Линейный усилитель мощности на двух ГУ-74Б

ref в блоге Усилители

А.КУЗЬМЕНКО, RV4LK, г. Ульяновск.

Типовой режим ГУ-74Б для усиления однополосного сигнала
Напряжение накала, В	12,6
Напряжение анода, В	2000
Напряжение второй сетки, В	300
Ток анода в режиме покоя, мА	300
Ток анода (постоянная составляющая), мА	500
Ток первой сетки (постоянная составляющая)	0
Ток второй сетки (постоянная составляющая), мА	10
Выходная мощность, Вт	500
Уровень комбинационных частот третьего и пятого порядков, дБ	-28
Напряжение первой сетки, В	-35

Основные параметры усилителя мощности на двух лампах
Диапазоны, МГц	1,8; 3,5; 7,0; 10,0;14,0;18,0;21,0; 24,0; 28,0
Входное сопротивление Ом	50
Выходное сопротивление Ом	50
Входная мощность, Вт	30
Выходная мощность, Вт	1000
Уровень комбинационных частот третьего порядка, дБ	-32
Мощность, потребляемая от сети, Вт	2450
КСВ во входной цепи, не более	1,3

В последнее время радиолюбители больше внимания уделяют конструированию усилителей мощности, нежели трансиверов, хотя немногие энтузиасты создают аппараты, достойные пристального внимания. К построению мощного, надежного и качественного РА следует подходить очень серьезно, так как здесь нет мелочей, и любая погрешность в его проектировании и изготовлении надолго отравит жизнь вам и вашим соседям.

Основное правило при конструировании РА: все детали должны иметь максимально возможный запас по надежности (электрической прочности). Конечно, каждый исходит из своего опыта, возможностей и намерений. Для обеспечения достаточной надежности и долговечности усилителя ни одна деталь, вплоть до сопротивления в цепи смещения, и особенно электроды лампы (у тетродов самое слабое место — экранная сетка), не должна рассеивать мощность более 70% от максимально допустимого паспортного значения. То же самое относится к допустимым величинам значений напряжений и токов.

Больше всего радиоаппаратура и радиодетали не любят перегрева, от него происходит их быстрое старение. Особенно это относится к радиолампам, так как при перегреве из их электродов выделяются остаточные газы, наибольшее же их количество — из анода, может произойти внутренний пробой, и лампа выйдет из строя.

Предлагаемый вашему вниманию усилитель выполнен на двух лампах ГУ-74Б по схеме с общим катодом.

Причины, почему РА выполнен на лампах, очевидны. Об этом неоднократно писалось, в том числе и автором [1].

Технические характеристики лампы ГУ-74Б довольно высоки, а типовой режим для усиления од но полосного сигнала (для одной лампы) приводится ниже.

Принципиальная электрическая схема усилителя мощности приведена на рис.1, а схема блока питания — на рис.2.

Уровень комбинационных частот — меньше, чем в типовом режиме, из-за улучшенной стабилизации напряжения экранной сетки.

Входной сигнал через ВЧ-разъем XW1 (рис.1) и контакты реле К1.1 поступает на два фильтра низших частот (ФНЧ) с частотой среза 32 мГц [2], которые имеют вид П-контуров и состоят из индук-тивностей L4 и L5. Их входные и выходные сопротивления равны 100 Ом.

По входу усилителя они соединены параллельно, следовательно, входное сопротивление РА равно 50 Ом. На схемах отсутствуют входные и выходные конденсаторы ФНЧ по 60 пФ, реально же они присутствуют, хотя и в неявном виде.

Входная емкость фильтра — это емкость кабеля, которым трансивер соединяется с РА, плюс емкость монтажа и емкость контактов реле К1.1, в сумме она составляет 120 пФ.

Погонная емкость коаксиального кабеля РК50-3-13 — 110 пФ на метр. Следовательно, длина кабеля, соединяющего трансивер с РА, должна быть порядка 90 см.

Более точно длина кабеля подбирается по минимуму КСВ между трансиве-ром и РА, что соответствует максимальной раскачке усилителя.

Выходная емкость каждого ФНЧ — это входная емкость лампы, равная 55 пФ, плюс емкость монтажа, равная примерно 5 пФ, в сумме получается 60 пФ.

Следовательно, условия работы фильтра низших частот выполняются.

Применение ФНЧ полезно сразу по нескольким причинам. Первая — уменьшение уровня высших гармоник, вторая — компенсация емкости коаксиального кабеля, соединяющего РА с транс Ивером, длина которого не должна превышать 0,1X самого высокочастотного диапазона, т. е. одного метра. При выполнении этого условия кабель работает как емкость и не трансформирует входное сопротивление усилителя. В-третьих, ФНЧ компенсирует входную емкость лампы, вследствие чего RBX усилителя становится частотно-независимым, и амплитуда возбуждения не падает с возрастанием частоты. Без ФНЧ на ВЧ-диапазонах она упала бы более чем на 50%, так что применение фильтра низших частот более чем оправдано.

ФНЧ нагружены на резисторы R7...R13 и R14...R20 соответственно.

С этих резисторов через антипаразитные цепочки R5-flp6 и R6-flp7 ВЧ-напряжение поступает на управляющие сетки ламп VL1 и VL2 соответственно.

Лампы включены по схеме с общим катодом, усиление каждой лампы равно 500/15 = 33 раза по мощности, или примерно 15 дБ. На НЧ-диапазонах выходная мощность на 10… 15% больше 1000 Вт, на ВЧ — меньше на те же 10… 15%.

Для питания анодной цепи применено последовательное питание.

Хотелось бы отметить, что применение в П-контуре шарового вариометра очень желательно, так как он позволяет на всех диапазонах оптимально согласовать сопротивление нагрузки ламп (Roe) практически с любой «веревкой» без применения дополнительного согласующего устройства.

(П-контуру действительно свойственно работать в широком диапазоне сопротивлений, однако не стоит отходить от хороших традиций профессиональной радиосвязи, когда усилители мощности класса 1 кВт и более подключают к антенне через согласующие устройства. В этом случае усилитель всегда нагружен на ту нагрузку, на которую калибровался, что приводит к лучшей фильтрации П-контуром гармоник передатчика и меньшему выделению тепла).

Анодное напряжение через разъем XW3 (рис.1), расположенный на задней стенке корпуса РА, фильтрующую цепочку Др5-С 16-Др4-С 15, резистор R4, катушки П-контура и антипаразитную цепочку flp1-R2 поступает на аноды ламп

Коммутация диапазонов — релейная. Их переключение производится переключателем S3, который расположен на передней панели усилителя.

На диапазонах 160 и 80 м к анодному и антенному конденсаторам переменной емкости при помощи реле подключаются дополнительные конденсаторы, емкость которых окончательно подбирается при настройке.

На расстоянии 45 мм от антенного разъема XW2, поверх коаксиального кабеля, соединяющего этот разъем с контактами реле К2 и КЗ, установлен КСВ-метр конструкции EU1TT [3]. Резисторы R30 .R32 служат для снятия статического потенциала, который образуется на переменном конденсаторе С12 Конденсаторы С2 и С4, каждый из которых образован 10 проходными конденсаторами, расположены прямо на ламповой панельке, которая может быть как фирменной, так и самодельной.

Коммутация прием-передача усилителя осуществляется при помощи электронного ключа, выполненного на транзисторах VT1 и VT2, управляемого через разъем XS1 электронным ключом или реле, находящимися в трансивере Светодиод VD13 индицирует момент перехода усилителя в рабочий режим (усиление сигнала трансивера в режиме передачи.

Конденсатор СЗЗ установлен для того, чтобы импульс случайной наводки не переключил РА в режим передачи Цепочка R33-C34 служит для создания задержки при включении реле К1, для того чтобы успело сработать реле КЗ, которое хоть и быстродействующее, но замыкающие контакты у него массивнее, чем у реле К1. Это сделано для того, чтобы в первые мгновения работы РА он не остался без нагрузки (антенны).

Так как многие импортные трансиверы в первые 20 .30 мс выдают 100% выходной мощности вне зависимости от положения ее регулятора, то в случае, если реле КЗ не успело бы сработать, и РА в момент подачи с трансивера 100% мощности раскачки остался бы без нагрузки, обе лампы, да и не только они, могли бы выйти из строя.

Резистор R4 (рис 1), кроме того, совместно с резистором R22 в блоке питания (рис 2) ограничивает ток при простреле лампы до значения 2100/(28+10)=55 (А). Диоды КД203Г, которые стоят в высоковольтном выпрямителе, кратковременно его выдержат и не выйдут из строя.

Ток анода индицируется головкой РА2 (рис.1), которая расположена на передней панели усилителя мощности, как и РА1, которая индицирует токи сеток ламп VL1 и VL2.

В положении переключателя S1, которое показано на схеме, индицируется суммарный ток экранных сеток ламп VL1 и VL2 Во втором положении индицируется ток управляющей сетки VL1 или VL2, в зависимости от положения переключателя S2. В показанном на схеме положении переключателя S2 индицируется ток первой сетки лампы VL1. Линейный режим работы ламп VL1 и VL2 характеризуется отсутствием токов управляющих сеток, следовательно, амплитуда возбуждения не должна превышать по абсолютной величине наименьшее из двух напряжений смещения этих ламп.

R23 — шунт, который подключается параллельно микроамперметру при измерении тока экранной сетки, он подбирается на простейшем стенде, хотя его сопротивление можно и рассчитать Диаметр провода шунта не должен быть меньше определяемого по формуле:

что вытекает из требований долговременной стабильности при прохождении через него рабочего тока В нашем случае, если принять максимальный ток через шунт равным 0,1 А, диаметр провода шунта должен быть не менее 0,3 мм.

Ток экранной сетки надо контролировать постоянно в процессе эксплуатации РА, так как он характеризует работу усилителя в целом. Чтобы можно было заметить обратный ток экранной сетки, стрелку головки РА1 изначально следует установить на 10..20% вправо от нуля.

Еще лучше применить РА1 с нулем посередине резистор R21 отводит на землю напряжение динатронного пробоя. Предохранитель FU1 совместно с варистором R33 (СН-2а, на 330 В) защищает экранные сетки и их цепи от напряжения пробоя при простреле ламп.

Очень хорошо вместо эаристора R33 установить разрядник или варистор фирмы Siemens, способный поглотить энергию заряда конденсатора С12 при пробое (простреле) лампы. К сожалению, это достаточно дефицитная деталь.

Хотелось бы подробнее остановиться на освещении динатронного эффекта, так как, судя по дискуссиям радиолюбителей в эфире, у них нет до конца ясного представления об этом явлении.

Что такое динатронный эффект? Это притягивание и поглощение одним электродом лампы вторичных электронов (то есть выбитых из другого электрода лампы основным потоком электронов, летящих от катода к аноду). Следовательно, применительно к тетроду, мы можем иметь динатронный эффект как анода, так и экранной сетки.

Динатронный эффект анода происходит, если напряжение на экранной сетке в силу ряда причин (перекачки, слишком большой анодной нагрузки, при неправильном изготовлении или настройке П-контура, повышенном напряжении экранной сетки) становится больше напряжения на аноде, то есть потенциал экранной сетки становится выше потенциала анода. В этом случае вторичные электроны, выбитые из анода, притягиваются экранной сеткой, и ее ток резко возрастает и становится больше тока анода, который сильно уменьшается. Происходит перераспределение токов.

Это аварийный режим, и если нет защиты, из-за перегрева экранной сетки лампа выйдет из строя.

Динатронный эффект экранной сетки, проявляющийся у мощных генераторных радиоламп, заключается в том, что вторичные электроны, выбитые из экранной сетки, притягиваются анодом. В этом случае образуется обратный ток экранной сетки, при этом ее ток уменьшается, напряжение на ней может возрастать в случае применения обычного последовательного стабилизатора экранного напряжения Ток анода возрастает, напряжение на экранной сетке увеличивается до недопустимых пределов Это также аварийный процесс.

Поэтому проще применить параллельный стабилизатор экранного напряжения, но простой и качественный параллельный ламповый стабилизатор автор пока не разработал и поэтому применяет последовательный, с резистором R41 (рис 2), что для обратного тока эквивалентно параллельному стабилизатору напряжения.

Если в цепи катода каждой лампы установить безындукционные резисторы 10 35 Ом мощностью 12 25 Вт, то ток покоя у каждой из ламп можно установить порядка 150 200 мА, суммарный ток покоя будет равен 300 400 мА (при большей величине резистора меньший ток).

При этом на 30 50% возрастет выходная мощность Линейность за счет отрицательной обратной связи несколько увеличится, но мощность раскачки возрастет до 60 100 Вт.

В этом случае идентичные по характеристикам радиолампы можно не подбирать.

Схема блока питания показана на рис 2.

Светодиод VD1 индицирует включение усилителя в сеть переменного тока Сетевой фильтр включен в сеть переменного тока постоянно Он состоит из двух дросселей Др1, Др2 и конденсаторов С1 С2.

Переключатель S1—это мощный щеточный переключатель, состоящий из четырех галет, расположенных на одной общей оси С его помощью обеспечивается нужный порядок включения и выключения РА.

Те, как обычно, сначала включается вентилятор, затем накал ламп и отрицательное напряжение смещения, делается выдержка в течение 5 мин, затем включается анодный выпрямитель, и в самом конце подается напряжение на экранную сетку Снятие напряжений питания происходит в обратном порядке Перед окончательным выключением РА из сети переменного тока надо дать вентилятору поработать около пяти минут Вентилятор может быть включен в дежурный режим (на пониженные обороты) тумблером В1 Когда контакты тумблера замкнуты, вентилятор работает на полных оборотах при приеме и передаче Если контакты тумблера В1 разомкнуты, то реле К11, управляемое электронным ключом, включает вентилятор на полные обороты только во время передачи.

При помощи тумблера В2 расположенного на передней панели, и реле К14 на лампы можно подать 50 и 100% анодного напряжения 50% величины анодного напряжения — это режим настройки при котором можно легко превысить допустимую мощность рассеяния на аноде лампы, а следовательно, для лампы это очень нежелательный режим работы, при котором она может выйти из строя.

Реле К12 и резистор R43 обеспечивают плавное включение накального трансформатора Т1 и трансформатора Т2, который обеспечивает получение напряжений накала ламп для стабилизатора экранного напряжения (-6,3 В и -12,6 В), самого экранного напряжения (+300 В) напряжения смещения (-105 В), напряжений для пита ния реле (+27 В ) и электронного ключа (+12 В).

Резисторы R6, R9 предотвращают пропадание напряжения смещения на управляющих сетках ламп VL1 и VL2 в момент нарушений контактов движков переменных резисторов R4 и R7, которыми выставляют напряжение смещения для каждой лампы в отдельности, что совершенно необходимо при параллельной работе ламп, особенно с высокой крутизной Кроме того, в момент коммутации реле К13 на первых сетках ламп никогда не будет отсутствовать напряжение смещения, а резисторы R5 и R8 не позволят при вращении движков переменных резисторов R4 и R7 в момент регулировки напряжения смещения ошибочно установить его равным нулю.

Стабилизатор напряжения смещения — параметрический, собран на стабилитронах VD11 VD17, но при желании можно получить его повышенную термостабильность, выполнив стабилизатор на 10 стабилитронах Д818Е.

То же самое относится и к стабилитрону VD36 КС650 его также можно набрать из 16 17 стабилитронов Д818Е Стабилизация напряжения экранной сетки при этом не ухудшится так как дифференциальное сопротивление стабилитрона КС650 и суммарное дифференциальное сопротивление цепочки стабилитронов Д818Е примерно равны между собой Это может понадобиться, если стабилизаторы расположены рядом с сильно нагревающимися деталями (например лампами).

Анодный выпрямитель собран на трансформаторе ТЗ.

Для регулировки величины выпрямленного напряжения применяется отвод от средней точки Реле К15 и рези стор R23 служат для плавного включения ТЗ в сеть переменного тока Цепочка R42 СЮ служит для демпфирования переходных процессов при включении и выключении трансформатора ТЗ.

Анодный выпрямитель работает на емкость С12, в качестве которой применен неполярный конденсатор К нему надо относиться с осторожностью так как это очень опасная часть схемы Поскольку у С12 очень маленький ток утечки, он может сутками сохранять смертельно опасное для жизни напряжение, если у него нет цепи разряда, например когда обе защитные (разрядные) цепочки из резисторов R24 R27 и R28 R32 оборваны.

Величина анодного напряжения и разряд конденсатора С12 контролируются вольтметром РА1, но в любом случае при снятии верхней крышки и по окончании разряда конденсатора желательно произвести проверку на наличие остаточного напряжения, замкнув конденсатор С12 отверткой на корпус.

При анодном напряжении 2200 В и емкости конденсатора С12 равной 100 мкФ, он накапливает огромное количество энергии равное 100 2200 2200/2 1000000 =242 (Дж) или 242 Вт/с которое, как справедливо отмечается в [4], легко пережигает лезвие отвертки.

Время разряда в основном определяется суммарным сопротивлением ре зисторов R28 R32, которое равняется.

Длительность 95% разряда конденсатора определяется по формуле:

где t — в минутах, R — в мегаомах С — в микрофарадах Считаем t= 0,49 100/20=2,45 (мин), или примерно 3 мин.

Именно это время необходимо подождать, чтобы конденсатор емкостью 100 мкФ разрядился до 5% от его напряжения заряда (рабочего напряжения), те до 0,05 2200 = 110 (В), а лучше, для гарантии безопасной работы — минут пять.

Стабилизатор экранного напряжения выполнен на лампах VL1 и VL2 Схема на лампах гораздо надежнее транзисторной и имеет высокий коэффициент стабилизации Кроме того, благодаря наличию резистора R41, который несколько уменьшает коэффициент стабилизации в нормальном режиме при прямом токе экранной сетки происходит стабилизация напряжения экранной сетки и при ее обратном токе, что увеличивает линейность лампы по сравнению с паспортными данными и увеличивает надежность РА в целом После выпрямителя, перед стабили затором, включено реле перегрузки К16, которое разрывает цепь питания стабилизатора при превышении током потребляемым стабилизатором, величины, которая определяется током срабатывания реле К16 (108 мА).

Так как на катоде VL1 присутствует + 300 В, а на катоде VL2 — + 150 В, нити накала обеих ламп должны быть запи-таны от отдельных, хорошо изолированных друг от друга и от корпуса обмоток.

Конструкция и детали усилителя

Усилитель выполнен в корпусе размерами 200x500x400 мм.

В этом же корпусе расположены все узлы блока питания, кроме анодного выпрямителя, который собран в отдельном корпусе размерами 300x300х300 мм.

Головка вольтметра анодного напряжения расположена на его передней панели.

Напряжение анодного питания подается посредством коаксиального кабеля с фторопластовой изоляцией, с наружным диаметром 9,3 мм и 75-омны-ми разъемами на обоих концах, тк антенный разъем — 50-омный, в связи с чем исключается возможность перепутать места подключения антенного кабеля и кабеля анодного питания.

На задних стенках обоих корпусов стоят мощные клеммы заземления, через которые оба блока посредством чулка из оплетки толстого коаксиального кабеля соединяются между собой и заземляются.

В данном усилителе применена малошумящая высокоскоростная турбинка от японского ксерокопировального аппарата достаточной производительности и давления, расположенная на задней стенке РА и обозначенная на схеме блока питания как М1 Она закреплена на мягкой подвеске и соединена воздуховодом, который является одновременно экраном, расположенным лод шасси, с панвльками ламп VL1 и VL2 ГУ-74Б.

Под этим экраном расположены все детали, подходящие к электродам ламп усилителя, кроме анодных.

Кроме того, в процессе эксплуатации РА выяснилось, что следует поставить второй вентилятор, обозначенный как М2, работающий на вытяжку в том случае, когда температура внутри корпуса РА начинает превышать +60°С, что случается при длительной работе на передачу полной мощностью.

Вентилятор М2 применен от компьютера, запитан напряжением +12 В через термореле К17 типа РБ-5-2 с биметаллической пластинкой, включающей вентилятор при достижении температуры внутри корпуса +60°С Он установлен на задней стенке корпуса усилителя.

Все питающие и коммутационные напряжения подводятся через проходные конденсаторы, кроме, конечно, напряжения возбуждения, которое подводится коаксиальным кабелем диаметром около 4 5 мм от реле К1, расположенного вблизи входного разъема XW1 (рис 1).

Все детали, относящиеся к высокочастотному блоку соединены между собой шинками шириной 25 мм которые нарезаны из луженой жести от банок со сгущенным молоком Соединены шинками между собой катоды ламп, токо-сьемы конденсаторов переменной емкости, входящие в П-контур, антенный разъем земляная клемма, блокировочные конденсаторы в цепи анодного дросселя Особенно тщательно следует соединить шинкой токосьемы КПЕ, заземляемые выводы дополнительных конденсаторов, подключаемые к ним и катоды ламп.

Между точками заземления КПЕ и катодов ламп не должно быть заземлений других идущих на корпус деталей.

Так как суммарная выходная (анод-катод) емкость двух ламп ГУ-74Б находится в пределах 18 26 пФ, значительная часть контурного тока (пример но половина на 28 МГц, а на низкочастотных диапазонах меньше) протекает по участку шины между анодным КПЕ и катодами ламп.

Катушка индуктивности L1 — шаровый вариометр, наружный диаметр которого равен 100 мм выполнен посеребренной шинкой 1,5 х 2,5 мм, при параллельном соединении двух обмоток индуктивность меняется в пределах 0,9 5,8 мкГн.

L2—диаметром 60 мм, длина намотки— 70 мм, число витков — 7, отвод — от второго витка, считая слева по схеме Намотана посеребренной трубкой 07,2 мм.

L3 — диаметром 85 мм, длина намотки — 140 мм, число витков — 12, выполнена из полированной алюминиевой трубки 07 мм, покрытой для предохранения от окисления бесцветным лаком или термоклеем.

Дроссель Др1 содержит 5 витков на оправке 012 мм, длина намотки — 20 мм, отвод — от середины, выполнен из нихромовой проволоки 01,5 мм все его соединения — винтовые или паяные специальным флюсом.

Вместо нихрома можно применить медный провод, облуженный припоем, содержащим много свинца (ПОС-ЗО, например), чтобы его поверхностное сопротивление было как можно больше Известно, что ВЧ-токи текут именно в поверхностном слое проводника, и чем выше частота, тем тоньше этот слой.

Сопротивление R2 выполнено из пяти параллельно соединенных сопротивлений МЛТ-2 по 510 Ом каждое.

Конденсатор С8 — анодный, от передатчика РСБ-5, переделанный Его передняя и задняя стенки выполнены из оргстекла, стеклотекстолита, фторопласта толщиной 8 10 мм, а четыре стяжки между ними — из текстолитовых стержней диаметром 8 мм.

С давних времен, с момента публикации конструкции усилителя КРС-81, по радиолюбительской литературе ходит ошибочное мнение, будто бы можно уменьшить начальную емкость КПЕ просто выфрезеровав квадратные отверстия во всех трех его стенках и крышке К сожалению, это уменьшает начальную емкость всего на 1 3 пф Если потребуется уменьшить начальную емкость до 8 12 пФ, то ось ротора надо приподнять над статором дополнительно на 10 12 мм, сместив положение оси ротора вправо или влево на 15 20 мм (закрепив ротор с эксцентриситетом), при этом конечная (максимальная ) емкость будет порядка 120 135 пФ Чтобы убедиться в справедливости вышесказанного, достаточно измерить емкость КПЕ каким-либо прибором до и после вышеуказанных переделок.

Конденсатор С12 — антенный, от усилителя мощности радиостанции Р-140 Можно также применить КПЕ от радиоприемника УС-9 Конденсаторы С7, С9, СЮ, С23, С14 — типа К15-У, с реактивной мощностью 25 кВАр

С11 — четыре штуки параллельно, на рабочее напряжение 6 кВ и реактивной мощностью 7 кВАр, типа К15-У.

С2, С4 — проходные конденсаторы, расположенные непосредственно на ламповой панельке, состоят из 10 штук конденсаторов емкостью 0,015 мкФ, включенных параллельно С1, СЗ — такие же проходные конденсаторы С5, С6 — проходные конденсаторы на ток 10 А Дроссели Др4 и Др5 — от УМ-радиостанции Р-140, но можно применить и самодельные, намотав на каркасе диаметром 30 мм в один слой отрезок провода ПЭЛШО 00,65 мм длиной 4 метра Катушки ФНЧ L4 и L5 — бескаркасные, содержат по 10 витков провода ПЭЛ 01,0 мм на оправке 09 мм, длина намотки — 14 мм.

Окончательно величина индуктивности, равная 0,56 мкГн, подгоняется при измерении ее величины на каком-либо приборе, например, Е7-12А, путем сжа-тия-растяжения витков Это достаточно ответственный момент, и от тщательности его проведения зависит величина КСВ на входе РА Реле К1 и К2 — П1Д-1В, Реле КЗ —В1В-1Т1, Реле К4 К10 — «Торн», с тремя запараллеленными контактами.

Реле перегрузки К16 закреплено на стеклотекстолитовой пластине рядом со стабилизатором напряжения экранных сеток.

На схеме блока питания блокировочные конденсаторы С1 и С2 в сетевом фильтре — проходные, но включены они не как обычно, на корпус, а между нулевым и фазовым сетевыми проводами, что не ухудшает фильтрацию, но зато на корпусе блока питания отсутствует напряжение сети с частотой 50 Гц, которое вызывается емкостными токами конденсаторов С1 и С2, и в самом неблагоприятном случае, при отсутствии заземления корпуса блока питания, может достигать 2,07 В на 1000 пФ емкости блокировочных конденсаторов.

Если бы мы применили обычную схему с четырьмя блокировочными конденсаторами емкостью 0,047 мкФ, идущими на корпус, то через два из них, соединенных с фазовым сетевым проводом и шасси, тек бы емкостный ток с частотой 50 Гц, и на корпусе могло бы быть напряжение равное 194,6 В.

Дроссели Др1 и Др2 выполнены на стеклотекстолитовых стержнях диаметром 16 мм, длиной 157 мм, намотаны проводом ПЭВ-2 диаметром 1,6 мм в один слой до заполнения стержня.

Конденсатор С12 — К75-40, 100 мкФ на 3 кВ.

Трансформаторы блока питания Т1 — ТН-56.

Т2 — с сердечником ШЛ25х50 I обмотка — 682 витка провода ПЭВ-2 00,8 мм, II — 1210 витков провода ПЭВ-2 00,25 мм, III — 20 витков провода ПЭВ-2 00,5 мм, IV — 40 витков провода ПЭВ-2 01,0 мм, V — 62 витка провода ПЭВ-2 01,0 мм, VI — 405 витков провода ПЭВ-2 00,3 мм.

ТЗ — габаритная мощность 2400 Вт, с сердечником ПЛ 40x80x160 Обмотки la и 16 — по 110 витков провода ПЭВ-2 02,5 мм, Па и Иб — по 780 витков провода ПЭВ-2 01,0 мм Между первичной и вторичной обмотками трансформатора ТЗ проложен изолированный, не короткозамкнутый виток выполненный из медной фольги, один из концов которого заземлен на шасси.

Если виток замкнуть, это приведет к выходу из строя трансформатора.

Можно также намотать один слой проводом 00,5 мм и один его конец запаять на шасси, но этот вариант обеспечивает несколько худшую экранировку.

Зачем нужен этот экран? Дело в том что между первичной и вторичной обмотками силового трансформатора существует распределенная емкость (ее ориентировочная величина — 1 пФ/Вт, следовательно, в нашем случае она примерно равна 2400 пФ), и при плохой фильтрации высокочастотного напряжения по анодной цепи, (случай достаточно вероятный) ВЧ-напряжение через эту емкость попадет на первичную обмотку, а следовательно, и в электрическую сеть, что явно не вызовет положительных эмоций у соседей-телезрителей.

Ламповая панелька — самодельная При аккуратном исполнении она имеет отличный внешний вид и работает не хуже заводской, которая менее прочная и при интенсивной эксплуатации усилителя часто трескается и выходит из строя Панелька изготовлена из листового стеклотекстолита толщиной 0,5 мм, заготовка которого со всеми необходимыми размерами и отверстиями показана на рис.3. Этот лист сворачивается в круглый цилиндр (трубу ) и склепывается двухмиллиметровыми медными заклепками по отверстиям b-b*, с-с* и d-d* Между стеклотекстолитом и анодом лампы должно быть расстояние, равное 1,5 мм (высота головок заклепок), и ни в одной точке цилиндр не должен касаться анода лампы ГУ-74Б, иначе стеклотекстолит почернеет и сгорит от высокой температуры Затем снизу и сверху цилиндра для придания ему дополнительной жесткости приклепываются две полоски шириной 8 10 мм из нержавеющей стали толщиной 0,5 0,7 мм К нижней полоске приклепываются три уголка для крепления цилиндра к шасси После этого к цилиндру медными двухмиллиметровыми заклепками по точкам 1, 2, 3, 4, 5, 6 одновременно снаружи приклепывается полоска из медной фольги шириной 6 мм и толщиной 0 3 0,5 мм, а к внутренней поверхности — изогнутые контакты от реле РКМ или любых других на которые плотно садится кольцевой вывод экранной сетки лампы ГУ-74Б Эскиз внешнего вида цилиндра панельки показан на рис.Зб Если нет фирменного анодного колпачка, можно изготовить самодельный из полоски нержавеющей стали шириной 10 мм и толщиной 0 5 0,7 мм (рис.4) Практически это хомут, туго обжатый на оправке диаметром 10 мм, а затем с противоположного конца разрезанный и стянутый тугой пружинкой Второй конец, как обычно, стягивается винтом МЗ с гайкой.

Для выводов лампы со стороны цоколя хорошо подходит панелька от старых радиоламп 2Ж27Л, 12Ж1Л, 4П1Л, которая устанавливается непосредственно на шасси, и вокруг нее в шасси сверлятся отверстия 08 10 мм Между ними сверлятся другие отверстия меньшего диаметра — для получения максимальной суммарной площади отверстий с целью лучшего обдува лампы Вентилятор устанавливается под шасси, на расстоянии 25 мм от него Его производительность должна быть не менее 45 м3/час, так как потери давления при прохождении воздушного потока через отверстия в шасси, и особенно в аноде лампы, составят не менее 50% Он устанавливается на мягкой подвеске (в поролоне) и закрепляется в отрезке цилиндра (трубы) Весь воздушный поток проходит через отверстия в шасси и охлаждает лампу.

Чтобы не ставить еще один дополнительный вентилятор, работающий на вытяжку, если хватает давления и производительности основного вентилятора, можно применить так называемую «самоварную» систему — на цилиндр панельки сверху надевают еще один цилиндр, точно входящий в отверстие в верхней крышке усилителя над лампой Это отверстие закрывают сверху сеткой с проводящим покрытием и прижимают к крышке корпуса РА большой хромированной шайбой.

Эта система хорошо подходит для самодельных ламповых панелек, но может быть применена и для промышленных При ее применении лучше работает система охлаждения, и нет необходимости ставить дополнительный вентилятор, работающий на вытяжку.

К полоске из медной фольги, приклепанной с наружной стороны цилиндра (рис 3), в местах клепки припаяны блокировочные конденсаторы по цепи экранной сетки типа КСО-2 или СГМ-3 на рабочее напряжение 500 В Конденсаторы соединены по три штуки в параллель, их емкость — 1000 1300 пФ — всего 18 конденсаторов, которые установлены в шести местах Вторые выводы конденсаторов заземлены на лепестки, которые приклепаны (привинчены винтами МЗ) к шасси, после чего лепестки соединяются шинкой с катодами ламп.

Почему блокировочные конденсаторы выбраны такой емкости? Дело в том, что каждый конденсатор представляет собой последовательный колебательный контур, составленный из собственно емкости конденсатора и индуктивности его обкладок и выводов и, следовательно, имеющий частоту собственного резонанса, на которой его емкостное сопротивление равняется нулю, а выше этой частоты он работает уже как индуктивность.

Именно по этой причине выводы конденсаторов укорачивают до минимально возможной длины, и применяют конденсаторы на частотах в 2 3 раза меньше резонансной.

Конденсаторы данного типа имеют значительную собственную индуктивность, и применять их с большей величиной емкости не следует именно по вышеуказанной причине, а емкости указанной величины прекрасно работают в качестве блокировочных и недефицитны Еще по одному блокировочному конденсатору емкостью 6800 10000 пФ запаяно непосредственно на вывод экранной сетки на обеих ламповых панельках (вывод 5) Перед настройкой РА лампы необходимо «пожестчить» и потренировать Вообще, по моему мнению, это несколько отличающиеся понятия, хотя обычно эти два процесса идут одновременно «Жестчение» заключается в повышении электрической прочности, предотвращающем прострел лампы при ее первом включении, а тренировка — это восстановление эмиссионной способности катода, когда на лампу подают напряжение накала хотя бы на 10 12 часов При этом, однако, происходит и «жестчение» лампы, когда при ее нагреве газы, просочившиеся внутрь баллона и выделившиеся ее электродами при их нагреве, поглощаются газопоглотителем (геттером), например, слоем частиц магния, бария или нераспыляющимся газопоглотителем Поэтому, возможно, это вопрос терминологии.

«Жестчение» радиоламп подробно описано в [5]

«Жестчение», или тренировка, лампы должны обязательно производиться не только при первом включении лампы и после длительного перерыва в работе, но и каждые три месяца при хранении (что, к сожалению, нечасто выполняется на практике, особенно у радиолюбителей).

«Жестчение» ламп(ы) производят в РА, где и должна работать лампа.

Вначале, особенно если лампы хранились очень долго (более 10 лет), их выдерживают несколько суток (2 5) под напряжением накала в режиме пониженного обдува, каждые 18 24 часа выключая напряжение накала и хорошо охлаждая лампу, чтобы газопоглотители, которые находятся внутри лампы, хорошо прогрелись и поглотили газы, которые просочипись внутрь баппона через места спаек различных материалов и сам балпон лампы Это также стабилизирует и восстанавливает эмиссионную способность катода Все сетки при этом замкнуты на корпус.

Поспе этого включают анодный трансформатор через 9-амперный лаборатор-ный автотрансформатор На управляющую сетку подается попное напряжение смещения, экранная сетка остается на корпусе, в анодную цепь пампы включается допопнитепьный токоограничиваю-щий резистор сопротивпением 10 кОм и мощностью 20 25 Вт, переменное напряжение на его первичную обмотку подается начиная с уровня 2 10 В, каждый раз его увеличивают на 20 В и выдерживают на каждой ступени 5 10 минут, переходя на следующую ступень при отсутствии признаков пробоя.

На последней ступени на аноде лампы будет полное напряжение, после чего в этом положении усилитель выдерживается в течение 6-12 часов.

Затем на экранную сетку включают пониженное напряжение, примерно 50 70% от номинального (при помощи R38 в стабилизаторе, рис 2), убирают токоограничивающий резистор в анодной цепи и подают на анодный трансформатор ТЗ переменное напряжение, начиная с 50 В (на аноде при этом будет 500 В), следя за тем, чтобы напряжение на аноде всегда было больше экранного (на 2-й сетке) Поднимая напряжение ступенями по 10 В и выдерживая на каждой 5 10 минут, доводят анодное напряжение до полного и выдерживают в течение 10 12 часов После этого изменением напряжения смещения управляющей сетки выставляют небольшой начальный ток анода каждой лампы (по 30 50 мА), и давая уже полный обдув, выдерживают лампы в течение 3 5, а лучше 10-12 часов.

После этого устанавливают 50% анодного напряжения, дают такую раскачку (напряжение возбуждения), чтобы
Читать дальше

Трансивер UN7BV-3,5-TRX

ref в блоге Трансиверы

Трансивер предназначен для проведения любительских CW и SSB радиосвязей в диапазоне 3,5 МГц. Чувствительность приемника — около 1 мкВ, динамический диапазон — до 90 дБ, выходная мощность передатчика — не менее 5 Вт. Питается трансивер от сети переменного тока напряжением 220 В.

Трансивер выполнен в универсальном корпусе, пригодном для различных радиолюбительских конструкций. Размеры корпуса — 223x195x101 мм — позволяют модернизировать трансивер, чтобы расширить его возможности и улучшить параметры.

Принципиальная схема транси-вера приведена на рис.1. Трансивер выполнен по схеме супергетеродина с одним преобразованием частоты. Промежуточная частота — 500 кГц, основным элементом селекции является электромеханический фильтр с полосой пропускания 3,1 кГц.

В режиме приема сигнал радиочастоты с антенного гнезда XW1 через контакты реле К1.1 поступает на двухзвенный перестраиваемый входной фильтр L1-C6-C3-VD1-VD2-C5-C7-L2, который перестраивается по частоте варикапами VD1 и VD2, управляемыми напряжением с резистора R5. С выхода фильтра сигнал поступает на затвор транзистора VT1, на котором выполнен истоко-вый повторитель, обеспечивающий согласование высокого выходного сопротивления ФСС с низким входным сопротивлением диодного кольцевого смесителя. Кроме того, истоковый повторитель усиливает ВЧ сигнал по току.

С истока VT1 сигнал поступает в одно из плеч диодного кольцевого смесителя VD3 — VD6. В другое плечо смесителя подается сигнал ГПД.

Собственно ГПД собран на полевом транзисторе VT11 по схеме индуктивной «трехточки». Напряжение на стоке стабилизировано параметрическим стабилизатором на стабилитроне VD21. Перестройка по частоте (4,0 — 4,3 МГц) осуществляется переменным конденсатором С59.

На транзисторе VT12 реализован буферный усилитель, связь между ним и ГПД — гальваническая.

ГПД, опорный кварцевый гетеродин (КГ) и электронный коммутатор частот объединены в единый блок гетеродинов. Опорный КГ выполнен на транзисторе VT17. Частота генератора стабилизирована кварцевым резонатором ZQ1 на частоту 500 кГц.

На транзисторах VT13 — VT16 реализован электронный коммутатор частот. На затворы VT13 и VT14 подается сигнал ГПД, а на затворы VT15 и VT16 — сигнал опорного КГ. Диоды VD22 — VD25 служат для более четкой отсечки сигналов между запертыми и открытыми транзисторами.

С выходов коммутатора в режиме приема сигналы подаются на первый (сигнал ГПД) и второй (сигнал опорного КГ) смесители трансивера. При изменении режима (Rx/Tx) сигналы на выходах меняются местами. Переключение режимов производится путем подачи напряжений +12 В Rx и +12 В Тх на резисторы R64 и R65.

Продукт преобразования диодного кольцевого смесителя VD3 — VD6 — сигнал ПЧ (500 кГц). С вторичной обмотки трансформатора Т1 он поступает на эмиттер транзистора VT2, на котором собран предварительный усилитель промежуточной частоты. Транзистор включен по схеме с общей базой. Такое включение транзистора позволяет хорошо согласовать низкое выходное сопротивление смесителя с высоким входным сопротивлением электромеханического фильтра. В режиме приема на базу через резистор R14 подается либо напряжение АРУ, либо напряжение ручной регулировки усиления (РРУ).

Основной элемент селекции — электромеханический фильтр (ЭМФ) на частоту 500 кГц с полосой пропускания 3,1 кГц. Входная обмотка ЭМФ с конденсатором С16 и выходная обмотка с конденсатором С20 образуют контура, настроенные на частоту 500 кГц. С обоих концов выходной обмотки сигнал ПЧ в про-тивофазе поступает на основной усилитель промежуточной частоты, выполненный на транзисторах VT3 — VT6 по схеме с улучшенной симметрией выходного сигнала. Этот усилитель имеет большое усиление (до 6000) и высокую устойчивость к самовозбуждению за счет наличия отрицательных обратных связей через резисторы R18 и R19. С противофазных выходов усилителя сигнал ПЧ в про-тивофазе поступает на кольцевой диодный детектор VD7 — VD10. На второй вход детектора с электронного коммутатора частот подается сигнал опорного КГ. Продукт преобразования на выходе детектора — сигнал звуковой частоты — поступает на предварительный усилитель низкой частоты, выполненный на транзисторе VT7, включенном по схеме с общей базой. Такое включение хорошо согласует по сопротивлению выход детектора с нагрузкой. Каскад на транзисторе VT7 совместно с каскадом на VT8 составляет электронный разветвитель сигнала, обеспечивающий коммутацию путей прохождения сигнала в различных режимах (Rx и Тх).

С коллектора VT7 НЧ сигнал через ФНЧ C29-L3-C30 поступает на резистор R30, с помощью которого осуществляется регулировка усиления по низкой частоте, и одновременно — на затвор транзистора VT9, на котором реализован усилитель сигнала АРУ. С движка резистора R30 НЧ сигнал поступает на основной усилитель низкой частоты, выполненный на микросхеме DA2. Выход усилителя нагружен на динамическую головку ВА1. Резистором R48 регулируют глубину отрицательной обратной связи.

Выпрямитель системы АРУ выполнен на диодах VD19 и VD20 по схеме удвоения напряжения. На транзисторе VT10 собран усилитель постоянного тока системы АРУ. В его эмиттер включен микроамперметр, играющий роль S-метра. Конденсатор С47 «подавляет» ВЧ наводки в цепи прибора РА1. Резистор R45 ограничивает сигнал «сверху», а диод VD18 создает нелинейность в области больших по амплитуде сигналов, увеличивая тем самым диапазон измеряемых сигналов, что делает более удобным отсчет на шкале S-метра. Диоды VD15 и VD16 не дают транзистору VT10 закрываться полностью при появлении мощных импульсных помех на входе трансивера, предотвращая тем самым щелчки в динамике. Время удержания системы АРУ зависит от емкости конденсатора С53.

Переключатель SA1 служит для отключения системы АРУ. При этом регулировка усиления по ПЧ осуществляется вручную резистором R34, а S-метр продолжает работать, т.к. коллектор VT10 подключается к делителю R37 и R38. При включенной системе АРУ регулировка усиления осуществляется как самой системой АРУ, так и РРУ.

В режим передачи трансивер переходит при подаче напряжения +12 В в точки схемы, обозначенные как"+12ВТх". При этом напряжение питания сточек "+12BRx" снимается. Сигналы "+12BRX" и "+12ВТх" формируются контактами переключателя SA4.

В режиме SSB сигнал звуковой частоты с микрофона БМ1 усиливается микрофонным усилителем, выполненным на микросхеме DA1. С выхода микрофонного усилителя (выводов микросхемы 8 и 9) НЧ сигнал подается на резистор R4, с помощью которого регулируют уровень этого сигнала, и далее с его движка через катушку L2, которая на звуковой частоте имеет очень малое сопротивление, на затвор транзистора VT1. По высокой частоте резистор R4 зашунтирован конденсатором С8.

Входной ФСС в режиме передачи замыкается на общий провод контактами К1.2. С истока транзистора VT1 НЧ сигнал подается на кольцевой диодный смеситель VD3 — VD6, который в данном режиме работает как балансный модулятор. В противоположные плечи смесителя через резисторы R8 и R9 подается опорное напряжение с КГ на частоту 500 кГц. Резистор R10 служит для балансировки модулятора. В балансном модуляторе несущая подавляется более чем на 40 дБ.

DSB сигнал снимается с обмотки трансформатора Т1 и подается на эмиттер транзистора VT2, включенного по схеме с общей базой. На этом транзисторе собран каскад предварительного усилителя промежуточной частоты. Он хорошо согласовывает низкое выходное сопротивление балансного модулятора с высоким входным сопротивлением контура, образованного конденсатором С16 и обмоткой ЭМФ. В базовую цепь VT2 в режиме передачи поступает постоянное напряжение, снимаемое сдвижка резистора R39, что обеспечивает регулировку уровня DSB сигнала.

ЭМФ подавляет нерабочую боковую полосу DSB сигнала, и на выходе фильтра присутствует SSB сигнал. С выходной обмотки ФСС SSB сигнал подается на УПЧ на транзисторах VT3 — VT6, а затем поступает на кольцевой балансный смеситель VD7-VD10. Здесь сигнал смешивается с сигналом ГПД, поступающим с электронного коммутатора частот. Продукт преобразования смесителя — ВЧ сигнал диапазона 3,5 МГц — усиливается предварительным усилителем на транзисторе VT8, включенном по схеме с общей базой (на коллектор VT8 подается напряжение +12 В). Транзистор VT7 в этом режиме заперт, т.к. на его коллекторе отсутствует напряжение питания. В то же время, положительное напряжение на его эмиттере улучшает «блокирование» переходов транзистора, уменьшая тем самым их негативное влияние на работающий транзистор VT8.

ВЧ сигнал с коллектора VT8 фильтруется полосовым двухзвен-ным фильтром L4-C39-C36-VD11 -C40-C39-VD12-L5 (настройка ФСС производится резистором R5), а затем поступает на предоконеч-ный усилитель мощности, транзисторы VT18 и VT19 которого включены по каскодной схеме с параллельным питанием и отрицательной обратной связью через резистор R73. С выхода усилителя сигнал подается на вход оконечного усилителя мощности на транзисторах VT20 — VT22. С эмиттеров выходных транзисторов УМ усиленный до 5 В ВЧ сигнал через П-контур C78-L7-C79 поступает на контакты К1.1 и далее, через разъем XW1, — в антенну.

С помощью катушки L8 часть выходного сигнала подается на схему контроля уровня. ВЧ напряжение выпрямляется диодами VD28 и VD29, включенными по схеме удвоения напряжения, а затем через усилитель постоянного тока на VT10 поступает на прибор РА1.

В режиме передачи CW сигнала вместо микрофона ВМ1 подключается телеграфный ключ SA2. Этот ключ, замыкая своими контактами через цепочку C43-R33 вход и выход микросхемы DA1, приводит к возбуждению микрофонного усилителя на частоте около 1800 Гц. Реализованный таким образом тональный генератор вырабатывает сигнал синусоидальной формы. Частота 1800 Гц выбрана достаточно высокой, чтобы вторая гармоника не попадала в полосу пропускания ЭМФ. Далее прохождение сигнала по передающему тракту ничем не отличается от в режима SSB.

Кроме того, с выхода НЧ генератора сигнал через переключатель SA3 и резистор R46 поступает на вход УНЧ, что обеспечивает самопрослушивание передаваемых телеграфных посылок. Провода, идущие к телеграфному ключу, должны быть экранированы.

Принципиальная электрическая схема блока питания трансивера приведена на рис.2. Блок питания состоит из понижающего трансформатора Т2, выпрямительного моста на диодах VD30 — VD33 и стабилизатора на выходное напряжение +12 В (DA3, VT23, VT24). В качестве регулирующего элемента используется транзистор VT24. Обычно такое включение транзистора применяют для получения отрицательного (относительно общего провода) стабилизированного напряжения. Однако в этой схеме на выходе относительно корпуса получено положительное выходное напряжение, что позволило «посадить на корпус» коллектор регулирующего транзистора. Как следствие, не требуется отдельный массивный радиатор. Кроме того, на эмиттере VT24 присутствует отрицательное напряжение относительно корпуса, которое можно использовать для запирания и регулировки усиления каскадов (например, на транзисторах КП302).

Стабилизатор обеспечивает выходное напряжение +12 В при токе нагрузки до 1 А, коэффициент стабилизации — не менее 4000. Опорное напряжение в стабилизаторе формируется цепочкой VD34-R85 и подается на неинвертирую-щий вход операционного усилителя. С помощью резистора R83 можно в небольших пределах регулировать выходное напряжение (от 11 до 13 В). Лампочка HL1 служит для подсветки шкалы, а также для сигнализации о включении блока питания. Ее можно заменить цепочкой из последовательно включенных светодиода и резистора сопротивлением 470 — 820 Ом. Эту цепочку лучше всего включить на выходе стабилизатора для сигнализации о наличии напряжения +12 В. Использование светодиода несколько ухудшает подсветку шкалы, но улучшает температурный режим устройства, что благоприятно сказывается на стабильности частоты ГПД.

Силовой трансформатор — унифицированный накальный трансформатор ТН17-127/220-50, рассчитанный на мощность 30 Вт. Он имеет три обмотки с выходным напряжением по 6,3 В (две из них — на ток 2,3 А, третья — на 0,92 А). Выводы трансформатора 2 и 4 (для упрощения на схеме выводы не указаны) соединяют перемычкой, переменное напряжение 220 В (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 В, которое подается на выпрямитель.

При выходной мощности трансивера до 5 Вт можно использовать все три обмотки трансформатора. Для этого перемычками соединяют выводы 8 и 9, 10 и 12, а выходное напряжение снимают с выводов 7 и 13 (за счет того, что две выходные обмотки имеют 5-вольтовые отводы, в сумме получается напряжение 5+5+6,3=16,3 В). В этом случае на выходе выпрямителя присутствует постоянное напряжение 23 В. При питании микросхемы стабилизатора таким напряжением улучшается как коэффициент стабилизации, так и коэффициент подавления пульсаций-до 10000. Детали

В трансивере применены широко распространенные радиодетали. Постоянные резисторы — МЛТ-0,5, МЛТ-0,25, МЛТ-0,125, переменные — СПЗ-4аМ, СП4-1, конденсаторы — КТ, КМ, КСО, К50-6, К50-16, К50-35. Конденсатор С59 — дифференциальный, типа «бабочка» (от радиостанции Р821 или Р822 — изделие номер ЯД4.652.007). Его роторная пластина «посажена на корпус» через пружинящий латунный (или бронзовый) контакт, а статор-ные пластины для увеличения емкости включены параллельно.

Моточные данные катушек и трансформаторов приведены в таблице. Катушки L1, L2, L4, L5 заключены в алюминиевые экраны. Катушка ГПД выполнена на керамическом каркасе. С целью повышения добротности намотку лучше всего выполнить посеребренным проводом, но можно применить провод, указанный в таблице. Катушка L7 также намотана на керамическом каркасе, но ее можно выполнить бескаркасной. Для этого ее следует намотать на подходящей по размеру оправке (например, деревянной). Катушка L9 — дроссель ДМП-1,2 индуктивностью 30 мкГн. Его можно изготовить самостоятельно, намотав на отрезке стержня ферритовой средневолновой антенны. Длина сердечника — 25 мм, диаметр — 8 мм, обмотка содержит 26 витков провода ПЭЛ-0,69, намотанных виток к витку, длина намотки — 18 мм. Катушка L8 — два витка кросси-ровочного провода (жесткого, в полихлорвиниловой изоляции) вокруг антенного вывода (второй конец обмотки свободен).

Кварц ZQ1 — на частоту 500 кГц (корпус металлический, Б1).

Реле К1 — РЭС48А (паспорт РС4.590.201 или РЭС4.590.214), но для удобства монтажа и укорочения соединительных проводников в авторском варианте применены два отдельных реле — РЭС10 (паспорт РС4.524.303 или РС4.524.312) и РЭС49 (паспорт РС4.569.424).

Транзисторы КП302 можно заменить на КП307; КТ315 — на КТ342, КТ306, КТ316; КТ342 — на КТ306, КТ316; МП25Б — на МП26Б или КТ503; КТ608Б — на КТ603Б; КТ646Б — на КТ660Б или КТ630Е.

В кольцевых балансных смесителях диоды КД503 можно заменить на КД514 (результат должен быть лучше), а остальные коммутирующие диоды КД503 заменяются любыми аналогичными кремниевыми диодами. В балансном модуляторе диоды VD3 — VD6 желательно подобрать по идентичности параметров. Диоды Д2Е (Д18) можно заменить на Д9 с любым буквенным индексом.

Обозначение по схеме	Число витков	Провод	Каркас	Магнитопровод, подстроечники, каркас	Примечание
L1, L4	40	ПЭЛ-0,16	Трехсекционный (3,5 мм), от карманных приемников	Диаметр — 2,8 мм, длина — 14 мм, феррит — 600НН	Отвод от 10-го витка, считая снизу (по схеме)
L2, L5	40	ПЭЛ-0,16	Трехсекционный (3,5 мм), от карманных приемников	Диаметр — 2,8 мм, длина — 14 мм, феррит — 600НН
L3			Можно намотать на резисторе МЛТ-0,5 1 МОм (100 витков ПЭЛ-0,1)	Дроссель	ДМ-0,1-250 мкГн ±5%.
L6	36	ПЭЛ-0,41	10	Керамика	Отвод от 12-го витка, считая снизу (по схеме)
L7	11	0,8 (посеребренный)	20	Керамика	Длина намотки — 24 мм
L8	3 — 4	ПЭЛ-0,41			Вокруг антенного вывода
L9				Дроссель	ДПМ-1,2 30 мкГн
Т1	34x2	ПЭВ-2-0,15	Кольцо К7х4х2	600НН	Скрученными между собой с шагом 3 мм двумя проводами
Т2					ТН17-127/220-50

Вместо варикапов КВ127Г можно использовать и другие, с максимальной емкостью не менее 50 пФ. Это требуется для перестройки ФСС во всем рабочем диапазоне. При этом все четыре варикапа должны иметь одинаковые параметры.

Микросхему К174УН14 можно заменить на импортный аналог (TDA2003).

Измерительный прибор РА1 — микроамперметр с током полного отклонения 100 мкА (М476/3 от магнитофона «Романтик-3»).

Переключатели — МТ1 и МТЗ (микротумблеры), ВА1 — динамическая головка 0,5ГДШ-2 с сопротивлением катушки 8 Ом.

Конструкция

Трансивер выполнен в корпусе размерами 223x195x101 мм. В качестве шасси использована дюралюминиевая пластина толщиной 5 мм. Можно использовать пластину меньшей толщины, но при этом придется усилить ее края дюралюминиевыми уголками. В пластине пропилены фигурные отверстия под печатные платы (рис.3 и 4), просверлены отверстия как для соединительных проводников, так и для крепления печатных плат. Топология проводников и размещение деталей на плате микрофонного усилителя (МУ) приведено на рис.5.

ГПД, оконечный усилитель мощности и П-контур заключены в коробчатые алюминиевые экраны (толщина стенок — 1,5 мм). Глубина подвала шасси — 27 мм. Печатная плата микрофонного усилителя установлена внутри подвала на четырех пластмассовых стойках высотой 5 мм.

Основная часть радиодеталей установлена на 6 печатных платах, изготовленных из фольгированно-го текстолита толщиной 1,5 мм. ГПД, оконечный усилитель мощности и схема П-контура выполнены навесным монтажом на монтажных стойках и корпусных лепестках. Радиодетали перед установкой следует проверить. Транзисторы VT20 и VT21 имеют тепловой контакт с шасси через слюдяные пластины. Коллекторы транзисторов VT22 и VT24 имеют непосредственный тепловой контакт с шасси. Корпус микросхемы DA2 имеет небольшой алюминиевый радиатор охлаждения, однако его охлаждающий лепесток можно посадить непосредственно на корпус. Силовые диоды VD30 — VD33 блока питания также имеют небольшие алюминиевые радиаторы.

Передняя (рис.6) и задняя панели корпуса выполнены из дюралюминия толщиной 1,5 мм. Передняя панель спереди прикрыта пластиковой фалыипанелью (рисунок — «под ясень», толщина — 1,5 мм). На нее наклеены сделанные на компьютере бумажные этикетки с обозначениями органов управления. Этикетки защищены пластинами из оргстекла толщиной 2 мм. Шкала также прикрыта пластиной из оргстекла, а «динамик» — декоративной пластмассовой решеткой (в передних панелях под решеткой просверлены отверстия для прохождения звука). Верхняя и боковые крышки корпуса трансивера сделаны из текстолита толщиной 2 мм, «облагороженного „под орех“», нижняя — из гетинакеа (цвет внешней поверхности — белый). Пластмассовый корпус ничем не хуже выполненного из дюралюминиевых пластин, т.к. 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 можно видеть на коллаже, размещенном на 2-й странице обложки (РМ. KB и УКВ, №2/2008). На задней панели трансивера установлены разъемы для наушников, управления усилителем мощности, тангенты, микрофона, манипулятора электронного ключа, гнездо сетевого предохранителя и выход сетевого шнура. Неиспользуемые в данной схеме трансивера разъемы на задней панели и органы управления на передней панели установлены с целью дальнейшего его совершенствования. Учитывая, что корпус сделан универсальным, неиспользуемые органы управления и разъемы в данном варианте можно не устанавливать, закрыв их декоративными заглушками, либо вообще не делать отверстия под них. Углы корпуса трансивера скреплены при помощи железных уголков, выполненных из металла толщиной 2 мм, в которых сделаны по три резьбовых отверстия МЗ (в каждой стороне по одному). Крышки корпуса крепятся болтиками МЗ с головками впотай (головки болтов, выходящих на переднюю панель, хромированы).

Межплатные соединения выполнены проводом МГТФ-0,35 (в силовых цепях блока питания и в усилителе мощности используется провод в три раза толще). Выходы электронного коммутатора со смесителями соединены отрезками коаксиального кабеля 03 мм и одинаковой длины (вследствие равенства вносимых кабелями емкостей уменьшается их влияние на генераторы и смесители при переходе трансивера с приема на передачу). Входные цепи УНЧ, а также цепи подключения сигнала самопрослушивания выполнены 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 медная фольга, покрытая канифольным лаком. Она играет роль общего провода. Каждая плата соединена с соседними несколькими короткими перемычками (не менее двух с разных сторон). Часть этих проводников еще и играет роль фиксаторов жгутов к шасси.

Верньер конденсатора ГПД представляет собой фрикционную пару, состоящую из колеса 074 мм и валика 06 мм. Торец колеса обрезинен (колесо взято от механизма старого магнитофона), а на валик плотно надет тонкостенный резиновый кембрик. К колесу приклеен круг, вырезанный из ватмана, на котором нарисована шкала настройки. На валик насажена ручка управления 046 мм (взята от лампового радиоприемника). Замедление фрикционной пары составляет 12,3, что, с учетом большого диаметра ручки управления (дополнительное замедление составляет 8), вполне достаточно для комфортной настройки на сигналы любительских радиостанций.

Настройка

Перед настройкой трансивера (до его первого включения в сеть!) следует тщательно проверить монтаж на отсутствие коротких замыканий. При отсутствии КЗ выход стабилизатора отключают от нагрузки, включают блок питания и проверяют его выходное напряжение на холостом ходу. Относительно корпуса на положительном выводе конденсатора С83 должно присутствовать напряжение +12 В. Подстройкой резистора R83 можно точно установить напряжение. Далее выключают стабилизатор и подключают к нему все узлы трансивера и точнее подстраивают резистором R83 выходное напряжение.

Затем приступают к настройке блоков гетеродинов и электронного коммутатора. Проверяют наличие напряжения +12 В на резисторе R64 в режиме приема (на резисторе R65 в этом режиме должен быть О В), а также напряжение +12 В на резисторах R58 и R69. На стоке VT2 должно присутствовать напряжение +5,6 В. Ток через стабилитрон VD21 (в пределах 3 — 5 мА) устанавливают подбором сопротивления резистора R59.

Затем переводят трансивер в режим передачи, предварительно перед этим подключив к антенному разъему XW1 эквивалент (безындукционный резистор сопротивлением 50 или 75 Ом мощностью не менее 10 Вт). В качестве эквивалента можно использовать лампочку накаливания, рассчитанную на напряжение 28 В и мощность 5 — 10 Вт (в нагретом состоянии сопротивление ее нити — около 75 Ом). Проверяют наличие напряжения + 12 В на резисторе R65 (на резисторе R4 в этом режиме должен быть 0 В). Подключая поочередно щуп осциллографа, а затем частотомера, к выходам электронного коммутатора (С63 и С66), проверяют наличие, амплитуду, форму и частоту вырабатываемых гетеродинами сигналов. В режиме приема на конденсаторе С63 должен присутствовать сигнал ГПД правильной синусоидальной формы амплитудой 1,2 — 2 В и частотой 4 — 4,3 МГц (при перестройке емкости конденсатора С59). Запас по перекрытию на концах частотного участка должен составлять 30 — 50 кГц. Укладку частот ГПД ведут подбором величины емкости конденсатора С60. Термокомпенсацию обеспечивает этот же конденсатор, но при этом его составляют из нескольких конденсаторов, имеющих различные температурные коэффициенты емкости (ТКЕ), стараясь добиться минимального выбега частоты после включения, либо как можно более плавного ухода частоты в процессе прогрева.

Затем градуируют шкалу трансивера, используя калибратор, настроенный трансивер или ГСС. На втором выходе электронного коммутатора (С66) в режиме приема должен присутствовать сигнал кварцевого опорного гетеродина частотой 500 кГц и амплитудой 1,2 — 2 В правильной синусоидальной формы. При «малоактивном» кварце (если генерация иногда срывается, либо генератор плохо запускается после включения питания) следует подобрать емкости конденсаторов С69 и С70 либо заменить кварцевый резонатор.

В заключение настройки блока гетеродинов следует подобрать сопротивления резисторов R66 и R77 в пределах от 600 до 1,2 кОм по максимуму сигнала на выходах электронного коммутатора при правильной синусоидальной форме сигнала.

Настройку трансивера в режиме приема начинают с усилителя низкой частоты. Подав на вход 1 микросхемы DA2 сигнал звуковой частоты синусоидальной формы с генератора НЧ, прослушивают выходной сигнал. Подстраивая резистор R48 (перед подачей питающего напряжения на УНЧ движок этого резистора следует вывести в крайнее правое по схеме положение, а при настройке не следует надолго выводить в крайнее левое (по схеме) положение), добиваются максимального коэффициента усиления при отсутствии заметных на глаз искажений. Затем выводят движок резистора R30 на максимум усиления (вверх по схеме), подают НЧ сигнал на эмиттер VT7 и, подбирая сопротивление резистора R27, добиваются максимума сигнала правильной синусоидальной формы на выходе УНЧ (контролируют осциллографом).

Далее настраивают усилитель промежуточной частоты. Для этого через конденсатор емкостью 10 — 50 пФ на эмиттер VT2 подают синусоидальный сигнал с ГСС частотой 500 кГц. Устанавливают движок резистора R34 на максимум усиления (вверх по схеме), включают в работу систему АРУ (SA1 — влево по схеме) и, подбирая по очереди емкости конденсаторов С16 и С20, добиваются максимального отклонения стрелки прибора РА1. Затем, подбирая сопротивления резисторов R35 и R36, добиваются максимума сигнала на выходе УПЧ (сигнал должен иметь правильную синусоидальную форму). Контроль ведут осциллографом, поочередно просматривая сигнал на обоих выходах УПЧ (прямом и инверсном), где сигналы должны быть равны по амплитуде. Величину уровня сигнала можно контролировать прибором РА1.

Для настройки двухзвенного входного фильтра на антенное гнездо XW1 подают сигнал ГСС с частотой, лежащей в радиолюбительском диапазоне 3,5 МГц (3,5 — 3,8 МГц) — желательно, в его середине. Движок резистора R5 устанавливают в среднее (по схеме) положение. Сердечники катушек L1 и L2 также устанавливают в среднее положение. Подбирая емкости конденсаторов С6 и С7 (предварительно заменив их временно переменными), добиваются максимума сигнала на выходе приемной части трансивера. Заменяют их постоянными такой же емкости и, подстраивая сердечники катушек L1 и L2, снова добиваются максимума сигнала. Перемещая движок резистора R5, проверяют перекрытие ФСС по всему диапазону.

Далее проверяют работу трансивера в эфире в режиме приема на реальную антенну. В случае зашкаливания стрелки прибора РА1 на громких сигналах, подбирают сопротивление резистора R45. Время удержания системы АРУ регулируют путем подбора емкости конденсатора С53 для получения наиболее комфортного отсчёта показаний S-метра.

Перед настройкой в режиме передачи к антенному гнезду подключают эквивалент нагрузки. В режим передачи трансивер переводят с помощью тангенты SA4. Подключив к входу микрофонного усилителя микрофон, проверяют работу усилителя, подключив наушники через конденсатор емкостью 1 мкФ к его выходу (выводам 8 и 9). Затем, подключив вместо микрофона CW-ключ (манипулятор) и периодически замыкая его, прослушивают работу этого узла в режиме генерирования телеграфных посылок. Путем подбора сопротивления резистора R33 и емкости конденсатора С43 добиваются формирования сигнала частотой 1,8 кГц правильной синусоидальной формы. При отключенных микрофоне и CW-ключе производят балансировку балансного смесителя. Для этого, подключив осциллограф к коллектору транзистора VT2, переводят трансивер в режим передачи и, подстраивая резистор R10, добиваются максимального подавления несущей. При этом для получения достаточного подавления может потребоваться подключение подстроечного конденсатора емкостью 5 — 25 пФ к одному из выводов (выбирается экспериментально) входной обмотки Т1.

Ток покоя оконечного усилителя мощности устанавливают в пределах 8 — 9 мА подбором сопротивления резистора R78 (трансивер переведится в режим передачи, но CW-ключ не нажимается, а микрофон отключается). Подбором сопротивления резистора R81 устанавливают напряжение +6 В на эмиттерах VT21 и VT22.

Предоконечный УМ настраивают подбором сопротивления резистора R73, добиваясь, чтобы на коллекторе VT19 напряжение было +6 В.

Затем переводят трансивер в режим передачи, нажимают CW-ключ (R4 — на максимуме усиления, вправо по схеме, R39 — на максимуме усиления, вверх по схеме), и приступают к настройке передающего ФСС. Его настройка аналогична настройке такого же узла приемного тракта.

Затем проверяют соответствие (совпадение) настроек ФСС в режимах приема и передачи. Предварительный усилитель (VT8) в режиме передачи настраивают по максимуму синусоидального сигнала на выходе путем подбора сопротивления резистора R53.

Настройку П-фильтра ведут подбором емкости конденсаторов С78 и С79 и сдвигая/раздвигая витки катушки L7. Очень удобно, а главное — наглядно, эту операцию выполнять, если в качестве эквивалента используется лампочка накаливания (28 В/10 Вт). По свечению лампочки-нагрузки убеждаются в наличии сигнала на выходе передающего тракта, когда произносят перед микрофоном длинное «а… а… а» или нажимают CW-ключ в режиме передачи.

При зашкаливании стрелки прибора РА1 на пиках сигнала в режиме передачи следует подобрать (в сторону увеличения) сопротивление резистора R44. При малом отклонении стрелки следует уменьшить сопротивление этого резистора или увеличить число витков катушки L8. Уровень самопрослушивания при передаче в телеграфном режиме регулируют подбором сопротивления резистора R46 при замкнутых контактах выключателя SA3. Уровень усиления микрофонного тракта регулируют резистором R4 по максимуму сигнала на выходе трансивера при отсутствии заметных нелинейных искажений как в режиме CW, так и в режиме SSB.

Несколько слов об усилителе мощности, который применен в трансиве-ре. Усилитель прост и не содержит согласующего трансформатора, легко настраивается, очень хорошо работает на НЧ диапазонах и устойчив к самовозбуждению. К сожалению, он имеет малое усиление по мощности на ВЧ диапазонах. Так, в диапазоне 1,9 МГц усилитель развивает мощность более 8 Вт, 3,5 МГц — 6 Вт, 7,0 МГц — 4 Вт, а в диапазоне 14 М Гц — только 2 Вт, поэтому выше 7 МГц его применять не рекомендуется.

И последнее. Подбором сопротивления резистора R5 трансивер можно настраивать как в режиме приема (по максимальному уровню принимаемых сигналов или по максимуму шумов), так и по максимуму уровня выходной мощности в режиме передачи.

KB усилитель мощности

ref в блоге Усилители

Ламповые усилители мощности пользуются заслуженной популярностью у радиолюбителей. Такие усилители имеют высокую надежность и хорошие параметры при достаточно простой схемотехнике.

Описываемый в настоящей статье усилитель мощности на лампе ГУ-74Б предназначен для работы в диапазонах 3,5 — 28 МГц и является «классической» конструкцией, не содержащей никаких схемотехнических и сервисных «излишеств» (более сложная схема усилителя на лампах ГУ-74Б). Возможно, кому-то из читателей этот усилитель покажется излишне «аскетичным», но дополнить конструкцию подходящими функциями под силу любому квалифицированному радиолюбителю.

Принципиальная схема усилителя приведена на рис.1. В режиме приема сигнал из антенны поступает в трансивер через нормально замкнутые контакты реле КЗ и К4. В режиме передачи на обмотки этих реле подается напряжение 24 В, контакты реле переключаются, и мощность возбуждения (около 10 — 15 Вт) с выхода трансивера поступает на вход усилителя. Безындуктивный 20-ваттный резистор сопротивлением 50 Ом обеспечивает выходному каскаду трансивера согласованную нагрузку (КСВ не превышает 1,5 на ВЧ диапазонах и близок к 1 на НЧ диапазонах). Лампа ГУ-74Б включена по схеме с общим катодом и работает в режиме, близком к режиму В1 (без тока управляющей сетки).

На выходе усилителя установлен П-контур, обеспечивающий согласование выходного сопротивления лампового каскада с сопротивлением нагрузки (50 Ом) и подавление гармоник, содержащихся в выходном сигнале.

Для настройки П-контура используется простейший ВЧ вольтметр, подключенный к выходу усилителя через конструктивный конденсатор Сх емкостью 0,2 :— 0,5 пФ, который можно изготовить, например, из двух скрученных проводов. Измерительный прибор РА2 вольтметра установлен на передней панели.

В блоке питания усилителя (рис.2) используются два силовых трансформатора от цветных телевизоров. Выходные напряжения на вторичных обмотках трансформаторов указаны на схеме. Обмотка накала лампы намотана проводом 01,8 мм, 18-вольтовая обмотка — проводом 00,7 мм, а остальные обмотки — проводом 00,6 мм.

Переменное напряжение 18 В поступает на выпрямитель, постоянное напряжение с выхода которого используется для питания реле К1 и К2, срабатывающих при включенном выключателе SA2 и соединении контакта «РТТ» с общим проводом. При срабатывании реле К1 напряжение +24 В подается на обмотку реле К2, через контакты которого на управляющую сетку лампы ГУ-74Б поступает напряжение смещения — 55 В. Кроме того, напряжение +24 В подается на обмотки реле КЗ и К4 (рис.1), контакты которых переключают входные и выходные цепи усилителя.

Отрицательное (относительно общего провода) напряжение, подаваемое на управляющую сетку лампы, вырабатывает выпрямитель (рис.2), на который подается переменное напряжение 106 В.

Экранная сетка лампы питается от выпрямителя, на который подается переменное напряжение 180 В. Предохранитель на 200 мА обеспечивает защиту выпрямителя от выхода из строя при «прострелах» в лампе, а также при лавинообразном возрастании тока экранной сетки при динатронном эффекте.

Большая емкость конденсатора (150 мкФ) на выходе выпрямителя, в принципе, должна обеспечивать поддержание довольно стабильного выходного напряжения, но более грамотным решением стала бы установка в цепи экранной сетки параметрического стабилизатора, состоящего из гасящего резистора и нескольких мощных стабилитронов, включенных последовательно для получения требуемого напряжения стабилизации. Очевидно, что при этом придется увеличить напряжение, подаваемое на выпрямитель (на величину падения напряжения на гасящем резисторе).

Постоянное напряжение +2 кВ получено от четырех последовательно включенных выпрямителей, на которые поступают переменные напряжения 380 В. С помощью прибора РА1 производится измерение тока, протекающего через лампу, а предохранитель на 1 А защищает источник анодного напряжения при «прострелах» в лампе.

В выпрямителях можно применить дешевые, широко распространенные импортные диоды 1N4007. Диод в ВЧ вольтметре может быть' КД521, КД522, 1 N4148 и т.д.

Реле К1 и К2 — любые на 24 В, контакты которых выдержат токи, коммутируемые этими реле. Реле КЗ и К4 желательно применить высокочастотные (например, РПВ2/7 и РЭВ14 соответственно).

Безындуктивный резистор сопротивлением 50 Ом можно составить из 10 включенных параллельно 2-ваттных резисторов сопротивлением 510 Ом.

Моточные данные П-контура приведены в таблице.

Размещение деталей усилителя можно видеть на рис.3. Панелька лампы ГУ-74Б установлена на коробке (рис.4), в которой размещены элементы входной цепи усилителя. На анод лампы надевается воздуховод, выточенный из фторопласта. Коробка крепится к задней стенке усилителя. Для обдува лампы применяется вентилятор, работающий от переменного напряжения 230 В.

В правильно изготовленном и настроенном усилителе на всех диапазонах при входной мощности 25 Вт выходная мощность составляет не менее 500 Вт.

По материалам статьи «PА 800 — rovidhullamu ado-v4gerosito», опубликованной в «Radiotechnika evkonyve 2001».

"Рогатка" для 2-метрового диапазона

ref в блоге Антенны

Простая, но довольно эффективная УКВ антенна имеет диаграмму направленности в форме «восьмерки» и представляет согнутый дипольный излучатель («рогатку»), длина каждой половинки которого составляет ЗАУ4. Размеры антенны, указанные на рисунке, — примерные. Точная длина излучателя зависит от материала и диаметра используемого провода (или труб) и подбирается при настройке. Для расширения рабочей полосы частот желательно применять излучатель диаметром 10 мм и более.

Активная приемная рамочная антенна

ref в блоге Антенны

В любительской радиосвязи магнитные антенны (рамки, периметр которых составляет около 0.3) обычно используются как для приема, так и для передачи. Для этого они должны быть согласованы по импедансу как с приемным, так и с передающим трактом радиостанции и выдерживать значительные токи и напряжения, которые возникают в антенне при работе передатчика. Однако если рамочная антенна используется только для приема, то требования к электрической прочности ее элементов сильно снижаются. Кроме того, при творческом подходе к ее конструированию можно получить устройство, позволяющее значительно улучшить прием слабых сигналов в сложной помеховой обстановке, столь характерной для современных городов.

Укороченная вертикальная антенна для диапазона 40 метров

ref в блоге Антенны

В настоящее время многие коротковолновики используют довольно мощные (до 100 Вт) и компактные приемопередатчики. Однако для выездов на природу в этом случае чаще всего приходится брать довольно большие антенны, транспортировать и устанавливать которые нелегко. Поэтому определенный интерес представляют укороченные антенны, которые при небольших размерах имеют вполне удовлетворительную эффективность и позволяют проводить радиосвязи на средние и большие расстояния при мощности передатчика соответственно около 10 и 100 Вт.

Довольно простую укороченную вертикальную антенну (рис.1) для диапазона 40 м предложил немецкий радиолюбитель Rudolf Kohl, DJ2EJ. Антенна довольно компактна, но, по мнению автора, имеет неплохие параметры. Она представляет собой вертикальный излучатель длиной 2,5 м, емкостное реактивное сопротивление которого компенсирует удлиняющая катушка L1. Противовесами являются 6 горизонтальных проводников длиной по 2,5 м. Согласование входного сопротивления антенны с волновым сопротивлением коаксиального кабеля обеспечивает катушка L2. Точную настройку антенны на рабочую частоту производят изменением индуктивности удлиняющей катушки L1 с помощью колец из порошкового железа, перемещаемых внутри катушки. Индуктивность согласующей катушки L2 достаточно подобрать при первоначальной настройке антенны. Для этой схемы согласования предпочтительна гальваническая связь всех компонентов, предотвращающая образование на антенне статического заряда.

Учитывая, что противовесы не являются идеальной «землей» и в них протекает небольшой ВЧ ток, для предотвращения затекания этого тока на внешнюю поверхность оплетки коаксиального кабеля обязательно следует установить эф-фективный кабельный дроссель (рис.2), расположенный непосредственно под противовесами. Кроме того, если для антенны в качестве опорной применяется металлическая мачта, то ее следует электрически «разорвать» диэлектрической вставкой.

КПД антенны зависит от отношения сопротивления излучения к сопротивлению потерь. Большое влияние на КПД оказывают потери в земле в ближнем поле антенны и добротность удлиняющей катушки. Повышенные сопротивления проводов и переходные сопротивления всех ВЧ токоведущих соединений снижают КПД антенны.

Потери в диэлектриках и изоляторах особенно сильно проявляются в местах, где присутствует высокое ВЧ напряжение, поэтому для укороченной антенны, имеющей низкое сопротивление излучения (1,6 Ом) и приемлемый КПД, требуется согласующая цепь с малыми потерями. Для этого целесообразно объединять согласующие элементы и излучающие проводники в одну электрически и механически законченную конструкцию.

Антенна, установленная на высоте 3 м над поверхностью земли, имеет коэффициент усиления -4,6 dBi при вертикальном угле возвышения максимума излучения 28°, что позволяет проводить радиосвязи на средние расстояния. Для радиосвязей на большие расстояния требуется, чтобы антенна излучала под малым углом к горизонту. Для этого (как следует из графика на рис.3) требуется установить антенну повыше.

Конструкция согласующего узла показана на рис.4 и 5. Согласующая цепь и изолирующие элементы образуют единый блок. Круглый пруток из полиэфирного стеклопластика длиной 1 м соединяется с монтажной панелью, на которой крепятся шесть противовесов длиной по 2,5 м каждый, ВЧ разъем для подключения коаксиального кабеля и согласующая катушка L2 (на отдельном монтажном уголке). Несколькими сантиметрами выше монтажной панели на стеклопластиковом прутке закреплена удлиняющая катушка L1. На верхнем конце стеклопластико-вого прутка находится держатель, в котором жестко фиксируется вертикальный излучатель длиной 2,5 м. Ниже монтажной панели располагается кабельный ВЧ дроссель. Тонкий стеклопластиковый пруток служит для перемещения направляющей гильзы с тремя сложенными вместе кольцевыми сердечниками Т157-2 (DHap=39,9; DBHyTp=24,1; h=14,5 мм) из порошкового железа.

Нижний конец стеклопластиково-го прутка, на котором закреплены согласующие элементы, вставляется в алюминиевую мачту. При небольшой высоте установки антенны для крепления мачты в земле достаточно конического винта. Нижняя часть антенны (противовесы) должна находиться на высоте не менее 2,5 м от земли. Такая высота установки обеспечивает и снижение влияния потерь в земле на КПД антенны, и электробезопасность (снижается риск прикосновения к противовесам в режиме передачи). Если требуется «всепогодная» антенна, то согласующий узел следует защитить от дождя и сырости пластмассовым кожухом.

В авторском варианте противовесы изготовлены из тонкостенных омедненных стальных трубок диаметрами 8 и 4,5 мм, а для вертикального излучателя длиной 2,5 м используются две трубки диаметрами 11,5 и 8 мм. Для снижения ВЧ напряжения на верхнем конце излучателя установлен алюминиевый шарик 030 мм. Моточные данные катушек приведены в таблице.

Первоначальная настройка антенны заключается в подборе индуктивности удлиняющей катушки L1 на выбранной частоте и индуктивности катушки 12 до получения КСВ в кабеле, близкого к 1. При эксплуатации антенны потребуется только подстройка индуктивности катушки L1.

В летние месяцы в течение всего дня антенна, установленная на высоте всего лишь 2,5 м над землей, позволяла без проблем проводить CW- и SSB-радиосвязи с любительскими радиостанциями всей Европы на передатчик мощностью 10 Вт. С передатчиком мощностью 100 Вт и поднятой выше антенной в соответствующие периоды времени были проведены радиосвязи с DX. Особенно впечатляет чистый прием на природе, в местах, где практически отсутствуют промышленные помехи. Здесь в приемнике звучит «тончайшая первоматерия — чистейшая и высочайшая форма воздуха», как греческие философы называли светоносный эфир!

При уменьшении индуктивности удлиняющей катушки L1 и незначительном изменении индуктивности катушки L2 антенна может работать в одном из более высокочастотных KB диапазонов. При этом, с ростом частоты ее эффективность увеличивается. Однако, начиная с диапазона 21 МГц, ее диаграмма направленности в вертикальной плоскости начинает приобретать многолепестковый характер.

По материалам статьи «Kleiner unsymmetrischer vertikaler Dipol», опубликованной в журнале CQ DL, №8/2008.

Подготовил В.Корнейчик. И.ГРИГОРОВ, RK3ZK.

160-метровая "коротышка"

ref в блоге Антенны

Основная проблема для подавляющего большинства радиолюбителей, желающих установить антенну на НЧ диапазоны, — весьма ограниченное пространство для размещения такой антенны. Особенно сложно приходится тем, кому требуется антенна диапазона 160 м. Но выход есть!

Самое простое решение проблемы, связанной с нехваткой места и пространства, — установка укороченного диполя или вертикального излучателя. Альтернативными вариантами являются антенна в виде «длинного провода» случайной длины или диполь 80-метрового диапазона, центральная жила и оплетка коаксиального кабеля которого при работе в диапазоне 160 м закорачиваются, кабель служит излучателем с емкостной нагрузкой (ее роль играет полотно диполя).

К сожалению, большинство таких антенн имеют один общий недостаток — узкий диапазон рабочих частот. Многие из них при работе в диапазоне 1,8 МГц имеют полосу частот всего 10 — 15 кГц по уровню КС В=2. Разумеется, этого недостаточно для работы во всем 160-метровом диапазоне. Можно, правда, воспользоваться согласующей цепью с дистанционным управлением, которая подключается к точке возбуждения антенны и позволяет расширить рабочую полосу частот. Но такое устройство является достаточно сложным, особенно для малоопытных радиолюбителей.

В 1985 г. известный американский радиолюбитель и талантливый популяризатор радиоэлектроники Doug DeMaw, W1FB, задался целью сконструировать сравнительно простую 160-метровую антенну, которая была бы достаточно эффективной как при работе с DX, так и при проведении местных радиосвязей. Он на личном опыте убедился в том, что короткие излучатели не могут работать столь же эффективно, как и полноразмерные антенны, однако здесь можно найти некий компромиссный вариант, гарантирующий гораздо более высокие рабочие характеристики, чем у большинства самодельных антенн, используемых многими радиолюбителями в диапазоне 160 м.

В качестве прототипа была выбрана многопроводная проволочная вертикальная антенна длиной 18,3 м. Такая конструкция излучателя позволяет обойтись без дорогостоящих алюминиевых трубок, которые обычно используются в коротких вертикальных антеннах, а это, в свою очередь, упрощает сам монтаж антенны и, в частности, установку и крепление удлиняющей катушки в верхней части антенны.

К тому же, проволочная антенна может быть размещена где угодно: на дереве, на столбе или на специальной опорной мачте. Емкостную нагрузку тоже легче изготовить из проволоки, чем из толстых металлических прутьев, как это делается в вертикальных антеннах из алюминиевых труб.

На рис.1 показана антенна, сконструированная WF1B в соответствии с вышеизложенной концепцией. Ее длина равна приблизительно Х/8. Однако настройка этой антенны осуществляется точно так же, как и настройка укороченной резонансной антенны в виде четвертьволнового вибратора, т.е. с помощью верхней «удлиняющей» катушки L1 и согласующей/«удлиняющей» катушки L2. Верхняя часть системы длиной приблизительно 1,8 м (секция А) имеет форму трехпроводной «шапочки» для L1. Верхняя катушка обеспечивает достаточную индуктивность для резонанса антенной системы на частоте приблизительно 2,5 МГц. Нижняя катушка L2 обеспечивает недостающую величину индуктивности для резонанса антенны во всем 160-метровом диапазоне. На катушке L2 имеется также отвод возле заземленного конца антенны, с помощью которого обеспечивается согласование антенной системы с 50-омной коаксиальной линией передачи. Чем больше площадь «шапочки» и диаметр провода для секции В антенны, тем шире диапазон рабочих частот антенны.

Когда секция В была изготовлена из провода 01,0 мм, рабочая полоса частот антенны по уровню КСВ=2 составила 145 кГц, а в другой антенне, в секции В которой использовался провод 01,6 мм, диапазон рабочих частот антенны расширился до 165 кГц. Вполне возможно, что добавление третьего (центрального) проводника в секцию В позволит еще больше расширить диапазон рабочих частот. Подобный конструктивный вариант ждет своих исследователей.

Вообще-то, принцип многопроводной проволочной антенны, изображенной на рисунке, сам по себе отнюдь не нов. Так, на заре радиосвязи симметричная антенна с вибраторами в виде системы тонких проводов использовалась сплошь и рядом и была скорее правилом, чем исключением из него. Ширина рабочего диапазона частот регулировалась установкой нескольких параллельных проводов.

На рис.2 приведена соответствующая электрическая схема рассматриваемой антенной системы. Cq — это распределенная емкость катушки L1. Чем больше емкость, тем меньшее число витков требуется для катушки и, следовательно, тем ниже потери в ней.

Работа четвертьволнового вибратора в немалой степени зависит от зеркального «образа» системы, который формируется в «земле». Иными словами, чем лучше система заземления, тем эффективнее функционирует сама ан+енна. В идеале, для четвертьволновой антенны требуется 120 противовесов, длина каждого — XIА. Чаще всего изготовить такую систему заземления невозможно, но настоятельно рекомендуется в целях получения оптимальных рабочих характеристик антенны использовать как можно больше противовесов. В частности, WF1B оставил 20 проводов на поверхности земли, а еще два заземляющих металлических прутка длиной приблизительно по 1,8 м были вкопаны в землю в непосредственной близости от точки подключения коаксиального кабеля.

Не стоит отчаиваться, если невозможно разместить полноценную систему заземления — один полноразмерный противовес и несколько закопанных металлических прутков могут обеспечить вполне удовлетворительные рабочие характеристики антенны. Кроме того, трубопровод холодной воды тоже можно задействовать в качестве одного из элементов системы заземления.

На рис.3 показана верхняя часть конструкции описываемой антенны. Изоляционные распорки должны быть прочными и легкими. В первой антенне WF1В использовал распорки из ПВХ-труб диаметром 25 мм. Катушки L1 и L2 (рис.1) мотались на ПВХ-трубках диаметром 50 мм. Правда, диэлектрические параметры ПВХ-труб при работе с высоким ВЧ напряжением могут оказаться посредственными, да и общий вес антенной системы с такими трубами получается довольно внушительным. Тем не менее, WF1B утверждал, что антенна работала без всяких замечаний даже при выходной мощности передатчика 600 Вт.

В другой антенне WF1В использовал прочные тонкостенные трубки из полистирена наружным диаметром около 20 мм, а для изготовления катушек L1 и L2 воспользовался прочной полистиреновой трубкой наружным диаметром 50 мм.

Словом, проблем с выбором материала быть не должно. Зато перед радиолюбителем может встать другая проблема. Как прикрепить провода к изоляционным распоркам максимально прочно и надежно? Наиболее простой способ — воспользоваться пружинящими алюминиевыми наконечниками на каждом проводе, которые закрепляются в верхней и нижней части распорок, как показано на рис.3. Вместо наконечников также можно применить отрезки медных трубочек.

На рисунке видно, что три провода соединяются между собой только в верхней части.(на конце изолятора). В секции В два провода соединяются между собой непосредственно под распоркой и подключаются к выводу катушки L1, которая удерживается на месте с помощью центрального провода, подключенного к «шапочке».

Индуктивность катушки L1 составляет 80 мкГн, ненагруженная добротность — 110. Длина обмотки — 100 мм (намотка — виток к витку) эмалированного провода 01,6 мм, намотанного на каркасе с внешним диаметром 50 мм. Для защиты катушки от грязи и влаги она покрывается сверху двумя слоями поли-уретанового лака.

На рис.4 показана нижняя часть антенны. Катушка L2 может быть закреплена на нижней изоляционной распорке с помощью двух длинных винтов. Каждый винт следует согнуть под углом 90° непосредственно у самой головки. Разумеется, есть и другие способы крепления и установки катушки — все зависит от конкретной конструкции антенны.

Максимальная индуктивность катушки L2 — 30 мкГн, ненагруженная добротность—150. Обмотка состоит из 42 витков эмалированного провода 01,6 мм на каркасе с внешним диаметром 50 мм, намотка — виток к витку.

Отвод для подключения 50-омно-го кабеля делается от 5-го витка (считая от нижнего вывода катушки). Для защиты от атмосферных осадков вся катушка покрывается двумя слоями полиуретанового лака.

Коаксиальный 50-омный кабель подключается к нижнему выводу катушки L2 и к отводу. Открытый конец кабеля следует загерметизировать, чтобы внутрь него не попадала грязь и влага. Для этой цели можно воспользоваться эпоксидной смолой или ВЧ герметиком.

На рис.5 показаны некоторые подробности изготовления отвода катушки L2. Катушка намотана эмалированным проводом 01,6 мм, намотка — виток к витку. В том месте, где делается отвод, с проволоки снимается слой эмали. Потом к зачищенной поверхности проволоки припаивается контактный лепесток, который предварительно плотно обжимается вокруг проволоки, а затем закрывается изоляционным материалом (например, кусочком пергаментной бумаги, предварительно пропитанной минеральным маслом, трансформаторной бумагой или кусочком фторопластовой ленты). Это предотвращает от возможного замыкания обмотки в данной точке катушки.

При настройке антенны придется подбирать индуктивность катушки L2, и лучше всего использовать на этом этапе катушку переменной индуктивности (вариометр). Двухдиапазонный вариант конструкции антенны

У каждого изобретателя есть свои задумки, однако все как-то «не доходят руки», чтобы воплотить их в жизнь. Вот и у WF1B была такая задумка — двухдиапазонная антенна на диапазоны 160 и.80 м (рис.6). Конструкция и размеры антенны остаются практически без изменений — только добавляется наружная пара проводов, которая образует излучатель диапазона 80 м. Каждый провод имеет длину приблизительно 15,5 м. Провода подключаются к удлиняющей/согласующей катушке L3. Для того чтобы обеспечить дистанционный переход из 160-метрового диапазона на 80-метровый, потребуются два реле — К1 и К2. Желательно, чтобы контакты реле были рассчитаны на ток не менее 10 А.

Если пойти дальше, то можно сделать антенну, которая будет работать и в диапазоне 40 м. Для этого необходимо подключить третий провод, закрепив его прямо по центру системы. Фактически, многопроводная система позволит перекрыть все любительские KB диапазоны. Правда, в этом случае усложняется система коммутации удлиняющих/ согласующих катушек, подключаемых к дополнительным излучателям. Для их коммутации можно воспользоваться галетным переключателем, установленном в герметичном корпусе. Единственное неудобство состоит в том, что всякий раз, когда требуется переключить антенну с одного диапазона на другой, придется добираться до точки подключения коаксиального фидера, где должен быть установлен переключатель.

По-видимому, проще всего установить «коротышку» в виде слопера (рис.7). Правда, при такой установке вертикальная составляющая излучения под малым углом выражена менее явно, чем при строго вертикальной установке.

Опорной мачтой для антенны может стать дерево или любой другой непроводящий объект.

Для того чтобы антенна не скручивалась, ее надо стабилизировать (закрепить), развернув веером нижние оттяжки. WF1B использовал два отрезка провода, закрепив их в земле на расстоянии приблизительно 1,5 м друг от друга. Такое крепление достаточно прочное и позволяет удерживать антенну туго натянутой. Даже сильные ветры не повредили конструкцию. Полистире-новые распорки и катушки перенесли летнюю жару и зимние стужу без видимых следов коррозии и деформации.

Приступая к настройке антенны, индуктивность катушки L2 следует сделать несколько больше, чем требуется. Это обеспечивает определенный запас по индуктивности в процессе настройки на необходимую резонансную частоту.

Определить резонансную частоту системы можно с помощью ГИРа, поднесенного к нижнему выводу катушки L2. Обратите внимание на то, что в этом случае коаксиальный кабель не должен быть подключен к отводу катушки L2, иначе резонансная частота системы, скорее всего, будет определена неверно.

Самый простой способ настройки антенной системы — установить КСВ-метр рядом с катушкой L2, подать сигнал с трансивера и, изменяя индуктивность катушки L2, добиться в коаксиальном фидере КСВ=1 на требуемой частоте. Расположение отвода в данной конструкции антенны обеспечивает входное сопротивление антенны, близкое к 50 Ом, но, возможно, в отдельных случаях потребуется подобрать положение отвода. Ведь оно зависит как от конструкции катушки L2, так и от многих других факторов (сопротивления системы противовесов, проводимости земли, влияния окружающих предметов и т.д.).

Антенна работает достаточно эффективно как с DX, так и при проведении радиосвязей с местными радиолюбителями. Сравнение ее с Г-образной антенной длиной ЗА./8 (вертикальная часть имеет длину приблизительно 15 м) показало, что обе антенны работают практически одинаково. Правда, в отдельные моменты времени и на отдельных дистанциях «коротышка» уступала Г-образной антенне, но это вполне ожидаемый результат.

Можно ли расширить рабочую полосу частот «коротышки»? Да, для этого достаточно с помощью реле менять индуктивность катушки L2, в верхней части которой потребуется подобрать место расположения отвода при настройке антенной системы для работы в высокочастотном участке диапазона 160 м. В частности, резонансные частоты можно выбрать равными 1850 и 1950 кГц. При этом положение отвода в нижней части катушки L2 (для согласования с коаксиальным кабелем) не изменяется.

«Коротышка» может быть вдвое меньше, если требуется вертикальная антенна для работы в диапазонах 80, 40 или 30 м. Такая сравнительно небольшая антенна на очень популярные диапазоны особенно удобна для радиолюбителей, проживающих в городских «многоэтажках», или для любителей проведения радиосвязей «на природе», да и вообще для всех, у кого возникают проблемы, где и как установить полноразмерную антенну.

По материалам статьи «How to Build a 160-Meter „Shortie“», опубликованной в журнале QST, ноябрь 1986 г.

Тюнер для симметричной линии

ref в блоге Антенны

А.КРОХМАЛЬ, RM4HM, г.Сызрань.

В последние годы, из-за роста цен на коаксиальный кабель, радиолюбители вспомнили о замечательном антенном фидере — симметричной линии. По сравнению с коаксиальным кабелем симметричная линия имеет очень низкие потери при больших значениях КСВ (когда коаксиапьный кабель практически неработоспособен) и возможность настройки практически пюбого вибратора в резонанс при электрическом удлинении или укорочении линии (это открывает широкое поле деятельности при создании качественных многодиапазонных антенн). Подробно свойства симметричной пинии питания рассмотрены в [1].

Непосредственное подключение симметричной линии к несимметричному выходу оконечного каскада передатчика, как правило, приводит к негативным результатам. Даже если поспе элементов согласования П-контура установить симметрирующий широкополосный трансформатор или применить Т-образной тюнер с симметрирующим трансформатором на выходе, удовпетвори-тельной работы можно добиться только при минимальной реактивности на входе симметричной линии. Один из таких примеров — питание вибратора в пучности напряжения с помощью симметричной пинии, длина которой составляет Л/4 рабочего диапазона частот (или кратна нечетному количеству длин )JA). У такой антенны симметричная линия является трансформатором, согласующим низкое входное сопротивление трансивера с высоким сопротивле-нием антенны. Как правипо, под такую антенную систему рассчитаны симметричные выходы в различных импортных Т-образных тюнерах.

Если же реактивность на входе симметричной линии (в точке подключения трансивера или тюнера) велика, то в силу того, что широкополосные трансформаторы плохо работают на реактивную нагрузку, потери в антенно-фидерной системе будут велики, и при большой мощности передатчика широкополосный трансформатор может выйти из строя. Разумеется, в такой антенно-фидерной системе теряются все выгоды применения симметричной линии.

Для того чтобы в полной мере использовать замечательные свойства симметричной линии, необходим симметричный тюнер, элементы трансформации и компенсации реактивных составпяющих которого непосредственно «работают с импедансом» симметричной линии, т.е. компенсируют реактивность на входе линии.

Некоторые зарубежные фирмы выпускают симметричные тюнеры. К сожалению, эти устройства довольно дороги (например, хорошо зарекомендовавший себя в работе на симметричную линию антенный тюнер MFJ-976 стоит почти 500 USD). Это приводит нас, радиолюбителей, к мысли о самостоятельном изготовлении такой конструкции.

Схема симметричного тюнера, который имеет элементы трансформации сопротивлений и компенсации реактивных составпяющих, приведена на рис.1. Эта схема с так называемым V-образным или р (бета)-согласованием. Принцип ее работы прост: при согласовании выходного сопротивпения широкопо лосного трансформатора Т1 с комплексным сопротивлением, имеющимся на входе симметричной линии, к меньшему сопротивлению подкпючается последовательный реактивный элемент (емкость), а к большему — параллельный (индуктивность). Т1 — симметрирующий широкополосный трансформатор (ШПТ) с коэффициентом трансформации сопротивлений 1:4. В качестве сердечника трансформатора можно применить кольцевой ферритовый сердечник К20ВЧ — К400НН. Типоразмер сердечника опредепяет габаритную мощность трансформатора и максимальную ВЧ мощность, которую можно подать на вход тюнера. С достаточной дпя практических цепей точностью можно принять, что 1 см2 поперечного сечения кольцевого ферритового сердечника способен трансформировать 300 Вт подводимой к нему мощности.

При этом необходимо учесть спедующее. Ферритовые кольца К100НН — К400НН с повышением рабочей частоты теряют способность передавать магнитный поток. Это приводит к тому, что габаритная мощность широкополосного трансформатора на таких кольцах с повышением частоты уменьшается. Наоборот, передача магнитного потока у колец К20ВЧ — К50ВЧ на любительских НЧ диапазонах минимальна, а с повышением частоты увеличивается, а значит, увеличивается габаритная мощность такого трансформатора. В любом случае, применяя кольца той или иной магнитной проницаемости, ШПТ следует изготовить с запасом габаритной мощности — лишним это не будет.

При изготовлении ШПТ 1:4 для обмоток удобно использовать двухжильный монтажный медный провод с сечением жил не менее 1,5 мм2, применяемый для прокладки скрытой электропроводки в квартирах. Диэлектрические свойства виниловой изоляции этого провода вполне достаточны для надежной работы трансформатора при подводимых к нему мощностях до 1 кВт. Если приобретение ферритовых колец затруднено, то не стоит отчаиваться. Симметрирующий трансформатор 1:4 можно изготовить из коаксиального кабеля (рис.2). Кабель свивают в плоскую катушку с последующим креплением витков ПХВ-изолентой.

Согласующим элементам схемы абсолютно безразлично, до какого значения трансформировать/согласовывать подведенный к ним импеданс симметричной линии. Поэтому в качестве Т1 может работать трансформатор с коэффициентом трансформации сопротивлений 1:1. Вариант схемы тюнера, в котором применяется такой трансформатор, приведен на рис.3. Здесь становится ненужным переключатель выбора вида согласования, но переключатель удобно использовать для режима «Обход». В таком режиме можно работать с симметричной линией, имеющей минимальную реактивность на входе. Однако изготовление трехобмоточного трансформатора менее технологично и более трудоемко, чем двухоб-моточного с коэффициентом трансформации сопротивлений 1:4.

На максимальную подводимую к тюнеру мощность влияет не только габаритная мощность трансформатора Т1, но и зазор между пластинами конденсаторов переменной емкости С1.1 и С1.2. При мощности передатчика 300 — 350 Вт зазор между пластинами должен быть не менее 0,5 мм. Кроме того, роторы и статоры КПЕ должны размещаться на фарфоровых осях и изоляторах, т.е. быть изолированы как от корпуса, так и друг от друга, но иметь общую ось настройки. Не путайте эти два КПЕ с 2-секционными КПЕ, роторы которых связаны контактом не только между собой, но и с корпусом конденсатора!

Конструкция катушки с переменной индуктивностью — любая. Лучшей является катушка с перемещаемым роликовым или пол-зунковым контактом. Вполне приличные результаты можно получить, применив шаровый вариометр. Если используется катушка с переключаемыми отводами, то следует обратить внимание на электрическую прочность переключателя отводов. Для точного согласования изменение индуктивности у катушки отводами должно происходить с небольшим шагом.

Еще раз подчеркну, что данная схема тюнера очень критична к емкости и индуктивности реактивных элементов схемы согласования. Их величина зависит не только от частоты, но и от импеданса и реактивности на входе симметричной линии.

Широкополосный трансформатор Т1 — самая ответственная деталь в симметричном тюнере. От качества работы трансформатора зависит качество работы всей конструкции в целом. Качество са-мостоятельно изготовленного трансформатора можно легко определить экспериментально. Для этого включаем КСВ-метр между трансивером и трансформатором. В зависимости от выходного сопротивления трансивера (50 или 75 Ом) КСВ-метр должен быть сконструирован и отградуирован для работы с выбранным волновым сопротивлением тракта. Выход трансформатора нагружаем на два включенных последовательно безындукционных резистора сопротивлением 100 (150) Ом для ШПТ 1:4 и 25 (37,5) Ом для ШПТ 1:1. Резисторы следует подобрать с максимально близким сопротивлением.

Подаем с трансивера ВЧ сигнал и измеряем КСВ на всех KB диапазонах. В идеале КСВ на всех частотах должен быть близок к 1. Однако добиться этого крайне сложно из-за завала АЧХ, определяемой свойствами примененного ферритового сердечника и качеством намотки трансформатора. Например, в авторском варианте широкополосного трансформатора при использовании ферритового кольца К300НН завал АЧХ происходит на частотах от 21 МГц и выше (в диапазоне 10 м КСВ увеличивается до 1,5).

ВЧ вольтметром относительно «земли» (общего провода) следует измерить ВЧ напряжение на выходах трансформатора. На обоих выходах оно должно быть одинаковым (разница напряжений — не более ±5%). При измерении напряжения относительно средней точки соединения резисторов ВЧ вольтметр не должен фиксировать ВЧ напряжение. В противном случае имеет место асимметрия выходного напряжения, обусловленная некачественным изготовлением трансформатора, т.е. разной длиной проводов обмоток.

Равенство напряжений на выходах трансформатора и отсутствие «перекоса» напряжений на резисторах нагрузки свидетепьствует о хорошей симметрии обмоток трансформатора. Измерения следует произвести во всех пюбитепьских KB диапазонах, а затем, для сравнения рабочих характеристик трансформатора, свести их в таблицу.

Для проведения измерений не обязательно применять промышленный ВЧ вольтметр. В точках измерения мы имеем дело с низким сопротивпением, поэтому исследо-вание рабочих характеристик трансформатора можно провести самодельным низкоомным ВЧ вольтметром (рис.4). Правда, из-за зависимости свойств диода от частоты не удастся-измерить реальную величину завала АЧХ и КПД трансформатора, но этот прибор позвонит измерить напряжения на выходах трансформатора и обнаружить «перекос» напряжений на нагрузочных резисторах.

Как и при работе с КСВ-метром, точность самодепьного ВЧ вольтметра повышается при подведении к трансформатору достаточно большой ВЧ мощности от передатчика.

Подробно с принципами работы и расчета ШПТ можно познакомиться в [2], а радиолюбители, которые не имеют возможности изготовить самодельный ШПТ, могут в качестве Т1 применить фирменные симметрирующие трансформаторы с коэффициентом трансформации 1:4 или 1:1 (например, LDG RBA 1:1 (1:4) или MFJ-918).

Существуют другие схемы согласующих устройств для работы с симметричной линией (3]. По мнению автора, схему, предпоженную в [3], следует применять при очень большой мощности передатчика. Если мощность передатчика не превышает 1 кВт, нецепесообразно отказываться от компактного симметрирующего трансформатора на ферритовом кольце.

Литература

К.Ротхаммель. Антенны. Т.1, изд. 11, исправпенное.
С.Бунин, Л.Яйленко. Справочник радиолюбитепя — коротковолновика. — Киев, Техтка, 1984.
И.Подгорный, EW1MM. Универсальное антенное согласующее устройство. — Радиолюбитель, 1994, №8.

11-элементный "волновой канал" на 144 МГц.

ref в блоге Антенны

В.РУБЦОВ, UN7BV, г.Астана.

Эту антенну автор изготовил еще 6 лет назад, но «посетивший» его тогда инфаркт не позволил установить ее. И вот теперь, по прошествии лет, антенна все же заняла свое место на крыше пятиэтажного дома. И хотя за эти годы вокруг дома выросла «китайская стена», образованная «многоэтажками» (20 и более этажей с ме-таллокерамическими крышами), эта антенна заметно расширила круг уверенного приема на УКВ. Так, почти каждый день, утром и вечером, автор стал наблюдать работу радиостанций из Караганды (расстояние — 180 км) несмотря на отсутствие прямой видимости в этом секторе—рядом (на расстоянии всего 50 — 60 м) соседний дом, который выше на 2 — 2,5 этажа (плюс островерхая металлокерами-ческая крыша—это еще 1 этаж) дома автора.

Предлагаемая антенна — типичный представитель семейства «волновой канал», и в ней нет ничего необычного. Тем не менее, конструкция антенны может заинтересовать многих радиолюбителей. которые хотели бы изготовить подобную антенну.

Акцентирую внимание читателей на некоторых особенностях конструкции. Детали крепления излучающих элементов имеют конструкцию, которая позволяет обойтись без сверления отверстий в несущей траверсе (стреле) антенны. Это позволяет сохранить механическую прочность траверсы и, кроме того, дает возможность перемещения элементов друг относительно друга, что облегчает точную настройку антенны.

Конструкция активного элемента такова, что входное сопротивление антенны составляет 75 Ом. Это позволяет подкпючать антенну к радиостанции 75-омным коаксиальным кабелем без использования согласующих элементов. Идею такой конструкции мне подсказал бывший казахстанский (ныне проживает в Германии) радиолюбитель Анатолий Неешборщ, DH8NBT (ex UN8BT, ex UN8BAT), за что я ему очень благодарен.

Ну, и наконец, антенна запитана через балун, который обеспечивает симметричное возбуждение при испопьзовании несимметричного фидера (отсутствует изпучение оплетки коаксиального кабеля), но излучающий элемент должен быть изолирован от несущей траверсы.

Конструкция антенны показана на рис.1 (размеры изпучающих элементов антенны и расстояния между ними указаны в миллиметрах). Все элементы установлены на основной дюралюминиевой мачте (1) диаметром 60 мм и высотой 5 м. На мачте закреплены две железные монтажные площадки (2) и (3) толщиной 4 мм каждая. Площадки приварены к отрезкам железных труб и для прочности усилены металлическими уголками. Эти узлы надеваются на основную мачту и крепятся болтами с резьбой М5 (сделаны резьбовые отверстия в отрезках металлических труб).

Вращающаяся часть — труба (4), несущая траверсу (стрелу) антенны — изготовлена из отрезка трубы из нержавеющей стали диаметром 38 мм и длиной 1 м. Такая конструкция обеспечивает достаточную прочность вращающихся узлов антенны, что немаловажно при нагрузках, возникающих во время сильных ветров. К верхней части этого элемента приварена железная труба-направляющая (5), усиленная двумя косынками-раскосами. Нижняя часть отрезка трубы-нержавейки посажена на ось механизма червячной пары (6) и укреплена на ней болтом М4, который легко срезается при чрезмерных ветровых нагрузках, после чего антенна, как флюгер, ориентируется в пространстве по наименьшему сопротивлению ветру (такое наблюдалось неоднократно при ураганах). Сам же червячный механизм предотвращает произвольное прокручивание антенны порывами ветра при отключении питания двигателя антенны. Червячный механизм соединен с редуктором (7), обеспечивающим вращение антенны (в авторском варианте) со скоростью 1 оборот за 3 минуты. Вращается механизм электродвигателем постоянного тока (8) (использован списанный двигатель выпуска закрылков самолета Ан-24). Предусмотрена установка на нижней части трубы-нержавейки блока-датчика угловых меток для механизма управления антенной «Буран-2» (чертежи этого механизма у автора имеются).

На верхней монтажной площадке (3) установпены опорный подшипник (9) и сепьсин-датчик (23), служащий для определения направления вектора максимального излучения антенны (сельсин-приемник и схема управления вращением антенны установлены в авторском усилителе мощности УМ-200).

В элемент (5) вставлена несущая дюралевая труба (БУМ-отрезок трубы, используемой спортсменами при прыжках в высоту) длиной 132 см и толщиной 40 мм (зафиксирована двумя болтами М5). На концах этой трубы с помощью отрезков железных трубок с приваренными к ним уголками укреплены две стеклотекстолито-вые пластины размером 15x15 см и толщиной по 4 мм каждая. На стек-лотекстолитовых пластинах в свое время крепились активные элементы антенны HB9CV (несколько лет назад их завязало «бабочкой» во время сильнейшей пурги) на диапазон 28 МГц. Эта конструкция оказалась как нельзя кстати и для антенны на 144 МГц. Во-первых, она заметно повышает жесткость несущей траверсы (стрелы) антенны (11) при фиксации ее в двух

точках. Во-вторых, изоляция активно го элемента от траверсы — одно из важных условий для нормальной работы антенны при таком питании (подробнее об этом ниже). Ну, и в-тре-тьих, возможность установки на этой мачте еще антенны HB9CV делает конструкцию более универсальной.

На несущей траверсе (стреле) установлены активный элемент (13), рефлектор (24) и директоры (12. 15 и т.д.). Активный элемент (13) крепится к стрепе стеклотекстопитовым элементом (14), а остальные элементы — узлами крепления (19).

Запитывается антенна коаксиальным кабелем РК-75 непосредственно, без согласующих элементов. Активный элемент (13) не имеет гальванической связи с силовыми металлическими элементами антенны. Непосредственно возле него установлен балун (16) — катушка диаметром 15 см, состоящая из трех витков питающего коаксиального кабеля. Катушка скреплена в трех местах витками алюминиевой проволоки (по три витка проволоки толщиной 3 мм), одна такая скрутка крепит балун к стреле (17). В некото рых местах питающий кабель укреплен такими же скрутками (17).

Узел 18 — стандартный разъем СР-75 («папа-мама»). Разъем упрощает ремонт кабеля в случае«незапланированного» обрыва. При этом отпадает необходимость в демонтаже мачты (не нужно ее класть). Далее питающий кабель (20) уложен (2-3 витка диаметром 40 — 60 см) на верхний ярус растяжек. Такое решение позволяет запиты вать антенну без специальных токосъемных контактов, но при этом обеспечивает ее вращение на 360°. Далее коаксиальный кабель (21) спускается по мачте совместно с кабелем сельсин-датчика (23), у нижней монтажной площадки к ним «присоседивается» кабель управления двигателем вращения антенны.

Следует отметить, что для получения входного сопротивления антенны 75 Ом (для непосредственного, без согпасующих элементов, подключения коаксиального кабеля РК-75) пришлось активный элемент слегка «сплюснуть» (умешыиить просвет), а его концы развести в форме буквы «Y» до клемм подключения коаксиального кабеля. При этом активный элемент не должен иметь гальванического контакта с несущей траверсой. Кроме того, при такой запит-ке кабель следует выводить на 1 м назад за рефлектор и только потом придавать ему жепаемое направление снижения, что крайне неудобно (ибо он будет тоже излучать, искажая диаграмму направленности антенны, и возникнут проблемы с кабелем при ее вращении). Поэтому для симметриро вания был применен балун (16). Это дало весьма неплохие результаты.

На рис.2 показаны чертеж и фото графия узла крепления активного элемента. В его состав входят три стек-лотекстолитовые пластины, ВЧ разъем СР-75, две латунные контактные пластинки, две прямоугольные железные бобышки с двумя резьбовыми отверстиями МЗ в каждой, четыре стеклотекстолитовые шайбы толщиной 6 мм и крепежные болты.

На рис.3 показан чертеж узла крепления активного элемента (вид сбоку). Крайние стеклотекстолито-вые пластины (П) имеют ширину по 5 мм каждая, средняя (ПС) и четыре шайбы (Ш) — по 6 мм.

Чертежи узла крепления пассивных элементов показаны на рис.4 (вид спереди) и рис.5 (вид сбоку). Две пластины скреплены между собой алюминиевыми заклепками через дюралевые бобышки (две штуки) толщиной 6 мм.

Форма и размеры петлевого вибратора (активного элемента) показаны на рис.6. Вибратор выполнен из алюминиевой проволоки диаметром 6 мм. Из такой же проволоки выполнены остальные излучающие элементы (рефлектор и директоры).

На рис.7 можно видеть антенну «волновой канал» до установки на мачту. Узлы креппения пассивных элементов выполнены из дюралюминиевых пластинок толщиной 2 мм. В их пропипы вставлены по две железные бобышки с резьбовыми отверстиями МЗ в центре, в которые вкручиваются соответствующие болты для надежного крепления пассивных элементов на несущей траверсе (стреле). Активный элемент крепится с помощью узла, выполненного из стеклотек-столитовых пластинок толщиной 5 мм. Бобышки крепления этого узла имеют по два резьбовых отверстия МЗ. Такие узлы крепления обеспечивают возможность перемещать элементы по стреле при настройке антенны, позволяют обойтись без отверстий в ней, что увеличивает ее прочность, допускают возможность применения только одной поддерживающей растяжки при вертикальном расположении элементов (при использовании антенны в положении, обеспечивающем излучение с вертикальной поляризацией).

На фотографии (рис.8) можно видеть узел крепления пассивною элемента к стреле (крепящие бобышки не вставлены), а на рис.9 показан узел крепления активного элемента (вид со стороны установки разъема СР-75, крепящие бобышки не вставлены).

С помощью Валерия Петрова, UN3Z, который принимал сигнал радиостанции автора, когда антенна вращалась на 360°, были попучены данные, характеризующие диаграмму направленности антенны: сила сигнала при излучении «вперед» — 59 +60 дБ, при излучение «назад» — 56, при излучении «левым боком» — 52-53, при излучении «правым боком» — 50-53. Заметно некоторое отличие при излучении «боками». Очевидно, сказалось наличие вокруг антенны большого количества металлических конструкций (антенны на различные диапазоны, в том числе, «коллениарка» на 144 МГц, установленная в 1,5 м от «волнового канала», а также кабели и оборудование системы кабельного телевидения, провода ретрансляции оповещения населения).
КСВ в 75-омном коаксиальном кабеле близок к единице.

Благодарю Валерия Петрова, UN3Z, за содействие в исследовании диаграммы направленности антенны и Анатолия Калинина, UN7BBJ, за помощь при установке антенны на мачту. Анатолию я особенно благодарен, т.к. он установил антенну, работая на 5-метровой мачте.

Диапазонные полосовые фильтры

ref в блоге Трансиверы

Любой радиоприемник или приемный тракт трансивера начинается с устройств частотной селекции. Чем раньше и качественней будет осуществлена предварительная селекция (частотная, пространственная или поляризационная), тем более полно реализуются высокие динамические параметры радиоприемного тракта, а сам прием радиосигналов становиться более комфортным.

При экспериментах с диапазонными полосовыми фильтрами (рис.1), предложенными в (1], выяснились некоторые «любопытные» обстоятельства. Во-первых, избирательность данной «трехконтурной связки» несколько ниже, чем должна бы быть для 3-х контуров. Вполне возможно, что это происходит из-за того, что некоторая часть тока Опдраз) минует 1-й и 3-й контура. Во-вторых, коэффициент включения р2 имеет малую величину, поэтому на высокочастотных KB диапазонах 21,24 и 28 МГц реализация подключения к отводу (например, к 1,38 витка) представляет определенную конструктивную проблему. Погрешность подключения приводит к искажению АЧХ и увеличению потерь (снижению коэффициента передачи фильтра). Поэтому была предпринята попытка осуществить частичное подключение среднего контура не к индуктивной, а к емкостной ветви крайних контуров (рис.2). В таком полосовом фильтре у тока нет другого пути, кроме как пройти через все три контура.

При проектировании многоконтурных фильтров для улучшения симметрии АЧХ и увеличения подавления в полосе задержания необходимо чередование индуктивных и емкостных связей (2J. Для фильтра, имеющего структуру как на рис.2, это правило выполняется: связь с «внешним миром» — индуктивная (автотрансформаторная или трансформаторная), а связь между контурами — емкостная. С помощью емкостного делителя можно гораздо точнее подобрать коэффициент включения р2, чем при использовании отвода от катушки индуктивности.

Вносимые в контур потери за счет подключения внешней нагрузки (рис.За) можно учесть двумя эквивалентными способами — используя параллельную (рис.Зб) или последовательную (рис.Зв) схемы замещения.

Приняв последовательный способ учета вносимых потерь в первый и в третий контур и используя трансформаторы импеданса (-С12/С12/-С12 и -С23/С23/-С23), получаем эквивалентную схему «трехконтурной связки» (рис.4). Как видно из этого рисунка, эквивалентная схема «трехконтурной связки» аналогична схеме, по которой рассчитываются ле-стничные кварцевые фильтры [3].

Качество и основные характеристики фильтра любого типа определяются в первую очередь характеристиками резонансных контуров, из которых состоит фильтр. Изготовление фильтров с хорошими характеристиками не вызывает значительных затруднений, если собственная добротность Qc его элементов не хуже [4]:

— для «двухконтурной связки»

— для «трехконтурной связки»

— для фильтра с количеством контуров больше четырех

где Qo — собственная (холостая) добротность контура;

f0 — центральная частота диапазона;

В — ширина диапазона.

Для эффективной работы фильтра («трехконтурной связки») с малыми потерями (Аi = -2 — -2,5 дБ) необходимо, чтобы fo/B имело значение не более 15, а собственная добротность Q0 должна быть не менее 180. Для 'трехконтурной связки" при fo/B>18, т.е. при относительной ширине попосы пропускания менее 5.5%. не удается реализовать эффективный фильтр, т.к. его затухание в полосе пропускания быстро возрастает и становится больше 4 дБ. Соответственно, фильтр теряет практическую ценность, т.к. увеличение потерь во входной цепи приводит к увеличению фактора шума всего приемного тракта. Поэтому в любительских диапазонах 40 — 12 м полоса пропускания фильтра в 2.5 — 4 раза больше ширины соответствующего диапазона, и только в диапазонах 160, 80 и 10 м полоса пропускания фильтра соизмерима с шириной диапазона. С этим приходится мириться, т.к. достижимая максимальная собственная добротность контуров ограничена предельным практически реализуемым значением 300 — 350.

В табл.1 приведены коэффициенты ФНЧ — прототипа Бат-терворта или Чебышева. которые потребуются для расчета фильтра (2] Необходимо обратить внимание на то. что коэффициент пульсаций Ар в полосе пропускания для фильтров Чебышева однозначно связан с коэффициентом отражения Г и КСВ. Поэтому фильтры Чебышева с коэффициентом пульсаций Ар более 0,177 дБ применять нежелательно, т.к. реальный фильтр в полосе пропускания из-за неидеальности элементов всегда обладает большим коэффициентом пульсаций, чем прототип.

Таблица 1	Г(%)	КСВ	a1	a2	a3
Баттерворт	-	-	1,00	2,00	1,00
Чебышев Ар = 0.028 дБ	8	1,174	0,775	1,0684	0,775
Чебышев Ар = 0,1 дБ	15	1,353	1,0285	1,1468	1,0285
Чебышев Ар = 0.177 дБ	20	1,5	1,1893	1,154	1,1893
Чебышев Ар = 0,28 дБ	25	1,667	1,3451	1,1419	1,3451

В итоге, фильтр имеет структуру. показанную на рис.5. На рис.ба приведена схема электронной коммутации диапазонных полосовых фильтров, а на рис.66 — уровни постоянных напряжений и потенциалов в основных точках схемы в режимах «Вкл.» и «Выкл.».

При электронной коммутации большое значение имеет «развязка» ВЧ токов по цепям управления. Для этой цели в цепях управления pin-диодами установлены дроссели Lдр1, LдР2 и Lдр5. LдР6. Дроссели с большой индуктивностью (Lдр1. Lдр5) — 68 мкГн — обеспечивают работу с 1.5 МГц, но у этих дросселей за счет межвитковой паразитной емкости (4.5 — 5.5 пФ) частота параллельного резонанса находится в диапазоне частот 8.0 — 9.0 МГц. Выше частоты параллельного резонанса дроссели Lдр1 и Lдр5 перестают выполнять свою функцию, при этом ВЧ токи с частотами больше 9 МГц имеют возможность беспрепятственно протекать через паразитную меж-витковую емкость дросселей Lдр1 и Lдр5. Для устранения этого недостатка установлены дополнительные дроссели Ьдр2 и Ьдрб с малой индуктивностью (12 мкГн), частотой параллельного резонанса 45 — 50 МГц и паразитной межвитковой емкостью 0.6 — 0.9 пФ. Использование такого схемотехнического решения обеспечивает. работоспособность цепей Lдр1, Lдр2 и R1 (Lдр5, LдР6 и R4) во всем диапазоне рабочих частот 1,5 — 30 МГц. Цепи Lдр1,Lдр2 и R1 (Lдр5.Lдр6 и R4). а также вход и выход блока фильтров необходимо располагать у самого высокочастотного фильтра (рис.ба). что уменьшает потери ВЧ сигналов (f > 15 МГц), которые чувствительны к длине печатных проводников. Дроссели LдрЗ и Lдр4 обеспечивают дополни-тельную «развязку» по ВЧ токам. Резисторы R1 и R4 определяют необходимый ток через pin-диоды. Резистор R2 ограничивает первоначальный кратковременный бросок тока в коллекторной цепи транзистора VT1, т.к. до момента включения блокировочные конденсаторы СБП1 и Сбл2 заряжены до напряжения 9 В. Необходимость установки двух блокировочных конденсаторов С6Л1 и С? я2 (рис.6а) объясняется следующим. Длина печатного проводника. соединяющего «холодные» выводы обмоток связи, ориентировочно составляет 45 — 55 мм. Индуктивность такого печатного проводника при его ширине 0.7 — 1.2 мм имеет значение 0.035 — 0,055 мкГн. а полное сопротивление на частоте 30 МГц — от 6.5 до 9,5 Ом, что составляет почти 15% от 50 Ом. То есть «холодный» вывод обмоток связи будет соединен с проводником «корпус» через некоторое сопротивление, к тому же, имеющее индуктивный характер, что дополнительно внесет частотно-зависимые потери в коэффициент передачи фильтра и приведет к увеличению общих потерь и искажению АЧХ. Поэтому «холодный» вывод каждой обмотки связи необходимо соединить наикратчайшим путем через «свой» блокировочный конденсатор с широким проводником «корпус» («заливка медью»).

Таблица 2
Диапазон (полоса частот)	fo/B, кГц	A/Ap1, дБ	Qн/аппр.	p Ом	L, мкГн	p1	C1 и С5, пФ	С2 и С4, пФ	С3, пФ
160 м (1800 — 2000 МГц)	1897/200	-2,0/~0,3	9,5/Ч (0,1 дБ)	200	16.77	0.155	464	4327	520
80 м (3500 — 3800 МГц)	3647/300	-2,2/~0,3	12/Ч (0,1 дБ)	200	8.73	0.137	236	2844	257
40 м (7000 — 7300 МГц)	7148/478	-2.4	15/Б	150	3.34	0.143	155	3148	164
20 м (14000 —14350 МГц)	14175/945	-2.4	15/Б	100	1.123	0.175	118	2382	124
17 м (18068 — 18318 МГц)	18192/1212	-2.5	15/Б	100	0.875	0.175	92	1856	96
15 м (21000 — 21450 МГц)	21225/1415	-2.7	15/Б	100	0.75	0.175	78	1590	83
12 м (24890 — 25140 МГц)	25060/1670	-2.7	15/Б	100	0.635	0.175	66	1347	70
10 м (28000 — 30000 МГц)	28983/2230	-2.4/~0,3	13/Ч (0,1 дБ)	100	0.55	0.186	59,0	775	63,9

В табл.2 приведены данные фильтра. Ввиду того что индуктивный элемент фильтра (L1, L2, L3) может быть выполнен на каркасах, отличающихся от авторского, и, соответственно, может иметь другое количество витков, в таблице приведен только коэффициент включения р1. Но в любом случае конструктивное исполнение катушки индуктивности должно обеспечивать собственную добротность не ниже 180.

Конструкция фильтра представляет собой секционированные экранирующие отсеки, каждый контур помещен в свой экранирующий отсек. Требуемую емкость образуют два конденсатора (например, 4327 пФ = 4300+27 и т.д.). которые обеспечивают расчетную связь между контурами.

На рис.7а, 6 и 8а, б показаны АЧХ фильтров, аппроксимированные по полиномам Баттерворта и Чебышева (Ар = 0,1 дБ) соответственно. Из графиков можно определить подавление сигнала соседних диапазонов и подавление на промежуточной частоте. Для приемного тракта высокого класса подавление сигнала промежуточной частоты должно быть на уровне -100 дБ. Повышенные требования к подавлению сигнала промежуточной частоты обусловлены тем, что такие сигналы могут полностью парализовать работу приемника. На рис.7а показано подавление фильтром наиболее популярных промежуточных частот (пунктирные стрелки) 5500, 8815 или 8867 кГц. При использовании двухбалансного смесителя типовое подавление входного сигнала лежит в пределах -25 —30 дБ.

Отсюда, соответственно. подавление сигнала промежуточной частоты (например, 8815 кГц) фильтром диапазона 40 м составит -47 дБ + (-25 дБ) = -72 дБ. что. в общем-то, недостаточно, а фильтром диапазона 20 м — -75 дБ + (-25 дБ) = -100 дБ, т.е. вполне приемлемый результат.

Для обеслечения подавления прямого прохождения сигналов частотой, равной промежуточной частоте, необходимо предусмотреть элементы дополнительной фильтрации, например, эллиптические (Кауэра-Зопотарева) фильтры, которые имеют частоты «бесконечного» затухания (рис.9). Кроме того, дополнительные фильтры улучшат подавление зеркальных частот.

Дополнительные эллиптические фипьтры можно подключить сразу поспе ДПФ, но жепательно между ДПФ и дополнительными фильтрами (рис.10) установить высокодинамичный малошумящий усилитель с (рис.11), а количество емкостных межконтурных связей должно быть равно количеству индуктивных межконтурных связей.

Для заинтересованных читателей в табл.3 приведен прядок расчета фильтра третьего порядка (рис.5).

Литература

Э Ред. Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике.—М: Мир. 1990.
Г.Ханзел. Справочник по расчету фильтров. — М.: Советское радио. 1974.
В.Жалнераускас. Кварцевые фильтры на одинаковых резонаторах. — Радио. 1982. №1, 2.
В.Голубев. Частотная избирательность радиоприемников. — М.: Связь. 1970.
G.Perkins. N6AW. Входные полосовые фильтры. — Радиолюбитель. KB и УКВ. 1998. №6.