Коротковолновый трансивер Урал Д-4. Схема, описание

Бесплатная техническая библиотека

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
Бесплатная библиотека / Схемы радиоэлектронных и электротехнических устройств

Коротковолновый трансивер Урал Д-4. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная техническая библиотека

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Гражданская радиосвязь

Комментарии к статье

В последнее время мне часто приходилось работать в вахтовых условиях. В связи с этим появилась необходимость в компактном трансивере - моноблоке. Желание работать в эфире в период вахты заставило засесть "за паяльник и напильник". Трансивер появился достаточно быстро, и я назвал его - "УРАЛ Д-04". Структурно он повторяет мою предыдущую конструкцию "УРАЛ-84М", но с существенными изменениями в принципиальной схеме. Учтены также и некоторые недостатки ранней модели, RX9JK.

Некоторые отличия от "УРАЛ-84М"

более простая схемная реализация основных узлов, стала менее сложной настройка трансивера в целом;
большее внимание уделено преселектору, в результате увеличился динамический диапазон, снизились шумы, и возросла чувствительность;
более совершенный дизайн (внешне напоминает трансивер TS-140), используется квазисенсорное управление;
ручка настройки размещается сбоку, стало удобнее настраиваться, особенно в вахтовых условиях;
уменьшились размеры и, соответственно, вес.

Основные технические характеристики

Приемник

Рабочие частоты - все любительские диапазоны от 1.8 до 29 МГц + WARC;
Режим работы - CW / SSB.
Входной импеданс антенного входа - 50 Ом;
Динамический диапазон (измерен двухсигнальным методом на диапазоне 14 МГц, разнос частот 15 кГц) - не менее 94 дБ;
Избирательность по зеркальному каналу не хуже 80 дБ;
Полоса пропускания тракта ПЧв режиме SSB 2,4 кГц, в режиме CW 0,8 кГц;
Чувствительность (с/ш+ш 10 Б) - не хуже 0,3 мкВ;
Диапазон регулирования АРУ - 95 дБ;
Выходная мощность УНЧ- 2 Вт.

Передатчик

Выходная мощность - регулируемая до 60 Вт;
Уровень внеполосных излучений - не хуже 35 дБ;
Подавление несущей и неиспользованной боковой - не менее 60 дБ;
Габариты - 250 х 120 х 270 мм. Вес - около 6 кГ.

Структурная схема трансивера

Структурная схема трансивера приводится на рис. 1. Принимаемый сигнал с антенного входа через контакты реле (РПВ-2/7) и ступенчатый аттенюатор минус 6,12,18 дБ (собран по Т-образной схеме, коммутация на реле РЭС-60) проходит через диапазонные фильтры (3-х контурные на сердечниках СБ-12, СБ-9 и реле РЭС-49) и приходит на основную плату трансивера - блок А2 Этот блок - "сердце" трансивера. В нем находятся смесители RX-TX, кварцевые фильтры и усилитель промежуточной частоты.

Рис.1 Структурная схема трансивера "УРАЛ Д-04" (нажмите для увеличения)

Первый смеситель - обратимый, собран на диодах Шотки КД922. Кварцевый фильтр - самодельный (лестничный) с центральной частотой 9100 кГц, собран на резонаторах от музейных радиостанций "Гранит" (возможно применение более современных фильтров на частоты 8-9 МГц, с соответствующими согласованиями по входу-выходу). Основное усиление по промежуточной частоте обеспечивается в третьем каскаде микросхемой К174ХА2. На ней же собран балансный CW/SBB детектор, а также она обеспечивает и основное регулирование АРУ. Перед микросхемой находится малошумящий каскад с общим затвором на полевом транзисторе КП903, поэтому собственные шумы этой микросхемы практически незаметны. Для еще большего снижения уровня шумов на выходе НЧ сигнала используется готовый ФНЧ от р/ст "Гранит" - Д3,4. Основное усиление по низкой частоте обеспечивается микросхемой К174УН14. Она же позволяет подключить внешний динамик.

Узел А2 содержит и часть тракта передачи трансивера. Балансный модулятор собран на варикапах. DSB сигнал проходит через основной фильтр KF1, а далее отфильтованный SSB сигнал через согласующий каскад СК приходит на обратимый смеситель RX-TX. Пройдя через диапазонные фильтры, контакты реле "прием-передача", он поступает на усилитель мощности - блок А4. Широкополосный усилитель мощности собран по классической схеме на транзисторах КТ610, КТ921 и 2-х транзисторах КТ956А. Максимальная мощность этого усилителя около 60 Вт.

Собственно, весь трансивер состоит из 8-ми блоков (плат) А1 ... А8, на которых размещаются основные узлы - ГПД, опорный генератор ОКГ, микрофонный усилитель, ФНЧ и т.п. В этом номере сборника я более подробно расскажу об основой плате трансивера - блоке А2.

Коротковолновый трансивер Урал Д-4
Принципиальная схема блока А2

Принимаемый сигнал, пройдя ДПФ, поступает на смеситель приемника, собранный на диодах VD1 ... VD8. Он представляет собой высокоуровневый широкополосный смеситель с использованием согласующих трансформаторов T1, T2 с объемным короткозамкнутым витком Их конструктивное выполнение многократно описывалось в радиолюбительской литературе. Я же (по бедности) использовал металлические чашки от старых транзисторов П605 и ферритовые кольца 1000 ... 2000НН, диаметром 10 мм Намотка каждой катушки рядовая, строго симметричная, производится одним проводом ПУЖ1Ю(ПЭВ)-0,21 (а не в два. как обычно) равномерно на три четверти кольца.

Принципиальная схема блока А2 (часть1, 29 Кб)
Принципиальная схема блока А2 (часть2, 39 Кб)
Принципиальная схема блока А2 (часть3, 42 Кб)

Потери в таком смесителе, как правило, составляют 4-6 дБ. Более лучшие показатели по "динамике" получаются, если в каждом плече смесителя установить последовательно по 2 диода Шоттки. Естественно, что придется при этом двести амплитуду сигнала гетеродина до 3 Вэфф. Следует обращать особое внимание на форму сигнала гетеродина. Чем она ближе к чистой синусоиде, тем меньше шумы и выше чувствительность приемника. Еще более высокие показатели получаются при подаче напряжения гетеродина прямоугольной формы (меандра) с хорошими фронтами.

На выходе смесителя (его нагрузка) установлен диплексер R11, С5 L1 и С6, L2. Чepeз согласующий трансформатор ТЗ, намотанный двойным скрученным проводом на ферритовом кольце 600 ... 1000НН, сигнал приходит на вход согласующего каскада (СК), собранного на полевом транзисторе КП903А. Он включен по схеме с общей базой и при токе 40 ... 50 мА он обладает высокими динамическими характеристиками, малыми шумами и необходимым усилением. Нет необходимости охватывать его сигналом АРУ. Трансформатор Т4 обеспечивает хорошее согласование с кварцевым фильтром, имеющим импеданс около 300 Ом. При тщательной настройке RC цепочками (R14, С9 и R15, С15) удается получить неравномерность в полосе пропускания фильтра 1 .. 2 дБ Выход кварцевого фильтра нагружен на широкополосный трансформатор Т5 с коэффициентом трансформации 1:9. Он намотан в три скрученных провода на ферритовом кольце 600 ... 1000НН и содержит 9 витков. Согласование обеспечивается резистором R26 2,7 кОм и через коэффициент трансформации 1:9 приводится к импедансу фильтра 300 Ом. Использование подобного включения позволяет получить хорошее согласование при реверсе по тракту передачи. Следующий каскад, также собранный на полевом транзисторе КП903А, преследует туже цель - малые шумы, высокую динамику и возможность обходиться без АРУ. А это, в свою очередь, не приводит к изменению характеристик следующего фильтра KF2 с переключаемой полосой пропускания. Основное усиление по промежуточной частоте, как уже отмечалось выше, обеспечивается микросхемой DA1 К174ХА2. Можно отметить некоторые особенности при ее работе. Управляющее напряжение АРУ поступает на нее через диоды VD15 и VD16. Диод VD15 -германиевый, в отличии от кремниевого VD16, поэтому напряжение АРУ поступает на выходной каскад микросхемы раньше, чем на предыдущие, так как он подвержен большим перегрузкам.

В составе микросхемы имеется детектор, который используется в качестве балансного для приема CW и SSB сигналов. Низкочастотный сигнал поступает на два усилителя низкой частоты. Через регулятор громкости на усилитель мощности и на отдельный усилитель АРУ. Подбором резистора R49, можно установить порог срабатывания АРУ, например, с 4 - 5 баллов. Подбором и переключением конденсаторов можно изменять постоянную времени. С49 - медленная и С50 - быстрая АРУ. Переключение обеспечивается контактами реле К4 отдельно при работе на поиск, CW или SSB.

Остальные нюансы схемы малозначительны и, чтобы закончить с приемным трактом ПЧ, могу посоветовать заменить при желании конденсатор С37 на простой, хотя бы, двухкристальный кварцевый фильтр. Получится известный "подчисточный" фильтр, обеспечивающий снижение шумов всего усилителя ПЧ.

Коротковолновый трансивер Урал Д-4

Усилитель ПЧ повторялся несколько раз и показал постоянство параметров и достаточную устойчивость. Небольшую склонность к самовозбуждению можно устранить шунтированием контура L9, С36 резистором 5 ... 20 кОм.

В режиме передачи тракт ПЧ приемника от транзистора VT5 и далее закрыт. Для обеспечения самопрослушивания при работе CW, микросхема DA1 немного приоткрывается подбором резистора R38.

Балансный модулятор собран по хорошо известной схеме на варикапах VD12, VD13. Катушки L5, L6 намотаны в горшкообразных сердечниках СБ-12(9). На затвор транзистора VT4 подается управляющее напряжение от 0 до +6 В, с помощью которого регулируется выходная мощность передатчика или ALC.

В качестве нагрузки опять же используется трансформатор Т5 с соотношением 1:9 и далее по тракту кварцевый фильтр и т.д. Транзистор VT2 теперь становится истоковым повторителем, выход которого подключен к смесителю RX-TX. Здесь же следует учитывать соотношение амплитуд сигнал - сигнал гетеродина, примерно 1:10. Далее с выхода смесителя передаваемый сигнал, пройдя через диапазонные фильтры и буферный каскад, поступает на усилитель мощности.

Коротковолновый трансивер Урал Д-4

Примечание

Анатолий, RX9JK сообщает, что этот трансивер существует и эксплуатируется около 2-х лет. Помимо обычной работы, испытывался в условиях очных соревнований в г.Заречный недалеко от Екатеринбурга за одним столом с FT-990 и по динамике превосходил соседа". По своим характеристикам, измеренным, правда, в любительских условиях он не уступает своему прототипу "УРАЛ-84м". Печатные платы существуют в единственном черновом варианте в самом трансивере. В чертежах их нет. Тем, кто заинтересуется повторением блока А2, можно посоветовать обратиться к основной плате трансивера "УРАЛ-84м ".

Конструкция - самой платы и расположение элементов примерно такое же, а линейные размеры несколько меньше. Для упрощения "печати" шины питания можно не делать, подвести проводом МГТФ в те места куда требуется. С целью уменьшения габаритов, фильтр Д3,4 вскрыт, разобран и снова собран на печатной плате блока А2.

Мне хочется поблагодарить Александра, RN3DK из г. Мытищи за помощь в подготовке этой статьи, RW3AY.

Автор: А Першин, RX9JK (ex UA9CKV) г.Сургут; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Гражданская радиосвязь.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива

Высокоскоростная NFC-память ST25DV 28.04.2018

Новая серия микросхем беспроводной NFC/I2C-памяти ST25DV от STMicroelectronics соответствует стандартам ISO15693 и NFC Type 5. Главной особенностью ST25DV является режим скоростного обмена Fast data transfer, который реализуется через внутренний буфер 256 байт ОЗУ (Mailbox).

Микросхема может использоваться как в варианте обычной динамической NFC-метки (NFC TAG, NDEF message support), так и в качестве интерфейса для беспроводного обновления прошивки конечного продукта через RFID-протокол. В последнем варианте именно режим скоростного обмена позволяет существенно сократить время загрузки firmware. В реальном эксперименте на загрузку образа для STM32F405 размером 110 кбайт ушло около 45 секунд.

Доступно несколько вариантов микросхем ST25DV04K, ST25DV16K и ST25DV64K, с емкостью EEPROM-памяти 4/16/64 Кбит соответственно. По интерфейсу I?C микросхемы могут работать с любым микроконтроллером при наличии постоянного питания. По радиоинтерфейсу можно взаимодействовать с ST25DV даже без наличия питания - энергию для записи и считывания данных микросхема получает из электромагнитного поля ридера. При необходимости, радиоинтерфейс можно отключать через I?C. Внутренняя EEPROM-память может разбиваться на 4 гибкие области с их защитой 64-битным паролем. Микросхема может взаимодействовать как с NFC-совместимыми смартфонами, так и со специализированными RFID-ридерами 13,56 МГц.

Отдельный GPO-пин микросхемы может информировать хост о различных событиях, например, обнаружение ВЧ-поля, активность радиоинтерфейса или доступность сообщения в Mailbox. При определенных условиях, ST25DV реализует технологию Energy Harvesting, позволяя запитать подключенную внешнюю схему от энергии RFID-ридера.

Особенности NFC-памяти ST25DV:

Динамическая NFC-метка ISO15693 and NFC Type 5;
Дальность действия до 1 метра;
Емкость 1,2 и 8 килобайт;
Защита данных паролем 64 бит;
Фирменный скоростной режим до 53 Кбит/с;
1 миллион циклов перезаписи EEPROM;
Хранение данных до 40 лет;
Температурный диапазон -40...125°C (SO8N и TSSOP8).