TinySSB 80 m

Рабочее название устройства « TinySSB» означает, что система построена на основе простого фазового способа формирования SSB, который, по сравнению с фильтровым способом характеризуется, прежде всего, меньшим подавлением боковой полосы, а так же несколько более худшим качеством сигнала. Блок-схема представленного минитрансивера, объясняя принцип работы и прохождения сигнала во время приема и передачи (RX и TX), показывает рисунок 1. В устройстве используется принцип прямого преобразования, то есть гетеродинный приемник. В таком приемнике из антенны поступает SSB или телеграфный CW сигнал, а также сигнал от местного генератора. Генератор VFO работает в рабочем диапазоне, а его частота смещается на величину, позволяющую получить звуковой сигнал. Во время передачи смеситель работает как модулятор, а формирование сигнала происходит на рабочей частоты. Сигнал с микрофона, после усиления, поступает на смеситель, в котором подавляется несущая частота и вторая боковая полоса. Частота равна разности частот генератора и сформированного сигнала. Смеситель как во время приема, так и во время передачи пропускает нижнюю боковую полосу, а подавляет верхнюю боковую полосу и частоту несущей. Эта система работает в двух направлениях без необходимости переключения с передачи на прием, меняется лишь направление прохождения сигнала. Благодаря этому, кроме экономии элементов, достигнут однополосный прием, присущий простым приемникам прямого преобразования. Конструкция получилась очень простой, а во время проектирования устройства автор применил доступные компоненты, в том числе популярные транзисторы, а не микросхемы. Переход с приема на передачу осуществляется подачей напряжения питания на соответствующие узлы схемы.

Основные параметры минитрансивера:

– рабочая частота: 3500...3800kHz (может быть ограничена нужным интервалом частот),

– модуляция: SSB (LSB),

– чувствительность приемника: около 3µV при 10 дб S+N/N,

– выходная мощность передатчика: 0,3–0,5 Вт,

– подавление нежелательной боковой полосы: 20...30dB,

– подавление несущей частоты: >30dB

– напряжение питания: 12В (13,8 V),

 

– примерные размеры печатной платы: 115 x 115 мм.

Сигнал из антенны через диод D2 поступает на аттенюатор, выполняющий функцию регулятора силы принимаемого сигнала. После предварительной фильтрации в последовательном контуре LC (10µH + 180pF) сигнал поступает на усилитель с общим эмиттером на транзисторе T4. Это решение является оптимальным для питания наушников от плеера, обмотки которых были соединены параллельно. Частота сигнала приема, а также передачи, определяется частотой настройки генератора VFO. Его частоту в основном определяет резонансный контур с катушкой L4 и суммарное значение емкости конденсаторов, в основном, C19. Конденсаторы C22 и C23 обеспечивают положительный сигнал обратная связи, необходимой для возбуждения генератора на транзисторе Т5. Сигнал VFO затем усиливается транзистором T6 и через трансформатор 5 подается на балансные смесители. Для того, чтобы достигнуть сдвига фаз сигнала генератора, обмотки катушек намотаны трифилярно, то есть тремя проводами одновременно. Перестройка по частоте генератора VFO осуществляется с помощью изменения емкости варикапа D3 (BB130) путем изменения напряжения потенциометром P1. На ползунке потенциометра, установленного в крайних положениях (минимальные и максимальные напряжение на диоде), были получены пределы перестройки около 300kHz, примерно 3,5-3,8 Мгц. Удобство настройки приемника зависит именно от этого потенциометра. В зависимости от величин LC контура и диодов, можно получить другой диапазон перестройки. Автор экспериментировал с легко доступными диодами BB105, получая диапазон перестройки около 50 кгц, что может понравиться многим конструкторам, желающих ограничить работу только для наиболее интересного участка частот SSB.

 При использовании керамических конденсаторов с черной полоской, а также styrofleksowych с черной точкой или буквой J, стабильность генератора была очень высокой, не было необходимости применение дополнительных систем стабилизации частоты, тем более, PLL, не говоря о DDS, которые сами являются более сложными и дороже, чем предлагаемое устройство. Все устройство может питаться напряжением 12В (13,8 V) от хорошо стабилизированного блока питания или аккумулятора 12В. Стабилизатор 7808 стабилизирует напряжение питания 8V и это напряжение используется для питания VFO. Переключение с приема на передачу (RX/TX) происходит путем переключения питания, что осуществляется через переключатель ПЗ, прикрепленный на передней панели минитрансивера. Конечно, вы можете использовать реле, катушка которого будет включается кнопкой PTT. Во время передачи сигнал с электретного микрофона усиливается транзистором Т10, а затем подается на смеситель, который работает в другом направлении, чем при приеме. Сначала этот сигнал ограничен в области 3kHz с помощью фильтра низких частот, а затем через трансформатор L6 разделяется на два противофазных сигнала и попадает на низкочастотный фазовращатель, откуда подается на смесители, выполненные на диодах D4, D5 и D6, D7. Благодаря дополнительным потенциометрам P3 и P4 можно точно сбалансировать модуляторы и получить наилучшее подавление несущей. Автор использовал подстроечные потенциометры. Конечный сигнал передатчика, пройдя через высокочастотный фазовращатель, попадает на катушку L2 и уже не содержит несущей и верхней боковой полосы. Подробное объяснение, как работает такой смеситель, который в нашем случае пропускает нижнюю боковую полосу, а подавляет верхнюю боковую полосу и несущую, можно продемонстрировать на графике, но из-за ограниченного места эти иллюстрации были опущены. Дальнейшее усиление сигнала SSB осуществляется транзистором T3. Затем сигнал, через эмиттерный повторитель на транзисторе T2, поступает на вход оконечного усилителя на транзисторе BD135. Рабочую точку этого транзистора устанавливает диод D1, на котором падает напряжение примерно 0,6 В. Резистор в эмиттере используется для термостабилизации и улучшения линейности. При подобранных значениях ток эмиттера транзистора составляет около 15 ма. Нагрузкой каскада является катушка L1, намотанная бифилярно (преобразование импеданса 1:4). Выходной сигнал передатчика проходит через изолирующий конденсатор C4 на гнездо антенны. Катушка L1 не только согласует сопротивление выходного каскада, но вместе с конденсатором С1 образует контур, настроенный на диапазон 80м, что дополнительно фильтрует не только выходной сигнал, но и входной во время приема. В этой конструкции выходная мощность составляла около 300mW, а на громких звуках с микрофона превышает даже 500 мвт. Лучшие результаты автор получил при использовании транзистора 2SC3420.

На печатке есть ошибка- эмиттер транзистора Т2 на массе, естественно при подаче напряжения он тут же взрывается! Исправляем ошибку.

Собрать и настроить этот трансивер можно с использованием универсальной печатной платы. Плату (рис. 3) можно изготовить с помощью резака, прорезав канавки между дорожками, а оставшаяся фольга послужит массой.

Такая технология используется специально, потому что она дает возможность ввода изменений и простоты настройки. Также появляется возможность использования старых компонентов больших размеров. Сама конструкция монтируется быстро и эффективно, но при предварительной подготовке платы - снятия слоя меди и покрытия канифолью всей поверхности и подготовке и проверке контуров LC. Понимая, что новичкам больше всего проблем может сделать именно правильное выполнение обмоток, этой теме нужно посвятить немного больше места. В качестве катушки DŁ1–DŁ5 можно применить заводские коаксиальные дроссели, внешним видом напоминающее резисторы, и нужно обратить внимание, чтобы первый из них, т. е. DŁ1, был на больший ток нагрузки, например, 1A, при этом значения индуктивности не являются критическими. Лучше всего использовать заводской дроссель 22µH/1А. Можно также намотать обмотку на сердечнике из феррита F-200. Dł3 должен создавать резонансный контур с конденсатором C14 примерно на 3,7 Мгц (с типичным значением 10µH и конденсатором 180pF). В случае использования дросселя 4,7 мкг, емкость конденсатора будет больше и должна быть 420pF. Катушки фильтров на диапазон 80 метров можно намотать на тороидальных сердечниках, например, типа Amidon T37-2 (красный цвет; 9,53 x 5,21 x 3,25 мм, Ал. = 4). Катушка L2 должна содержать 36 витков провода D- 0,4 (отвод от 6-го витка со стороны массы), а на нее наматывается катушка L3 – 10 витков того же провода. Катушка контура VFO, то есть L4, должна содержать 26 витков провода D- 0,4 на таком же каркасе. В случае фильтра L1 обмотка содержит 36 витков, но необходимо их намотать бифилярно, т. е. двумя проводами одновременно, 18 витков провода D- 0,4. Имея другой каркас, вместо T37-2, следует пересчитать витки, учитывая разную проницаемость нового каркаса. Широкополосный трансформатор подающий сигнал VFO на смеситель, обозначенный как L5, должен содержать три одновременно намотанных обмотки по 10 витков проводом D- 0,4 на каркасе FT37-43 или RP10x6x3. Фильтр низкой частоты намотайте на броневом каркасе (два элемента в форме буквы М, а в середине пластиковый каркас для катушки). Если повезет, вы можете найти готовые катушки, подходящие по параметрам. Индуктивности могут немного отличаться от указанных и тогда нужно скорректировать их индуктивность. Автотрансформатор сумматора, обозначенный как L6 может быть намотан бифилярно, примерно 400 витков проволоки D- 0,1 на тороидальном сердечнике диаметром 14 мм из материала Ф 1001 и AL = 400. Вы также можете попробовать использовать трансформатор со старого радиоприемника с двумя симметрично намотанными обмотками. Катушка L7 – заводской дроссель индуктивностью около 100mH, который вы можете получить намоткой 500 витков проволоки D- 0,1 на каркасе диаметром 14 мм из материала Ф 1001 и Al = 400; 250 витков при AL = 1600. Стоит, однако, поискать в Интернете предложения с такими дросселями, потому что иногда их можно купить недорого. Выгоднее выбрать сердечник с большим значением AL, потому что тогда уменьшится количество витков и обмотки можно намотать толстой проволокой. Как видно на фотографии, автор применил каркасы несколько большего диаметра, около 26 мм, потому что такие как раз были в его ящике. Еще несколько практических замечаний относительно для обмоток на ферритовых каркасах. Хорошо, если есть чем измерить индуктивность катушек. Сначала с помощью омметра прозваниваем на обрыв, а потом измерителем индуктивности определяем индуктивность, например, с помощью приставки, прилагаемой для мультиметра. Все обмотки желательно защитить с помощью лака или покрываем водостойким клеем. После высыхания следует снова проверить индуктивность, чтобы понять, не следует ли изменить значения конденсатора подключенного к обмотке. Катушки на броневых сердечниках могут изменять индуктивность в зависимости от изменения зазора. Здесь стоит попробовать изменить зазор, например, путем вставки тонкой полиэтиленовой пленки или тонкой бумаги, потому что таким образом можно подобрать требуемую индуктивность. Также слишком сильное сжатие винтом крепления вызывает изменение индуктивности, не говоря уже о том, что сам факт ее размещения в отверстие также может на нее повлиять. Автор использовал латунные винты М 2,5, что дает только минимальную расстройку катушек, в отличие от стальных.

 

 Сейчас будут приведены простые способы с простейшими измерительными приборами. Когда элементы будут уже припаяны на плату, следует вольтметром постоянного тока проверить значения напряжений питания на электродах транзисторов, ибо может оказаться, что при значительных коэффициентах усиления транзисторов нужно подобрать значения резисторов в базах. Лучше запускать конструкцию после установки платы в собранном состоянии. В простейшем случае корпус может быть из двух кусков алюминиевого листа, изогнутых в форме буквы U. На передней панели установите потенциометры P1 и P2, и переключатель Pz, а также розетку «джек» для подключения гарнитуры микрофона. Желательно на лицевой панели установить частотомер. В этом случае может быть любой цифровой измеритель частоты, даже работающие только на 4MHz. Задняя стенка должна включать в себя розетки и антенны. Также на задней панели можно прикрутить корпус транзистора BD135, но через изолирующую шайбу, если коллектор открытый. Запуск лучше всего начать с VFO, то есть с проверки напряжения на эмиттере T5, которое должно быть около 4V и эмиттере T6, которое может быть в диапазоне 200–500mV. Во время настройки Pz в положении приема, напряжения на коллекторах T4, T9 и T8 должны быть близки к половине напряжения питания, то есть примерно до 6В, так же при передаче на T3 и T10. Также около половины напряжения питания должно быть на выходе T7 (при приеме) и T2 (при передаче). Ток транзистора T1 можно проверить также путем измерения падения напряжения на резисторе в его цепи эмиттера. В состоянии покоя напряжение на резисторе Т1 может быть в пределах 15–25mV. На его значение влияет диод D1 и резистор R2 (по мере необходимости, изменить их значения).Еще одной необходимой процедурой является проверка частоты VFO с помощью измерителя частоты или дополнительного приемника на диапазон 80м.

Комментарии: 0