Гетеродин любительского трансивера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Узлы радиолюбительской техники. Генераторы, гетеродины

 Комментарии к статье

Генератор плавного диапазона (ГПД) - один из самых ответственных узлов любительского передатчика, приемника или трансивера. Проблема высококачественного ГПД особенно остра в современной аппаратуре, где все чаще и чаще применяют высокочастотные кварцевые фильтры. В этом случае нужен ГПД, работающий на относительно высоких частотах (десятки мегагерц). Получить же хорошие параметры от ГПД, выполненных по традиционным схемам, на таких частотах трудно.

Формирователь частоты можно выполнить по структурной схеме, изображенной на рис.1. Здесь G1-- опорный генератор, D1 - делитель частоты, (U1 - фазовый дискриминатор, Z1 - фильтр нижних частот, G2 - генератор, управляемый напряжением, D2 - делитель частоты с переменным коэффициентом деления. Это устройство представляет собой активный цифровой синтезатор частоты с делителем с переменным коэффициентом деления. Такой синтезатор позволяет получать на выходе устройства, в зависимости от выбранных коэффициентов делении D1 и D2. сетку частот с шагом до единиц килогерц. Так, если опорный генератор GI работает на частоте 5 МГц, делитель D1 уменьшает частоту в 500 раз, то, меняя коэффициент деления D2 от 2000 до 2100, можно получить сетку частот на выходе G2 от 20 до 21 МГц с шагом 10 кГц.

Рис.1

Если в качестве опорного генератора взять высокостабильный ГПД, то можно, изменяя диапазон работы G2 и коэффициент деления D2, получить необходимые для трансивера гетеродинные частоты. При этом делители получаются достаточно простыми, так как необходимый коэффициент деления обычно мал.

Именно этот принцип использовался в гетеродине трансивера, экспонировавшегося на 30-й Всесоюзной радиовыставке. Принципиальная схема его формирователя частоты показана на рис. 2.

(нажмите для увеличения)

При первой ПЧ, равной 8750 кГц, и формировании сигнала на верхней боковой полосе необходимы гетеродинные частоты 19,25...20,25 МГц для диапазона 28 МГц; 12.25...12.75 - для диапазонов 21 и 3,5 МГц; 5,25... ...5,6 МГц - для диапазона 14 МГц; 15.75...16.25 и 10,5...11 МГц - соответственно для диапазонов 7 и 1,8 МГц.

ГПД, перекрывающий полосу частот 5,25...5,6 МГц собран на транзисторе V5. Стабильность ГПД обеспечивается жесткой конструкцией, использованием контурной катушки L1, намотанной внатяжку на керамическом каркасе, применением термокомпенсации (конденсатор С5 имеет отрицательный ТКЕ); малой связью генератора с последующими каскадами и стабилизацией питающего напряжения. По частоте ГПД перестраивают секцией С6.1 строенного блока конденсаторов переменной емкости. Для расстройки при приеме (или передаче) на варикап V1 подается напряжение, либо выставленное резистором R3 при настройке блока, либо изменяемое резистором R41 при подстройке.

На транзисторе V6 собран буферный каскад, нагруженный на широкополосный контур L2C29R31. а на транзисторе V7 - эмиттерный повторитель. С повторителя сигнал поступает на формирователь импульсов, собранный на элементе D7.2, и далее на делитель частоты (микросхема D3).

Управляемый генератор выполнен на транзисторе V11. Нужный диапазон выбирают, подключая к контуру генератора через диоды V13-V17 (на них через резисторы R24-R28 подают напряжение 12 В, открывающее их) одну из катушек L4-L8.

С широкополосного усилителя на транзисторе V10 сигнал, вырабатываемый управляемым генератором, подается на смесители и на формирователь импульсов (элемент D8.1) и далее на цифровую шкалу и делитель частоты на микросхеме D4. Эксперименты показали, что формирователь на элементе "2И-НЕ" серии К155 в сочетании с делителем К155ИЕ5 устойчиво работает на частотах до 35...40 МГц.

Делитель с переменным коэффициентом деления собран на D-триггерах микросхем D1 и D2. Чтобы получить требуемый коэффициент деления, используются элементы D5.1, D5.2, D6.1, D6.2, D7.1, включенные в цепи обратной связи делителя. Так, для получения коэффициента деления 11 (для диапазона 10 м) служит элемент D5.1. Один из его входов управляющий. С приходом на делитель каждого одиннадцатого импульса на трех входах D5.1 появляется логическая 1. Если и па четвертом входе D5.1 также логическая 1 (включен диапазон 10 м), то перепад с выхода D5.1 установит делитель в нулевое состояние.

Импульсы сброса являются одновременно и выходными импульсами делителя с переменным коэффициентом деления, которые через элемент D7.3 подаются на делитель D4.2 (используется первый триггер делителя на восемь микросхемы К155ИЕ5). С D4.2 прямоугольные импульсы поступают на фазовый дискриминатор, функции которого выполняет элемент "2И-НЕ" D8.3. На второй вход элемента приходит сигнал с делителя D3 частоты ГПД.

Выбор коэффициента деления обусловлен полосой частот ГПД и необходимой частотой стробирования на фазовом дискриминаторе. Последнюю, в свою очередь, стремятся выбрать такой. чтобы совместить на шкале начала диапазонов, а также максимально, упростить делитель с переменным коэффициентом деления. Эти требования противоречивы. При промежуточной частоте трансивера 8750 кГц и начальной частоте ГПД 5250 кГц отношение начальных частот управляемого генератора и ГПД на диапазонах 10, 15, 20, 40, 80 и 160 м соответственно равно: 19,25/5,25 -11/3; 12,25/5,25 = =7/3; 5,25/5,25=3/3; 15,75/5,25=9/3; 12,25/5,25=7/3; 10,5/5,25=6/3. Отсюда видно, что коэффициент деления делителя с переменным коэффициентом деления (число в числителе) должен быть равным 11, 7, 3, 9, 7 и 6, а коэффициент деления делителя D3 (число в знаменателе) - 3. Учитывая, что перед делителем с переменным коэффициентом деления и после него стоят делители на два, улучшающие условия его работы и фазового дискриминатора, то и в делителе частоты нужно увеличить коэффициент пересчета в 4 раза.

Необходимо отметить, что в приведенном случае можно выбрать и другие коэффициенты деления делителей.

При совпадении частоты сигналов, поступающих с D3 и D4.2, на выходе элемента D8.3 будут прямоугольные импульсы той же частоты, но скважность которых зависит от соотношения фаз входных сигналов, а в итоге от соотношения фаз (с учетом делителей) ГПД и управляемого генератора. От этого же зависит и постоянная составляющая напряжения выходного сигнала. Пройдя инвертор (элемент D8.4) и усилитель на транзисторе V9, сигнал поступает на фильтр нижних частот R18C16, задача которого - подавить импульсы, поступающие с дискриминатора, и пропустить при этом постоянную составляющую и ограниченную полосу нижних частот.

Сигнал с фильтра подается на варикап V12, входящий в частотозадающий контур управляемого генератора. Чтобы облегчить захват частоты в кольце фазовой АПЧ, не вводя устройства автопоиска, к контуру управляемого генератора подключена свободная секция блока переменных конденсаторов. Здесь используется то обстоятельство, что коэффициент перестройки на всех диапазонах одинаков.

Если в фильтре НЧ применить элементы с номиналами, указанными на схеме, побочные сигналы, которые возникают из-за фазовой модуляции частоты управляемого генератора импульсами, прошедшими через фильтр, в выходном сигнале гетеродина подавлены будут не менее чем на 75 дВ. Полосы захвата и удержания при этом достаточны для надежного захвата и удержания сигналом ГПД колебаний в любой точке диапазонов.

Полоса перестройки управляемого генератора на отдельных диапазонах получается при выбранной схеме больше, чем необходимо. Однако при электронной индикации частоты трансивера это особого значения не имеет.

Намоточные данные катушек приведены в таблице.. Катушка L2 имеет подстроечник от СБ-12а, a L4-L5 - СЦР-1. Дроссель L3 - ДМ-0.1.

В соответствии с выбранным диапазоном от переключателя диапазонов должно поступать напряжение питания на один из резисторов R24-R28, а также логическая 1 на управляющий вход соответствующего логического элемента (В5.1. D5.2, В6.1, D6.2, D7.1). На управляющие входы остальных логических элементов при этом должен подаваться логический 0. Параллельно выводам питания микросхем включаются блокировочные конденсаторы емкостью не менее 1000 пФ. Другие выводы микросхем, не обозначенные на схеме, можно оставить свободными. Правильно собранная цифровая часть начинает работать сразу.

Настройка ГПД заключается в установке границ его перестройки и обеспечении термостабильности генератора подбором конденсаторов С4 и С3. Широкополосный контур L2C29 настраивают на среднюю частоту диапазона ГПД.

Налаживая управляемый генератор, от транзистора V9 отключают резистор R18, на него подают постоянное напряжение 5 В и настраивают контуры на нужные частоты. На любом из диапазонов подстройкой соответствующей катушки и конденсатором С20 устанавливают перекрытие по частоте управляемого генератора равным перекрытию ГПД, умноженному на коэффициент деления на этом диапазоне. На остальных диапазонах сопряжения достигают только подстройкой катушек.

Восстановив соединение резистора R18, к коллектору транзистора V9 подключают вольтметр и еще раз подстраивают катушки L4-L8. При ввинчивании сердечников и правильной работе всего узла по вольтметру должен четко индицироваться захват частоты и выход из синхронизации. На рабочем участке (от 2 до 10. В) увеличение индуктивности должно приводить к увеличению напряжения на коллекторе V9, а значит, и на варикапе V12. Катушки следует подстроить так, чтобы напряжение на коллекторе транзистора V9 было около 5 В. В дальнейшем правильную работу кольца ФАПЧ можно контролировать вращением движка переменного резистора R41. Изменение частоты на выходе управляемого генератора будет свидетельствовать о нормальной работе системы.

При настройке управляемого генератора может понадобиться подбор резистора R15. При уменьшении его номинала возрастает выходное напряжение, но ухудшается форма сигнала.

В заключение необходимо сказать, что данное устройство применимо и для синтеза сетки частот (например, с шагом 500 кГц). Для этого нужно в соответствии с рис.1 вместо ГПД установить кварцевый генератор и соответствующим образом выбрать параметры делителей частоты и управляемого генератора.

Автор: В. Терещук (UB5DBJ), г. Ужгород; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Узлы радиолюбительской техники. Генераторы, гетеродины.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Квантовая батарея с мгновенной зарядкой и кратким хранением 14.09.2026

Аккумуляторы постепенно совершенствуются, однако между скоростью зарядки и способностью долго хранить энергию по-прежнему существует заметный компромисс. Исследователи, работающие в области квантовой физики, ищут принципиально иные способы накопления энергии. Одно из таких направлений связано с квантовыми батареями, использующими необычные свойства света и материи. Новый прототип продемонстрировал впечатляющую скорость зарядки, хотя до полноценного практического устройства ему еще далеко. Разработанная специалистами система способна получать энергию за фемтосекунды - квадриллионные доли секунды. Для сравнения, одна фемтосекунда составляет 10^-15 секунды. После завершения зарядки прототип удерживает накопленную энергию в течение наносекунд, то есть миллиардных долей секунды. Это примерно в миллион раз дольше самой зарядки. Однако столь эффектные показатели времени пока не означают, что устройство способно заменить обычный аккумулятор: запас энергии остается крайне небольшим. В осн ...>>

Загрязнение воздуха ослабляет ледники Гималаев 13.09.2026

Ледники высокогорных районов долгое время считались одними из наиболее удаленных от человеческой деятельности природных объектов. Однако даже эти гигантские массивы льда не защищены от загрязнения атмосферы. Частицы сажи, минеральной пыли и других веществ переносятся на большие расстояния, оседают на снегу и льду и изменяют их способность отражать солнечную энергию. На фоне глобального потепления подобное воздействие способно ускорять таяние ледников и усиливать связанные с ним природные риски. Особое внимание специалистов привлекают Гималаи, где ледники играют важную роль в формировании речного стока и поддержании водных ресурсов. Один из наиболее показательных регионов - Лангтанг в Непале. Несмотря на удаленность и живописный высокогорный ландшафт, он расположен по направлению переноса воздушных масс от одних из наиболее загрязненных промышленных районов Южной Азии. Недавний обвал ледника в этой местности сопровождался разрушительными внезапными паводками. При этом точная причина ...>>

Случайная новость из Архива Скоростной электромобиль Sunswift 7 23.12.2022 Команда инженеров из Австралии претендует на новый мировой рекорд для своего электромобиля Sunswift 7. Автомобиль на солнечной энергии прошел испытательный цикл, в рамках которого он преодолел 1000 км на одной зарядке менее чем за 12 часов. Электромобиль Sunswift 7 весит всего 500 кг. Это примерно четверть массы типичного автомобиля Tesla. Чтобы вложиться в столь небольшой лимит по весу, инженерам пришлось отказаться от системы кондиционирования, тормозов с АБС, подушек безопасности, дворников и других функций, привычных для серийных автомобилей. Вместо этого инженеры сосредоточились на аэродинамической эффективности и сопротивлении качению. Если у Tesla Model S коэффициент аэродинамического сопротивления составляет 0,208, то у Sunswift 7 этот показатель составляет всего 0,095. Команда потратила два года на создание Sunswift 7, поставив перед собой цель - установить мировой рекорд Гиннеса и продемонстрировать самый быстрый электромобиль на солнечной энергии, который способен преодолеть дистанцию более 1000 км. Попытку установить рекорд недавно предприняли на испытательном треке Highway Circuit в Австралийском автомобильном исследовательском центре, когда Sunswift 7 преодолел 240 кругов на одной зарядке. Чтобы преодолеть 1000-километровую дистанцию, потребовалось 11 часов 53 минуты и 32 секунды, а средняя скорость составила 85 км/ч. Смена водителей происходила каждые несколько часов. На пути к финишу команде пришлось решить несколько проблем: с управлением аккумулятором и проколотой шиной. Пока что Sunswift 7 неофициально считается самым быстрым электромобилем, преодолевающий более 1000 км без подзарядки. Команда ожидает официального подтверждения времени и данных автомобильной телеметрии, чтобы получить сертификат о мировом рекорде Гиннеса. "В рамках этого рекорда потребление энергии составляло всего 3,8 кВтч/100 км, тогда как сегодня даже самые эффективные электромобили на дорогах достигают рейтинга только 15 кВтч/100 км, а средний показатель составляет около 20 кВтч/100 км", - заявил руководитель команды профессор Ричард Хопкинс.

Другие интересные новости:

▪ Потребляемый интернет-трафик растет с диагональю смарфона

▪ Новый тип светодиодов голубого цвета свечения с повышенной светоотдачей

▪ Умная кровать с механизмом антихрапа

▪ Успешная операция с помощью Google glass

▪ Металл с необычными оптическими свойствами

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Дозиметры. Подборка статей

▪ статья Корректирующая жидкость. История изобретения и производства

▪ статья Есть ли у змеи кости? Подробный ответ

▪ статья Электромонтер по обслуживанию охранной сигнализации. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Включение лампочки двумя выключателями. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Датчик перегрева. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026