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:

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Полет на Марс: испытание для тела и выживания человечества 10.11.2025

Исследование космоса и перспективы полета на Марс привлекают внимание ученых и инженеров по всему миру. Но за технологическими достижениями скрывается серьезная угроза для здоровья астронавтов. Как отмечает Interesting Engineering, даже самые современные ракеты и системы жизнеобеспечения не способны полностью защитить человека от физических и генетических изменений, возникающих во время длительных космических миссий. Эти риски включают потерю костной массы, ослабление мышц и даже потенциальные повреждения ДНК. Путешествие на Марс длится от шести до девяти месяцев. В условиях невесомости организм, привыкший к земной гравитации, претерпевает значительные изменения. Мышцы атрофируются, кости теряют до 1% плотности в месяц, сердце уменьшается в размерах, а позвоночник удлиняется, вызывая боль и дискомфорт. После возвращения на Землю астронавты сталкиваются с головокружением и проблемами при вставании из-за адаптации к гравитации. Особую опасность представляет перераспределение жидкос ...>>

Зеркальные спутники и их угрозы для астрономии и экологии 09.11.2025

Калифорнийский космический стартап Reflect Orbital, который планирует к 2030 году вывести на орбиту 4 000 зеркальных спутников, отражающих солнечный свет на Землю даже ночью. Главная цель - увеличить эффективность солнечных электростанций, обеспечивая непрерывное освещение в ночное время. Первый демонстрационный аппарат EARENDIL-1 с зеркалом площадью 334 м2 предполагается запустить в апреле 2026 года, а соответствующая заявка уже подана в Федеральную комиссию связи США (FCC). Проект получил 1,25 млн долларов поддержки от ВВС США в рамках программы для малого бизнеса. Идея заключается в том, чтобы спутники создавали дополнительное освещение для энергетических систем, однако многие ученые выражают сомнения как в технической реализуемости, так и в потенциальном вреде для окружающей среды. Астрономы, включая Майкла Брауна и Мэтью Кенворти, подсчитали, что отраженный свет будет примерно в 15 000 раз слабее дневного солнца, хотя и ярче полной Луны. Для того чтобы создать хотя бы 20% дн ...>>

Случайная новость из Архива Ввстраиваемый UFS 2.1 накопитель на 96-слойной флэш-памяти 3D NAND 11.10.2018 Компания Western Digital представила первый в отрасли встраиваемый накопитель на 96-слойной флэш-памяти 3D NAND с интерфейсом UFS 2.1. Он получил обозначение iNAND MC EU321. Новый накопитель ускоряет возможности искусственного интеллекта (AI), дополненной реальности (AR), многокамерной фотографии высокого разрешения, съемки видео 4K и других требовательных приложений для высокопроизводительных мобильных и компьютерных устройств. iNAND MC EU321 можно будет встретить, например, в смартфонах верхнего сегмента, поддерживающих сети 5G. Накопитель обеспечивает скорость последовательной записи до 550 МБ/с и производительность до 52 000 IOPS на операциях записи с произвольным доступом. В режиме чтения эти показатели достигают 800 МБ/с и 50 000 IOPS соответственно. В настоящее время Western Digital отгружает OEM-производителям накопители объемом от 32 до 256 ГБ. Габариты накопителя - 11,5 х 13 х 1,0 мм.

Другие интересные новости:

▪ В двигательной коре мозга нашли речь

▪ Озон снижает урожайность

▪ Мощный полупроводник толщиной в один атом

▪ СВЧ-компьютер

▪ Стрижи почти всю жизнь находятся в полете

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Интересные факты. Подборка статей

▪ статья Торнтон Уайлдер. Знаменитые афоризмы

▪ статья Откуда родом панамки? Подробный ответ

▪ статья Наладчик электротехнических устройств. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Электрику. Справочник

▪ статья Голубое жало для пайки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025