Конструкция любительской УКВ радиостанции на диапазоны 144МГц, 430МГц, 1200МГц
Радиостанция () смонтирована на четырех платах из одностороннего фольгированного стеклотекстолита, монтаж выполнен на опорных точках, которые образованы кольцевыми канавками, вырезанными в фольге.
Для изготовления таких канавок можно воспользоваться простейшим приспособлением, внешний вид которого показан на рис. 15. Приспособление состоит из центральной иглы 1, миниатюрного резца 2 и крепежной детали. Игла и резец изготовлены из отслуживших свой срок зубоврачебных боров. Для заточки удобно воспользоваться небольшим абразивным камнем или алмазным надфилем.
Крепежная деталь изготовлена из стальной втулки 3 диаметром 6 мм. Боры вставлены в два отверстия, просверленные во втулке, и закреплены двумя винтами М3. Для надежного крепления боров на их боковых поверхностях желательно снять фаску.
Хвостовик иглы должен быть длиннее хвостовика резца для того, чтобы его можно было зажать в патрон сверлильного станка или дрели. Однако не представляет большого труда сделать кольцевые канавки вручную. Для этого удобно зажать приспособление в ручные ювелирные тиски.
Не следует прикладывать излишнее усилие и стараться прорезать канавку за один заход, так как это ведет к появлению задиров.
Рис. 15. Приспособление для изготовления опорных точек на плате.
Резец должен быть заточен так, чтобы ширина канавки равнялась 0,5-0,8 мм. При этом диаметр опорного кружка должен составлять около 5 мм. Конечно, данное приспособление можно изготовить любым другим образом. Можно использовать специально заточенное сверло или в простейшем случае измеритель из чертежной готовальни. Одну из иголок надо перевернуть и заточить в виде резца.
Для придания большей жесткости полезно стянуть ножки измерителя проволочным бандажом.
Для изготовления плат лучше всего использовать односторонний фольгированный стеклотекстолит толщиной 2 мм. Применение двухстороннего фольгированного стеклотекстолита увеличивает емкость опорных кружков на «землю» и поэтому допустимо только для изготовления плат для диапазонов 432 МГц и «иже. Все платы имеют одинаковый размер 165x210 мм.
На вырезанные по таким размерам и очищенные от грязи и окиси куски фольгироваиного стеклотекстолита накладываются чертежи плат и с помощью острого шила или керна намечаются центры всех отверстий и опорных кружков. После того, как просверлены все необходимые отверстия и прорезаны все канавки, надо окончательно зачистить платы мелкозернистой шкуркой и промыть теплой водой с мылом. Полезно также покрыть поверхность платы спиртовым раствором канифоли, что предохранит фольгу от окисления.
Пайка деталей производится «в накладку». Необходимо следить за тем, чтобы при пайке было достаточное количество канифоли, так как в противном случае могут произойти перегрев и отслоение опорной площадки. При монтаже лучше использовать паяльник мощностью 90-100 Вт.
Такой паяльник благодаря большей теплоемкости лучше сохраняет температуру, что особенно важно при пайке заземленных выводов деталей. Жало паяльника удобно загнуть под углом 45° и сделать его конец более тонким.
Если паяльник перегревается, то полезно последовательно с ним включить дополнительное сопротивление 50- 100 Ом или бумажный конденсатор емкостью 5-10 мкФ. Еще лучше для регулировки мощности применить тиристорный регулятор. Пригоден также обычный регулируемый автотрансформатор - ЛАТР.
Метод монтажа на опорных точках был вначале использован для макетирования отдельных узлов, однако оказался достаточно удобным и надежным для изготовления законченных конструкций. Так, изготовленный данным способом трансвертер диапазона 432 МГц был испытан на всесоюзных соревнованиях «Полевой день» и после транспортировки в кузове грузового автомобиля на расстояние более 500 км не потребовал какой-либо подстройки.
В дальнейшем диапазон применения такого монтажа был расширен до /296 МГц. К преимуществам подобного монтажа по сравнению с традиционным, печатным, надо отнести то, что практически вся поверхность платы покрыта фольгой, выполняющей роль «земли».
Весь монтаж выполнен на небольшой высоте над «землей», что значительно уменьшает паразитные межкаскадные связи и позволяет отказаться от экранирующих перегородок. Увеличивающаяся при этом паразитная емкость по отношению к «земле» не играет существенной роли, так как транзисторы в отличие от ламп имеют низкие входные, и выходные сопротивления.
Рис. 16. График для определения волнового сопротивления воздушной линии круглого сечения.
Для реализации цепей согласования и фильтрации использованы отрезки воздушных полосковых линий. На рис. 16 показана зависимость волнового сопротивления такой линии от диаметра проводника и расстояния до «земли». Видно, что, изменяя это расстояние, можно в некоторых пределах изменять волновое сопротивление линии.
Если выбрать размер отрезка линии равным четверти длины волны, то мы получим четвертьволновый трансформатор с переменным коэффициентом трансформации. В случае, когда хотя бы ориентировочно известны сопротивления источника и нагрузки, волновое сопротивление трансформирующей линии можно определить по формуле:
Здесь Wrp - волновое сопротивление линии; Rи-выходное сопротивление источника; Rн- входное сопротивление нагрузки. Необходимо помнить, что четвертьволновая линия трансформирует не только активные, но и реактивные сопротивления. При этом происходит изменение знака реактивности. Так, индуктивность L трансформируется в емкость С, причем справедливо соотношение - XcXL = Wтр^2, где
здесь Хc и XL -реактивное сопротивление в омах; f - частота в Герцах, С - емкость в Фарадах; L - индуктивность в Генри.
На рис. 17, а показана зависимость реактивного сопротивления разомкнутой, а на рис. 17, б замкнутой линии в зависимости от ее длины.
Видно, что при длине разомкнутой линии менее 1/4 длины волны входное реактивное сопротивление линии отрицательно, то есть носит емкостный характер. Такой отрезок линии можно использовать как подстроечный конденсатор. Емкость конденсатора можно регулировать изменением расстояния между линией и землей. Если размер плоской линии менее 1/8 длины волны, ее емкость с достаточной точностью описывается формулой плоского конденсатора С = 0,9 S/d, здесь С - емкость в пикофарадах; S - площадь линии в квадратных сантиметрах; d - зазор между линией и землей в миллиметрах.
Как видно из рис. 17, для реализации индуктивности можно использовать замкнутый отрезок линии длиной до четверти длины волны (до 0,25лямбда,) или разомкнутый отрезок линии длиной от 0,25лямбда, до 0,5лямбда. При увеличении длины линии картина периодически повторяется. Так, например, разомкнутая линия длиной от 0,5лямбда. до 0,75лямбда, снова имеет емкостное сопротивление.
На практике такой режим работы применяется редко, так как из-за потерь в линии (на рис. 17 показано реактивное сопротивление идеальной линии без потерь) добротность эквивалентного конденсатора будет ниже, чем в случае линии длиной от 0 до» 0,25лямбда.
Теперь, когда рассмотрены способы реализации индуктивности и емкости, перейдем к способам реализации резонансных контуров. Как известно, резонанс-электрического контура, состоящего из конденсатора С и катушки L, наступает тогда, когда емкостное сопротивление конденсатора равно индуктивному сопротивлению катушки: Xc = - XL . Если перейти к отрезкам линий, то получится, что резонансный контур можно составить из замкнутого отрезка линии длиной менее 0,25лямбда (индуктивность) и разомкнутого отрезка линии длиной также менее 0,25лямбда.
В частном случае, когда оба отрезка линии имеют одинаковое волновое сопротивление, суммарная длина составит четверть длины волны. Получится так называемый четвертьволновый резонатор, эквивалентный параллельному резонансному контуру.
Если такой резонатор разбить на два отрезка, то в месте разреза реактивное сопротивление одного отрезка всегда будет-равно и противоположно по знаку реактивному сопротивлению другого. Резонатор можно составить из линий с разными волновыми сопротивлениями.
При этом если волновое сопротивление емкостного отрезка меньше волнового сопротивления индуктивного (замкнутая линия уже разомкнутой), то суммарная длина резонатора будет меньше 0,25лямбда. Это позволяет уменьшить размеры резонатора. Для уменьшения размеров резонатора можно также заменить емкостную линию сосредоточенной емкостью, в качестве которой обычно используется подстроечный конденсатор с керамическим или воздушным диэлектриком.
Рис. 17. Зависимость входного сопротивления линии от ее длины.
Однако следует иметь в виду, что на высоких частотах в чистом виде нет сосредоточенных элементов, так как размеры этих элементов и их выводов соизмеримы с длиной волны. В качестве примера рассмотрим, как зависит эквивалентная емкость конденсатора от индуктивности его выводов. Суммарное реактивное сопротивление можно записать в виде формулы:
здесь Сэкв - результирующая емкость конденсатора; L - индуктивность выводов; С - емкость конденсатора без учета индуктивности выводов. Отсюда эквивалентная емкость конденсатора, по формуле:
Видно, что если рабочая частота стремится к нулю, то эквивалентная емкость не отличается от собственной емкости конденсатора. С ростом частоты, а особенно при приближении к резонансу, влияние индуктивности выводов увеличивается. Резонанс наступает на частоте, при которой знаменатель выражения обращается в нуль, то есть 1 - 4 * Пи^2 * fрез^2 * L * C = 0, отсюда формула:
Это известная формула для определения резонансной частоты контура. Выше резонансной частоты выражение для эквивалентной емкости становится отрицательным. Это означает, что при этом реактивность меняет знак и конденсатор имеет индуктивное сопротивление, т. е. эквивалентен катушке индуктивности.
Чем больше емкость конденсатора, тем ниже его собственная резонансная частота. В результате часть разделительных и подавляющее большинство блокировочных конденсаторов, применяемых в УКВ аппаратуре, работают и; частотах выше собственного резонанса.
Это означает, что качество блокировки при этом мало зависит от номинальной емкости конденсатора и определяете! только его собственной индуктивностью. Чем меньше длина выводов и чем меньше собственные размеры конденсатора, тем выше качество блокировки. При это» радиолюбители могут уменьшать длину выводов практически до нуля.
Существенное влияние оказывает индуктивность выводов иа работу транзисторов. Главную роль при этом играет индуктивность вывода, общего для входной и выходной цепи. Так, в схеме транзисторного усилителя с заземленным эмиттером большое влияние на коэффициент усиления оказывает индуктивность эмиттерного вывода.
Наличие этой индуктивности приводит к появлении отрицательной обратной связи, понижающей усиление каскада. Индуктивность і большой степени определяется тонкой проволочкой, соединяющей вывод транзистора с кристаллом. Однако длина вывода также играет существенную роль поэтому надо по возможности ее уменьшать.
При этом не надо слишком опасаться возможности перегрева транзистора, так как тонкая проволочка является теплоизолятором между выводом и кристаллом транзистора. Важно только делать пайку быстро, чтобы не перегреть корпус транзистора. Индуктивности базового и коллекторного выводов не имеют столь большого значения, так как они могут быть включены в состав согласующих контуров.
Индуктивность базового вывода имеет большое значение при включение транзистора по схеме с общей базой. Наличие этой индуктивности приводит появлению положительной обратной связи, а не отрицательной, как в случае включения транзистора с общим эмиттером. Это приводит к тому, что каскад выполненный по схеме с общей базой, часто склонен к самовозбуждению.
Тем не менее эта схема имеет свои достоинства, так, например, она более эффективна в умножителях частоты. Данная схема также применяется для усиления мощности на частотах выше 1 ГГц. Специально разработанные для этого транзисторы снабжены массивным выводом базы, имеющим минимальную индуктивность.
Однако и при этом, как правило, приходится принимать специальные меры по обеспечению устойчивости усиления. Одной из таких мер является включение последовательно с эмиттерным выводом резистора сопротивлением около 10 Ом. Чем больше сопротивление резистора, тем выше устойчивость каскада и тем меньше коэффициент усиления.
Считается нормальным, если коэффициент усиления таких усилителей составляет от 5 до 10 раз.
Рассмотрим теперь требования, предъявляемые к дросселям, применяемым в УКВ аппаратуре. Дроссели обычно входят в цепи питания транзисторных усилителей по постоянному току. Основную опасность при этом представляет возникновение так называемых дроссельных колебаний.
Дело в том, что с понижением частоты усиление транзистора растет, и благодаря наличию в коллекторной и базовой цепи больших индуктивностей могут возникнуть условия самовозбуждения. Поэтому прежде всего надо стараться обойтись вообще без дросселей в том случае, если в этом нет большой необходимости.
Например, входное и выходное сопротивления маломощного транзистора на частотах порядка нескольких сотен мегагерц составляет 50-200 Ом. Отсюда видно, что если коллекторное питание поступает через резистор 1-2 кОм, это приведет к падению коэффициента усиления не более чем на 5-10%. Ясно, что применение дросселей в таком случае не имеет большого смысла.
Если же без дросселя обойтись нельзя, то надо стремиться уменьшить его индуктивность. В ламповых конструкциях обычно рекомендовалось применять четвертьволновые дроссели, т. е. дроссели; изготовленные из провода длиной около 0,25лямбда. В транзисторных конструкциях эту длину надо уменьшить в 2-3 раза.
Конструкция УКВ трансвертера на 144/21 МГц
Трансвертер смонтирован на плате из фольгированного стеклотекстолита (рис. 18). На плате отсутствуют какие-либо экранирующие перегородки, и тем не менее подавление побочных излучений составляет 50 дБ. Такие результаты получены благодаря тому, что монтаж выполнен на малой высоте над металлической поверхностью.
Это позволяет значительно; снизить уровень паразитных межкаскадных связей, что можно проиллюстрировать следующим примером. Если, например, отогнуть детали, входящие в кварцевый задающий генератор гетеродина, на 5 мм вверх, то подавление побочных излучений упадет примерно на 10 дБ. При этом побочные излучения возникают следующим образом.
Пусть для определенности передатчик настроен на частоту 144,1 МГц. Сигнал с выхода передатчика наводится на кварцевый генератор. В результате возникают биения между частотой 144,1 МГц и седьмой гармоникой генератора 20,5-7= = 143,5 МГц.
Биения с частотой 0,6 МГц модулируют сигнал гетеродина, причем, как уже указывалось, модуляция легко проникает через все каскады умножения. Это приводит к тому, что в спектре выходного сигнала появляется новая составляющая 144,1+0,6=144,7 МГц.
Несколько необычный вид имеют резонансные контуры, обеспечивающие селекцию сигналов на частотах выше 100 МГц. Это укороченные емкостью четвертьволновые резонаторы, которые для уменьшения габаритов свернуты в компактную конструкцию. Ненагруженная добротность такого резонатора равна 250.
Примерно такую же добротность имеет обычный контур из посеребренного провода, однако такой контур имеет заметно большее поле рассеяния, что может потребовать дополнительных мер по экранировке каскадов трансвертера. Резонаторы выполнены из посеребренного провода диаметром 0,8 мм. Высота линии над платой около 2,5 мм.
При уменьшении высоты линии поле рассеяния уменьшается, но при этом также надает добротность. Для придания жесткости линия опирается с помощью небольшого отрезка провода. Следует сразу заметить, что линия согнута в вертикальной плоскости под углом около 45 градусов.
Лишь на опорную площадку, стоящую ближе всего к заземленному концу резонатора, линия опирается с помощью небольшого отрезка провода. Следует сразу заметить, что размеры линии и ее конфигурация не очень критичны, так как подстроечный конденсатор обеспечивает перестройку резонатора в очень большом диапазоне частот.
Диаметр провода также можно менять в пределах по крайней мере 0,8-1 мм. Бороздка, разделяющая первые каскады гетеродина и выходные каскады передающего тракта, выполняет роль теплового изолятора, препятствующего нагреву деталей кварцевого генератора теплом, распространяющимся от выходных каскадов по медной фольге.
Все маломощные транзисторы вставлены в отверстия, просверленные в плате. Транзисторы вставлены с обратной стороны платы и опираются на ободок, имеющийся на их корпусе.
Если толщина платы превышает 1 -1,5 мм, то отверстия, предназначенные для входных транзисторов приемного тракта 1Т9, 1Т10, необходимо раззенковать с обратной стороны сверлом большего диаметра с таким расчетом, чтобы донышко транзистора находилось на одной высоте с фольгированной стороной платы. Транзисторы двух последних каскадов передающего тракта снабжены радиаторами, поэтому для них необходимо сделать отверстия по внешнему диаметру транзисторов.
Лучше, если отверстия будут иметь шестигранную форму, так как это не даст транзистору вращаться при затягивании радиатора. В выходном каскаде применен транзистор типа КТ907А, у которого эмиттерный вывод соединен с корпусом. Для уменьшения индуктивности эмиттерного вывода между транзистором и радиатором необходимо вставить прокладку из медной фольги.
Концы прокладки выводятся наверх и припаиваются к плате. Следует также обратить внимание на минимальную длину выводов конденсатора 1С5, включенного между базой и эмиттером выходного транзистора.
Рис. 18. Чертеж платы трансвертера 144/21 МГц. Пунктирной линией показаны проводники, проложенные с обратной стороны платы.
В остальном монтаж не имеет существенных особенностей. Он полностью выполнен на фольгированной стороне платы, за исключением проводников, показанных на чертеже платы пунктиром.
При подборе деталей для трансвертера полезно учесть, что номиналы большинства конденсаторов некритичны. Это прежде всего относится к блокировочным конденсаторам, стоящим в цепях питания. Как указывалось, эти конденсаторы работают на частотах выше частоты собственного резонанса, где определяющую роль играет не емкость конденсатора, а его паразитная индуктивность.
Поэтому емкость этих конденсаторов можно менять в пределах от 500 до нескольких тысяч пикофарад. Некритичны также емкости разделительных Конденсаторов, осуществляющих связь транзисторов с резонансными контурами. Их значение можно без ущерба изменять по крайней мере в пределах от -50 до + 100%.
Дроссели 1L2, 1L3 и 1L5 бескаркасные, изготовлены из провода ПЭВ-2 0,3 длиной 150 мм. Провод намотан на оправку диаметром 2,5 мм. Катушки 1L1, 1L10, 1L11 бескаркасные, намотаны на оправке диаметром 9 мм посеребренным проводом диаметром 0,8 мм. Катушка 1L1 имеет три витка, длина намотки 7 мм.
Катушки 1L10 и 1L11 имеют по восемь витков при длине намотки 14 мм. Катушка 1L10 имеет отвод от 1,25 витка, а катушка 1L11 от 3,75 витка, если считать от заземленного конца. Катушки 1L9, 1L14, 1L18 намотаны на каркасы диаметром 5 мм проводом ПЭВ-2 0,15, число витков 18. Для подстройки применены сердечники из карбонильного железа с резьбой М4.
В трансвертере применены конденсаторы типов КМ и КТ, резисторы МТ и МЛТ.
Конструкция трансвертера 432/21 МГц
Трансвертер смонтирован на плате из фольгированного стеклотекстолита (рис. 19). На плате отсутствуют экранирующие перегородки. Это стало возможным, в частности, благодаря применению свернутых в петлю четвертьволновых резонаторов.
Дело в том, что в обычно применяемых резонаторах, изготовленных из прямолинейного отрезка линии, точки заземления линии и укорачивающего конденсатора разнесены на плате на длину резонатора. При этом контурный ток, значительный в добротном резонаторе, преодолевает участок платы, неизбежно растекаясь по его поверхности.
Такие «блуждающие» токи приводят к возникновению нежелательных связей между резонаторами. В свернутом в петлю резонаторе путь для контурного тока значительно сокращается.
Все резонаторы изготовлены из посеребренного провода диаметром 1,2- 1,5 мм. Зазор между линией и платой около 1 мм. Следует уделить внимание качеству пайки линии к «земле». Учитывая высокую теплопроводность медной фольги, пайку лучше производить паяльником мощностью 90-100 Вт. Как показал опыт, резонаторы обладают достаточной жесткостью.
Однако, если возникают сомнения, можно закрепить линию в месте изгиба еще на одну опорную точку. При этом лучше не разрезать фольгу непосредственно под линией, а отнести опорный кружок на 5-6 мм в сторону, например в центр изгиба, и закрепить линию с помощью короткого отрезка провода.
Смесительный диод, не выдерживающий перегрева и не допускающий пайку к его электродам, закреплен на плате механически. Для этого к выводу, имеющему резьбу, привинчен лепесток из медной фольги. Лепесток припаян к опорной точке, заземленной по высокой частоте с помощью конденсатора 2С58.
Второй электрод смесительного диода соединен с линией 2L22 с помощью отрезка провода диаметром 0,8 мм. Для обеспечения контакта электрод обернут двумя - тремя витками провода.
Связь с гетеродином осуществлена с помощью отрезка посеребренного провода диаметром также 0,8 мм. Для устранения возможности замыкания на конец проводника надета хлорвиниловая трубочка длиной около 10 мм.
Вместо использованного диода ДКС7М можно применить любой другой смесительный диод, скажем Д403, Д405 и т. д. Необходимо соблюдать особую осторожность при подключении диода к схеме, так как в результате разряда статического электричества диод может испортиться. Самое неприятное заключается в том, что при этом отсутствуют какие-либо внешние признаки выхода диода из строя.
Рис. 19. Чертеж платы трансвертера 432/21 МГц. Пунктиром покапаны проводники, проложенные с обратной стороны платы.
Диод по прежнему исправно детектирует напряжение гетеродина, без труда можно установить заданный ток смесителя, однако коэффициент передачи падает в 10 раз и более. Чтобы этого не произошло, нужно перед установкой диода взяться за плату второй рукой. При пайке соединительного проводника к линии 2L22 необходимо соединить этот проводник пинцетом с «землей». Заодно пинцет послужит дополнительным теплоотводом.
Что касается остальных деталей трансвертера, то наибольшую осторожность надо соблюдать при пайке маломощных высокочастотных транзисторов.
Наибольшую опасность представляют токи утечки с нагревателя на жало паяльника, поэтому при монтаже лучше соединить корпус паяльника с платой. В остальном конструкция трансвертера не имеет каких-либо особенностей по сравнению с трансвертером 144/21 МГц. Мощные транзисторы также снабжены радиатором, и под транзистор КТ907А подложена полоска медной фольги, соединяющей корпус транзистора с платой. Следует также укоротить до минимума длину выводов конденсатора 2С4, включенного между эмиттером и базой выходного транзистора.
В трансвертере применены конденсаторы типов КМ и КТ. Номиналы конденсаторов, емкости которых превышают 50 пФ, некритичны и могут быть изменены в пределах от -50 до +100%.
Дроссели 2L2, 2L3, 2L5, 2L7, 2L15 - бескаркасные, изготовлены из отрезка провода марки ПЭВ диаметром 0,3-0,4 мм. При изготовлении провод длиной 70 мм наматывается виток к витку на оправку диаметром 2 мм. Длина дросселя не играет существенной роли н может изменяться в зависимости от условий монтажа.
Катушки 2L1, 2L4 и 2L6 бескаркасные, намотаны на оправке диаметром 5 мм посеребренным проводом диаметром 0,8 мм. Катушки 2L1 и 2L6 имеют по два витка, а катушка 2L4 - три витка. Шаг намотки 2 мм.
Катушка 2L12 бескаркасная, диаметр оправки 9 мм, диаметр провода 0,8 мм. Катушка имеет восемь витков с отводами от полуторного витка, если считать от заземленного конца. Длина намотки - 11 м.
Катушка 2L13 бескаркасная, намотана посеребренным проводом 0,8 мм на оправке диаметром 7 мм. Длина намотки 7 мм, число витков четыре. Отвод для связи с коллектором транзистора 2Т8 сделан от полуторного витка, а для связи с базой транзистора 2Т9-от четвертого витка, считая от заземленного конца.
Катушки 2L11, 2L18 и 2L23 намотаны на каркасе диаметром 5 мм. Марка провода ПЭВ-2 0,15, число витков 18. Подстройка осуществляется сердечником из карбонильного железа с резьбой М4.
Конструкция трансвертера 1296/144 МГц
Трансвертер смонтирован на плате из фольгированного стеклотекстолита размером 210X165 мм (рис. 20). В конструкции трансвертера имеется целый ряд особенностей, поэтому рассмотрим эту конструкцию более подробно.
Исключение составляют лишь первые каскады гетеродинного тракта, которые мало отличаются от аналогичных каскадов трансвертера 432/21 МГц. Поэтому остановимся лишь на последних каскадах гетеродина. В приемном тракте это последний утроитель частоты, выполненный на транзисторе ЗТ14.
Сигнал на утроитель поступает с полосового фильтра, резонаторы которого изготовлены из посеребренного провода диаметром 1,5 мм. В цепь связи входят линия 3L30 и емкостный шлейф ЗС72, изготовленные из посеребренного провода диаметром 0,8 мм. Более подробно этот участок платы показан на рис.
21. Емкостный шлейф ЗС72 может быть заменен малогабаритным подстроечным конденсатором емкостью 1-5 пФ. На фотографии видно, что для устранения опасности замыкания линии 3L30 на «землю» под линяю подложена фторопластовая пленка. Резонаторы, входящие в полосовой фильтр, установленный на выходе утро-ителя, также изготовлены из провода диаметром 1,5 мм.
Зазор между линией и платой 1,0 мм. Роль подстроечных конденсаторов выполняют емкостные шлейфы, изготовленные из провода диаметром 0,8 мм. Конденсатор связи, обозначенный на принципиальной схеме как ЗС67, также выполнен в виде отрезка провода.
Провод припаян к левому по схеме резонатору.
Рис. 20. Чертеж платы УКВ трансвертера 1296/144 МГц.
Связь можно регулировать подгибанием или отгибанием проводника от «горячего» конца правого резонатора. При регулировке оказалось, что емкость этого проводника на «землю» достаточна для настройки в резонанс линии 3L26, поэтому емкостный шлейф, обозначенный иа схеме как ЗС66, отсутствует. Однако для удобства настройки лучше укоротить линию 3L26 примерно на 5 мм и все же добавить емкостный шлейф длиной 5-10 мм.
Связь с диодным смесителем осуществляется с помощью отрезка линии, изготовленной из посеребренного провода диаметром 0,8 мм. Для создания емкости связи конец линии делает 3Д оборота вокруг керамического корпуса диода. Для закрепления диода вокруг его электродов сделано по три витка посеребренного провода.
Зазор между диодом и платой составляет 4 мм.
Рис. 21. Монтаж гетеродина приемного тракта и диодного смесителя.
Усилитель высокой частоты приемного тракта содержит четвертьволновый короткозамкнутый шлейф 3L22 и два резонатора 3L23 и 3L24. Все они изготовлены из посеребренного провода диаметром 1,5 мм. Зазор между проводом и платой 0,8-1,0 мм.
Для удобства настройки лучше укоротить линии 3L23 и 3L24 на 5 мм и добавить емкостные шлейфы из провода диаметром 0,8 мм, длиной 5-10 мм аналогично тому, как это сделано у линии 3L28.
Усилитель гетеродина, относящийся к передающему тракту, выполнен на транзисторах ЗТ4-ЗТ6. Все три транзистора снабжены общим радиатором. Для этого в плате должны быть сделаны отверстия, соответствующие внешнему диаметру транзисторов.
Транзисторы припаяны к плате таким образом, чтобы их теплоотводящие фланцы выступали на 1 мм с обратной стороны платы.
Варакторный диод закреплен на плате с помощью двух полосок медной фольги, обернутой вокруг его электродов. Толщина фольги 0,2 мм, ширина полосок 5 мм.
Полосовой фильтр (рис. 22), так же как и все подстроечные конденсаторы, стоящие в высокочастотной части передающего тракта, изготовлен из тонкой листовой меди толщиной 0,2 мм. Для придания жесткости линиям 3L9 и 3L10 у них сделаны бортики высотой 1 мм. К этим бортикам у «горячего» конца линии припаяно по две прямоугольные пластинки размером 6X6 мм.
Эти пластинки являются частью конденсаторов связи ЗС15, 3C17, ЗС19. Ответные пластанки таких же размеров с помощью отрезков провода диаметром 0,8 мм припаяны к соответствующим опорный точкам. Изменяя зазор между пластинками, можно регулировать степень связи. Зазор между линиями 3L9, 3L10 и платой составляет 0,8-1,0 мм.
Для настройки линий в резонанс служат лепестки размером 5X5 мм. Для снижения потерь иа излучение линии окружены экраном. Высота экранирующих перегородок 16 мм.
Рис. 22. Монтаж параметрического преобразователя и полосового фильтра.
Усилитель мощности выполнен на транзисторах ЗТ1-ЗТЗ. Транзисторы снабжены общим радиатором н припаяны к плате таким образом, чтобы теплоотводящие фланцы выступали с обратной стороны платы на 1 мм. На таких высоких частотах выводы транзисторов представляют собой отрезки полосковых линий.
Поэтому во избежание нежелательных эффектов корпусы транзисторов, являющиеся заземленной обкладкой этих линий, лучше соединить с платой. Для этого служат полоски из тонкой медной фольги, проложенные между транзисторами и радиатором. Концы полосок выведены наверх и припаяны к плате.
Следует обратить внимание на минимальную длину эмиттерных выводов.
Возбуждение на выходной каскад поступает по двум четвертьволновым линиям, изготовленным из посеребренного провода диаметром 0,8 мм. Зазор между линиями и платой составляет 1 мм. При этом важна только длина линий, а их конфигурация не играет особой роли.
Паразитная индуктивность конденсаторов ЗС12, ЗС2, 3С3 входит в состав коллекторных контуров, поэтому важно, чтобы размеры и тип этих конденсаторов соответствовали оригиналу. В противном случае настройка усилителя будет затруднена. На чертеже платы (рис.
20) не показаны цепи питания баз выходных транзисторов. В эти цепи входят диоды ЗД1, ЗД2 и резисторы 3R4, 3R7. стоящие вертикально около эмиттерного вывода транзисторов ЗТ1, ЗТ2. К верхним концам этих цепочек, состоящих из параллельно включенных диода и резистора, припаяны дроссели 3L3, 3L4. К этим же точкам припаяны резисторы 3R2 и 3R5. Другие концы дросселей 3L3, 3L4 присоединены к базам выходных транзисторов.
Размеры пластинок, выполняющих роль подстроечных конденсаторов, показаны на рисунке платы. Зазор между пластинками и платой подбирается при настройке и составляет 1 мм и менее. Вместо самодельных конденсаторов можно также применить малогабаритные керамические подстроечные конденсаторы емкостью 0,5-2,5 и 1-5 пФ.
Выводы этих конденсаторов должны быть как можно более короткими. В трансвертере применены резисторы типов МТ и МЛТ, конденсаторы типов КМ и кт. Дроссели 3L1-3L4, 3L7, 3L8, 3L14-3L16, 3L29 бескаркасные, намотаны на оправке диаметром 2 мм проводом ПЭЛ, ПЭВ-1 диаметром 0,2-0,3 мм. Длина провода 40 мм (для 3L14 и 3L15-80 мм).
Дроссель 3L27 бескаркасный, диаметр оправки 3,5 мм, провод ПЭЛ, ПЭВ-1 диаметром 0,4-0,5 мм, длина провода 200 мм. Катушка 3L11 бескаркасная, намотана на оправке диаметром 9 мм, диаметр провода 0,8 мм, число витков четыре, длина намотки 5 мм. Катушка 3L12 бескаркасная, диаметр оправки 5 мм, диаметр провода 0,8 мм, число витков три, длина намотки 4 мм.
Катушка 3L18 бескаркасная, диаметр оправки 9 мм, диаметр провода 0,8 мм, число витков 8, длина намотки 11 мм, отводы от первого витка, если считать от заземленного конца. Катушка 3L19 бескаркасная, диаметр оправки 7 мм, диаметр провода 0,8 мм, число витков три, длина намотки 5 мм, отводы от первого витка к транзистору ЗТ9 и от 2,5 витка к транзистору 3T10.
Катушка 3L25 бескаркасная, диаметр оправки 5 мм, диаметр просода 0,8 мм, число витков пять, длина намотки 8 мм. Катушка 3L17 намотана на каркасе диаметром 5 мм, провод ПЭЛ, ПЭВ-1 диаметром 0,15, число витков 18. Для подстройки использован сердечник из карбонильного железа с резьбой М4.
Конструкция основного блока 21 МГц
Блок 21 МГц смонтирован на плате из фольгированного стеклотекстолита размером 210x165 мм. Чертеж платы и схема размещения деталей показаны на рис. 23.
Видно, что в данном случае применен тот же метод монтажа на опорных точках, который был использован при конструировании трансвертеров. Более низкие рабочие частоты позволяют не применять специальных мер по уменьшению индуктивности выводов. Поэтому в плате отсутствуют отверстия для крепления транзисторов, которые в случае высокочастотного монтажа позволяли свести к минимуму прежде всего индуктивность эмнттерного вывода.
На плате имеются две экранирующие перегородки. Одна из них экранирует катушку гетеродина, а вторая - оконечный каскад передающего тракта. Перегородки выполнены также из фольгированного стеклотекстолита и имеют высоту 30-35 мм.
В остальном конструкция блока не имеет особенностей.
Рис. 23. Чертеж плиты основного блока 21 МГц.
Катушка гетеродина 4L5 намотана на керамическом каркасе и имеет 12 витков провода диаметром 0,6-0,8 мм. Длина намотки 20-25 мм. Диаметр каркаса 18 мм.
Катушки 4L1 и 4L12 намотаны на каркасах диаметром 8 мм и намотаны виток к витку проводом ПЭВ-2 диаметром 0,4-0,5 мм. Количество витков-12. Катушки связи 4L2 и 4L11 имеют по три витка.
Катушки 4L6-4L9 намотаны на общем тороидальном сердечнике К20Х9Х5 из феррита М30ВЧ2. Катушки намотаны проводом ПЭЛШО 0,3-0,4 и имеют соответственно: 4L6-2X3 витка, 4L7-4 витка, 4L8-12 витков, 4L9-2x1 витка. Катушки 4L6 и 4L9 намотаны двумя скрученными проводами; начало одного провода соединено с концом другого.
Катушка 4L10 - дроссель типа Д-0,1 или любой другой индуктивностью 20-50 мкГн. Катушки 4L3, 4L4 имеют по 250 витков провода ПЭЛШО 0,1-0,15 и намотаны на ферритовых кольцах 2000НН К18Х8Х5.
Трансформаторы 4Тр1 и 4Тр2 применены от приемника ВЭФ12 или от любого другого переносного приемника. Подстроечные конденсаторы 4С2, 4С25 и -4СЗЗ - типа КПКМ. Подстроечный конденсатор 4С17 лучше выбрать с воздушным диэлектриком. Остальные конденсаторы типов КМ, КТ и К50-6.
Резисторы - типа МЛТ-0,25.
Компоновка радиостанции
Радиостанция включает в себя четыре независимых высокочастотных блока, смонтированных на одинаковых платах, и общий блок питания, причем не накладывается какое-либо особое требование на длину соединительных кабелей и проводов. Это позволяет достаточно свободно компоновать радиостанцию, и. каждый радиолюбитель может выбрать наиболее удобный для себя вариант.
Одни из возможных способов компоновки радиостанции показан на рис. 24. Данный вариант рассчитан исключительно для использования совместно с коротковолновым SSB трансивером, поэтому в нем отсутствует блок 21 МГц. Радиостанция смонтирована в прямоугольном корпусе со съемными верхней и нижней крышками.
Корпус имеет следующие размеры: ширина 370, глубина 300, высота 110 мм. На высоте 55 мм расположено шасси, которое делит корпус на верхний гг нижний отсеки одинакового размера. В передней части шасси имеется окно шириной 80 мм, в которое помещен блок питания радиостанции. На передней панели закреплены переключатель диапазонов В1 и стрелочный индикатор, предназначенный для контроля токов выходных каскадов.
Рис. 24. Внешний вид самодельной УКВ радиостанции на три диапазона.
Все гнезда для подключения антенн, внешнего трансивера и цепей управления выведены на заднюю стенку для того, чтобы освободить пространство перед радиостанцией от большого количества соединительных кабелей и проводов Отвод тепла от мощных транзисторных каскадов осуществляется с помощью медных или алюминиевых пластин толщиной 2-3 мм. Край каждой пластины загнут иод углом 90° и закреплен на боковой стенке радиостанции. Таким образом, в качестве радиатора используется корпус радиостанции.
Жутяев С. Г. Любительская УКВ радиостанция, 1981 год.