UR5FFR

Меня неоднократно критиковали что мои разработки ориентированы на работу в SSB и не поддерживают работу телеграфом. Да, каюсь, это действительно так. Сейчас телеграф не входит в круг моих интересов, хотя когда-то в далеком 1984 на соревнованиях принимал цифры под 100+ знаков. Потом было не до радио и за четверть века вся морзянка из головы улетучилась.

После начала войны работал на строительстве блокпостов пока там нужны были руки, но сейчас появилось свободное время. Чтобы как-то отвлечься от чтения новостей решил заняться чем-то полезным и поднять старые недоделанные проекты. Один из них - основная плата трансивера с двумя преобразованиями частоты. Схема этого трансивера была нарисована весной 2020го. Тогда же были заказаны платы с JLCPCB. Но всякие более новомодные прожекты с DSP и прочим привели к тому что платы так два года и пролежали в коробке. На удивление все заработало достаточно быстро, я бы сказал с полпинка. Нашлось несколько мелочей, но в целом схема оказалась достаточно легкой в запуске.

По архитектуре это супергетеродин с двумя преобразованиями частоты. Первая ПЧ 11059МГц (может быть любая в районе 9-11МГц), вторая ПЧ - 500кГц. Фильтр первой ПЧ - самодельный кварцевый 10ти кристальный. Селекция по второй ПЧ осуществляется с помощью ЭМФ. Плата рассчитана на установку двух ЭМФ - один для SSB, второй для телеграфа. Но есть возможность установить только один SSB фильтр. Вся коммутация в тракте электронная. Большинство узлов задействованы как на прием, так и на передачу.



Рассмотрим работу трансивера в режиме приема. Входной сигнал поступает на разъем P9 и далее через симметрирующий балун T4 на реверсивный пассивный смеситель, который выполнен на ключе U9 и трансформаторе T6. Смеситель похож на общеизвестный KISS-Mixer, но его особенностью является то, что в любом положении ключа ни одна из обмоток T6 не висит в воздухе. То есть все концы обмоток куда-то подключены.

Смеситель нагружен на диплексер и цепь согласования импеданса. При сопротивлении источника сигнала 50ом смеситель должен работать на нагрузку 12,5ом. Входное сопротивление каскада из двух полевых транзисторов, включенных параллельно, Q1Q2 типа J310 составляет около 35-40ом. Согласование 12,5ом<->35ом выполнено в виде Г-образного звена L4C60. При этом индуктивность L4 указанная на схеме больше чем требуется для согласования, так как она включает в себя и индуктивность последовательного контура диплексера L2C35R10C59L4. Диплексер рассчитывается на сопротивление 12,5ом.

После смесителя сигнал поступает на усилитель выполненный по схеме с общим затвором на двух включенных параллельно транзисторах Q1Q2 типа J310. Транзистор Q3 работает только при передачи, а при приеме не используется. Через трансформатор T3 сигнал ПЧ поступает на 10ти кристальный кварцевый фильтр. Он выполнен на резонаторах в корпусе HC-49 (не лодочки!). Фильтр на таких резонаторах имеет характеристическое сопротивление 100ом и полосу пропускания 3.2кГц по уровню 3дб.

Далее пройдя через коммутатор U7 сигнал первой ПЧ поступает на резонансный каскад УПЧ на двухзатворном ПТ VT9 типа BF998. В этом каскаде осуществляется АРУ путем изменения тока через диод D3, который шунтирует нагрузку. При увеличении тока через диод увеличивается его проводимость, соответственно он больше начинает шунтировать контур L1C9, что приводит к снижению усиления каскада.

Далее сигнал поступает на смеситель U1, который преобразует его в сигнал второй ПЧ с частотой 500кГц. После смесителя сигнал поступает на ЭМФ. Переключение ЭМФ реализовано на коммутаторах U10U11U12U13. В случае если устанавливается только телефонный ЭМФ то устанавливаются перемычки WC1WC2. Коммутаторы в этом случае не нужны.

После ЭМФ сигнал поступает на каскад УПЧ на двухзатворном ПТ VT1. В нем так же осуществляется АРУ с помощью управления проводимостью диода D1. Далее сигнал поступает на смеситель U4, который в режиме приема работает SSB-детектором.

В трансивере применена АРУ с задержкой - она начинает работать с некоторого порога. Он задается с помощью изменения коэффициента усиления усилителя канала АРУ U2.1 с помощью переменного резистора 1кОм подключенного к разъему P14. Детектор АРУ собран по схеме с удвоением напряжения на диодах шоттки BAT41. Цепочка D6C31R34Q8 форсирует разряд и уменьшает время отпускания (БАРУ).

На U2.2 выполнен логарифмический усилитель, с выхода которого сигнал поступает на детектор S-метра D23D24. Применение логарифмического усилителя расширяет динамический диапазон S-метра в области малых значений.

УНЧ выполнен на TDA2030 и особенностей не имеет. Питание малосигнальной части и УНЧ разделено чтобы предотвратить возбуждение на большой громкости. Малосигнальная часть питается от стабилизированного источника напряжение 10-12в (разъем P12). Питание УНЧ подается на разъем P18 и может быть нестабилизированным.

В режиме передачи сигнал с электретного микрофона через разъем P10 подается на смеситель U1 и далее на ЭМФ. Каскад УПЧ на VT1 переводится в режим пониженного усиления, так как иначе перегрузится смеситель U4. Для этого с помощью Q16 понижается напряжение на втором затворе, и как следствие крутизна в рабочей точке. Так же дроссель в цепи стока шунтируется низкоомным резистором R23 через диод D2.

Далее сигнал поступает на второй смеситель U4 и на усилитель-ограничитель на тарнзисторе Q7. Его коэффициент усиления регулируется подачей высокго уровня на разъем P16. Это приводит к большему ограничению (компрессии) сигнала.

Через коммутатор U7 сигнал поступает на кварцевый фильтр и далее на усилитель Q1Q2Q3. При работе в режиме передачи Q1Q2 рабтают по схеме с общим затвором, а Q3 - общим истоком. За счет каскада на Q3 усилитель в целом имеет коэффициент усиления больше 1. Его можно в широких пределах варьировать с помощью резистора R6.

Коммутатор прием-передача выполнен на транзисторах Q4Q5Q11Q13Q14. Он вырабатывает два напряжения питания +RX и +TX. В режиме CW предполагается что сигнал формируется непосредственно на рабочей частоте, поэтому питание по цепи +TX отключается с помощью Q13Q14

Плата трансивера имеет размеры 100x70мм. Применены SMD компоненты типоразмера 0805.

Проект традиционно расшарен на сервисе EasyEDA https://oshwlab.com/ban.relayer/trx-doublefox

Детали и конструкция

SA612 заменяются на любые из SA602/NE612/NE602

Коммутаторы применены в мелком корпусе. Если нет FSA3157 то в смесителе можно использовать 74LVC1G3157 с незначительным ухудшением ДД.

В выпрямителе АРУ применены диоды шоттки TMMBAT41. Если таких нет то можно поставить обычные LL4148.
В качестве переключаемых диодов применены BA591. Можно равнозначно заменить на отечественные КД409. Если нет в наличии то ставим LL4148.

Цепочка R55C83C86 разведена на схеме "про запас" и не устанавливается.

Трансформаторы T4T6 намотаны скруткой в два провода на кольцах K10(K7) проницаемостью 1000-2000 и содержат 10-12 витков. Можно использовать кольца из материала Epcos N87 которые продаются в радиомаге.

L7L8L3 - стандартные "полосатые" дросселя.

Намоточные данные катушек указаны на схеме для фильтра из кварцев на частоту 11059kHz в больших корпусах (не лодочки). Такой фильтр получается с сопротивлением около 100ом. Аналогичный фильтр из мелких кварцев типа "лодочка" будет иметь сопротивление около 300-400ом. Резисторы R5R33 должны быть равны характеистическому сопротивлению примененного КФ.

Моточные данные трансформатора T3 указаны для фильтра 100ом. Для фильтра с сопротивлением 300ом соотношение витков в обмотках должно быть 1:2 (меньшее количество к фильтру).
Конструктивно трансформатор можно выполнить на бинокле BN43-2401. Если нет бинокля то мотаем на кольце К10(К7) с проницаемостью 1000-2000 скруткой в 3 или 4 провода примерно 7-8 витков. 2 или 3 обмотки соединяем последовательно.

При другой частоте КФ необходимо пересчитать диплексер L2C35L4C59 например с помощью этой считалки. Расчет нужно вести для сопротивления 12.5ом. Далее с помощью RFSimm нужно расчитать Г-образное согласующее звено L4C60 для частоты ПЧ которое трансформирует 12.5ом к 40ом входного сопротивления каскада на транзисторах Q1Q2. Индуктивность L4 состоим их суммы индуктивностей Г-звена и последовательного контура диплексера.
Номиналы контура L1C9 так же пересчитываются к требуемой частоте ПЧ.

В случае если устанавливается только один ЭМФ то ставим его на место U3, ставим перемычки WC1WC2 и не устанавливаем коммутаторы U10U11U12U13. Цепь управления ключами C88R61Q17R41 так же не нужна.

Номиналы согласования ЭМФ C38C41C76 и C79C80C77 указаны для "квадратных " ЭМФ как на фото. Для других ЭМФ они будут другие. Определяются они следующим образом. На вход ЭМФ подается сигнал в полосе пропускания с ГСС, к выходу подключаем переменный конденсатор параллельно обмотке и высокоомным щупом осциллограф или ВЧ-вольтметр. Определяем емкость при которой сигнал на выходе максимален. Соответственно это будут емкости C76(C77).
Далее расчитываем емкостное согласование ЭМФ с выходом SA612, который имеет сопротивление 1500ом. Для этого используем калькулятор. Вводим
R=75000
Rs=1500
C=емкость C76(C77)
Fc=0.5
Результат расчета - емкости C1C2 из экселя соответственно округляем до ближайшего номинала и получаем значения емкостей C38C41(C79C80)

Гетеродины

В качестве сигналов гетеродинов используется синтезатор на SI5351. По выходам выставляется максимальный ток 8ма. Плате нужно три гетеродина. При переходе в режим передачи частоты второго и третьего меняются местами.
Использован Универсальный синтезатор. В конфиге выбрана мода MODE_DOUBLE_IF_SWAP23 со следующими параметрами


Запуск и наладка

Для увеличения ДД смеситель питается повышенном напряжением (по даташиту максимальное напряжение питания 7v). при запуске не впаивая U9 проконтролировать напряжение на шине +7в. Если оно превышает 7в то подобрать резисторы R64R65.
Смеситель можно перевести в режим питания +5в - при этом R65 не ставим, а вместо R64 устанавливаем перемычку.

Далее вообще не подключая гетеродины подаем на вход сигнал в полосе пропускания КФ. Подбираем C9 по максимуму напряжения на контуре L1C9 (контролируем высокоомным щупом).

Теперь подключаем все гетеродины и контролируем прохождение сигнала через весь тракт.
В последнюю очередь проверяем работу тракта в режиме передачи. Уровень сигнала на выходе тракта можно менять резистором R6.