Лампово-полупроводниковый трансивер

Трансивер предназначается для работы SSB и CW на любительских KB диапазонах 3,5; 7; 14; 21; 28—28,5; 28,5—29 МГц.

Чувствительность приемника на всех диапазонах не хуже 0,5 мкВ при соотношении сигнал/шум 10 дБ. Полоса пропускания приемника — переключаемая: 3 и 0,3 кГц. Усиленная АРУ обеспечивает при изменении входного сигнала от 1 мкВ до 50 мВ изменение напряжения на выходе менее чем на 6 дБ.

Мощность, подводимая к аноду лампы выходного каскада передатчика, около 60 Вт на всех диапазонах. С целью уменьшения искажений и снижения побочных излучений применено автоматическое регулирование уровня мощности (ALC).

Трансивер собран на шести радиолампах и 23 транзисторах. Большая часть деталей расположена на печатных платах. Навесной монтаж используется лишь в оконечном каскаде и частично в блоке питания.

Структурная схема трансивера приведена на рис. 1, принципиальная — на рис. 2 (положения переключателей соответствуют режиму Прием в диапазоне 14 МГц). В трансивере используется пять печатных плат (на рис. 1 они выделены штрих-пунктиром, на рис.2 — цветными сплошными линиями).

По структурной схеме трансивер похож на ламповую конструкцию, описанную в номерах 5 и 6 журнала Радио за 1970 г. Как показала длительная эксплуатация, при целом ряде положительных качеств она обладала и рядом существенных недостатков. Например, отсутствие АРУ, S-метра, самоконтроля при работе телеграфом создавало определенные неудобства.

Ценные замечания, высказанные радиолюбителями, автор постарался учесть. Кроме того, было решено в новом трансивере широко применить транзисторы.

В режиме приема сигнал из антенны через гнездо Гн2, конденсатор С2 и контакты Р2Ц реле Р2 (либо гнездо Гн1 и конденсатор С1 в случае применения отдельной антенны) подается на входной контур усилителя ВЧ приемника. На диапазонах 3,5—14 МГц этот контур состоит из катушки 2L1, конденсаторов 2-С1— 2-СЗ и 2-С6—2-С9 (последние подключаются параллельно). На диапазонах 21 и 28 МГц вместо конденсаторов подключается катушка 2-L2. Некоторым недостатком выбранной схемы входного контура является невозможность изменения его связи с антенной и лампой при смене диапазона. Как показывает практика, на низкочастотных диапазонах, где уровень помех чрезвычайно велик, желательно иметь слабую связь контура, в то же время на диапазоне 28 МГц может оказаться желательным увеличение связи с антенной. Возможная схема такого включения входного контура приведена на рис. 3.

Усилитель ВЧ собран на лампе 2-Л1, анодной нагрузкой которой является переключаемый полосовой фильтр с полосой пропускания 500 кГц на каждом диапазоне. В цепь управляющей сетки лампы 2JI1 через резистор 2-R1 и диод 2-Д2 подается напряжение АРУ (диод необходим для предотвращения попадания в цепь АРУ напряжения, закрывающего лампу в режиме передачи).

Первый смеситель приемника выполнен на левом триоде лампы 2-Л2, Напряжение гетеродина подается через конденсатор 2-С52 в цепь катода лампы.

Кварцевый гетеродин работает на правом триоде 2-Л2. Гетеродин собран по хорошо зарекомендовавшей себя схеме, позволяющей возбуждать резонатор на нечетных механических гармониках. При работе на диапазоне 21 МГц контур гетеродина состоит из катушки 2-L17 и емкостного делителя 2-СЗв, 2-С37. На диапазоне 28,5 МГц частота повышается параллельным подключением катушки 2-L16. На 28 МГц последовательно с 2-L16 включается катушка 2-L15. На остальных диапазонах параллельно катушке 2-L17 включаются конденсаторы 2-С31—2-СЗЗ.

В анодную цепь лампы первого смесителя включен трехконтурный перестраиваемый фильтр сосредоточенной селекции (ФСС) 5-L1—5-L5, 5-С2—5-С9, настроенный на первую промежуточную частоту (6—6,5МГц).

Гетеродин плавного диапазона (ГПД) работает на транзисторе 5-Т2 на частотах 5,5—6 МГц. Буфер-усилитель на транзисторе 5-Т1 служит для уменьшения влияния смесителя на частоту задающего генератора. Контур ГПД 5-L7, 5-С20 настроен на частоту 5,75 МГц. Он зашунтирован резистором 5-R16 для получения равномерного коэффициента передачи.

Напряжение ГПД, подаваемое на катод лампы 5-Л1 второго смесителя, может устанавливаться подбором делителя 5-С23, 5-С24 либо шунтирующего резистора 5-R16.

Предусмотрена возможность расстройки частоты приемника на ±5 кГц независимо от частоты передатчика. Это осуществляется изменением управляющего напряжения на варикапе 5-Д2 с помощью потенциометра R1S. При передаче контакты Р1/2 реле Р1 замыкаются, и напряжение на варикап снимается с резистора R16, служащего для первоначальной установки частоты. Расстройка может быть выключена выключателем ВЗ.

Применение в ГПД транзисторов позволило повысить стабильность частоты и практически избавило от необходимости начального прогрева трансивера.

В анодную цепь второго преобразователя включен электромеханический фильтр ЭМФ. Сигнал с выходной обмотки ЭМФ через нормально замкнутые контакты реле 3-P1I1 и конденсаторы 3-С2, 3-СЗ подается в цепь базы транзистора 3-Т1 — усилителя ПЧ, Этот каскад охвачен АРУ, сигнал которой подается через резистор 3-R7 в цепь базы. Кроме того, параллельно входу транзистора включена цепочка 3-С26, 3-R8, 3-Д12. При отсутствии управляющего сигнала ее сопротивление определяется сопротивлением резистора 3-R8 и практически не шунтирует вход. При появлении же этого сигнала по цепи 3-R9, 3-Д12 начинает протекать ток, и диод шунтирует входную цепь, образуя с конденсаторами 3-С2, 3-СЗ аттенюатор. В результате эффективность действия АРУ существенно повышается.

Линейный детектор приемника собран по кольцевой схеме на диодах 3-Д3 —3-Д6. Поскольку каскад усилителя ПЧ всего один, напряжение на детекторе даже при сильных входных сигналах не превышает единиц милливольт. Это улучшает условия работы детектора, позволяет получить малый уровень искажений, однако предъявляет повышенные требования к усилителю НЧ.

Усилитель НЧ выполнен на транзисторах 3-Т2—3-Т8 по популярной бестрансформаторной двухтактной схеме. В нем имеется отрицательная обратная связь с выхода на эмиттер второго каскада через цепочку 3-R20, 3-R21, 3-C14, 3-С15, Эта цепочка формирует частотную характеристику усилителя. Первый каскад усилителя НЧ охвачен АРУ.

Выключатель В6 позволяет включить еще одну цепь обратной связи: 3-R30—3-R32, 3-С22—3-С24, представляющую собой двойной Т-мост. При включении этой цепочки полоса пропускания уменьшается до 300 Гц со средней частотой около 1 кГц.

Усилитель НЧ обеспечивает мощность в нагрузке 25 Ом около 0,5 Вт при искажениях менее 5%.

Диоды 3-Д8, 3-Д9 выполняют функции детектора, а транзистор 3-Т9 — усилителя АРУ. Стабилитрон 3-Д10 обеспечивает необходимую задержку срабатывания АРУ. При входных сигналах, превышающих 1,5—2 мкВ, транзистор 3-Т9 открывается, и напряжение на его коллекторе становится более отрицательным, вызывая тем самым уменьшение усиления управляемых каскадов.

Одновременно с АРУ применяется и ручная регулировка усиления. Отрицательное напряжение с потенциометра R23 подается через диод 3-Д11 на коллектор транзистора 3-Т9, а следовательно, и в цепь управления одновременно с сигналом АРУ. При желании АРУ может быть выключена замыканием диода 3-Д8 выключателем В5.

S-метр измеряет управляющее напряжение АРУ. В цепи управления даже при закрытом транзисторе 3-Т9 имеется отрицательное напряжение около 1,2 В, получающееся из-за протекания тока через делители в цепях баз транзисторов 3-Т1 и 3-Т2. Чтобы это напряжение не вызывало отклонения стрелки S-метра при отсутствии сигнала, последовательно с прибором ИП1 включен диод Д5 (или несколько последовательно включенных диодов).

В режиме передачи SSB сигнал НЧ с микрофона усиливается усилителем на транзисторах 1-Т6— 1-Т4 и подается на диодный балансный модулятор 3-Д13—3-Д16. На него же поступает сигнал частотой 500 кГц кварцевого гетеродина. Вторичная обмотка трансформатора балансного модулятора 3-L3 включена в цепь базы транзистором 3-Т10, служащего для усиления сигналов DSB. Усиление каскада регулируется изменением смещения на базе транзистора потенциометром R25. В режиме передачи на обмотку реле 3-PJ подается напряжение, и контакты этого реле подключают обмотку ЭМФ к цепи коллектора транзистора 3-Т10. С выхода ЭМФ сформированный SSB сигнал с верхней боковой полосой поступает на первый смеситель передатчика (правая половина лампы 5-Л1).

На выходе ФСС, включенного в анодную цепь лампы 5-Л1, выделяется сигнал, лежащий в диапазоне 6— 6,5 МГц. Этот сигнал поступает на второй смеситель передатчика (на лампе 2-Л4). В катод этой лампы подается сигнал диапазонного кварцевого гетеродина. Полосовой фильтр, включенный после лампы 2-Л4, выделяет сигнал, равный разности сигналов кварцевого гетеродина и ПЧ в диапазонах 3,5 и 7 МГц и их сумме — в остальных диапазонах. В результате в диапазонах 3,5 и 7 МГц получается нижняя, а в диапазонах 14, 21 и 28 МГц—-верхняя боковые полосы.

После усиления усилителем на лампе 2-ЛЗ с одиночными неперестраиваемыми широкополосными контурами в цепи анода SSB сигнал поступает на сетку лампы Л1 выходного каскада. Последний собран по традиционной схеме с П-контуром на выходе. Цепь нейтрализации СЗ, 2-С44 повышает стабильность работы каскада. В режиме передачи контакты P1/4 реле Р1 замыкаются, и прибор ИП1 измеряет падение напряжения на резисторах R7, R8, которое пропорционально катодному току лампы Л1. Напряжение, подводимое к сеточной цепи лампы Л/, детектируется диодами Д1 и Д2 и через диоды задержки 3-Д17, 3-Д18 подается на усилитель ALC. Если напряжение высокой частоты превышает пороговое, транзистор 3-Т12 открывается, уменьшая тем самым усиление каскада на транзисторе 3-Т10, что приводит к уменьшению напряжения возбуждения.

Для работы телеграфом служит генератор НЧ на транзисторе 1-Т8. При нажатии на ключ каскад генерирует сигнал частотой около 2 кГц, который через эмиттерные повторители 1-Т4 и 1-Т5 подается на балансный модулятор. Далее аналогично сигналу SSB формируется смодулированный сигнал одной частоты.

Коммутация прием — передача осуществляется реле Р1 и Р2. В режиме приема обмотки реле обесточены, и в цепи управляющих сеток ламп, работающих на передачу, подается напряжение от источника —50 В. Напряжение питания (—24 В) на транзисторы S-T10 и 3-Т12 при этом не подается. В режиме передачи реле срабатывают. В результате снимается

напряжение питания с транзисторов 3-Т1, 3-Т2 и закрываются лампы приемника. За счет наличия резистора 3-R11 каскады на транзисторах 3-Т1 и 3-J2 полностью не отключаются, но их усиление резко падает, позволяя таким образом осуществлять самоконтроль при работе телеграфом.

Контакты P2/2 реле Р2 при необходимости коммутируют внешние цепи.

Система VOX автоматически включает передатчик как в режиме SSB, так и при работе телеграфом. Усилитель VOX собран на транзисторе 1-ТЗ. Диоды 1-Д1, 1-Д2 детектируют

сигнал, а транзисторы 1-T1, 1-T2 образуют усилитель постоянного тока. Уровень срабатывания системы VOX регулируется резистором 1-R9, а время отпускания определяется постоянной времени цепи 1-С1, 1-R4. В положении переключателя S2 Авт. может быть осуществлена работа как телефоном, так и телеграфом. При этом при нажатии на ключ сигнал от генератора НЧ через систему VOX автоматически переводит трансивер в режим передачи. Однако при работе телеграфом переключатель В2 следует устанавливать в положение ТЛГ во избежание одновременной передачи телеграфного и телефонного сигналов.

В систему Anti-VOX входят транзистор 1-Т7 и диоды 1-ДЗ, 1-Д4. Сигнал с выхода усилителя НЧ приемника через регулятор уровня срабатывания 1-R24 подается на вход усилителя, детектируется и в положительной полярности в противофазе с сигналом VOX подается на базу транзистора 1-Т2. В результате система VOX при приеме сигнала корреспондента блокируется.