Простой SSB-трансивер на диапазон 160 м

Этот лампово-полупроводниковый SSB-трансивер прямого преобразования на диапазон можно рекомендовать для повторения начинающим радиолюбителям, делающим свои первые шаги в увлекательном мире радиоволн. Трансивер не содержит дорогих и дефицитных деталей, прост в изготовлении, несложен в настройке и обеспечивает вполне удовлетворительные результаты при работе в эфире.

Технические характеристики:

• мощность, подводимая к оконечному каскаду..........10—13 Вт;
• мощность, отдаваемая в эквивалент антенны (75 Ом)......7—8 Вт;
• подавление несущей...............................................................50 дБ;
• рабочий диапазон частот........................................1,8—2,О МГц;
• чувствительность приемного тракта...................................5 мкВ;
• входное сопротивление приемника..................................75 Ом;
• выходное сопротивление передатчика..............................75 Ом.

Несмотря на простоту конструкции, трансивер имеет лишь один недостаток по сравнению с Трансиверами, построенными по супергетеродинной схеме с применением электромеханических фильтров — меньшую селективность в режиме приема и меньшее подавление верхней боковой полосы в режиме передачи, которое составляет 20—40 дБ. Принципиальная схема трансивера показана на рис. 11.

В режиме приема сигнал из антенны через контакты реле К3.2, конденсатор С14 и контакты реле К2.2 поступает на входной контур L6C15*, настроенный на среднюю Частоту диапазона 1850 кГц. Диоды VD1, VD2 служат для защиты входа от воздействия сильных атмосферных и индустриальных помех.

Усилитель радиочастоты (УРЧ) отсутствует. Однако чувствительности приемника в несколько единиц микровольт вполне достаточно для нормальной работы на диапазоне 160 м. Через катушку связи L7 выделенный сигнал поступает на смеситель, выполненный на диодах VD3—VD6. Смеситель связан с гетеродином катушкой связи L12.

Конденсатор С17* и резистор R10 образуют простейший ВЧ-фа-зовращатель. Напряжение на конденсаторе сдвинуто по фазе относительно напряжения на резисторе на 90°, что обеспечивает необходимые фазовые сдвиги в каналах смесителя. Конденсаторы С16, С18—С20 и катушки L8, L9 служат для разделения ВЧ- и НЧ-токов, протекающих в каналах смесителя. НЧ-фазовращатель содержит симметрирующий трансформатор L10 и две фазосдвигаю-щие цепочки R13*C22* и R14*C21*. С низкочастотного выхода однополосного смесителя сигнал попадает на фильтр нижних частот (ФНЧ) C23L11C24, который ослабляет частоты выше 2700 Гц.

С ФНЧ через контакты SA1.1 сигнал поступает на универсальный усилитель звуковой частоты (УЗЧ), используемый как при приеме, так и при передаче. Выход УЗЧ нагружен высокоомными телефонами (800—3200 Ом).

В режиме передачи сигнал с динамического микрофона, например, МД-200, через резистор R23, регулирующий уровень, поступает на универсальный УЗЧ. Диод VD11 служит для отключения микрофона при работе трансивера на прием. С выхода УЗЧ через контакты SA1.1 усиленный сигнал поступает на ФНЧ.

Диоды VD7, VD8, стоящие на входе ФНЧ, срезают пики звукового сигнала при слишком громком разговоре перед микрофоном. Возникающие при ограничении звукового сигнала гармоники, лежащие за пределами звукового диапазона, подавляются ФНЧ. В режиме приема напряжения на выходе ФНЧ никогда не превышают порога отпирания диодов (0,5 В), и поэтому они не влияют на работу трансивера.

Смеситель трансивера является обратимым и при работе на передачу действует как балансный модулятор. Сформированный сигнал через катушку связи L7 выделяется на входном контуре L6C15*, откуда через контакты реле К2.2 поступает на четырехкаскадный УРЧ. Усиленный ВЧ сигнал поступает на управляющую сетку радиолампы усилителя мощности VL1. Сеточное смещение -15 В, подаваемое от выпрямителя, обеспечивает работу лампы в режиме АВ. Напряжение на экранной сетке +100 В стабилизировано стабилитроном VD10.

В режиме приема контакты К1.1 замыкаются на «землю», и напряжение на экранной сетке VL1 становится равным нулю, что приводит к полному запиранию этой лампы. Такое управление выходным каскадом передатчика при переходе с передачи на прием обеспечивает также быстрый разряд высоковольтных электролитических конденсаторов большой емкости в блоке питания при выключении трансивера, что необходимо для выполнения требований электробезопасности.

Питание анодной цепи лампы осуществляется по параллельной схеме. Постоянная составляющая анодного тока (+300 В) поступает от источника питания через миллиамперметр РА1, резистор R22 и катушку L4. Переменная ВЧ-составляющая снимается с анода VL1, проходит через «антипаразитную» цепочку L3R19, конденсатор С12 и ответвляется в выходной П-контур C33L5C34C35. Для настройки контура в резонанс служит переменный конденсатор СЗЗ, для настройки связи с антенной — конденсаторы С34, С35. Для индикации настройки контура в резонанс установлена неоновая лампа VL2, слабо связанная с контуром через емкость конденсатора С14 и емкость монтажа (один вывод лампы остается свободным).

Гетеродин трансивера собран по схеме с емкостной обратной связью на транзисторе VT5. Контур L13C26C27* настроен на частоту сигнала, и перестраивать его по диапазону можно конденсатором С26. Конденсатор С27 — «растягивающий». Для повышения эффективности работы гетеродина смещение на базу транзистора не подается. В этом случае коллекторный ток имеет вид коротких импульсов (режим С). Напряжение питания гетеродина стабилизировано цепочкой R17VD9.

Питается трансивер от выпрямителя, смонтированного вместе с трансформатором питания в отдельном корпусе. Такое решение позволяет устранить фон и наводки переменного тока практически полностью. Схема источника питания показана на рис. 12.

В блоке питания использован трансформатор ТС-270 от блока питания телевизора «Радуга-716», который является весьма громоздким. При желании уменьшить конструкцию можно использовать любые имеющиеся под рукой силовые трансформаторы мощностью 30—60 Вт, например ТАН30, ТАГО1, в которых, соединив последовательно обмотки, можно получить анодное напряжение +300...+320 В, напряжение питания накала лампы 6,3 В; а собрав схему удвоения напряжения 6,3 В, получить напряжение —13____—15 В для питания основной схемы (рис. 13). От напряжения -20 В придется отказаться, подобрав реле с напряжением срабатывания 12—13 В,

Проводники с напряжением 6,3 В, питающим накал лампы VL1, необходимо свить вместе и проложить отдельным жгутом, чтобы избежать появления фона в УЗЧ. С этой Же целью при использовании блока питания, собранного по схеме на рис. 13, стабилитрон VD11 необходимо установить в корпусе трансивера (вместе с конденсаторами СГ и С2'). Используемый в трансивере универсальный УЗЧ является очень чувствительным усилителем. Может получиться так, что не удастся избавиться от возникающего в нем самовозбуждения.

В этом случае придется ввести раздельные УЗЧ — для приема и микрофонный — для передачи (рис. 14.) Места подключения на принципиальной схеме обозначены буквами А и А' (см. рис. 11 и рис. 14).

В микрофонном усилителе применяют динамический микрофон, можно тот же МД-200, а телефонный УЗЧ рассчитан на подключение телефонов с сопротивлением постоянному току от 50 Ом и выше или громкоговорителя. Особенностей в работе такая схема не имеет.

При нестабильности частоты гетеродина (частота «плывет») необходимо собрать гетеродин с буферным или развязывающим каскадом (рис. 15). Место его подключения вместе с гетеродином показано на схеме трансивера (рис. 11 и рис. 15) буквами В и В', С и С', D и D'.

Для увеличения чувствительности приемного тракта трансивера можно собрать УРЧ (рис. 16), место подключения которого показано буквами Е и Е, F и F1, Н и Н', К и К', L и L' (см. рис. 11 и рис. 16).

Сигнал на базу VT16 поступает с катушки связи L16. Рсоиыир хх-и обеспечивает смещение рабочей точки на линейный участок переходной характеристики транзистора. Цепочка C54R43 служит для регулировки усиления по ВЧ. Увеличение сопротивления резистоpa R43 повышает отрицательную обратную связь и соответственно снижает усиление. При этом уменьшается и вероятность возникновения перекрестных помех как в УРЧ, так и в смесителе.

Диоды VD14, VD15 играют роль электронного переключателя. Диод VD14 при приёме открывается коллекторным током транзистора VT16 и не влияет на работу УРЧ.

Через катушку L7 контур L6C55* связан с однополосным смесителем. При передаче питание подается на транзисторы УРЧ передатчика VT1—VT4, снимается с транзистора УРЧ приемника VT16. Диод VD15 при этом открывается, соединяя вход усилителя с контуром L6C55*.

В трансивере возможно применение очень широкого спектра деталей. Высокочастотные транзисторы VTl—VT5, VT14—VT16 могут быть серий КТ312, КТ315 с любым буквенным индексом. В УЗЧ и микрофонном усилителе (универсальном УЗЧ) можно использовать любые маломощные низкочастотные транзисторы, например, МП14—МП16, МП39—МП42, ГТ108 и т. д. Желательно, чтобы транзисторы VT8 и особенно VT9 (для универсального УЗЧ — VT6) были малошумящими, например, КТ326, КТ361.

В однополосном смесителе можно использовать любые высокочастотные германиевые диоды Д311, Д312, ГД507, ГД508. С несколько худшими результатами можно применить и диоды серий Д2, Д9, Д18—Д20. Любой из перечисленных диодов можно применить и в УЗЧ в качестве VD11. Коммутирующие и ограничительные диоды VD1, VD2, VD7, VD8, VD12—VD15 — маломощные, любого типа, но обязательно кремниевые, например Д104, Д105, Д223 и им подобные. Кремниевые диоды отпйраются при прямом напряжении 0,5 В и поэтому обладают хорошими изолирующими свойствами при отсутствии напряжения смещения.

Стабилитрон VD9 рассчитан на напряжение стабилизации 7—8 В, например КС168А, Д&14А. Стабилитроном VD10 стабилизируется напряжение +100 В экранной сетки лампы VL1. Для этого подойдет Д817Г или три включенных последовательно стабилитрона Д816В, или десять включенных последовательно стабилитронов Д815Г.

Резисторы, используемые в трансивере, могут быть любых типов, важно только, чтобы их допустимая мощность рассеяния была не ниже указанной на принципиальной схеме. Резистор R21 сопротивлением 20 кОм и мощностью рассеяния 10 Вт собирается из пяти, включенных параллельно резисторов сопротивлением 100 кОм и мощностью рассеяния 2 Вт.

В колебательных контурах трансивера желательно использовать керамические конденсаторы постоянной емкости. Особое внимание следует уделить подбору конденсаторов гетеродина С27, С28, СЗО, С46—С49, С50. Они должны иметь малый температурный коэффициент емкости (ТКЕ). Кроме керамических, в контурах можно использовать слюдяные опрессованные конденсаторы типа КСО или герметизированные типа СГМ.

Конденсаторы, относящиеся к П-контуру и анодным цепям выходного каскада CIO—С14, должны быть рассчитаны на рабочее напряжение не ниже 500 В.

Конденсаторы переменной емкости С26, СЗЗ—С35, С51 должны иметь воздушный диэлектрик. Емкости разделительных и блокировочных конденсаторов некритичны. Увеличение их емкости в 2—3 раза не влияет на работу трансивера. То же самое относится и к емкости электролитических конденсаторов низкочастотной части трансивера. Их рабочее напряжение может быть любым, но не ниже 15 В.

Вместо 6П31С возможно применение однотипных лучевых тетродов 6П44С, 6П36С или даже 6П13С, правда, в последнем случае придется уменьшить напряжение смещения на управляющей сетке до -12 В или повысить питающее напряжение экранной сетки до + 125 В. Лампу VL2 можно заменить на ТН-0,2 или на любую неоновую.

Переключатель SA1 — ТП1 или ему подобный. Прибор РА1, служащий для контроля анодного тока лампы VL1, а следовательно, и подводимой мощности, — любой малогабаритный с током полного отклонения 120 мА. Реле Kl, К2, КЗ — любые малогабаритные с напряжением срабатывания 18—20 В, например РЭС9, РЭС10, РЭС32, РЭС48, РЭС49.

Данные катушек трансивера: катушка L5 имеет картонный про-парафиненный каркас диаметром 30 мм (рис. 17.д). Намотка произведена проводом ПЭВ-2 диаметром 0,5 мм виток к витку. Длина намотки 45 мм, число витков 83, индуктивность 106 л4кГн.

Катушка L3 намотана на одноваттном резисторе (МЛТ-1) R19 и имеет 7 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,5 мм, равномерно распределенного по длине резистора. L4 — стандартный дроссель с индуктивностью 220 мкГн, рассчитанный на ток не менее 0,15 А.

Число витков катушек   Таблица 3

Катушка L14 в сеточной цепи лампы VL1 — дроссель, намотанный на резисторе ОМЛТ-0,5 (МЛТ-0,5) сопротивлением не менее 100 кОм. Намотка содержит около 300 витков провода ПЭЛШО диаметром 0,1 мм, размещенного внавал между двумя щечками (рис. 17.6). Щечки изготовляют из любого изоляционного материала.

Катушки L8 и L9 — стандартные дроссели индуктивностью 470 мкГн. При самостоятельном изготовлении их наматывают на ферритовых колечках с наружным диаметром 7—10 мм и проницаемостью 1000—3000. Число витков около 70. Провод ПЭЛШО диаметром 0,1 мм. Остальные контурные катушки наматывают либо на броневых сердечниках типа СБ-12, либо на стандартных каркасах диаметром 6 мм с подстроечным ферритовым сердечником диаметром 2,7 мм. Провод ПЭЛШО диаметром 0,1 мм. Число витков указано в табл. 3.

Катушки связи намотаны поверх соответствующих контурных катушек: L7 поверх L6; L12 поверх L13; L16 поверх L15.

Катушка L10 намотана на ферритовом кольце К20х12х6, с проницаемостью 2000, проводом ПЭЛШО диаметром 0,1 мм. Ее наматывают двумя сложенными вместе проводами; после намотки начало одного провода соединяют с концом другого, образуя средний вывод 500 + 500 витков. Катушку L11 наматывают на ферритовом кольце К20х12х6, с проницаемостью 2000, проводом ПЭЛШО диаметром 0,1 мм, она имеет 270—300 витков. В качестве L10 и L11 можно применить трансформаторы от портативного транзисторного приемника (первичная обмотка не используется). Однако при этом увеличивается риск магнитных наводок от сетевой аппаратуры.

Резонансные контуры, выполненные на стандартных катушках L1, L2, в УРЧ передающей части, возможно, придется дополнительно экранировать, припаяв вокруг каждой из катушек с 4-х сторон на всю высоту каркаса по полоске луженой жести.

Налаживание трансивера начинают с низкочастотной части в режиме приема. Предварительно, в целях безопасности, отпаивают провод питания +300 В. Движки всех подстроенных резисторов выводят в среднее положение. На коллекторе транзистора VT7 универсального УЗЧ напряжение должно равняться половине питающего, что достигается подбором сопротивления резистора R25*.

При использовании раздельных микрофонного и телефонного УЗЧ «подгоняют» напряжения на эмиттерах VT12 и VT13 (-6 В) подбором сопротивления R35* и на коллекторах VT10 и VT7 (-6...-8 В) подбором сопротивлений R31* и R27* соответственно.

Движком резистора R16 устанавливают напряжение на эмиттере VT5 -4 В (или VT15 по рис. 15). Убеждаются в работоспособности гетеродина с помощью осциллографа или ВЧ-вольтметра, подсоединив его к коллектору VT5 (к эмиттеру VT15) или к одному из крайних выводов катушки L12 (0,2—0,3 В).

Далее «подгоняют» частоту гетеродина. Вращая сердечник катушки L13 (L17) и подбирая емкость С27* (С50*), получают перекрытие конденсатором С26 (С51) по частоте гетеродина 1830—1930 кГц. При использовании гетеродина, собранного по схеме на рис. 15, настраивают контур L13C45* в резонанс на частоту 1850 кГц подбором емкости С45* и вращением сердечника катушки L13. Для контроля применяют частотомер или любой связной приемник с диапазоном 160 м.

Настройка УРЧ приемной части сводится к проверке напряжения на эмиттере VT16 (рис. 16, оно должно составлять 6—9 В), и к подстройке контуров L15C52*, L6C55*. Режимы транзисторов УРЧ передающей части VT1—VT4 предварительной подгонки не требуют.

Переключив трансивер в режим передачи, оценивают (с помощью осциллографа или ВЧ вольтметра) напряжение несущей на контурах L1C4* и L2C7*. Подстраивая сердечники катушек контуров, добиваются максимального увеличения его амплитуды. Подстраивать контуры можно и потом по максимуму выходной мощности.

Настроив контуры в режиме передачи, снова переводят трансивер в режим приема и, прослушивая сигналы радиостанций из эфира (в ночное или вечернее время), добиваются максимального подавления верхней боковой полосы с помощью подстроечного резистора R10. Это лучше всего сделать при прослушивании немодули-рованной несущей, расстроив гетеродин трансивера вниз по частоте на 1—1,5 кГц относительно частоты этой несущей. Если подавление получается неудовлетворительным, то вначале подбирают емкость конденсатора С17* (в пределах 270—380 пФ), а при отрицательном результате в дальнейшем — и номиналы резисторов Rl3*, R14* и конденсаторов С21*, С22* НЧ-фазовращателя. И снова повторяют регулировку.

Налаживание выходного каскада передатчика трансивера сводится к проверке режима лампы VL1. Восстановив питание на VL1, проверяют напряжения на управляющей сетке -15 В, на экранирующей сетке +100 В и на аноде +300 В.

Для контроля выходной мощности передатчика подключают вместо антенны безындукционный резистор сопротивлением 50—100 Ом (75 Ом) и мощностью рассеяния до 10—15 Вт. Такой резистор можно изготовить из 7 резисторов МЛТ-2 сопротивлением 510 Ом, спаяв их параллельно. В качестве нагрузки передатчика можно применить и лампу накаливания мощностью 15—25 Вт на напряжение 36 или 60 В, в крайнем случае — на 127 В (когда тайая лампа светится, ее сопротивление около 50 Ом). Проверяют анодный ток покоя VL1, для чего включают трансивер в режим передачи (микрофон при этом отключен). Нормальный ток покоя 10—30 мА. При отклонении от этого значения целесообразно подобрать стабилитрон VD10 или резистор R21.

Подсоединяют микрофон и произносят перед ним громкий протяжный звук «А». Ток анода должен возрасти до 120—150 мА. Конденсаторами СЗЗ, С34, С35 добиваются максимума ВЧ-напря-жения на нагрузке или максимального свечения лампы — эквивалента антенны. При настройке П-контура в резонанс анодный ток VL1 должен уменьшиться на 20—30 мА, а неоновая лампочка VL2— светиться. При слишком сильной связи с нагрузкой ток почти не уменьшается, а неоновая лампа светится слабо или не светится совсем. Наоборот, при слабой связи с нагрузкой ток при настройке в резонанс уменьшается сильно, а неоновая лампа светит ярко. Это свидетельствует о перенапряженном режиме анодной цепи выходной лампы. Как слишком сильная, так и слабая связь с нагрузкой приводит к уменьшению отдаваемой мощности, что заметно по яркости свечения лампы накаливания (эквивалента нагрузки).

На этом настройка считается законченной. Похожим на ету схему является ламповый метров.

Литература: А.П. Семьян.  500 схем для радиолюбителей (Радиостанции и трансиверы) СПб.: Наука и Техника, 2006. - 272 с.: ил.