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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Сахарный фильтр для воды 17.07.2017 Ученые Северо-Западного университета, штат Иллинойс создали недорогой материал, который удаляет высокотоксичные промышленные загрязнения из воды. Материал для фильтрации воды несет в себе бета-циклодекстрин, естественную био-возобновляемую молекулу сахара, полученную из кукурузного крахмала. Циклодекстрин превращается в полимер, соединяясь воедино с другой молекулой, за счет этого и проходит процесс очищения, при том чуть более надежный и агрессивный, чем та же технология с множеством слоев или активированным углем. Данный метод разрабатывался преимущественно для борьбы с токсичной перфтороктановой кислотой, которая используется в производстве множества вещей, начиная с тефлоновых сковородок и заканчивая телефонами, потому загрязнение этой кислотой встречается наиболее часто. Технологию можно адаптировать и под другие загрязняющие вещества. Для доказательства работоспособности технологии, ученые развели в большом бассейне один миллиграмм кислоты на литр воды. Самые эффективные полимеры могли вытянуть до 95 процентов загрязнений за 13,5 часов. Полимеры в таком фильтре многоразовые, их можно очищать от кислоты при комнатной температуре и помощи метанола.

Другие интересные новости:

▪ Компьютеры видят не хуже приматов

▪ NEC: первый в мире HD-DVD привод

▪ Топливный элемент на основе сахара

▪ Карты памяти Kingmax с записью 4K2K

▪ Создан прототип 96-слойной флэш-памяти QLC NAND

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Должностные инструкции. Подборка статей

▪ статья Классический набор источников света. Искусство видео

▪ статья Что такое радиоактивные осадки? Подробный ответ

▪ статья Техническое обслуживание машин и механизмов. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Составы для чернения кожи. Простые рецепты и советы

▪ статья Таинственный таз. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025