Трансивер «Астана-Радио-2006»

(часть 2)
Режим передачи CW
При работе на передачу в телеграфном режиме питание с транзисторов VT1, VT2, VT11 снимается (контактами переключателя SA1.1) и подается на электронный телеграфный ключ, выполненный на микросхемах DD1…DD3, а так же и на реле К3, К4. Контакты К3.1 замыкают часть резистора R15 разбалансируя, тем самым, балансный модулятор, что необходимо для получения CW-сигнала в данной схеме (следует отметить – при данной схеме формирования телеграфного сигнала не требуется применения отдельного кварцевого гетеродина с дополнительным кварцевым резонатором). Контакты реле К4.1 подключают к генератору катушку L12, подстройкой сердечника которой частоту КГ устанавливают на середину АЧХ кварцевого фильтра, с целью обеспечения возможности прохождения CW-сигнала через усилительный тракт трансивера. Остальной путь прохождения сигналов такой же, как и в режиме SSB. Для прослушки своего телеграфного сигнала в режиме передачи CW используется сигнал тонального генератора электронного ключа. Уровень прослушки регулируется резистором R109. Это более комфортно для слуха, так как сигнал чистый и однотонный по спектру, а его тон устанавливается по желанию оператора подстройкой резистора R105. Телеграфный электронный ключ выполнен на микросхемах МОП-структуры DD1, DD2, DD3. На микросхеме DD1 выполнен управляемый генератор импульсов с регулируемой частотой (R100-регулировка скорости передачи телеграфных посылок), на триггере DD2.2 – формирователь тире, на логическом элементе 2И-НЕ DD3.2 – схема сложения, на логических элементах DD3.1, DD3.3, DD3.4 – генератор звуковой частоты, на транзисторе VT21 – эмиттерный повторитель, светодиод VD45 – визуальный индикатор (нагрузка эмиттерного повторителя) работы электронного ключа. Работает ключ следующим образом. При нейтральном положении манипулятора SA5 на вход элемента DD1.2 и на вход 8 элемента DD1.3 поступает логическая единица через резистор R101. Генератор DD1 заторможен: на входе С (3) триггера DD2.1 логический ноль. Логическая единица на входе R (10) триггера DD2.2 устанавливает «единицу» на его выходе 12. При переводе манипулятора в положение «точки» (SA5 налево по схеме) на входа 6 и 8 DD1 поступает логический «ноль», генератор начинает работать. Импульсы подаются на вход «С» триггера DD2.1, который формирует точки, поступающие через элемент DD3.2 на транзистор VT21, а также на вход 8 элемента DD3.3 разрешая, тем самым, работу звукового генератора. Триггер DD2.2 при этом удерживается в исходном состоянии уровнем логической единицы, поступающим на его вход R (10) через резистор R107. Элемент DD3.2 обеспечивает передачу точки нормальной продолжительности даже при кратковременном замыкании манипулятора SA5. При переводе манипулятора SA5 в положение «тире» (направо по схеме) генератор импульсов и триггер DD2.1 работает, как и в положении «точки», однако с входа R (10) триггера DD2.2 снимается запрет, и он изменяет своё состояние под действием импульсов с триггера DD2.1. Импульсы с выходов триггеров DD2.1 и DD2.2 суммируются на элементе DD3.2 формируя тире. Элемент DD3.2 обеспечивает передачу тире даже при кратковременном замыкании манипулятора. Ключ формирует стандартный код Морзе на всех рабочих скоростях (от 30 до 300 знаков в минуту). Тон сигнала звукового генератора ключа определяется величиной сопротивления резистора R105, а также величиной емкости конденсатора С88. Светодиод VD45 при работе ключа моргает в такт с посылками точек и тире. Посылки положительной полярности в такт с точками и тире через резисторы R104, R89 и диод VD40 запускают кварцевый генератор VT20 в работу. Изменением емкости конденсатора С79 можно изменять форму скатов телеграфных посылок.
Блок питания трансивера
Принципиальная электрическая схема блока питания трансивера показана на рисунке №2. Он состоит из понижающего сетевого трансформатора Т1, выпрямительного моста на диодах VD49…VD52 и стабилизатора напряжения 12 вольт (DA2, VT25, VT26, VT27). В качестве регулирующего элемента стабилизатора используется транзистор VT27. Обычно такое включение транзистора применяют для получения минусового стабилизированного напряжения относительно корпуса. Однако в этой схеме получено плюсовое выходное напряжение, в результате чего коллектор силового регулирующего транзистора оказался на корпусе и, как следствие, отпала необходимость в применении отдельного (массивного!!!) радиатора охлаждения. Кроме того, на эмиттере VT27 присутствует отрицательное напряжение относительно корпуса, которое можно использовать для запирания и регулировки усилительных каскадов трансивера (особенно это касаемо транзисторов серии КП302). Опорное напряжение в стабилизаторе формируется цепочкой VD48, VT25 и подано оно на прямой вход операционного усилителя. С помощью резистора R119 можно регулировать в небольших пределах выходное стабилизированное напряжение от 11 до 13 вольт (по инвертирующему входу операционного усилителя). Светодиод VD53 служит для визуальной индикации включения блока питания. Данный стабилизатор обеспечивает напряжение на выходе +12 вольт с коэффициентом стабилизации 40000, при токе нагрузки 1 ампер. В качестве силового трансформатора использован унифицированный накальный трансформатор типа ТН17-127/220-50. Этот трансформатор рассчитан на мощность 30 ватт. Он имеет три обмотки с выходным напряжением по 6,3 вольта, две из них рассчитаны на ток 2,3 ампера и одна на 0,92 ампера. В трансивере использованы две первые. После выпрямителя они дают напряжение около 18 вольт. Для этого выводы трансформатора 2 и 4 соединяют перемычкой. 220 вольт (сеть) подают на выводы 1 и 5. Выводы 11 и 12 также соединяют перемычкой. В результате на выводах 9 и 14 получают выходное переменное напряжение 13 вольт – его и подают на выпрямитель. При выходной мощности трансивера до 5 ватт можно использовать и все три обмотки трансформатора. Для этого перемычками соединяют выводы 8 и 9, а также 10 и 12, а выходное напряжение снимают с выводов7 и 13 (за счет того, что две выходные обмотки имеют пятивольтовые отводы, используются напряжения 5В+5В+6,3В=16,3В). В этом случае на выходе получается переменное напряжение 16,3 вольта, что после выпрямления дает постоянное напряжение 23 вольта. При питании микросхемы стабилизатора таким напряжением улучшается как коэффициент стабилизации, так и коэффициент подавления пульсаций – до 50000 (полнее используется ресурс, заложенный в микросхему).
Детали
В трансивере применены широко распространенные радиодетали. Использованы постоянные резисторы типа МЛТ-1, МЛТ-0,5, МЛТ-0,25, МЛТ-0,125, переменные СП3-4аМ, СП4-1. Конденсаторы КТ, КМ, КСО, КТ4-21(А), К50-33, К50-16, К50-6, К53-14. Конденсатор С64, С65 – дифференциальный типа «бабочка» (от радиостанций Р821, Р822 – изделие номер ЯД4.652.007). Его роторная пластина посажена на корпус через пружинящий латунный контакт, а статорные использованы в качестве двух секций.
Катушки L1, L2, L8, L9 намотаны на цилиндрических каркасах диаметром 8 мм. Намотка выполнена посеребряным медным проводом, толщиной 0,41 мм. Длина намотки 5 мм. Количество витков – по 4 каждая. Отвод у L1, L8, L9 от второго витка, считая снизу по схеме. Эти катушки заключены в алюминиевые каркасы и имеют ферритовые подстроечные сердечники. Катушки L3, L4, L5, L6 намотаны на трехсекционных пластмассовых унифицированных каркасах от карманных радиоприемников с ферритовыми подстроечниками. L3, L5 содержат по 16 витков провода ПЭВ-0,31 с отводами от середины, а L4, L6 по 8 витков того же провода. Намотка выполнена методом внавал, L4 поверх L3, а L6 поверх L5. L7 – дроссель. Он выполнен на резисторе МЛТ-0,5, номиналом 1 Мом, проводом ПЭЛШО-0,16, 200 витков, намотка «Универсаль» (можно внавал – некритично). L10 – дроссель, намотан на резисторе МЛТ-0,25 1 МОм, проводом ПЭЛ-016, 100 витков внавал. Катушка ГПД L11 намотана на керамическом каркасе диаметром 16 мм, посеребряным проводом 0,59 мм в диаметре, количество витков – 10, длина намотки – 15 мм. Катушки L12, L13 намотаны на пластмассовых каркасах от транзисторных радиоприемников, диаметром 5 мм. L12 содержит 20 витков провода ПЭЛ-0,16, L13 – 25 витков того же провода. Намотка – виток к витку. L12 имеет латунный подстроечник, а L13 – ферритовый. L14, L15 – дроссели ДПМ-1,2 30 мкГн и ДМ-3 10 мкГн +/-5%, соответственно. Катушка L16 намотана посеребряным медным проводом диаметром 1,5 мм на оправке (после намотки оправка удаляется) диаметром 22 мм, длина намотки 20 мм. Она содержит 5 витков с отводами от 3-го и 4-го, считая снизу по схеме. L17 – дроссель. Он намотан на отрезке от ферритовой средневолновой антенны. Длина сердечника 25 мм, диаметр 8 мм, намотано 26 витков (виток к витку) провода ПЭЛ-0,69, длина намотки 18 мм. Катушка L18 – два витка кроссировочного провода (жесткого, в полихлорвиниловой изоляции) вокруг антенного вывода (второй конец обмотки свободен). Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце К7х4х2 50ВЧ, проводом ПЭЛШО-0,21. Обе обмотки имеют по 10 витков и намотаны двумя, скрученными между собой с шагом 3 мм, проводами (бифилярно, но в принципе, к симметричности намотки обмоток этого трансформатора можно особых требований не предъявлять).
Кварцы на частоту 15 МГц использованы из наборов, выпускавшихся для трансивера UW3DI («Кварц-4»). Все реле на питающее напряжение 12 вольт - РЭС-10 паспорт РС4.524.303, РЭС-15 паспорт РС4.591.002, РЭС-22 паспорт РФ4.500.129 (замена РФ4.500.233), РЭС-49 паспорт РС4.569.421-02(08). Транзисторы КП302 заменимы на КП307, КП350 на КП306, КТ342 на КТ306, КТ316, МП25Б на МП26Б (можно и на КТ503), КТ920 на КТ922, КТ326 на любые высокочастотные аналогичной структуры с минимально возможными проходными емкостями, светодиоды также вполне заменимы на другие многочисленные типы. В кольцевых балансных смесителях диоды КД503 заменимы на КД514 с лучшим результатом, остальные диоды коммутации (КД503) заменимы на любые кремниевые диоды с аналогичными параметрами и подходящие по размерам. В балансном модуляторе диоды VD7…VD10 желательно подобрать по идентичным параметрам. Варикапы КВ102Г заменимы на варикапы из той же серии, но с другими буквами (примечание: но в этом случае все четыре должны быть с одной буквой!). Диоды Д18, Д2Е заменимы на Д9. Микросхема К174УН14 заменима на импортный аналог TDA-2003. Микросхемы серии К561 заменимы на аналогичные К176 серии, но при этом их питание необходимо понизить до 9 вольт. В качестве измерительной головки применен микроамперметр с током полного отклонения стрелки 100 мкА (М476/3 – от магнитофона «Романтик-3»). Использованы переключатели типов МТ1, МТ3. Динамическая головка ВА1 типа 0,5ГДШ-2 с сопротивлением катушки 8 Ом.
Конструкция
Трансивер выполнен в корпусе размером 223х195х101 мм. В качестве шасси использована дюралюминиевая пластина толщиной 5 мм. Можно использовать и пластину меньшей толщины, но при этом придется усилить её края дюралюминиевыми уголками. В пластине пропилены фигурные отверстия под печатные платы (смотри рисунки №3, 4 и фотографии), просверлены отверстия для прохождения соединительных проводников и нарезки резьбы под болты (М3) крепления печатных плат. ГПД, предоконечный и оконечный каскады усилителя мощности заключены в коробчатые алюминиевые экраны (толщина стенок 1,5 мм). Глубина подвала шасси («КРОСС-подвала» или «Жгут-подвала») 27 мм (снизу). Печатная плата микрофонного усилителя установлена внутри подвала на четырех пластмассовых стойках высотой 5 мм. Основная масса радиодеталей установлена на 6 печатных платах, выполненных путем травления в хлорном железе фольгированного стеклотекстолита (толщина 1,5 мм). Конденсатор С14 на печатной плате не установлен – он подпаивается со стороны печатных проводников к одному из плеч балансного модулятора (плечо определяется экспериментально в зависимости от наилучшего подавления несущей). В печатной плате блока питания просверлены 4 круглые отверстия под силовые диоды, с целью обеспечения их теплового контакта с шасси (их корпуса вставлены в отверстия). ГПД, предварительный и оконечный УМ выполнены навесным монтажом на монтажных стойках и корпусных лепестках. Перед установкой радиодеталей на платы, следует каждую из них проверить на исправность и на соответствие надписей, сделанных на их корпусах, измеренным параметрам. Транзисторы VT13, VT14 имеют тепловой контакт с шасси через отрезки папиросной бумаги (приклеены). Под силовые диоды блока питания подложены пластины из слюды (по одной на два соседних диода). Диоды прижаты к корпусу через эти пластины специальными пружинящими пластинками для обеспечения их теплового контакта с шасси (диоды сначала прижимаются к шасси фиксаторными пластинами, а уже после этого их выводы припаиваются к контактным стойкам и лепесткам). Теплоотвод микросхемы DA1 соединен с шасси непосредственно. Передняя и задняя панели корпуса выполнены из дюралюминия толщиной 1,5 мм. Передняя панель спереди прикрыта пластиковой фальшпанелью (рисунок под ясень – толщина 1,5 мм). На неё наклеены бумажки с надписями обозначений органов управления, сделанными на компьютере, которые защищены пластинками из оргстекла толщиной 2 мм. Шкала также прикрыта пластиной из оргстекла. Динамик прикрыт декоративной пластмассовой решеткой (в передних панелях под решеткой просверлены отверстия для прохождения звука). Верхняя и боковые крышки корпуса трансивера выполнены из текстолита толщиной 2 мм, облагороженного под орех, нижняя – из гетинакса белого цвета. Пластмассовый корпус ничем не хуже выполненного из дюралюминиевых пластин, так как в трансивере наиболее уязвимые с точки зрения экранирования узлы помещены в алюминиевые экраны, а рисунок поверхности декоративного пластика придает внешнему виду трансивера даже некоторый шарм. Внешний вид трансивера показан на фотографиях. На задней панели трансивера установлены разъемы для наушников, управления усилителем мощности, тангенты, микрофона, манипулятора электронного ключа, гнездо сетевого предохранителя и выход сетевого шнура. Углы корпуса трансивера скреплены при помощи железных уголков, выполненных из металла толщиной 2 мм, в которых сделаны по 3 резьбовых отверстия М3 (в каждой стороне по одному). Крышки корпуса крепятся болтиками М3 с головками под потай (головки болтов, выходящих на переднюю панель хромированы). Межплатные соединения выполнены проводом МГТФ-0,35 (силовые цепи блока питания и усилителя мощности выполнены в три раза более толстым проводом). Выходы электронного коммутатора со смесителями соединены отрезками коаксиального кабеля толщиной 3 мм и длиной по 140 мм (одинаковая длина коаксиальных проводников продиктована наличием их равных проходных емкостей, с целью уменьшения их влияния на генераторы и смесители при переводе трансивера из режима приема в режим передачи). Входные цепи УНЧ до управляющего усилением резистора, а также до резистора регулировки самопрослушкой, выполнены низкочастотным экранированным проводом. Выводы и соединения проводов сетевого напряжения защищены (в целях безопасности) полихлорвиниловыми кембриками. Соединительные межплатные проводники прожгутованы и прижаты к шасси медными, припаянными к платам, скобами. По краям плат как снизу, так и сверху, оставлена невытравленная медная фольга (покрыта канифольным лаком), играющая роль корпусного проводника. Каждая плата соединена с соседними несколькими (с разных сторон) короткими корпусными перемычками. Часть этих проводников ещё и играет роль фиксаторов жгутов к шасси. Верньер конденсатора ГПД представляет собой фрикционную пару, состоящую из колеса диаметром 74 мм и валика (диаметр 6мм). Торец колеса обрезинен (колесо взято от механизма старого магнитофона), а на валик плотно надет тонкостенный резиновый кембрик. К колесу приклеен круг, вырезанный из бумаги «Ватман», на котором нарисована шкала настройки. На валик насажена ручка управления (взята от лампового радиоприемника) диаметром 46 мм. Замедление фрикционной пары равно 12,3, а учитывая ещё и большой диаметр ручки управления (дополнительное замедление равно 8) – вполне достаточно для комфортной настройки на сигналы радиолюбительских станций.
Литература:
[1]. Рубцов В.П. Как посмотреть АЧХ трансивера. – Радио, 2003, №4, с.64.
[2]. http://un7bv.narod.ru ( http://un7bv.narod.ru/gsm.htm ).
Рубцов В.П. UN7BV. Казахстан, Астана. 03.09.2007г.