ОСОБЛИВОСТІ НАЛАШТУВАННЯ ЗМІСНИКІВ
Приймачі та трансівери прямого перетворення завдяки своїй простоті, високій чутливості та селективності, гарній надійності користуються популярністю у радіоаматорів. Але далеко не завжди в апараті, навіть виконаному за добре відпрацьованою схемою, реалізуються закладені в нього споконвічно можливості та параметри.
Основна причина незадовільної роботи приймачів та трансіверів прямого перетворення – неоптимальний режим роботи змішувача. Високі параметри досягаються тільки при ретельному підборі високочастотної гетеродинної напруги на діодах змішувача. Воно має бути в межах 0,6. 0,75 на кремнієвих діодах і 0,15. 0,25 – на германієвих. При менших напругах гетеродина зменшується коефіцієнт передачі змішувача. Зменшується він і при великих напругах, тому що діоди виявляються відкритими майже весь час. У цьому зростають шуми змішувача.
Стабільність частоти та амплітуди напруги, що подається на змішувач з гетеродина (особливо на ВЧ аматорських діапазонах), багато в чому залежить від стабільності напруги живлення.
Практично у всіх схемах, що наводяться у літературі, відсутній ланцюг регулювання гетеродинної напруги на діодах змішувача. Рекомендується підбирати конденсатор зв'язку гетеродина із змішувачем або змінювати кількість витків котушки зв'язку. Але цей процес дуже трудомісткий і до того ж не дає впевненості в тому, що налаштування апарата здійснено належним чином.
Недолік цього способу ще й у тому, що в процесі налагодження треба вимикати приймач (трансівер) та перепаювати конденсатор або перемотувати котушку. Але за цей час аматорська станція, за гучністю прийому якої ведеться налаштування, часто перестає працювати, і тому не можна дізнатися, зростає чи падає чутливість налагоджуваногоапарату. Доцільніше проводити налаштування сигналів " слабкої " станції під час стабільного проходження радіохвиль, тобто. коли немає помітних коливань рівня прийнятого сигналу.
Через відсутність необхідних вимірювальних приладів приймачі та трансівери прямого перетворення часто налаштовують "на слух", що не найкраще відбивається на їх параметрах.
На рис. 1 показана схема вольтметра-пробника, доопрацьованого відповідно до рекомендацій, наведених у [2]. Він дозволяє досить точно виміряти напругу гетеродина безпосередньо на діодах змішувача.
Розглянемо прості способи налаштування та доопрацювання приймачів та трансіверів прямого перетворення, які дозволяють усунути зазначені вище конструктивні недоліки.
Puc.2
Насамперед, при доопрацюванні слід запровадити ланцюг стабілізації напруги живлення гетеродина. Схема стабілізатора показано на рис. 2. Стабілітрон VD1 вибирають з напругою стабілізації 1,5. 2 рази менше від номінальної напруги живлення приймача (трансівера). Резистором R 1 встановлюють оптимальний струм через стабілітрон. Опір резистора R1 має бути таким, щоб струм стабілізації стабілітрона VD1 не перевищував максимально допустимого значення. Конденсатор С1 зменшує "просочування" шумів стабілітрону, в результаті чого знижується шумова модуляція напруги гетеродина, зменшується загальний шум приймача.
Змінювати напругу ВЧ на діодах змішувача зручно підстроювальним безіндукційним резистором, включеним паралельно або послідовно з котушкою зв'язку (R1 відповідно на рис. 3 і 4).
У разі можна використовувати як трансформаторну (рис. 4,а) зв'язок гетеродина зі змішувачем, і автотрансформаторную (рис. 4,6). При більшточному налаштуванні напруги гетеродина (наприклад, при прийомі сигналів слабких станцій "на слух") ВЧ вольтметр відключають.
Необхідно відзначити, якщо застосовуються наведені доопрацювання, число витків котушок зв'язку слід дещо збільшити, тому що введення підстроювального резистора зменшує вихідну напругу гетеродина. Особливо це стосується варіанта, схема якого наведена на рис.3. У сукупності число витків котушки зв'язку, опір резистора R1 і ємність конденсатора С2 повинні бути такими, щоб напруга на діодах кремнієвих змішувача можна було регулювати в межах від 0 до 1,2. 2, на германієвих - від 0 до 0,5. 1 В. У цьому випадку оптимальна напруга досягається приблизно при середньому положенні двигуна резистора R1.
Регулювати вихідну напругу гетеродина можна, змінюючи напругу живлення, як це, наприклад, зроблено [З]. Однак це підходить лише на частотах до 3.4 МГц. На більш високих (понад 7 МГц) таке регулювання може призвести до значного догляду частоти гетеродина.
На рис. 5 наведена схема гетеродина з буферним вузлом, який введений ланцюг регулювання вихідної напруги. При повторенні слід врахувати, що емітерний повторювач не дає посилення по напрузі, і тому високочастотна напруга на котушці зв'язку має бути вдвічі більшою. що потрібно для нормальної роботи змішувача.
У радіоаматорській практиці найбільше широко використовуються діодні балансні змішувачі. Їхні основні переваги - простота конструкції та налаштування, відсутність перемикання по високій частоті при переході з прийому на передачу. Балансні змішувачі на польових та біполярних транзисторах застосовуються значно рідше.
Подвійні балансні змішувачі збалансовані по обомвходам (виходам). Вони пригнічують як коливання гетеродина, а й перетворюваний сигнал, залишаючи лише продукти їх змішування і забезпечуючи цим чистоту спектра. Застосування таких змішувачів дозволяє знизити вимоги до підчистого фільтра, включеного на виході змішувача, і навіть відмовитися від нього зовсім, приєднавши вихід змішувача безпосередньо до підсилювача ПЧ, на виході якого повинен бути фільтр основної селекції (наприклад, ЕМФ або кварцовий фільтр). На подвійний змішувач можна подавати значно більший за рівнем сигнал прийому, оскільки він різко послаблює ефект прямого детектування сигналу чи перешкоди, тобто. не відбувається детектування без участі коливань гетеродина, як це буває у звичайному амплітудному детекторі.
Найчастіше у радіоаматорських конструкціях застосовується подвійний балансний змішувач, схема якого зображено на рис. 6. Його ще називають кільцевим, так як діоди в ньому включені до кільця.
Нерідко цей змішувач рекомендують доповнити елементами балансування R 1 С 1 С2 (рис. 7). Причому резистор R1 має бути безіндукційним. Таке доопрацювання покращує параметри змішувача.
При роботі на низькочастотних діапазонах високочастотні трансформатори намотують, як правило, на феритові кільця типорозміру К7х4х2 з магнітною проникністю 600. 1000 трьома скрученими (3-4 скрутки на 1 см довжини) між собою проводами ПЕЛШО 0,2. Приблизно роблять близько 25 витків (до заповнення кільця). При встановленні трансформатора його обмотки фазують згідно з рис. 6 та 7.
У другому варіанті сигнал у режимі прийому подається на вхід балансного змішувача, а при передачі на вихід. При цьому включенні використовується принцип оборотності змішувача. Так побудований ВЧ тракттрансівера, описаного в [8]. Налагодження змішувача і в цьому випадку зводиться до встановлення оптимальної гетеродинної напруги та її ретельного балансування. Слід особливо відзначити, що операція налагодження залежить від принципу побудови ВЧ тракту трансивера.
Тепер кілька практичних рекомендацій щодо налагодження ВЧ тракту трансівера.
Насамперед потрібно налаштувати змішувачі. Попередньо двигуни балансувальних резисторів у них встановлюють у середнє положення. Далі до антенного гнізда трансівера підключають ГСС і поступово збільшують гетеродинну напругу на змішувачах. Сигнал з ГСС подають із рівнем, що перевищує чутливість приймального тракту у кілька разів. Необхідно добитися прийому сигналу. Вели генератора немає, операцію виконують на слух, приймаючи сигнал радіоаматорської SSB радіостанції або шуму генератора на малопотужному стабілітроні.
Як правило, на виході того чи іншого гетеродина включено емітерний повторювач. В цьому випадку доопрацювання виявляється досить простий: постійний резистор в емітерному ланцюгу транзистора замінюють безіндукційним підстроювальним резистором того ж номіналу, що і постійний.
Після оптимізації гетеродинної напруги потрібно ще раз ретельніше збалансувати змішувачі. До входу або виходу (залежно від побудови трансівера) підключають ВЧ мілівольтметр або осцилограф і, переміщуючи двигун резистора R1, а потім підлаштовуючи конденсатори С1 і С2 (див. рис. 7), досягають мінімуму показань. Якщо використовуються прилади з високим вхідним опором, то до входу та виходу змішувача слід підключити близькі опори (в межах 50. 100 Ом) резистори.
Перевагу слід віддавати балансуванню у бік виходу передаючого тракту. Відмінність у збалансованості входу та виходузмішувача має бути невеликим (одиниці децибел). Якщо ж воно досягає 10 дБ і більше, то це, як правило, наслідок того, що гетеродинна напруга, подана на змішувач, значно більша за оптимальну.
Остаточно змішувачі налаштовують після встановлення в трансивер (його переводять у режим передачі). Попередньо апарат має бути налагоджений у режимі прийому. Щоб шуми мікрофона не заважали під час балансування, вхід мікрофонного підсилювача замикають коротко. Першим балансують найнижчий частотний змішувач, а потім інші по порядку проходження через них сигналу в режимі передачі, домагаючись мінімуму показань ВЧ на еквіваленті навантаження (мал. 10), підключеному до підсилювача потужності трансівера. Після цього коригують налаштування решти вузлів. Цю процедуру доцільно повторити двічі-тричі.
Владислав Артеменко (UT5UDJ) м. Київ. Україна
1. Поляков В.Т. Радіоаматорам про техніку прямого перетворення. - М: Патріот, 1990, с. 264. 2. Степанов Б. Вимірювання малих ВЧ напруг. – Радіо, 1980, N 7, с. 55-56. 3. Артеменко В. Простий SSB-міні-трансівер на 160 м. - Радіоаматор, 1994, N 1.c. 45, 46. 4. Артеменко В.О. Простий трансівер з ЕМФ. - РадіоАматор, 1995, N 2, с. 7-10. 5. Бунін С.Г., Яйленко Л.П. Довідник любителя-короткохвильовика. - К.: Техніка, 1984, с. 264. 6. Степанов Б., Шульгін Г. Трансівер "Радіо-76". – Радіо, 1976, N 6, с. 17-19, N 7, с. 19-22. 7. Степанов Б., Шульгін Г. Трансівер "Ра-діо-76М2". – Радіо, 1983, N 11, с. 21-23, N 12, с. 16-18. 8. Васильєв В. Зворотний тракт у трансівері. - Радіо, N 10, с.20,21.