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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Самое быстрое вращение в природе 16.03.2018 Семена растения вида Ruellia ciliatiflora могут крутиться с частотой примерно 1600 оборотов в секунду. Ключевой фазой развития многих видов растений является распространение семян. Оно представляет собой залог выживания: чем успешней то или иное растение справляется с этой задачей, тем выше шансы на освоение новых территорий и занятие природных ниш. Многие виды делают ставку на взаимодействие с животными или на ветер, другие на баллистихорию - то есть разбрасывание семян с чрезвычайно высокой скоростью. Изучая этот метод, американские исследователи выявили у вида Ruellia ciliatiflora одну интересную особенность. Известно, что у Ruellia ciliatiflora семя вылетает из так называемого прилипальца, имеющего направляющий полет желобок. Чтобы узнать больше, специалистами была применена высокоскоростная съемка, позволяющая снимать с частотой 20 тысяч кадров в секунду. Анализ показал, что большая часть семян выстреливается под углом 40 градусов к горизонту: это, по словам ученых, почти оптимальный угол для достижения наибольшей дальности полета. Однако еще больше исследователей заинтересовала частота вращения. Оказалось, что некоторые семена раскручиваются до 1660 оборотов в секунду, что делает растение рекордсменом по этому показателю. Само по себе вращение достигается за счет особого устройства плода. Развилась эта способность, конечно, не на ровном месте. Специалисты выяснили, что за счет такого невероятного вращения семена получили дополнительные устойчивость и скорость. Проведенные эксперименты показали, что вращающиеся таким образом семена превосходят по дальности невращающиеся примерно вдвое. Очевидно, полученные выводы могут быть полезны не только в ботанике, но и в самых разных направлениях человеческой деятельности.

Другие интересные новости:

▪ Ледники Арктики наполнены жизнью

▪ Видеонаблюдение в метро опознает преступника

▪ DC/DC-конверторы L598x

▪ Жесткие диски корпоративного класса 15000 об/мин от HGST

▪ Самовнушение или аллергия

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Большая энциклопедия для детей и взрослых. Подборка статей

▪ статья Девушка с веслом. Крылатое выражение

▪ статья Почему модель Porshce 901 пришлось переименовать в 911? Подробный ответ

▪ статья Аралия сердцевидная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Часы Always with you. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Фокус с колокольчиком. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026