Радиолюбительский трансивер DM-2002

главная\р.л. конструкции\трансиверы\...

Радиолюбительский трансивер DM-2002

Памяти YL2HS ...

Вместо вступления.

Прежде, чем приступить к повторению аппарата,  просьба еще раз освежить в памяти теорию ( см. литературу  Л.1 - 5 )  и внимательно прочитать  ВСЕ рекомендации,  расположенные ниже... Согласно  ( Л.5 ), односигнальный динамический диапазон  ( ОДД ) лучше характеризует работу приемника  в реальных условиях, так как позволяет оценить максимальный уровень помех,  незначительно ухудшающих прием и показывает устойчивость приемника к явлениям “забития”  и перекрестной модуляции, так как  все величины - DB1,  DB2,  DB3  - связаны между собой... ОДД или DB1 -  ограничен снизу  минимальными шумами  Prf = ( - 174 ) + Frx  + ( 10lg Bp), а сверху - пределами линейной части  характеристики его каскадов, т. е. начало уменьшения сигнала на выходе RX ( обычно на 3 db ) при достижении сигнала  помехи ( или генератора,  ее имитирующей ) своего максимального уровня... Ниже будет приведен пример снятия этого параметра  ( аналогично  двухсигнальному методу ).   Согласно  тому же  источнику,  при применении двухсигнального метода,  строится график  зависимости выходной мощности сигнала и комбинационных частот второго и третьего порядков  от уровня  полезного сигнала  на входе.   Согласно  (Л.2,3)  -  определить  DB2 и DB3  можно и без построения вышеуказанного графика,  зная лишь  верхнее значение  ОДД  или  DB1.

  1. Основные определения, обозначения.

 Для лучшего понимания предмета,  немного теории...

Интервал, отделяющий точку  IP3  от уровня  собственных шумов  RX – PRF,  должен быть как можно  больше,  т. к. он определяет  два параметра - динамический диапазон  по блокированию DB1  и динамический диапазон по интермодуляции  DB3. См. рис 1.5  по  [ Л.2 ]

DB1 - это диапазон линейности динамической характеристики приемника,  а DB3 - диапазон <безинтермодуляционной >  обработки симметричного двухтонового  сигнала. Нижней границей  обеих  динамических диапазонов является  PRF. Динамический диапазон по интермодуляции более важен, поскольку он определяется уровнем мощности  Ps3 неизбежно возникающих в приемнике собственных  интермодуляционных помех третьего порядка, который совпадает с PRF. При  Ps3 = PRF уровень помех ( шумовых и интермодуляционных )  возрастает на 3 db, приводя в результате  к ухудшению на эти 3 db пороговой чувствительности приемника.

            Обозначения к рис. 1.5

KP  - Уровень компрессии ( блокирования ) IP3 -  Точка пересечения для интермодуляционных составляющих 3 порядка IP2 -  Тоже , для составляющих 2 порядка DB1 - Динамический диапазон по блокированию DB3 - Динамический диапазон по интермодуляции DB2 - Тоже , 2 порядка. ( DB2 = DB1 - 20 db, по [ Л.5 ] PKP - Мощность уровня компрессии PRF - Коэффициент шума  RX RFex - Уровень мощности внешних шумов DB1 вычисляется :  DB1 = PKP - PRF DB3 = 2/3 IP3 - PRF P = - 174 dbm/Hz ( U = 0,466 nv/ V Hz )  при T - 290 K. Теоретический уровень шума при полосе 1 Hz , начало отсчета.

Шумы,  чувствительность.

 ( Использован протокол замеров на D-94  и рекомендации  фирмы - Stabo Elektronik GmbHKoG in Hildesheim... часть замеров  для справки, в приложениях . )

Мощность шумов вычисляется по:

Prf = (-174) + Frx + ( 10 lg Bp ),  где -
Frx - шум RX < 10 db,  Bp - ширина полосы ФОС, Hz.

Prf = (-174 ) + 10 + 33 = - 131 dbm ( ~ 0,13 uv ) . При чувствительности со входа диплексера  ( А4-1 ) - 0,1 uv ( -133 dbm)  и среднем затухании  ДПФ и MIX  < 8 db,  чувствительность со входа составила - 125 dbm,  или  0,25 / 0,28 uv  при отношении сигнал / шум  ( 10 db S+N/ N ). Примеч.  Смеситель пассивный,  разброс по затуханию в фильтрах ДПФ, по замерам  DL4OBY ( Stabo Elektr... ) При активном смесителе  (+ 4 / 5 db)   чувствительность  ~ 0.15 uv.  Полоса везде 2,5 кгц.

 Данные по блокированию.

Выполнив некоторые рекомендации  Stabo El..., в т.ч. применив смеситель сверхвысокого уровня и рекомендации по монтажу ( см. отдельно ) удалось повысить основные данные по блокированию,  которые совпали с их рекомендациями... Все величины выражены в  dbm, определенная мощность в милливаттах  на нагрузке 50 ом... Мощность  в dbm  подсчитывается по формуле -       

 P dbm = 10 lg U^2 / R + 30.        0 dbm = 0,224 v / 50 ohm.

Основные величины приведены в технических данных.

Попытка использовать для замера прибор <Динамика>  - В. Скрыпника  не дала четких результатов, погрешности,  не хватает мощности сигнала , возможно от исполнения...

Поэтому замеры основных параметров по двухсигнальному методу и рекомендациям  Stabo Elektronik... и  DL1DSL.  Некоторые замеры проводились на фирме, в Германии. См. далее.

 Сквозная реальная избирательность  +  динамика.

По совету DL1DSL,  с помощью одной процедуры можно судить о реальной избирательности тракта и его динамике,  т. е. снять кривую избирательности  и  практически оценить динамику аппарата. Метод - тот же,  т. е. Двухсигнальный,  в качестве генератора, имитирующего помеху , использовался трансивер с выходным каскадом в классе А,  с дополнительными ФНЧ  5 порядка, и плавно регулируемой мощностью  от 0  до 20 вт.

Выборку замеров  для построения кривой,  см. отдельно. Также приложение.

Кривая сквозной реальной  избирательности характеризуется  следующими коэффициентами прямоугольности:  ( Полоса - 2,5 кгц. 2 ФОС + 1ФОС / НЧ )

 6 / 60 db       K п - 1,5
 6 / 140 db      K п -  3 / 3,5     По уровням  0,3 uv - 6 v . (+28,5 dbm )

При уровнях более  + 28,5 dbm,  начинает расширяться ( незначительно ) полоса пропускания  ( см. выборку замеров )  и блокирование наступает при отстройке помехи  от края  полосы ФОС  на + 5 кгц  с уровнем  20 вольт ( или  152 db  по напряжению от PRF до max ) ; тоже на + 10 кгц  с уровнем 31,6 вольт (156 db по напряжению от PRF до max) или  39 dbm и  43 dbm  соответственно.

 Подавление < зеркальной >  частоты приема, а также ПЧ.

При дополнительных  3 - 4 кварцах,  включенных параллельно  фильтр пробке,  ослабление зеркальных частот составило  > 60 - 65 db (основное подавление по <зеркалке>  зависит от качества выполнения входных фильтров – ДПФ), а ослабление сигнала с частотой ПЧ  > 70 db.

По Рэду  ( Л.2,3 )  привожу основные требования  к тракту качественного приемника:

 А) Уровень шума собственного гетеродина ( в полосе  + 10 Кгц от сигнала и далее ) должен быть НИЖЕ  шумовой дорожки RX  на 3 db ( как минимум ).  B ) При прочих правильных  расчетах  тракта RX – кварцевые фильтры, за счет избирательности, увеличивают  IP3 до  + 30 - 50 dbm ( 0 dbm = 0,224 v / 50 ohm ). C ) ... До первого ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОГО  ФОС,   должно обеспечиваться миним. необходимое усиление  с соблюдением  линейности во всем диапазоне  сигнала ( IP3  для каждого каскада ! . Никаких регулировок и нелинейных элементов  до первого ФОС!  D) ... Тракт RX  только с одним преобразованием!   E) ... Только  пассивные высокоуровневые балансные ( по обоим входам )  смесители ... F)... Ну и  новое ( хорошо забытое  старое ) ---  для обеспечения высоких параметров по динамике ( DB1, DB2, DB3 )  обеспечить  такую же высокую селективность... ( >> 140 db по соседнему каналу при условии соблюдения  минимума фазовых шумов и последовательной селекции ).

Все остальные  требования приведены в соответствующих разделах...

 1.Технические  данные (основные, не хуже...)  

KP  - 15 dbm  ( 1,26 v ) IP3 -  35 dbm ( 12,6 v ) IP2 -  45 dbm ( 40 v ) По блокированию: DB1 - 146 db DB2 - 126 db  ( Расчетное  DB1 - 20 db , по [ Л.5 ] DB3 - 110 db Prf  = - 125 dbm (< 0,28 uv - passiv. Mix) , ( < 0,15 uv - activ. Mix ) P tx = 17-20 wtts / 40 wtts – 2 вариант PA.

2.Преобразование...

По рекомендациям Рэда [Л.2,3 ] - <для достижения высоких показателей в части  DB1,DB2,DB3,IP3 и других, для профессиональных трактов, всегда рекомендуется применять одно преобразование. Применяя при этом  высококачественные фильтры   для  основной селекции ( Xtal. Fil.), применяя на входе октавные или  диапазонные, также высококачественные фильтры. ( С отношением частот 1:2  или <1: 1,5 ) ,  учитывая при этом, что применяя смесительный детектор, имеем еще одно преобразование...>

При этом проблема  <зеркалки> решается просто - кристаллы, которые не подошли в основные фильтры  ПЧ, как имеющие разброс по частоте > >> 300-500 Hz,  ставятся параллельно  традиционной фильтр - пробке, по 3-4 шт. /Примеч. автора /

3.Распределение усиления по каскадам.

ДПФ,MIX, Предварит. ПЧ, 1-ый ФОС       ----- +10 db    (ФОС - фильтр основной селекции) Основная ПЧ, 2-ой ФОС                           ----- +60 db Предварит. УНЧ, 3-ий ФОС (по НЧ),  Ок. НЧ ... +74 db Общее усиление  RX  тракта...........................  + 144 db, max,  что более чем...

При расчете по каскадам просчитано также отношение сигнал/шум и IP3...

4.Динамика и селекция.

Сначала вспомним <золотое > правило: насколько усилил, настолько отфильтруй !

Это в идеале... к сожалению не каждый  HAM  придерживается этого требования...

Согласно  Бунину и Яйленко... [ Л.5 ] Справочник КВ... : < В хорошем  RX затухание  ФОС за пределами полосы  (по соседу) должно быть равно значению ОДД( односигнальный динамический диапазон), или , что тоже самое - DB1>. Еще раз нужно уяснить:  увеличение одной величины без увеличения другой - вещь бесполезная...  Согласно этому,  для того, чтобы иметь  DB1 140db, затухание по соседу ( + 5 -10kc хотя бы )  для нашего фильтра ФОС должно быть также не менее 140 db !!! Поэтому в аппарате применена последовательная селекция - два  одинаковых  качественных кварцевых фильтра в ПЧ (см. схемы)  и еще один по НЧ...

5.Кварцевые фильтры.

Используя современные мини-корпуса (HC-43) и относительно дешевые  PAL  кварцы, можно решить проблемы  создания очень хороших фильтров даже в домашних условиях.

Идею для кварцевых фильтров мы  нашли в старых армейских схемах 60-годов, где применялись старинные низкодобротные кристаллы  на 128 Кгц. ( Если не изменяет память - это был  RX  типа Амур или Молибден) На современной базе получилось UFB ! Извините за частые повторы.  Не хотелось, чтобы любители  снова и снова изобретали < велосипед>, т.к.

все это проверено, отмакетировано, промерено, сделано и,  чтобы наш скромный 10-летний труд  не пропал даром, а помог бы  любителям средней квалификации изготовить нормальный  RX-тракт...

 Общие обязательные рекомендации.

 1. Приборы.

 Укажем минимум приборов для наладки...

Из ВЧ генераторов - ламповые Г4-18, ГСС-6 и т.п. (меньше шумят). Транзисторные не применять...

Из НЧ генераторов – любые: Г3-102  и т.п.

Осциллографы - любые ВЧ с полосой не менее 30 Мгц, ( не хуже С1-65 ) входная емкость не более 30 пф,  импеданс около 1 Мом.

Из частотомеров - Ч3-63, Ч3- 34 и т.д.

Для подгонки и замера индуктивностей  - Q - метр  Е 9- 4  или  лучше,  также мост типа Е7-4. Для  подгонки емкостей и  точных замеров RVI – Digital Multimeter M890C+  / or analog.

Из измерителей АЧХ – Х 1-36, Х 1- 38, Х 1-1А и т.п.

 2.Экранировка, развязки...

 Понятие электромагнитной  герметичности - важная составляющая любого аппарата, тем более,  если речь идет о частотах выше 1- 5 Мггц и мощностях внеполосных помех более 5 - 10 ватт...

Вспомните какие требования предъявляются  к  исполнению УКВ  трактов по  ЭМГ ( электромагнитной герметичности ).  Также нужно подходить  и к  построению  любых профессиональных трактов на КВ...  При чувствительности RX  1 мкв и менее,  нужно  принять все меры по исключению проникновения любых внеполосных  каналов приема... При увеличении уровней принимаемых сигналов  ( и помех ) на несколько порядков, требования   к ЭМГ увеличиваются. Если взять два аппарата, выполненных по одной и той же схеме,  но без <защиты > ЭМГ, они будут отличаться, как день и ночь... Некоторые рекомендации приведу ниже.

 Ранее [ Л.4 ]  указывалось, что максимальные показатели достигнуты при размещении  печатных плат в отдельных фрезерованных отсеках, закрываемых после наладки крышками,  утопленными в пазы,  <заподлицо >. Несмотря на это, для печатных плат  ( А1, А3, А4-1, А4-2 -обязательно) был оставлен верхний слой фольги  < экран >, горячие точки - раззенкованы... Лучше верхний слой фольги оставить на всех платах.

Все межблочные ВЧ соединения только тонким РК, НЧ сигналы - МГТФ в экране,  если имеете достаточно  МГТФ, тоже для всех цепей питания. Также неплохие результаты будут при использовании  двухстороннего стекло гетинакса  1.5 - 2 мм  для изготовления  < коробок >  под  эти  отсеки.

Во всех цепях питания и управления,  чтобы исключить < просачивание > внеполосных сигналов, стоят LC фильтры и проходные конденсаторы... Даже небольшие провода управления длиной 1 - 2 метра (ключ, педаль,  телефоны и т.п.) играют роль паразитных антенн. Поэтому во все эти цепи включены развязывающие  LC фильтры, не всегда показанные на схемах, не забудьте  также  применить  сетевые фильтры... В качестве индуктивностей использовать только кольца, типовые данные:  К7, Ф1000НМ, 1 слой ф 0.2 , индуктивность  100 Мкгн . Во всех Г и П звеньях использованы емкости от 3000 до 10000 пф. ( Некритично )  Не применять тип Д-0,1... и подобные. Для контуров ПЧ в блоках А4-1 , А4-2  использованы сплошные латунные (Ag)  экраны, после настройки запаянные сверху и по периметру.  Как   указывалось [Л.4]  ...при применении качественных  ( соответствующих требованиям ТУ ) фильтров ФП2П4-410 , затухание по соседнему каналу для них составит 100 db. При условии - минимально укорачиваются выводы фильтра  и соединительные провода. Обязательно под фильтром оставлять максимально возможно большую поверхность фольги, несмотря на то,  что фильтр в экране. Обязательно согласовать входные и выходные импедансы  фильтра, желательно с помощью  реактивных (LC или <балунов>) цепей.  При выполнении фильтров ZQ1 -ZQ3  ( DM  ) на корпусах HC-49 ( 43)  с гибкими проволочными выводами,  их укорачивают до минимума. Все требования  (указанные выше) сохраняются.  Кварцы фильтра располагать вплотную, в ряд, зазор ~0,2 мм. Корпуса  кристаллов не заземлять, особенно проводом, проходящим поверху всех кристаллов фильтра. Авторский вариант SSB  фильтра имеет следующие данные: разность одноименных частот кристаллов не более 16 – 18 Hz, затухание в полосе <= 2db, затухание по <соседу>  около 100 db. ( Технология сборки и методика  снятия параметров фильтра  <ноу-хау> и находится у автора). Вот два таких качественных фильтра и обеспечивают необходимую селекцию тракта, поэтому нет причин удивляться  хорошим параметрам.

 При сборке на печатных платах RU6BK (обратить внимание на их отличие от авторских),  дополнительно экранировать фильтр снизу и сверху.

Питание цифровой и аналоговой части желательно производить от отдельных  источников и стабилизаторов. Стремится к максимально возможным коэффициентам стабилизации  по питанию. На платах применяются локальные маломощные стабилизаторы по месту.

Пример:  Общий стабилизированный  источник - 15 v x 1 a.  На платах от него питаются - 78L12 (12 v x 100 ma) , 78L09 (9 v x 100 ma) и т.п.

3. Применение синтеза и LC VFO .

Согласно Э.Рэду [Л.2,3] ... хороший (профи) синтез, описанный в его книге, имеет фазовые шумы  при расстройке 20 Кгц  = -139db/Hz. И сам автор делает вывод:  ... Чем больше фазовый шум гетеродина, тем хуже избирательность по соседнему каналу!  Все верно... Сделаем оценочные прикидки, основываясь опять же на Э.Реде...  Фазовый шум гетеродина вычисляется по формуле:

 Aj > DB3 + Bp/db,  где  Bp/db= 10lg Bp/Hz

 DB3 – Дин. диапазон 3 порядка, db.
 Bp/Hz – ширина полосы ФОС по уровню - 6db.

По неоднократным замерам  L-91, D-94, DM, при применении качественных!!!  LC VFO , учитывая   DB3 ( 102-110 db),    Aj  гетеродина должен быть лучше  -135 / -143 db,( причем  space 10 Kc ,  а не  20...) что обеспечивается... ( Посчитайте сами по приведенной формуле )

Отсюда вывод:

При применении синтеза  ( ФАПЧ, DDS ) фазовые шумы синтезатора  должны быть  -143 / -146 db и это при  отсчете только 10 Кгц , а не 20 , как у Реда... Сравним (-139 db/Hz , 20 Khz)

Во вторых, в заключении,  он делает также правильный вывод :... Для RX с большим динамическим диапазоном и высокой чувствительностью  ТРУДНО получить требуемое значение  Aj > 140 db/Hz ! ( Это  был  еще 1985 год !) Значит,  хорошие LC VFO  еще послужат...

И, еще одно... Чем меньше частота сравнения в петле ФАПЧ, тем меньше фазовый шум... (В определенных пределах  и при некоторых допущениях).  При очень малой частоте сравнения  синтез становится бессмысленным... Вот здесь и можно применить относительно медленное пропорциональное управление частотой VFO в относительно малом (сколь угодно) промежутке частоты... В нашем случае < < 10 Hz и  менее при использовании  системы  FLL. ( Frequency Locked Loop) .   Т.е. шумы как у  LC VFO,  а стабильность как у синтеза…   (У каждого свои плюсы и минусы...  синтез - сервис...)

Заявленные параметры  получены  при использовании обычных LC VFO  гетеродинов, как имеющие минимальные фазовые шумы. После них обязательно применялись ФНЧ  не менее 5  порядка, (проверяли и 9 порядка), которые очень хорошо <чистят> выходной сигнал. На  фазовые шумы,  это не сказывается, а только для получения чистого монохромного сигнала.   При использовании синтеза ( или классического DDS),  ситуация ухудшается,  особенно по соседнему каналу, 5 - 10 Кгц от сигнала, т.к. приемлемый фазовый шум  находится на <расстоянии > 20-30 и более кгц от колебания. ( Для разных синтезаторов - по разному, см. [Л.2,3] ) Качественный синтез,  не уступающий по шумам хорошему VFO гетеродину,  должен иметь фазовый шум  лучше -146 db/Hz  при отсчете 10 кгц.  Создатели трансивера CDG2000 ( England)  заявили шумы синтеза  Aj = -146 db/Hz  при отсчете 20Kc, что можно считать достижением. (Сравните у Рэда  : - 139 db/Hz = 20 Khz). Не будем останавливаться на схемотехнике  этого синтеза,  т.к. в домашних условиях  точное повторение  <конструктива > нереально... И еще ... последний профессиональный / для специальных применений / RX Rohde Schwarz  ( цифровая  10,7 mc  ПЧ -  более 20 цифровых фильтров,  от 150 hz до 300 Khz - скорость обработки < выборки > больше 18 Mb/s )  имеет синтез с фазовым шумом лучше -120 db/hz  при отсчете 10 Khz !!! ( Нижний порог чувствительности - 1 мкв ) . Т.е. для этого порога неплохо... Для более чувствительных RX , фазовый шум должен быть еще меньше...

При уменьшении  Bp (полосы пропускания ФОС)  и увеличении  DB3,  требования по уровню шума гетеродина  снижаются... [ Л.2 ]  Получена информация о нетрадиционном  выполнении синтеза c минимальными шумами,  с применением  в  нестандартном  включении чипа DDS…  Эта версия проверяется  и другими любителями . Об этом – ниже, в разделе DDS, стр. 17.

Как альтернатива - применение обычных LC VFO (испытаны около пяти разных, в т. ч. и ламповые, от 5 до 60 мггц) совместно с системой поддержания стабильности  частоты  - FLL + DPKD, позволяющей легко повторить ее в домашних условиях.  Стабильность (точность поддержания частоты - лучше 1 - 5 гц в час)  и фазовые шумы  соответствуют всем требованиям. Причем можно модернизировать любые старые  ГПД  трансиверов, находящиеся в эксплуатации, лишь бы в ГПД имелся варикап. Правда,   весь сервис - VFO A / VFO B,  если Вы имеете два одинаковых  ГПД...

Получены сообщения об использовании разных синтезаторов в тракте < старого>

L-91... Если не применять < жестких> требований к аппарату, конечно, можно использовать любой синтез, если он Вас устраивает... Но, максимальные показатели,  смотри выше...

Учитывая,  что  персонально каждому ответить нереально,  я попытался  дать некоторые рекомендации...  Но, прежде, советую еще раз хорошо проштудировать соответствующие разделы  справочников:  [Л.5] ... Бунин, Яйленко. Справочник Радио – любителя - коротковолновика,  хотя бы первый, у кого нет последующих... [Л.2,3] Э.Ред. ВЧ Схемотехника приемников. ( Обе книги ), и еще раз освежить в памяти все понятия динамики, шумов  и все с этим связанное...

В публикации на  L-91 [Л.4] подробно это  изложено...  На понимание всей  этой теории ушло  довольно много времени... И лишь  когда  начали следовать  советам Рэда точно,  не вполне доверяя,  и проверяя все с пальником, с приборами и  калькулятором,   дело пошло на лад, теория соединилась с практикой. Из всего этого следует простой вывод: Полный инженерный расчет профи тракта RX  - дело довольно трудное, но,  соблюдая,  как можно точнее,  все рекомендации  Э.Рэда, удалось создать неплохой  RX тракт.                              

 Вывод:   Понятия - ДинамикаИзбирательностьШумы  всегда  взаимосвязаны  и всегда учитываются в комплексе...

4.  Резюме.

 При монтаже и наладке соблюдайте ВСЕ эти рекомендации, и Вы будете приятно удивлены, как работает Ваш аппарат...  Вопросы экранировки, развязки, согласования здесь наиважнейшие,  ибо от этого будут зависеть  максимально достижимые  параметры... Время одноплатных простых трансиверов закончилось... В хорошей конструкции <мелочей> нет и даже  блок питания,  требует такого же внимания,  как и основной тракт. Тем более, что опыт показал - изготовить хороший трансивер можно и в домашних условиях,  в течение  года или  двух. Если постараетесь, то японские <мыльницы> Вам будут  безразличны.  Как говорят в народе:   не так страшен черт, как его малюют... Успехов в повторении  Вашего аппарата! 

А0-DM01 Блок-схема.

Сигнал из антенны поступает на блок А1 - ФНЧ, работающий при  RX и TX .Далее, транзитом через А2/через аттенюатор  А2/ на блок ДПФ - А3. Далее сигнал идет на основной блок  А4-1 и А4-2, где производится преобразование его и обработка. Более подробно по xоду дела... Блок А5-усилитель УНЧ и АРУ, А6-формирователь SSBCW, А 7- Vox,Antivox  и управление. Платы А8 и А8-1 относятся к DDS синтезу / т.е. гетеродин, описание ниже / Плата А 9- управление  переключением диапазонов. Дополнено - узел стыковки VFO A / VFO B  и переработан раздел  стабилизация частоты L-C VFO ( FLL + DPKD ).

А1-DM02  Фильтры ФНЧ.

Схема состоит: из пяти ФНЧ фильтров 5 порядка, на диапазонах 7—28, применены эллиптические ФНЧ  для повышения крутизны  скатов фильтров. Все данные  на схеме. Проверка и настройка платы производить с помощью  любого АЧХ-метра. На диапазонах 1.8, 3.5,  и  7-10 мгц применяются карбонильные кольца с диметром около 11 мм./ Изготовленные из  внутренних кернов сердечников СБ-32/. На диапазонах 14-21 и 24-28 применены ферритовые кольца К12 марки  20 ВЧ. Остальные данные на схеме, по месту.

А2-DM03  Усилитель TX.

Широкополосный усилитель состоит из 2 каскадов: 2Т610 и КП907А. Автор делал проверку при двух КП907А впаралель, также при двух КП901А... В обоих случаях выходная мощность составила  40 вт, при токе вых.каскада около . При применении двух КП907 пропорционально увеличить площадь радиатора! Желающие могут применить КП901, но АЧХ будет неравномерной, спад после 15-20 мггц, потребуется подбор  элементов коррекции в первом каскаде, но и тогда АЧХ  не будет равномерной... Изготовление схемы три раза подряд  и более, показало хорошую повторяемость, причем АЧХ не пришлось корректировать. Монтаж  планарный,  плата вплотную “сидит” на плоскости радиатора. Не забудьте надеть колечко на вывод стока КП907А! /У автора К7 Ф1000НМ/  Тр.2  собирается из 6 колец  К12 1500НМ / по 3 кольца в ряд/. Остальное по месту. Отсек аттенюатора  отгорожен экраном. Эскиз взаимного расположения плат А 1,  А 2, А 3, смотри отдельно. / DM-00A123/

P.S. Разработан PA на 2 х 2П901A  в двухтактной схеме. (40 / 45 wtts) Очень неплохие результаты. Схема и описание будет позже.

A3-DM04 Bходные фильтры. /ДПФ/

Для перекрытия всех диапазонов применены  семь  структур 3М фильтров /Cм. прототип Рэда/.

К выполнению входных фильтров подходить очень ответственно, ибо от качества их изготовления и настройки будет зависеть затухание в полосе, а значит и отношение СИГНАЛ/ШУМ!! Добротность х.х. всех катушек не должна быть ниже 180 - 200., но желательно и выше... Из обычных ферритовых колец нужно брать не менее 20 мм  по диаметру и марки 20,30ВЧ. Можно применять оригинальные <Рэдовские> (типа  Т 50-2 и Т50-6) кольца, мы пробовали, да, хорошо, но они дороже. Кольца установлены на плате ребром в небольшие пропилы. Верхняя часть фольги не удаляется, играет роль экрана. Допускается использовать <трансфлюкторы> - двухотверстные ферриты марки 30ВЧ.Добротность при этом должна быть, минимум  180.  Для настройки используйте любой Х1-1 или лучше... Полученное затухание не превысило 3 db (и < < 2db  на оригинальных)  на всех диапазонах. Постарайтесь выполнить все рекомендации...

DM-00 A1,2,3 -Эскиз сборки плат А1,A2,A3.

Сборка  А1—А3  после установки по месту закрывается экраном.

A4-1DM05 Mix, Предвар.ПЧ.

Прежде, чем  перейти к описанию смесителя и предварительного УПЧ с первой ступенью селекции, немного вспомним “старое”.  Распределение уровня сигнала и отношения сигнал/шум по каскадам  очень важно... Здесь это сделано, расчетов не привожу... Еще один поучительный пример:  Вот говорят - у меня фильтр классный-  90db по краям,  поставлю  в агрегат  и будет ого-го... Но чуда не происходит, да и не может быть, так как после любого фильтра следует усилитель ПЧ с усилением хотя бы 40-50 db. А известно, что при любом  усилении происходит расширение полосы пропускания  фильтра.. .  /Чем больше усиление, тем хуже /  .            И после вашего ПЧ вместо обещанных  90 db, мы получим   40-50db. /Посмотрите сами на экране АЧХ.../  Позволю процитировать из [Л.5] ( Справочника... КВ.. Бунина и  Яйленко):  В правильно выполненном  RX затухание ФОС  за пределами полосы пропускания  должно быть равно  значению   односигнального  ДД приемника. Увеличение  одной из этих величин без увеличения другой практически бесполезно!  Другими словами, если хотите  иметь блокирование (или ОДД-односигнальный динамический диапазон по Бунину...) 130-140 db, то ваш фильтр, должен  обеспечивать затухание/ослабление/ по соседнему каналу  также 130-140db

( желательно хотя бы  по каналам +- 5/10 кгц  от сигнала). Как видим,  с одним фильтром это нереально...  Соответственно, чем больше цифра блокирования, тем больше показатели  по  DB2 и DB3...

Выход в следующем: сделать усиление ПЧ не более 50-60db,  а на выход ПЧ поставить такой же хороший (а не средний - подчисточный) фильтр, как и на входе, т. е. произвести  последовательную селекцию, (Фильтры должны быть одинаковыми!) Тогда, если имеем фильтр около 80db /это фильтр среднего качества/, усиление ПЧ - 50db, от селекции первого фильтра остается только 30db, что явно мало для тракта.  Но когда включаем еще один такой же фильтр, как элемент связи между ПЧ и детектором, получаем / грубо конечно/ 80 + 30 =110 db... Распределение усиления по каскадам очень важно... На практике, при  указанных на схеме фильтрах, избирательность по соседнему каналу ( +- 5/10 Kc от полосы) получилась не менее 150db.. Эта практика используется уже в третьем аппарате... См. Технические данные.

Смеситель собран  на  М/с 590КН8А. / 4 полевых структуры на одной подложке/.  При включении  параллельно по 2 шт.  Rс-и= 25  ом,  и даже меньше ...  Не хуже, чем два КП905...Кроме того,  имеется возможность использовать пассивный и активный режим, с усилением...Накачка mix производится только  SIN сигналом.  По поводу  синус и меандр сигналов гетеродинов.

Да, идеальный меандр с фронтами менее 4 нс был бы не плох, если бы... Вот тут и  камень преткновения!  Получение фронтов 4 и менее нсек,  со скважностью единица, большая техническая проблема и всякая мини индуктивность или мини реактивность  создает проблемы ( расползаются фронты) в плане монтажа и многого другого... Не забудем и о просачивании  гармоник от этих < крутых> фронтов... Даже если не будет прямого просачивания, то свой вклад в шумы тракта это принесет,  несомненно... Как в поговорке: сами создали себе трудности, и сами с ними боремся... Конечно, в промышленных условиях все это можно решить, но не в домашних, на коленке... hi!

Не будем углубляться,  только заметим,  что смесители во всех   японских  трансиверах верхнего преобразования  раскачиваются только Синусом и собраны  всегда  по балансной схеме, хотя везде применен синтез. При  включенном питании /подан + RX/  смеситель немного усиливает сигнал около + 3-4 db, можно и больше,  но не нужно... Для лучшего ослабления < зеркалки >  и сигналов с частотой ПЧ, параллельно фильтр - пробке установлены 3 - 4 кварца, не подошедшие в основные фильтры,  как имеющие  разброс по частоте выше нормы. (Можно применять с разбросом до  3 – 4 кгц). При этом фильтр – пробка настраивается как обычно, на минимум подавления сигнала ПЧ.  Напряжение гетеродина подается от платы  A8-1  по коаксиалу величиной  не более 200 mV  на широкополосный каскад на КТ939А. При  передаче сформированный CW или SSB  сигнал с платы  А4-2  подается на усилитель КТ610А. Коммутатор на pin-диодах КА507 обеспечивает коммутацию сигнала в тракт приема или передачи. Выбор этих диодов не случаен. В открытом состоянии они имеют сопротивление  0,1-0,4 ома  ( зависит от тока), а также могут передавать до 500 ватт мощности. ( Такие же диоды применяются и в лайнере...) Кто не сможет достать диоды КА507 , сможет применить реле РЭС-55 (РЭС – 49),  места для установки  достаточно... Также можно применить миниатюрные  силовые диоды Шоттки, просто и со вкусом, Hi!

С выхода смесителя, сигнал с  обмотки Т 2 подается  на схему диплексера, состоящую из двух резонансных цепей – параллельную с L 3, C-430 и  R – 51 ом,  и последовательную – L 2, C – 91.  Параллельная цепь имеет очень малую добротность – около 1, а последовательная - довольно высокую добротность.  Но,  так как  последовательная цепь нагружена, с одной стороны, на входной импеданс  предусилителя ПЧ (около 50 ом), а, с другой стороны, на Т 2 смесителя, то и эта цепь получается довольно широкополосной.  Это сказано  для того, чтобы точность приведенных на схеме  диплексера элементов L, C  не смущала при повторении, так как  практически, даже в схемах Рэда, их разброс достигает до 50 %  от расчетных значений.  Для сомневающихся  - включите последовательно с  L2  воздушный триммер, для точной настройки, результат будет практически тот же…      На динамике это отражается незначительно, поскольку смеситель на полевиках  некритичен к нагрузке, что нельзя сказать о смесителях на диодах, где точная настройка цепи диплексера предпочтительней. Для недоверчивых - предлагаю собрать цепь диплексера по без отражательной схеме, по Рэду или как у CDG2000, где после простого широкополосного диплексера применены  < крышевые> кварцевые   фильтры, работающие также по безотражательной схеме. Но и тогда динамика  улучшится  весьма мало. Тоже касается и смесителей  H – структуры. Все решается только в комплексе.

Предварительный усилитель ПЧ собран на двух КТ939А, связанных через аттенюатор. Схема почти та же, что и в  L-91. Соблюдайте фазировку! /точки на трансформаторах/ Элементы Т8 и Т9: балуны для согласования импедансов фильтра, хотя лучше поставить П-контур,  как  в А4-2, только с пересчетом  X L и  X C - 50  и 300 ом...

Каскад на КП903 - обычный... Главное назначение предУПЧ - повысить отношение сигнал/ шум,

компенсировать суммарное затухание в фильтрах и смесителе и  выполнить предварительную селекцию. Поскольку каскады на КТ939 перерабатывают большой сигнал (до 2,8—3v), этот узел не требует АРУ/AGC/. С выходного балуна  Т10 сигнал поступает на плату А4-2.Усиление тракта /от входа А3 до выхода  к А4-2/  не более  9-10 db !!!

А4-2 DM06  Основн.ПЧ

Сигнал с А4-1,  по коаксиалу поступает  на  (сдвоенный, для уменьшения шума и повышения динамики, мы пробовали ставить < этажерку> из 3 КП312-Good! а также 2хКП307) VT1 с общим затвором, для согласования входов и выходов. Замечу сразу: усиление тракта ПЧ не превышает 60db./ В среднем, сигнал на входе платы  0,3mkv , на выходе  300 mkv/ .Каскады   VT2,3,10  имеют Ку около 16db,  VT4 - около 6 db. Выбор такого распределения усиления очень важен... Режим этих каскадов подобран исходя из многих требований... Но,  главные  из них - очень линейная характеристика регулирования АРУ/AGC/  по второму затвору и  легкий режим / по шумам /.  Можно было бы поставить экзотические BF981  и т.п., но каждый прибор хорош на своем месте... Тем более, отношение сигнал/шум сформирован в плате А4-1 /  где учтены требования динамики /. Кстати,   серия  BF 981 ... и другие подобные, имеют  короткую  характеристику регулирования по 2 затвору,  хотя имеют большое усиление/ > 30db/ и малые шумы  /<2db on  150mc /. Полноценная замена КП350  на КП306Б!  Остальные каскады обычные. Остановлюсь  на следующем:  согласование фильтров  ZQ2 , ZQ3  и каскаду на  VT13,VT14 .

Согласование фильтров произведено с помощью реактивного звена / П-контура /,  он согласовывает  входные и выходные импедансы  и уменьшает неравномерность в полосе...

Резко уменьшается затухание.  Теперь о каскаде на VT13,VT14. Поскольку все преобразования сигнала  и его обработка  производится на малых уровнях. / См. выше , 0.3 и 300 мкв /.  УНЧ  должно усиливать довольно слабые / для УНЧ / сигналы, то есть  возникает проблема наводок и проч. и проч. / Общее усиление УНЧ  примерно + 74 db /. Новое - хорошо забытое старое...  Каскад наVT13,VT14  называется  составным комплементарным эмитерным повторителем Шиклаи (далее ЭПШ) и имеет замечательные / для нашего случая / характеристики. Я его нашел в 92 году в старой книге... Далее, как всегда - собрать,  промерить... Так вот: коэффициент передачи его близок к 1 , во всем диапазоне НЧ,   R вх ~ 1мом.  R вых >= 1,5 ома. Т. е. он не нагружает  предварительный каскад и,  самое главное, он,  как источник сигнала для чувствительного УНЧ имеет выходное сопротивление около 1,5 ома. Замечательно!  Получается,  что сигнал благополучно уходит в УНЧ,  а какие будут наводки , если источник сигнала / генератор /  имеет 1,5 ома, другими словами, вход УНЧ закорочен, когда соберете, убедитесь... (  < ноу-хау > - hi ) . При передаче сигнал  DSB/CW от платы  А6 поступает на коммутируемый каскад VT8,VT9 ,  и через SSB  фильтр ZQ2  и каскад на VT5,6,7 поступает на смеситель платы  А4-1, т.е. при  TX  используется один фильтр./Делалась попытка использовать для TX  два фильтра, но отказались - непривычно узкая полоса для корреспондентов..., хотя Европейцы  оценивали хорошо .../

VT11 - каскад для самопрослушивания своего сигнала - монитор. При желании - можно не делать... Остальное, как обычно. Необходимые данные на схеме. Напоминаю,  платы  А4-1 и А4-2 собираются в экранируемой коробке из металла или из  2-х стороннего стеклогетинакса.

A4-3 DM06-01 Xtals filters . 

   Кристаллы ( PAL ) использовались фирмы Motorola  и Южно - Корейские, газонаполненные. Делали и на <отечественных> -  ВНИИСИМС, практически – тоже. Данные фильтров:  Средняя частота—8.862... мггц.  Кристаллы HC-43 /U , допуск  не более 30 гц. Полоса по ур. 6db – 2.4 – 2.6кгц. Полоса по ур. 20db –3—3.2кгц. Кп – 6/ 60db – не более 1,5. R вх = R вых = 270—300 ом. Затухание не более 3db.  По схеме  (A4-3  TIF)  фильтры получаются еще лучше приведенных замеров. 

Все данные на схеме. Кстати: вчера пришел сосед радиолюбитель и поведал следующее:  учитывая , что у него не было одинаковых кварцев / т.е. с допуском +- 30-50 Hz, / он изготовил панельку для фильтра, включил свой X1-38 и начал переставлять корпуса, менять местами...  Как он удивился , когда фильтр удалось  / вогнать/  в норму... При добавлении крайних кристаллов АЧХ стала еще лучше.  Это доказывает, что фильтр можно собрать из кварцев с разбросом более 200-300 hz, но учтите два обстоятельства - во первых при этом   увеличивается затухание в полосе,  а во вторых нельзя собрать два идентичных фильтра, которые нужны для последовательной селекции... Т.е. нет повторяемости и совместимости.  Частоты соответствующих точек скатов фильтра (по  уровню - 20 db) не должны  различаться более 50 , max  100 hz!! ( Кристаллы для авторских фильтров SSB были подобраны с разбросом не более 18 Hz, затухание не более 2db, ослабление по соседу 100db.)  Остальные данные на схеме...

Некоторые выводы, полученные при испытаниях различных кварцевых фильтров.

1.       Относительно дифференциально – мостовых фильтров. По Э. Реду, Схемотехника RX, МСК, <<Мир>>, 89. Глава 13.12. Для сборки качественного дифференциального – мостового 4 резонаторного фильтра требуются весьма  качественные (и дорогие) кристаллы с допуском одноименных частот не более 10 Hz. Обязательно согласование с помощью  X (реактивных) структур, вход / выход / диагональ! Образец фильтра на 4 вакуумных кварцах, (9000 kHz)с допуском < 10 Hz, показал затухание  90 db +/– 10 kHz offset.

2.       Самодельный, выполненный около 20 лет назад фильтр на 4 кристаллах, корпуса Б 1, при очень тщательной подгонке частот, был проверен по истечении этого срока, на предмет ухода частоты подточенных пластин. Оказалось, что одноименные частоты <ушли> не более 20 Hz. Это показывает насколько тщательно и аккуратно нужно <разгонять> пластины.

3.       И, наконец, альтернативой всем  этим фильтрам явились лестничные фильтры на дешевых PAL кристаллах, соответственно отобранных по частоте с допуском не БОЛЕЕ 30 Hz! Менее не возбраняется. Для последовательной селекции применяются два одинаковых фильтра. Смотри схему А4 –1, А4 – 2. Для проверки качества фильтра, делали следующий опыт. Фильтр (SSB 2,4 kc) включали в генератор XCO, вместо кварца. При соблюдении всех указанных условий (по изготовлению фильтра), генератор устойчиво работает, выдавая чистый сигнал, как с обычного, единичного кристалла. При несоблюдении всех указанных требований, генератор не запустится, или будет выдавать целую <пачку> частот (синусоид). Можно посмотреть на анализаторе спектра.

A5-DM07- УНЧ и АРУ  / 2-ая ПЧ  /

Недаром в заголовке я написал: 2-ая ПЧ. По сути - это второе преобразование и все требования по селекции (см.выше) и другие остаются  здесь в силе. Сигнал после ЭПШ  на плате А4-2 поступает на  вход м /с  ДА1-538УН3. Эта м/ с - сверхмалошумящий усилитель специально для работы с низкоомными источниками звуковых частот, хотя АЧХ ее заходит за 1мггц...  М / c  работает практически в режиме холостого хода, так как ЭПШ на VT1,VT2  не нагружает ее. В этом режиме ДА 1 усиливает сигнал на +47db . Далее вступает правило селекции - насколько усилил, настолько отфильтруй, немного грубо, но правильно... После ЭПШ следует НЧ М-фильтр, который выделяет полосу от  250-300 гц до 3500-4000 гц с  затуханием по краям лучше 30db, что для УНЧ очень хорошо, т.е. получается оригинальный  ЭМФ по НЧ! Эти показатели будут только тогда, если вход и выход фильтра будут точно согласованы, а именно: Rвх = Rвых =210 ом. ( Идея взята из QST, автор W3NQN/Ed ) . Величины LC имеют допуск <= 5% . [Л.1] .  Для согласования со стороны ДА 1 последовательно включен резистор 200 ом, если учесть R вых -1,5 ома предыдущего ЭПШ, то согласование идеальное! На выходе фильтра также стоит резистор 200 ом. Вот где можно использовать резисторы для согласования фильтров, (хотя здесь теряем на резисторе -6db,  но так как есть большой запас  - это не страшно) но не в ПЧ,  где всегда нужно и желательно, применять реактивные структуры. ( L,C ). Для повышения селекции в режиме CW и  Digital  применен  активный фильтр на О.У. DA2,DA3 - УД708. Полоса его по уровню -6db = 240 hz,  по уровню -20db = 660hz, что вполне достаточно, учитывая ,  что есть  еще фильтр в А4-2 --- 800 hz  Xtal filter, даже для работы в PSK... Желающие могут ввести  сдвоенный потенциометр в DA2,DA3, чтобы в небольших пределах изменять настройку фильтра... Можно немного усложнить и сделать также режекцию.   (Как notch, см. пример у Рэда) Смотри [ Л.2,3 ]

Далее сигнал поступает (точка А) на коммутатор НЧ сигналов на DA4 -174 КП1. С него на усилитель АРУ /AGC ( точка 1 в кружке) и на оконечный УНЧ ( точка 2 в кружке). На эту же схему поступает и сигнал “ прослушки”  при  CW  от платы   А 6. Рекомендация:  не применять на месте выходной М/С DA5  нашу 174УН14,  а только  TDA2003!  /  По шумам  и по АЧХ / .  Теперь об усилителе АРУ/AGC на  VT3-VT8. Первые два каскада усиливают сигнал до необходимого уровня. Усиленный сигнал выпрямляется, заряжая две цепи  RC с двумя постоянными времени,  и подается через диодные <И> на УПТ VT5,VT5  , где и происходит формирование управляющего сигнала АРУ/AGC. Триммер на входе усилителя  служит для выставления уровня срабатывания АРУ, т.е. начало  трогания АРУ. У автора это около 2 мкв. Триммер между VT5 и VT6 - 100 ком - для регулировки наклона  управляющей  характеристики АРУ. НЕ применять на месте VT5  полевика с большой крутизной!  Достаточно и КП303Д. Для контроля - напряжение на  резисторе в истоке не должно превышать 1-1,2 v. Каскады на VT7.8 обеспечивают постоянную времени для установления переходных процессов при переходе с TX на  RX  и обратно, т.е. небольшой задержки. Практические результаты испытания АРУ следующие: при изменении сигнала на входе от 2мкв (начало трогания АРУ) до 1 вольта, выходной сигнал изменялся не более 5db, а при тщательной настройке  3db . Диапазон АРУ составил около 114 db, что вполне достаточно, кстати, еще есть запас. Все остальные данные на схеме. Печатка размером 90 на 185 мм. Фольга сверху сохранена - экран...

А6-DM08-  Формирователь сигналов  DSBCW.

Схема обычная, особых отличий не имеет, кроме некоторых особенностей. Первый прототип был собран в 1970 году по журналу QST. На  транзисторах  VT1,VT2  собран опорный кварцевый генератор, частота кварца с помощью L1 сдвинута  на нижний край кварцевого фильтра  (по уровню -20db от  АЧХ фильтра). Опорный генератор на VT6,VT7 применяется для прослушивания <обратной>  полосы и может не использовываться... Балансный модулятор собран по традиционной схеме, в пояснениях не нуждается. Настройка его производится двумя потенциометрами и триммером 25 пф в цепи L4.  На вход VT3 не подавать уровня более 1v! Подавление несущей / проверено несколько экз./ не менее  -56 db . На транзисторе VT9 собран генератор CW, который управляется ( манипулируется)  по линии TX/KEY. Частота этого генератора примерно на 800 гц выше опорного на VT1, VT2. Фронты CW сигнала определяются  p-n-p ключом  в блоке А7 и составляют:  время нарастания – 5 mS,  время спада – 7 mS. Каскады  на VT4,5- усилители DSB/CW сигнала. Регулировка уровня DSB CW сигнала осуществляется по 2 затвору  VT5, также имеется возможность управления уровнем  DSB/CW  от сигнала  ALC каскада VT10. При отсутствии ALC,  каскад на VT10  можно не монтировать. М/С  DA1 УД708 используется  как НЧ генератор (~ 800 Hz)  для самопрослушивания при  работе CW и для настройки TX (тон).  На каcкад VT8  с малым усилением (6 – 7 db), подается НЧ сигнал со спичпроцессора А6-1 ./ С обработкой или без /.  Уровень входного  НЧ сигнала (  от микрофона, звуковой карты и прочее, учитывая предварительное усиление в спичпроцессоре) , не должен превышать  на входе . VT8  --- 1 v p-p!  Остальное на схеме.  Выходное напряжение на выходе  платы:  to A4-2  также не должно превышать 1 v p-p.  В  прочем,  можно варьировать, соблюдая указанные уровни...

А6-1-DM09 - Speech-pro.

Cхема взята  из журнала <Радиолюбитель> #4,94,  немного изменена... Сигнал от  микрофона (электретная таблетка от телефонов) поступает на усилитель DA1 538УН1, который усиливает этот сигнал, или  усиливает его с подъемом  АЧХ  до + 16 db (300Hz/3000Hz). Режим его коммутируется  реле К1.

На двух транзисторах КТ 312, собран кварцевый генератор на 500 Кгц. Уровень выходного напряжения не превышает 1 v p – p.  Далее усиленный в DA1 сигнал, через эмитерный повторитель, поступает на ключевой смеситель, на затвор которого поступает опорный сигнал 500 кгц, уровнем не более 1 v p – p. В истоке смесителя стоит контур, настроенный на 500 кгц.  Сформированный сигнал  DSB проходит через ЭМФ Z1, и попадает на усилитель – ограничитель на КП303, где с помощью диодов ГД507 х2, (уровень по осциллографу ~ 0,6 v p-p) происходит необходимое ограничение. Уровень ограничения можно выставить при помощи триммера в истоке – 4к7. Ограниченный сигнал, для <чистки>, проходит через второй ЭМФ Z2, и подается на дополнительный каскад с небольшим усилением (6 –10db), / Этот каскад понадобился для компенсации затухания в  <плохих> ЭМФ - ах, при хороших ЭМФ, может не потребоваться/ и поступает на  второй ключевой смеситель – детектор, куда также подается опорный сигнал 500кгц. Продетектированный и отфильтрованный сигнал, подается на усилитель на DA2, УД708, где он  усиливается (К u  регулируется триммером 47 ком)  до необходимой величины. Далее, через эмитерный повторитель, обработанный сигнал уходит на плату формирования А6. Для работы с ограничением или без такового, применены два реле РЭС – 49, К2, К3. Ограничение схемы около 7- 8db (~ 5 раз), U вх – 10 mV (40 mV p – p max), U вых. = 1 V p – p max. Потребление (без реле) – около 30 Ma.  Применять можно как ЭМФ 3Н, так и  3В. Все остальное  на схеме.

A7-DM10 -  Vox,  AntiVox,  control.

Схема  состоит из нескольких функциональных узлов. От платы А 6  поступает микрофонный НЧ сигнал  на вход двухкаскадного усилителя, где он усиливается и детектируется. Далее этот сигнал подается на одновибратор  и включает мощные выходные ключи (КТ816/КТ608), с которых выдаются управляющие сигналы:  +TX и  +RX.  Также применен  p-n-p  ключ  средней мощности на КТ501 и  КТ315  для управления реле при RX/TX. Два  p-n-p  ключа на КТ501  обеспечивают работу автоматики от ключа /KEY/ ,  а также  ручное (или педаль)  /PTT/ включение на передачу. Для работы AntiVox   задействован усилитель на КТ342 и ключ на КТ315, который шунтирует  основную зарядную цепочку /Delay/.  Потенциометр 100ком /Delay/ выведен на переднюю панель. При работе любым видом работ, (tune, cw, ssb, ptt) все сигналы, через соответствующие диодные  <И>, подаются на вход одновибратора и  коммутируют выходные ключи в режиме RX/TX.  Все остальное видно из схемы.

А08-00 / DM19-01.  Блок - схема  VFO A / VFO B .

Показана стыковка узлов  и основные уровни.

A 8-01 / DM11A . LPF, VFO A / VFO B. (Взамен  A8-1 / DM11)

Приведена схема  переключения и согласования  VFO 1 / VFO 2.  В качестве VFO 1  применен  гетеродин от Р-107 с делением и системой удержания частоты FLL ( приведено ниже ), в правом верхнем углу показан условно VFO 2 - обычный LC VFO  со своими цепями, можно использовать любой, уже существующий у Вас VFO ... С помощью реле К 1, К 2 - производится выбор  VFO A/ VFO B. На этой же плате помещены фильтры ФНЧ 5 порядка для  улучшения  спектральной чистоты колебаний этих VFO. Частоты среза  и данные этих фильтров указаны на схеме. Индуктивности фильтров намотаны на кольцах  К 7- К10 марки  20-30 ВЧ. Переключение фильтров по диапазонам осуществляется  реле К3 - К12  от коммутатора диапазонов, А9. Для диапазона 28 / 10 мггц  ФНЧ также 5 порядка расположен  на плате DPKD, и  при включении  этого  диапазона,  подключается  небольшой аттенюатор  для согласовании уровней. Все уровни сигналов указаны на схеме.

A8-DM12 - DDS VFO.    Подраздел – DDS. Архив.

Архивный, замена на  DPKD + FLL VCO.

Схема и п плата  разработки    YL2HS  и  Рижских радиолюбителей. В комплект входил также люминесцентный дисплей,  с подсветкой с хорошо читаемыми знаками.  .                                                                                              

DDS  VFO :

 Миниатюрный  VFO прямого цифрового синтеза для RX, TX, Trcvrs. Состав: 

1.     П. плата – 40х 100 , на которой размещены 2 основных чипа: микрокомпьютер  MC68HC811 ( Motorola)  и чип прямого  цифрового синтеза (DDS chip)  AD7008JP50 (Analog Device), а также   генератор образцовой частоты 50 мггц.

2.     Жидкокристаллический  люминесцентный  дисплей (LCD) с подсветкой на 18 знакомест, с высотой знака 8-9 мм.    Технические данные:

  Вых. сигнал—Sin  0—25мггц,  1V p/p  -- 50 ом

 Спектральная чистота  не хуже  -60db. По шумам сравнивали с высокодобротным  LC  VFO , на слух разницы не было, хотя показатели динамики упали... ( Особенно по соседнему каналу )

 Шаг перестройки  ( изменяем. 3 ступени) – 10/100/1000 гц  или любой другой, програмир. по заказу. Индикация – 8 знаков, до 1 гц.  RIT --  +/- 630 гц, ступень по 10 гц . Диапазоны – все любительские. Запись величины ПЧ производится самим пользователем  кнопкой  IF set.

Прошивка MC68HC811  на сайте - < > или  ftp://ftp.arrl.org/pub/qex , там же прототип схемы и статья… (Примечание : The Ultimate VFO, QEX, April,1996)

Управление – выносной пульт в корпусе от мыши ( A8-04 DM16)./ Возможно управление от вал кодера.

Все схемы, начинающееся на А8... относятся к узлам гетеродина. Все что здесь  приведено,  нужно рассматривать как первый / конечно с нашей  стороны / “удачный” опыт применения прямого цифрового синтеза . /DDS/ Одной из идей, давшей выход к практической работе, явилась публикация  статьи  Don Kirk,W8DSB, QEX, April 96, The  Ultimate VFO. (Смотри вышеуказанный сайт).   Как раз к этому времени мы с YL2HS  ознакомились со  многими синтезаторами,  схемы которых могли достать и промакетировать... (Проигнорируем простые  аппараты, но не аппараты TOP класса, где DDS  очень хороший, но зато по < пять> рублей) .  Однако , они шумели , одни больше, другие меньше... (  Поскольку хороший и малошумящий тракт уже был...)  Хорошо выполненный  плавный  LC VFO  по шумам пока лидировал... Спектральная чистота обычного VFO  имеет  - 40 db по второй гармонике и -60db по третьей, и более >> 130 db  по шумам, как оказалось, даже и больше... Да, скажут некоторые:  зато сервис, памяти,  сканирование и т.д. Да,  конечно, но проблема с шумами, лучше не нужно... Как раз к этому времени ( когда попалась эта статья ) у фирмы Аналог Дивайс уже был целый ряд чипов DDS - прямого цифрового синтеза:  серия  AD7008  (Последний AD9858 до 2 Ghz - $ 60  с неплохими шумами, примечание 2003 года) и другие... Эти чипы  можно использовать как для обычного трансивера, так и для верхнего преобразования...  По мере роста частот растет и цена!  Мы ознакомились с  данными по шумам:  лучше -60db (??!!) / реально оказалось хуже – 44,8 db!! Примеч. 05.05.03/ и решили, нужно попробовать... Короче,  выбрали самый дешевый  чип AD7008JP50  и  управляющий чип MC68HC811E2FN  фирмы Моторолла... ( По нашим  доходам !)  Когда устранили все ошибки  в схеме и статье, а также в программном  обеспечении (ошибка на сайте ARRL) и прочее,  наконец, получили узел... Да, работал DDS  неплохо,  (  Сравнивали с хорошим  LC VFO) ,  слушать можно, но фазовые шумы -  Aj  хуже, упали показатели блокирования !!! по соседнему каналу. Смотри раздел - рекомендации...

 Вы можете поставить и любой синтез, если он Вас устраивает...  Хотя Англичане уже выпускают такие DDS  со всем сервисом.  Стоимость начинается  от 200-250 $, но шумы их не очень... Я повторюсь,  – это был,  с нашей стороны, первый опыт освоить применение DDS  чипа для гетеродина, с минимальными затратами... Но техника на месте не стоит,  в данное время есть примеры использования DDS в синтезе,  в нетрадиционном включении, где фазовый шум имеет уже приемлемые значения... 

  На чертеже А8-00 изображена принципиальная схема DDS VFO,  без интерфейса /шкалы/. 16-pin колодка как раз и идет туда... Управление осуществляется   по портам PD4,PD5,PA0,PA1,PA2,PA7, и имеет следующие функции: 3pin-IF SET,4pin-BND sel ,5pin-up,6pin-down,7pin-step,8pin-step,9pin-RIT . Питание от 8-9 вольт, потребление до 170 ма  при включеной подсветке дисплея. На листе А8-01  DM13 показано расположение элементов. На А8-02 DM14—печатная плата- UP. На  А8-03 DM15 -печатка- DWN. Также предусмотрено использование второго DDS—VFO2.  На схеме А8-1 DM11 –( изменено, смотри - А8-01 / DM11A ) показаны узлы для стыковки DDS с аппаратом и фнч.

На схеме  A8-DM16  управление  DDS VFO / in mouse /-  схема смонтирована в корпусе от мышки с тремя кнопками. В корпусе от мышки изготовлена новая печатка, где установлены три микросхемы, а также переключатель Step и Fast/Slow. Остальное на схеме... Очень удобно работать при длительных tests...  Кстати, что то подобное мы встречали у французских HAMs...

Архив, замена, смотри выше.

A9-DM 17 - Band select. Переключатель диапазонов.

Схема не требует особых пояснений. На D1 собран тактовый генератор с частотой около 1 гц, а на D2- счетчик и D3 -дешифратор. Управление переключателем происходит нажатием кнопок DWN или UP, соответственно - вниз или вверх, последовательно по диапазону. Поочередно открываются выходные ключи VT1,VT2 и т. д. , включая свой диапазон...При включении питания, включается диапазон  1,8 mc. Можно ввести простой шифратор и поставить кнопки для включения конкретного диапазона...  Остальное на схеме...

По блоку питания...

Особых замечаний нет... Трансформатор мотать только на торе! Габаритная мощность> 80-100 вт. По возможности тор поместить в экран из мягкой стали... Напряжения  + 9, +15v хорошо застабилизировать,  используя LM-317  или наш  КРЕН 12... Напряжения  + 40  и +20 v можно не стабилизировать, ограничившись емкостями не менее 4700 Mkf.

Стабилизация частоты  L-C   VFO.  ( Взамен А10 / DM18 )

 Ранее был помещен материал на эту тему на сайт СКР ... После многократных проверок , оказалось , что область применения системы FLL  гораздо шире и она может работать  во многих применениях... Еще раз укажу источник первой идеи -

Frequency Stabilization of L-C Oscillators . by Klaas Spaargaren , PA0KSB, QEX , February 1996.  Посмотрите сами на сайтах  <>  или <ftp://ftp.arrl.org/pub/qex>

Предлагаемая схема  видоизмененной FLL  - A10-11 / DM18-1 -  файл А1011.tif(смотри примечание ниже) - может применяться для любых VFO ,  как  для обычных LC VFO ( KRS, Ural,  L-91, DM ) так и для  других...  Совместно  со схемой  FLL  применена схема делителя  DPKDA08 -01 / DM19-02  -файл  A0801.tif - для предварительного  деления частоты  Р-107...   На листе A10-1 / DM18-01 - файл A10-1.tif -   изображена блок-схема FLL  и основные формулы. На листе  A08-00 / DM19-01 изображена блок - схема  VFO A / VFO B с указанием  уровней сигналов. Лист A8-01/DM-11A –  схема ФНЧ для VFO1 и  VFO2, управление VFO1/VFO2. В правом верхнем углу: блок – схема VFO2, использована от L-91.

Схема VFO L91 изображена на VFOL91.tif. Там же все данные.

Общие замечания.

После неоднократных экспериментов выяснилось, что данную схему  FLL  можно применять  практически для любых VFO,   как для простых, так и для  высокочастотных,  как минимум до 60 mc.  Максимальная частота  VFO была 60 mc,   а частота сигнала  Fx  (кварцевый опорный сигнал )  был испытан 88 mc.  Относительно первого варианта (сообщение на сайте СКР) -  есть изменения и дополнения ...  Схема и печатка  (см. выше в файлах - TIF , ниже в - JPG ) без переделок подойдет для любых  VFO  ( Подробнее - ниже ).

Хочу отметить хорошую работу  ИМС  - 74HC4060  -  14 разрядов бинарных счетчиков с максимальной тактовой частотой >> 88 Mc  и  с максимальным коэффициентом деления  2^14 =16.384.   При использовании двух корпусов  К дел. -  2^28 = 268.433.470, что хватает на любые применения.  Это означает одно - можно выполнить  систему FLL  для поддержания частоты с точностью МЕНЕЕ  +/- 1 Hz!!!    Правда, здесь возникнут определенные требования к VFO ,  на части из них я остановлюсь ниже...  Также эти корпуса можно применить и для деления  частоты в синтезе,  тем более они потребляют  очень мало  и имеют довольно  чистый  сигнал по сравнению с К1533 и  К1554. Для хорошей работы,   пришлось заменить  ИМС цифрового смесителя - 74 HC 74,  на более высокочастотную - 74AC74 - очень крутые выходные фронты сигналов с выхода  Fclock  и  Fclock/4 .  По этой же причине,  ключи  Q1 / Q2  применены также ВЧ транзисторы  - КТ325 и КТ326.   Были испытаны три разных VFO (см. выше) в т. ч.  и  ламповый...

Приведу еще раз основные формулы для расчета  системы FLL.

M = Fv^2 / Fx*D;   D = Fv^2 / M*Fx; Fclock = Fv / M; Fclock/4 = импульсы коррекции.

Где:

M – Общий коэффициент деления (U1 + U2) частоты  VFO в форме 2^n Fx – Частота Xtal osci. , в Hz. Fv -  Частота VFO в  Hz. D – Lock point (Ступень регулировки). Fclock – Тактовая частота на входе C – U3. Fclock / 4 – Импульсы коррекции на ключ Q2.

Одно из применений  FLL ...

 

1. Пример для гетеродина  R-107 . ПЧ - 8862 Kc.

 Расчет  FLL + R-107. Примечание - Коэффициенты деления  рассчитаны с учетом предварительного деления в DPKD.

#1. Band, K d.,  #2. F geter., mc., #3. IC. , Q, Kd, F,Kc. #4. IC., Q, Kd, F, Hz.(F clock). #5. IC., Kd, F, Hz  (F clock/4). #6. D -lock point / D - lock point R-107.,  Note: IF = 8862,7 Kc.

#1. 28/10 mc. ( :2). #2. 18,91- 20,4 mc. #3.  U1, Q10, 1024, 18,46 - 19,92 Kc. #4. U2, Q10, 1024, 18,02 - 19,45 Hz. ( F clock). #5 . U2, Q12, 4096, 4,5- 4,86 Hz. F clock/4). #6. D - 6,81 - 7,94 Hz, / 13,62 - 15,87 Hz - R-107.

 

#1. 14 mc, (:8). #2. 5,1 - 5,6 mc. #3. U1, Q8, 256, 19,92 - 21,875 Kc. #4. U2, Q10, 1024, 19,45 - 21,36 Hz ( F clock ) #5. U2, Q12, 4096, 4,86 - 5,34 Hz. ( F clock.4) #6. D - 1,98 - 2,39 Hz, / 15,87 - 19,14 Hz - R-107.

 

#1. 3,5/21 mc. (:4). #2. 12,3 - 12,86 mc. #3. U1,Q10, 1024, 12,01 - 12,558 Kc #4. U2. Q10, 1024, 11,72 - 12,26 Hz (F clock) #5. U2, Q12,4096, 2,93 - 3,065 Hz ( Fclock/4) #6, D - 2,88 - 3,154 Hz, / 11,54 - 12,6 Hz - R-107.

 

#1. 7/24 mc. (:2). #2. 15,8 - 16,15 mc. #3. U1, Q9, 512, 30,86 - 31,54 Kc. #4. U2, Q10, 1024, 30,136 - 30,8 Hz (F clock) #5. U2, Q12, 4096, 7,53 - 7,7 Hz, (F clock/4) #6. D - 9,52 - 9,95 Hz / 19,04 - 19,9 Hz - R-107.

 

#1. 18/1,8 mc. (:4). #2. 9.2 - 10,86 mc. #3. U1, Q9, 512, 17,96 - 21,21 Kc. #4. U2, Q10, 1024, 17,54 - 20,71 Hz (F clock ) #5. U2, Q12, 4096, 4,385 - 5,17 Hz (F clock/4) #6. D - 3,52 - 4,5 Hz / 14,08 - 18 Hz - R -107.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------

  Система стабилизации  VFO -  FLL  A10-11  DM18-1.

 В результате неоднократных проверок - предлагается  < новая > откорректированная схема FLL   

A10-11   DM18-1   для  стабилизации частоты практически  любых VFO ( до 60 mc ).

Для Р-107 применяется полная схема  FLL  с дополнительным  О. У. - DA2. Первая половина его  - сумматор, вторая - инвертор. Сумматор  уменьшает управляющее напряжение (усиление со знаком - минус ), а инвертор - позволяет сохранить зависимость управляющего напряжения аналогично   точки А. ( Два инвертора - исходный сигнал.) Это сделано для того, чтобы  не лазить внутрь VFO  и не подбирать емкость  270 пф,  стоящую последовательно с варикапом,   а  уменьшить размах управляющего напряжения на выходе интегратора  относительно  опорного 7.5 вольт. Отношение  R16 /R15 и определяет границы  изменения  выходного напряжения. Это отношение  практически 0.2 - 0.3 и может подбираться для конкретного экземпляра Р107 с помощью  R15.  Если на выходе  DA1 -  тчк А -  управляющее напряжение изменяется от 5.5 до 11 вольт,  то на выходе DA2 это напряжение составит  7.5 вольт +/- 1-3 вольта,  т.е. нижняя и верхняя граница изменятся... ( Обратите внимание на то,  что нижняя граница управляющего напряжения  не должна быть ниже 5 - 5.5 вольт,  т.к. на варикап Р-107 уже подано / внутри / напряжение <смещения> этой же величины).

При применении данной системы для других,  обычных  VFO,   можно не устанавливать на плате  DA2 c  его деталями... Напряжение берется с точки  А  DA1. Для  модернизации обычных LC  VFO  выходное напряжение можно подавать в цепь RIT, используя режим  FLL / RIT... Рекомендую применять варикапы  КВ121  - они весьма хороши... ( В старых СКВ ...)

 В качестве образцового применен интегральный кварцевый  генератор  CXO -43B  на частоту 50 mc  ( Испытан также на 88 mc ) .  По размерам - это как   DIP корпус ( 14-pin ) , применяется  в старых компьютерах,  питание 5 вольт,  выход TTL  уровень...

Относительно выключателей  S1 , S2.

 Ранее указывалось,  что  выключатель  S2 размещается на передней панели,  рядом с ручкой настройки.  ( Нажат - перестройка , выключен - захват )  Испытана установка и S1  ( Нажат - перестройка ,  на выходе интегратора  DA1  режим хранения ) Оказалось , что при включении S1 ( разомкнут ) возникает скачек частоты - переходные процессы  в ИМС , правда не всегда...

Наилучшим решением оказалось  применение логического ключа на входе  (любой элемент  2И-НЕ серий 1533 , 1554 - 74 ALS, 74AC) - аналогично D4 в DPKD .  Управление - подачей логической единицей или нулем... При этом надобность в  применении  S1 , S2 вообще  отпадает.  Т.е. входная частота  или подана  или нет.  На выходе интегратора при этом сохраняется  среднее значение напряжения. Также можно использовать для этой цели (FLL off/on) и управление по R (Reset-12 нога, что и сделано – на U2, цепь S1 – FLL  вкл/вык ), при логической 1 – выключено, и 0 – включено. Печатные платы в формате PCX, смотри отдельно.

FLLdet – вид сверху детали. FLLupF – верх, фольга. FLLdwn – низ, фольга.

О выборе скорости  (времени интегрирования) работы интегратора DA1.

 При указанных на схеме величинах  R8 , R9,  время полного цикла интегратора  (от минимального до максимального напряжения на выходе)  составляет  50 -60 секунд. Это соответствует хорошим  VFO,   с малым дрейфом.  При использовании более плохих VFO (время дрейфа <выбега>  более 600 Hz/min)  выход в следующем: уменьшить величины  R8 , R9  до 1Mom , т.е. резко уменьшить время  цикла интегратора до нескольких секунд...  Для всех 

<самопальных >  VFO  R8 , R9 - величиной  1 - 1,2 Mom . Захват происходит практически мгновенно...  N. B.! Не уменьшать R8,R9 менее 470 Kom.

О расчетах коэффициента деления  U1 , U2 - M.

 Расчет по вышеприведенным формулам, на  A10-1/DM18-01 / See file A10-1.tif/ ( Блок-схема FLL и основные формулы). Пересчитайте сами  ваши  коэффициенты  сообразно именно Ваших  частот гетеродина и ПЧ... Это не займет у Вас более 2 часов, даже на простом инженерном калькуляторе. Соответственно просчитайте,  сколько реле придется использовать для переключения  M  на разные диапазоны. Обычно не более четырех. Для удобства привожу цоколевку  74HC4060 .

Питание - 16 ( + ) ; 8 - общий. Входы : 11 - Счетный вход , 10 - Тоже инверсный , 9 - Вход дополнительного элемента, ( для включения наружного кварца , к примеру 9-11 или 9-10 ) , 12 - Сброс ( Reset ) ;  Выходы :  7 - Q4 ( 2^4), 5 - Q5 (2^5), 4 - Q6 (2^6), 6 - Q7 (2^7), 14 - Q8 (2^8), 13 - Q9 (2^9), 15 - Q10 (2^10), 1 - Q12 (2^12), 2 - Q13 (2^13), 3 - Q14 (2^14). Примечание:  Все незадействуемые выходы  Q -  оставлены свободными, чтобы иметь возможность изменять М дел.,  если это потребуется, с помощью  коротких  перемычек.

При использовании   схемы  FLL  для других  VFO  не забудьте все просчитать ( см.выше) . Сигнал подавать на вход  U1 -  Sinus - величиной не менее 2 вольт , или  TTL  уровень, или применить  входной формирователь -  1 : 1 - аналогично  МС D1 в DPKD.

Цифровой делитель - DPKD - A08-01  DM19-02.

 Представленная схема DPKD  не особенно сложна и,  при  нормальных деталях , работает обычно сразу... Немного о схеме... Сигнал от гетеродина Р107 подается на вход формирователя на двух  транзисторах VT1, VT2  и МС D1. Первый элемент D1 переведен в линейный режим ( усилитель). Далее - линейка делителей на  триггерах  74AC74, которые делят сигнал на 2, 4, 8. МС  D4 - логический коммутатор  (переключатель) сигналов деления,  управление производится контактами реле  K1, K2, K3 . Пробовали   коммутировать ключами на транзисторах - результат плохой - нечеткий логический  < нуль >... Далее - D5 - сумматор и буфер.  С выхода D5  снимаются сигналы  для  FLL и  для  Цифровой шкалы ( D.M. )  в  TTL  уровнях.  Сигнал для MIX  трансивера должен быть,  по возможности, чистым  и монохромным... для этого из <меандра > делаем Sinus ... Эти функции и выполняет  D6 - выходы объединены для повышения нагрузочной способности ...  После Т1 применен широкополосный усилитель на КТ 325 ( 368),  имеющий равномерную АЧХ до 35 - 40 Мгц  и имеющий усиление около + 14 db ( ~ 5 раз ).  { Ток потребления - 11 mA } Трансформатор Т1 работает как формирующий  контур ( совместно с Т2 ) - см. раздел ключевые генераторы [ Л.5 ] -  а  ФНЧ - как  фильтрующий контур... ( Частота среза - 25 Мггц ) ...  Амплитуда на выходе,  на нагрузке 50 ом -  около 250 mV.  При примененных ИМС уровень можно подобрать резистором 4,7 Kom ,  последовательно с  Т1 , а также нагрузочным резистором или аттенюатором на входе  усилителя... В авторском исполнении применен аттенюатор  Т-типа - два резистора по 230 ом последовательно,  один -200 ом - от  их средней точки на землю. Резистор,  последовательно с Т1 ,  был величиной 6,8 Ком. Контроль работы схемы -  выход LPF  нагружаем резистором 51 ом и  смотрим Sinus  на  ВЧ осциллографе.  При выходной частоте 19-20 Мггц  ( 28/10 band ) на выходе должна бы






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.