых диапазонов сигналы радиостанций, работающих как телеграфом, так и однополосной модуляцией. Рабочий диапазон изменяют сменой платы с контурами, что позволило существенным образом упростить конструкцию приемника. При желании коротковолновик может легко ввести в приемник дополнительный диапазон (например, для приема сигналов станции Государственной службы времени и частоты СССР). Для этого достаточно изготовить лишь еще одну сменную плату. Вот почему приемник и получил название “всеволновый, прямого преобразования” - “Радио-87ВПП”. Он рассчитан на повторение радиолюбителями, которые уже имеют определенный опыт изготовления устройств, работающих в радиочастотном диапазоне, т. е. теми, кто уже собирал и налаживал хотя бы простейшие приемные устройства.

Со временем начинающий коротковолновик может превратить радиоприемник “Радио-87ВПП” в телеграфный трансивер. Соответствующая трансиверная приставка для работы телеграфом в диапазоне 160 метров разработана в Лаборатории журнала “Радио” и будет описана в последующих номерах журнала.

Принципиальная схема основной платы приемника, на которой находится подавляющее большинство его деталей, приведена на рис. 1, сменной платы с контурами (она устанавливается на основную) - на рис. 2, а схема внешних соединений основной платы - на рис. 3.

Сигнал с антенны через разъем XS2 (“Антенна”) и переменный резистор R34 (“Уровень РЧ”) поступает на выводы 4 и 5 основной платы. Радиочастотный сигнал фильтрует входной контур L3C32C33, который подключен к основной плате через разъем XS1 -ХР1. С этого контура сигнал через эмиттерный повторитель на транзисторе VT1 подается на балансный смеситель, выполненный по схеме с встречно-параллельным включением диодов VD1 - VD4. Такое их включение позволяет, как известно, понизить в два раза частоту гетеродина по отношению к частоте сигнала. Это довольно существенно и для самого приемника, но особенно важно, если радиолюбитель планирует со временем изготовить к нему трансиверную приставку (заметно снижается вероятность ее самовозбуждения). Смесители на встречно-параллельных диодах довольно критичны к уровню высокочастотного напряжения гетеродина, поэтому в данном случае было использовано автоматическое смещение (R5, С4, С5), обеспечивающее оптимальный угол отсечки.

Гетеродин выполнен на транзисторах VT3-VT6. Собственно генератор собран на транзисторе VT3 по схеме “емкостной трехточкн”. Катушка L4 и “растягивающие” конденсаторы С34-С38 подключаются через разъем XS1-ХР1. На рабочую частоту приемник настраивают переменным конденсатором С39, который установлен в корпусе приемника вне основной платы. Подключают его к выводам 1 и 2 платы коротким отрезком коаксиального кабеля. Варикап VD5 обязателен лишь для нормальной работы траисиверной приставки и в приемнике его (и соответствующие детали - R22, С38 и С28) можно, в принципе, не устанавливать. Однако электронная “расстройка” не повредит и в приемнике. Она позволит, в частности, оперативно контролировать обстановку на двух соседних частотах. Стабилизированное питание для варикапа берут с вывода 3 основной платы.

На транзисторах VT4-VT6 собран эмиттерный повторитель, обеспечивающий хорошую развязку генератора и низкоомной нагрузки (смеситель, трансиверная приставка). Выводы 16 и 17 основной платы предназначены для подачи высокочастотного напряжения гетеродина на трансиверную приставку. Режим работы по постоянному току транзисторов гетеродина обеспечивается автоматически, так как связь между ними гальваническая.

Селективные свойства приемника определяет в первую очередь фильтр низших частот L1C6C7. Его частота среза - примерно,2,5 кГц, Предварительный усилитель тракта звуковых частот собран на транзисторе VT2 с малым коэффициентом шума. Для достижения шумовых характеристик, близких к оптимальным, ток коллектора этого транзистора выбран небольшим (около 200 мкА). Конденсатор С12 введен в коллекторную цепь транзистора для повышения селективности приемника.

Основное усиление (около 1000) на звуковых частотах обеспечивает операционный усилитель DA1. Нагрузку - высокоомные головные телефоны подключают к выводам 8 и 9. В выходном каскаде предусмотрено подключение в цепь отрицательной обратной связи ОУ двойного Т-моста (R16 - R18, С20 -С22). При этом полоса пропускания приемника сужается примерно до 200 Гц, облегчая прием сигналов телеграфных станций в условиях помех. Включают Т-мост выключателем SA2 (“CW фильтр”). Уровень громкости сигналов в головных телефонач регулируют переменным резистором R33 (“Громкость”), который подключен между предварительным и выходным усилителем к выводам 13-15.

Подавляющее большинство деталей приемника размещено на одной, основной, печатной плате. Плату изготавливают из одностороннего фрльгированного материала (гетинакса или стеклотекстолита) толщиной 1,5... 2,5 мм. Она разработана под следующие детали: резисторы - МЛТ-0,25; конденсаторы - К50-6, КМ. Вместо К50-6 можно использовать конденсаторы К50-3 и им подобные: на плате предусмотрено место для их установки, в том числе и дополнительные контактные площадки. В частотоопределяющих цепях конденсаторы КМ можно заменить на КТ, КД и им подобные, в цепях развязки (здесь, кстати, подойдут конденсаторы емкостью 0,01...0,1 мкФ) - на КЛС. В фильтрах (С6, С7, С20-С22) при отсутствии конденсаторов КМ целесообразно установить бумажные конденсаторы (МБМ, БМ-1 и т. д.) или любые другие, имеющие малый температурный коэффициент емкости.

Транзистор КТ3102А (VT1) заменяется любым современным высокочастотным кремниевым транзистором структуры п-р-п (из серий КТ312, КТ342, КТ316 и т. д.) с коэффициентом статической передачи тока не менее 80. На транзисторы этих же серий заменим и КТ3102Е (VT2), однако при использовании транзисторов с ненормированным коэффициентом шума не исключено некоторое ухудшение чувствительности приемника. В гетеродине вместо транзисторов КТ312 можно включить КТ315, КТ3107 заменить на КТ361. Но в генераторе (VT3) желательно использовать все-таки не КТ315, а КТ342, КТ316, КТ3102 и им подобные. Диоды смесителя - любые современные кремниевые высокочастотные (КД521,КД507 и т. д.). Стабилитрон VD6 должен иметь напряжение стабилизации в пределах 5,3...6,5 В. Операционный усилитель DA1 заменяется на любой аналогичный с внутренней коррекцией АЧХ или без нее (К140УД6, К140УД7, К554УД1 и т. п.). Для ОУ без внутренней коррекции необходимо ввести типовые цепи внешней коррекции для коэффициента усиления примерно 1000. Разумеется, замена ОУ в общем случае может потребовать изменения расположения печатных проводников на плате в соответствии с цоколевкой примененного операционного усилителя.

Катушка L1 фильтра низших частот индуктивностью 350 мГн содержит 430 витков провода ПЭВ 0,12, намотанного на кольцевом (типоразмер К20Х10Х5) магнитопроводе из феррита с начальной магнитной проницаемостью 3000. Но здесь, в принципе, подойдут любые кольцевые или Ш-об-разные (в том числе и от малогабаритных транзисторных приемников ) магнитопроводы из феррита с проницаемостью 1500...3000. Необходимо лишь обеспечить требуемое значение индуктивности.

Дроссель - корректирующий от унифицированных ламповых телевизоров. Можно использовать любые дроссели (самодельные [3] или заводского изготовления) с индуктивностью не менее 250 мкГн и желательно без магнитопровода.

Трансформатор Т1 наматывают на кольцевом магнитопроводе диаметром 7...10 мм из феррита с начальной магнитной проницаемостью 400...1000 (некритично). Намотку ведут одновременно тремя проводами (10-15 витков, ПЭВ 0,1). Одна из обмоток при этом будет первичная, а у двух других соединяют вместе начало и конец (любые), образуя среднюю точку вторичной обмотки.

Чертеж сменной печатной платы дан на 2-й с. вкладки. Здесь можно использовать конденсаторы КМ (с малыми ТКЕ), К.Т, КД и им подобные. Номиналы конденсаторов С32-С37 и намоточные данные катушек L3 и L4 (они идентичны) приведены в таблице. Намотка рядовая, виток к витку. Каркасы и экраны для катушек - аналогичные тем, что были применены авторами в семидиапазонном приемнике. Значение индуктивностей указано для катушек с экранами при среднем положении подстроечников.

Самодельный разъем для подключения сменной платы изготовлен из штырей и гнезд разъема ГРПМ1, но подойдут также штыри и гнезда от разъемов многих других типов.

Переменный конденсатор — от радиоприемника “Альпинист” (используется только одна секция). Здесь можно применять и другие КПЕ с воздушным диэлектриком. Если максимальная емкость примененного КПЕ будет заметно отличаться от 240 пФ, то потребуется подобрать конденсаторы С34-С36, чтобы получить требуемое перекрытие по частоте на каждом из любительских диапазонов. Переменный резистор R34 - СПЗ-4, a R33 - СПЗ-46М (с выключателем питания).

Конструкция приемника показана на рис. 4. В П-образном корпусе (его эскиз приведен на рис. 5), изготовленном из дюралюминия толщиной 1,5 мм, установлены основная плата, отсек с батареями питания и вертикальная перегородка, на которой закреплены переменный конденсатор и шкально-верньерный механизм. Эскиз этой перегородки приведен на рис. 6, а общий ее вид с установленным шкально-верньерным механизмом и подшкальником - на 2-й с. вкладки. Диск верньера применен стандартный, от приемника “Альпинист”. Шкала линейная, с индивидуальной градуировкой для каждого из любительских диапазонов. Требуемый ход тросика обеспечивают промежуточные ролики. Два верхних (по рисунку) ролика имеют диаметр около 20 мм, а нижние - примерно 6 мм. Стрелка шкалы - отрезок провода ПЭВ-2 диаметром примерно 0,5 мм. Положение окна шкалы в передней панели относительно шкально-верньерного механизма показано на рис. 6 пунктиром. Подшкальник установлен на перегородке на двух стойках. Ось, на которой закреплена ручка настройки, использована от переменного резистора типа СП-1 (с длинной осью). От этого же резистора использованы элементы крепления оси на перегородке. На оси следует сделать небольшую выточку, в которую укладывают тросик (один виток вокруг оси). На задней стенке приемника установлены коаксиальные (для антенны и выхода гетеродина на трансиверную приставку) и низкочастотные разъемы (для управления приставкой и подключения головных телефонов).

Как уже отмечалось, батареи питания (три батареи 3336Л) помещены в отдельный отсек. Это исключает порчу приемника в случае, если они “потекут” при длительной эксплуатации одного комплекта.

Одна из сменных плат приемника показана на рис. 7.

Налаживание приемника начинают с усилителя низкой частоты. Постоянное напряжение на выходе операционного усилителя DA1 должно составлять примерно половину напряжения источника питания. Свидетельством нормальной его работы являются слабый шум в головных телефонах и, если коснуться пальцем вывода 13 основной платы, заметный фон переменного тока. При замыкании контактов переключателя SA2 шум должен изменить свою “окраску”, стать немного “звенящим”. Подключение каскада на транзисторе VT2 повышает уровень шумов на выходе приемника; кроме того, обычно появляется и легкий фон перемен ного тока.

При определенных условиях (высокий уровень наводок от сети переменного тока, а для катушки L1 использован Ш-образный магнитопровод) уровень фона может быть и значительным. В подобной ситуации потребуется либо заэкранировать катушку L1 экраном из стали (пермаллоя), либо заменить ее на катушку с кольцевым магнитопроводом, имеющую меньшее поле рассеивания и, следовательно, меньше подверженную внешним наводкам.

Постоянное напряжение на коллекторе транзистора VT2 должно лежать в пределах 2...3 В. Если в распоряжении радиолюбителя имеется звуковой генератор (с малым собственным уровнем фона) и милливольтметр переменного тока или осциллограф, то целесообразно снять амплитудно-частотную характеристику усилителя. При подаче сигнала в цепь базы транзистора VT2 (т. е. минуя фильтр низших частот) она должна иметь вид, показанный на рис. 8 (кривая 1 - телеграфный фильтр выключен, 2 - включен). За 0 дБ здесь принят коэффициент усиления на частоте 1 кГц.

В исправном приемнике прямого преобразования подключение гетеродина к смесителю должно примерно в два раза увеличить уровень шумов на выходе УНЧ. Пределы перестройки ГПД устанавливают (с некоторым запасом на краях диапазона) по частотомеру или вспомогательному приемнику, а входной контур настраивают по максимальной громкости приема на средней частоте диапазона.

Следует подчеркнуть, что при исправных элементах и отсутствии ошибок в монтаже почти все рабочие режимы транзисторов и микросхемы устанавливаются автоматически. Исключение составляет лишь повторитель на транзисторе VT1. В этом каскаде необходимо подобрать резистор R2 таким, чтобы напряжение на эмиттерном выводе этого транзистора было около +6 В.

К приемнику можно подключать головные телефоны с сопротивлением излучателей постоянному току не менее 50 Ом. Оба излучателя должны быть включены последовательно. Если в распоряжении радиолюбителя имеются высокоомные головные телефоны (сопротивление излучателей 1,6...2 кОм, то их излучатели лучше включить параллельно.

Ответы на вопросы читателей по теме Радио-87ВПП

(Из Радио, №3, 1988)

Каркасы для контурных катушек.

В приемнике были использованы самодельные каркасы с подстроечниками СЦР-1 (рис. 1, а). Их можно изготовить из любого диэлектрика, обладающего небольшими потерями на радиочастотах,- полистирола, оргстекла, фторопласта и др. Катушки помещают в алюминиевые экраны (рис. 1,6). С соответствующими экранами можно использовать и каркасы от катушек тракта УПЧ унифицированных черно-белых телевизоров (УНТ-47 и т. п.). Намоточные данные в этом случае не изменятся, но придется изменить сменную печатную плату, так как установочные размеры у этих каркасов и экранов несколько отличаются от приведенных на рис. 1.

Замена варикапа КВ104Г и емкость конденсатора С38.

Прежде всего, следует подчеркнуть, что расстройка вовсе необязательна в приемнике. Если нужных деталей нет. ее можно просто не вводить (т. е. не устанавливать на платы следующие детали: VD5, R22, С28 и С38).

В приемниках с расстройкой емкость конденсатора С38 зависит от используемого диапазона, требуемых пределов расстройки приемника (обычно ±5 кГц, но иногда ее делают и большей) и допустимых пределов изменения управляющего напряжения. На варикап, подключенный к контуру ГПД, поступает относительно большое высокочастотное напряжение, (несколько вольт), поэтому постоянное управляющее напряжение на нем не должно быть ниже 3...4 В. Максимальное управляющее напряжение всегда по крайней мере на несколько вольт ниже напряжения питания и определяется стабилитроном, который установлен в цепи управления варикапом.

При использовании варика-пов серии KB 104 емкость конденсатора С38 лежит в пределах от нескольких пикофарад (на высокочастотных диапазонах) до нескольких десятков пикофарад (на низкочастотных диапазонах). Приемлемую расстройку можно получить с варикапами серии Д901, включив их несколько штук параллельно и обеспечив максимальное управляющее напряжение около 10 В. Наибольшие трудности, естественно, возникают при попытках получить значительную расстройку на диапазонах 80 и особенно 160 метров, где емкость конденсаторов контура ГПД значительная.

Цепи управления расстройкой приемника.

Принципиальная схема узла управления варикапом приведена на рис. 2. Включают расстройку приемника переключателем SA1. Установив его в правое по схеме положение, а движок переменного резистора R2 в среднее положение, настраивают приемник (ручкой основной настройки) на какую-либо телеграфную станцию. Затем переводят SA1 в левое по схеме положение и подстроенным резистором R1 добиваются приема той же станции. Поскольку у приемников прямого преобразования основной и зеркальный каналы приема неразличимы то следует быть особенно внимательным. Одинаковая расстройка резисторов R1 и R2 от найденного среднего положения (контролируется по управляющему напряжению) должна приводить к одинаковому изменению тона принимаемой станции.

Антенны для “Радио-87ВПП”.

С этим приемником можно использовать любые любительские KB антенны, предназначенные для работы в интересующих радиолюбителя диапазонах и зачитываемые коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 75 пли 50 Ом. Описания таких антенн имеются в книгах К. Ротхаммеля “Антенны” (Москва, “Энергия”, 1969) и 3. Беньковского, Э. Липин-ского “Любительские антенны коротких и ультракоротких волн” (Москва, “Радио и связь”, 1983). Из опубликованных в этих книгах антенн подойдут, в частности. W3DZZ (причем для приемной антенны ее режекторные контуры можно выполнить из самых обычных деталей) и T2FD (с понижающим трансформатором).

Если радиолюбитель решит использовать одну из простейших проволочных антенн WINDOM (VS1AA), питание которых осуществляется однопроводной линией, то следует заменить конденсаторы С32 и СЗЗ. Новые значения их емкостей приведены в таблице.

Чувствительность приемника.

Она зависит от используемых деталей (в первую очередь от параметров транзистора VT2) и точности подбора поступающего с ГПД на смесительный детектор напряжения. Авторам удалось добиться чувствительности около 0,5 мкВ при соотношении сигнал/шум 10 дБ.

Б. СТЕПАНОВ (UW3AX), Г. ШУЛЬГИН (UZ3AU)
г. Москва

ЛИТЕРАТУРА

  1. Поляков В. Приемники прямого преобразования для любительской связи.— М.: ДОСААФ, 1981.

  2. По письмам читателей.— Радио, 198В, № 3, с. 63.

  3. Греков А, Высокочастотные дроссели.- Радио, 1984, №6, с. 23,

  4. Степанов В., Шульгин Г. Семи диапазонный KB приемник.— Радио, 1985, № 6, с. 17-21 и № 7, с. 22—23. '

  5. Степанов Б. Гетеродинный приемник на диапазон 20 м. В сб.: Радиоежегодник - 1986г М.: ДОСААФ, 1986, с. 16-29.

Статью подготовил Бойко Алексей.

Возврат

Выставочный ковролин expoline смотри здесь.