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無線電子工学および電気工学の百科事典 ノード KB トランシーバー。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
KB TRX ノード [1] の発行に続き、メイン トランシーバー ボードの最終バージョンを読者に提供します。 このノードには独自のソリューションはありません。回路は TRX RA3AO と Ural-84M をテーマにしたバリエーションです。 設計を選択する際の主な要件は、達成可能な最大の特性を維持しながら再現性とシンプルさです。 現在入手可能な要素ベースが使用されます。 多くの決定は批判される可能性があります-創造的なプロセスは無限であり、絶え間ない変更と改善があり、完成したバージョンを見るのは困難ですが、工業的な方法でプリント回路基板を製造するのをやめて生産する必要がありました. 当初、トランシーバーは放射の主なモードとしてSSB動作用に考案されました。 帯域幅を狭めるために、帯域調整付きの XNUMX クリスタル消去フィルターが導入されています。 狭帯域受信のファンには、ブランドのTRXで行われているように、高品質の狭帯域クォーツフィルターの製造または購入のための追加費用を支払うことをお勧めします. 原則として、アマチュア無線家の間で最も人気のあるクォーツ製の自家製ラダーフィルターは、高品質の狭帯域受信には不十分な特性を持っています。 これらの目的のために、差動ブリッジ回路に従ってフィルターを作成するか、非常に高品質の水晶を使用する必要があります。 ブランドのフィルターのセットを購入できますが、トランシーバーの他のすべてのコストと同等のコストになります. 「アップコンバージョン」オプションは、かなり単純で十分に確立された周波数シンセサイザー回路がないため、考慮されませんでした。 この構成オプションは、1 ～ 30 MHz の連続カバレッジを持つデバイスで意味があり、5 つの狭いアマチュア バンドでの動作では、許容範囲内の選択性は安価な IF 9 ～ XNUMX MHz で提供できます。 多くの人は、SSB 信号を直接 IF に整形するときに、少なくとも 40 dB のキャリア抑制の問題を経験します。 この問題は、実際よりも不自然に思われます。 ほとんどすべての安価なブランドのトランシーバーでは、形成は IF 8 ... 9 MHz で発生します。 TRX FT840 や TS50 などで、抑圧されていない搬送波が聞こえる可能性は低いと思います。 SSB シグナル コンディショナ アセンブリの品質は、製造業者の知識と忍耐力にかかっています。 TRX Ural-84 で行われているように、バリキャップで最も単純な変調器を使用して優れた性能を得ることができます。 出力段を構築するのに十分なレベルの変調器から受信するように努力する必要はありません-その後、キャリアを抑制することはできません. メインボードを作成する際には、ほぼすべてのラジオ市場で見つかる要素が使用されました。 VP インデックスを使用した、金メッキされた結論を伴う特別なものは、すぐに除外されました。 たとえば、輸入された BF980 では、必要なゲインを 327 つのステージから得ることができます。 しかし、常に販売されているわけではないため、パラメータは劣りますが、KP0,2の国内類似品が使用されます。 基板には交換不可能な部品がありません。 ボードの入力からの感度は、各ステージを個別に注意深くデバッグしなくても、0,3 ... 0,08 μV、部品の選択と慎重なチューニングにより、0,1 ... 2 μV を達成できます。 [0,4] に記載されているこのようなメインボードとシンセサイザーを備えたトランシーバーの 8 つは、UHF をオフにした状態で 95 μV の感度を持ち、5 つの信号が 6 kHz、80 dB の間隔で供給された場合の XNUMX つの信号選択性を備えていました。 測定はUTXNUMXTCによって行われました。 これらは限界値ではありません。 トランシーバーは、かなり高い減衰を備えた直径 XNUMX mm のフレーム上の入力バンドパス フィルターと、ミキサー内の従来の高周波ダイオードを使用しました。 ただし、経験が示すように、通常の日常業務用に設計されたトランシーバーでは、ダイナミック レンジの数値を追求すべきではありません。 XNUMX dB の値は、ほとんどのアマチュア無線に適しています。 スーパー ダイナミック レシーバーの使用は、対戦相手の TRX でのみ意味があり、すべての競技者がライン信号で操作している場合に限ります。 隣人の送信機からの干渉の問題は、多くの場合、受信機のダイナミックレンジが低いことからではなく、不幸なラジオアマチュアがすべての人を圧倒しようとして、原則に従って送信機を調整するという事実から発生します-すべての矢印はずっと右に. FT5、Surf、RA840AO のノブを長年回し続けている US3MIS の観察によれば、これらのテクニックはすべて、耳にはほぼ同じに聞こえます。 しかし、同じ方法を使用して比較測定を実行したところ、TRX RA3AOは隣接チャンネルの1 Vのレベルに反応し、「Surf」は0,8 Vに、FT840は0,5 Vに反応しました。しかし、作業の利便性、安定性、サービスが犠牲となり、FT840が残されました。 私がこれらすべてを説明したのは、私たちの自家製 (またはサーフのような半自家製) テクニックがどれほど優れているかを示すためではなく、ダイナミック レンジの追求が特定のレベルまで、特定の条件下で意味があることを明確にするためです。 スーパーダイナミックな RA3AO の幸せなオーナーの多くは、ダイナミクスの点で「脆弱な」FT840 と喜んで交換すると思います。 私たちのラジオアマチュアの間で一般的な別のステレオタイプに触れたいと思います. これは、シンセサイザーが「うるさい」という信念です。 Kovel シンセサイザーの誕生後、VPA を搭載したトランシーバーはなく、シンセサイザーだけでした。 以上、VFOシンセサイザーとしてメインボードの入力から得られる感度について説明しました。 G4-102AもG4-158もG4-18も究極の感度を測定できない場合、どのような種類のノイズについて話すことができますか. 別の水晶発振器を作成し、電池から電力を供給し、二重スクリーンでシールドし、ボードの感度を評価するために最大 136 dB の減衰器を使用する必要がありました。 以下を含むメインボード自体の説明に移りましょう。 - 切り替え可能な UHF、リバーシブル ミキサー、パッシブ ダイプレクサー、マッチング リバーシブル FET ステージ、メイン クリスタル フィルター (写真1); - IFアレイ、基準発振器、検波器 (写真2); - ULF および AGC ノード (写真3). 回路図を詳しく考えてみましょう。 高周波増幅器 (VT5) - X 型負帰還回路付き [7]。 このタイプのアンプの可能なパラメータは次のとおりです。
簡単に言えば、干渉のレベルが非常に高い夕方でも、UHF は 40 メートルで過負荷になりません。 極端な感度は、田舎でも28 MHzで空気のノイズを聞くことができるほどです. このようなアンプに最適なトランジスタの 939 つは KT606A です。 KT399A は、より安価で一般的なものとしてボードに含まれていました。 UHF が RX のダイナミック レンジを悪化させることをあまり心配する必要はありません (ここでも「ダイナミクス」について話しているのですが、私は罪深いのです。私自身、かつて数値を制限するのが好きでした)。 まず、UHF は切り替え可能で、いつでもオフにできます。 第 XNUMX に、すべてのステーションが低レベルで聞こえ、このカスケードに過負荷をかけるステーションが存在する可能性は低いため、浸透率が低いときに最も静かな帯域でのみオンにする必要があります。 そして第三に、「悪魔は描かれているほどひどいものではない」。 RXNUMXA などのほとんどすべての産業用 RPU は、UHF を使用し、切り替え不可能なものを使用します。 このカスケードの構成は、ユーザーのニーズによって異なります。 トランジスタの種類とそのモードに応じて、感度を最大にするか、ダイナミック レンジの上限に対するこのステージの影響を最小にすることができます。 ミキサーについては以前の記事 [6] で書きましたが、その回路は [4] から借用しています。 このオプションの主な利点は、可逆性と、ローカル発振器レベルが低くても十分に広いダイナミック レンジ (Dbl - 最大 140 dB) です。 もちろん、部品点数の点では、一般的に使用されているミキサーよりも複雑で高価です。 ただし、このノードが受信機全体の品質を決定することを忘れてはなりません。それを節約しても意味がありません。 ミキサー設定の完全性は、受信側が空気をどのように知覚するか、そこで何が聞こえるか、送信のためにどれだけの「ごみ」が放出されるか、どのように複雑なバンドパス フィルターを作成する必要があるかを決定します。 TV1 がなくても動作可能です。 分周器の一部 (D1) は、アーム VT1、VT2 および VT3、VT4 の入力で逆位相信号を確保するために、ミキサーに直接取り付ける必要がありました。 これは、局部発振器側の最も重要な要件です。 従来の局部発振器を使用している場合は、逆位相信号を別の方法で生成する必要があります。 ここでは、Kovel シンセサイザーとの最も単純なドッキングのバリエーションも使用されています。 トリガーの使用は、その出力で信号が可能な限り蛇行に近いという事実によるものでもあります。 従来のGPAとドッキングする場合は、LM、TLタイプなど、他のESLマイクロ回路を使用する必要があります。 主な要件は、トランジスタ スイッチの入力でレベルが等しくなければならないことですが、理想的には逆位相の高周波信号である必要があります。 キーは、[368] で推奨されているトランジスタ KT363 と KT4 を使用します。 他のトランジスタでの実験は行われませんでした。 ミキサーは、さまざまなタイプのダイオードで動作します。 ショットキー ダイオードが最適であると想定できます。 KD922 から KD512、KD514 への移行は、パラメータに目立った劣化を引き起こしません (ダイオードの選択によって異なります)。 私の意見では、KD922 ダイオードの他のすべてに対する主な利点は、それらが選択されて供給され、個々の容器にパッケージ化されていることです (したがって、混合は除外されます)。 厳選された KD503 を使用すると、ミキサーは KD922 とほぼ同じように機能します。 T1 トランスの対称性と仕上がりは非常に重要です。 入力 T1 からの入力抵抗:
これは、DFT と調整する際に考慮に入れる必要があります。 入力インピーダンスを 50 Ω に近づけるためにさまざまな巻数比を試すことができますが、DFT カップリング コイルをメイン ボードの比抵抗に合わせて変更する方が簡単であることが判明しました。 後続のステージと一致させるために、従来のダイプレクサーが使用されます。 図上。 図 1 は、IF=9 MHz のダイプレクサ データを示しています。 原則として、このノードをインストールすることはできません。 VT15 KP903 モードを選択すると良好な一致が得られますが、ダイプレクサーを使用すると可能な限り最高の感度を得ることができ、影響を受けるポイントを完全に取り除かない場合は、そのレベルを大幅に下げることができます。 ミキサーの後のアクティブな双方向 VT15 ステージは、ノイズ指数を可能な限り低くし、ミキサーのダイナミック レンジを低下させず、ミキサー、DFT、およびダイプレクサーによって導入される減衰を補償する必要があります。 このカスケード用の最も一般的で高品質のトランジスタは KP903A です。 KP307、KP303、KP302(傾き最大値付)、KP601が使用できます。 VT15 の後、トランス T3 を介した信号は水晶フィルター ZQ1 に供給されます。 抵抗 R26 はマッチングに使用されますが、必要ない場合があります。 この手順は、R22 を使用して実行することもできます。 ZQ1にはラダー型六結晶水晶フィルターを用いた（図4）。 CW モードで帯域幅を狭めるには、リレーを使用して外側の共振器と並列に追加のコンデンサをオンにします。 もちろん、そのようなCWフィルターは高品質とは言えません。 狭帯域 CW ファンには、別の水晶フィルターを使用する必要があります。 3 水晶フィルタを適用する理由は何ですか? 通常、2,2枚、さらには2,4枚のプレートを練習しました。 ただし、このフィルターは送信にも使用されることを忘れないでください。満足できる SSB 品質を得るには、約 3 kHz の帯域幅が必要です。 しかし、過負荷のアマチュアバンドの状況での受信には、2,3 ... 2,4 kHz の帯域で十分です。 したがって、妥協案が選択されました。-XNUMX dB - XNUMX ... XNUMX kHz の帯域幅で、より小さな直角度を備えています。 その結果、非常に高品質の受信と良好な送信信号が得られます (XNUMX クリスタル フィルターを使用して形成される信号については言えません)。 XNUMX クリスタル フィルタに勝るもう XNUMX つの利点は、透過帯域での減衰が少ないことです。 これにより、増幅経路全体の最大感度が達成されます。
IF パスの透過帯域外の減衰を増加させるために、クリーンアップ 5 クリスタル フィルターが使用されました (図 100)。 両方のフィルターの合計減衰量は 4dB を超えます。 図 5、1 は、最も頻繁に遭遇するハウジング B40 内のプレートで作られた石英ラダー フィルターの平均データを示しています。 クリーンアップ フィルターは IF パスによって導入されたノイズをカットし、適用されたスムーズな帯域幅調整により、SSB モードでの干渉からわずかに逸脱することができます。 もちろん、このような帯域幅のスムーズな変更に大きな期待を寄せるべきではありません。 2,4 つ目は、フィルタ スロープの片側でのみ狭窄が発生することです。600 つ目は、700 つの水晶の ZQ から 160 dB 以上を得るには問題があります。 しかし、その複雑さは非常にシンプルで安価であるため、小さなものではありますが、そのようなサービスを拒否するのは意味がありません. フィルタは 80 kHz の帯域幅用に設計する必要があります。 バリキャップによる帯域の滑らかな狭まりにより、クォーツの品質係数に応じて、40 ... 119 Hzの帯域まで、上部の勾配が下部の勾配に近づきます。 しかし、フィルタの直角性が低いため、このような帯域幅でも SSB 局を受信することができます。 このモードは、139、XNUMX、および XNUMX m の範囲で使用されることが多く、示されたバリキャップの代わりに、並列に接続された複数の KB XNUMX、KB XNUMX を使用できます。
ZQ1 水晶フィルタは、結合コイルを備えた共振回路 L2 を介して IF パス (図 3) に整合されます。 フィルタ抵抗が 300 オームと著しく異なる場合は、カップリング コイルの巻き数を選択する必要があります。 送信時にトランジスタVT7がオンします。 XNUMX 番目のゲートは、トランシーバーの出力電力を制御します。 UFCラインはKP327トランジスタで組み立てられています。 RA3AO から借りた回路。 私の意見では、これはそのようなパスを構築するための最良のオプションの 980 つです。 ここでは、ダブルゲート電界効果トランジスタやその他のタイプを使用できます。 BF327が最高でした。 私たちの業界はこのトランジスタの特性をコピーできませんでした.BF980と比較してKPXNUMXはKshとKusの両方で劣っていますが、トランジスタのKusは決定的に重要ではありません. VT8 の場合、ノイズが最小限のトランジスタを選択する必要があります。 通常、最高の標本は KP327A の中から出くわします。 VT9、VT10、VT11もKP350に交換可能です。 KP327 および KP350 に対する KP306 の利点は、Ksh の最良の値、静電気への耐性にあり、「ゴールドディガー」はそれらにまったく反応しません。 トランジスタには貴金属は含まれていません。 ゲインを調整するために、2 番目のゲートの低電圧での 38 番目のゲートの電界効果トランジスタのスループット特性の飽和の特性が使用されました [46]。 過度のゲインは、抵抗 RXNUMX と RXNUMX で IF 回路をシャントすることによって除去されます。 瞬時電圧値が静電保護ツェナー ダイオードの開放しきい値 (15 V) を超えないように、トランジスタの最初のゲートの RF レベルを上げないでください。 そうしないと、ツェナー ダイオードが開き、AGC の動作がブロックされます。これは、IF の最後の 2 つのカスケードに適用されます。 検出器と基準発振器、予備の ULF と AGC は類似しています [XNUMX]。 VT13 トランジスタ (図 3) を使用して、AGC 回路をオン/オフし、送信中に AGC をブロックして、S メーターの読み取り値が歪まないようにすることができます。このモードでは、送信機の出力電力が表示されます。 VT 13 として、電界効果トランジスタとバイポーラ トランジスタの両方を使用できます。 バイポーラ トランジスタはコレクタ - エミッタ間の抵抗が低いため、AGC 回路をより適切にシャントします。 AGC 整流アンプ回路は [2] に似ています。 「高速」チェーンのタイミング特性が変更され、C74 の容量を 0,047 ... 0,1 μF に増やす必要がありました。 K174UN14 マイクロ回路は、ターミナル ULF として使用されました。典型的なインクルージョンでは、上からの帯域幅は C69、R80 チェーンによって決まります。 ゲインは抵抗 R81 で調整できます。 ULF 出力は、スピーカーにロードするか、ヘッドフォンのディバイダ R84、R85 を介してロードできます。 細部 コイル L1...L6 は、直径 5 mm のフレームに巻かれ、チューニング コア SCR-1 が使用されています。 L3 ... L6 には 25 ... 30 ターンの PEVO ワイヤが含まれています。 LCB - L2 の「コールド」エンドで 3...4 ターン。 L3、L9 - インダクタンスが 10 ～ 50 μH のチョーク。 L100 - インダクタ 11...0 µH。 変圧器 T30 ... TZ は、フェライト 1 nn 製の K 16x10x6 リングに 3 個の PEVO ワイヤで巻かれています。 T1000には1本のワイヤへの10回のねじれ、T3-9本のワイヤへの2回のねじれ、T3は10本のワイヤのねじれで巻かれています：巻線I-10回、II-XNUMX回、III-XNUMX回。 トランシーバー全体の設計を「シングルボード」にしたいという要望に応えて、メインボード上の基準局部発振器を分離することにしました。 もちろん、これは「影響を受けるポイント」で状況を複雑にしました。 基準局部発振器が別のシールドされたコンパートメントで作成された場合、それらのいくつかは完全に回避できます。 IF が成功すると、ポイント数は 3 つの範囲すべてで 5 ～ XNUMX を超えません。 マイクロ回路の電源バスの追加の接地とこのノードの周りのメタライゼーションをいじくり回すと、それらをほぼ完全に取り除くことができます。 ボードのセットアップは典型的なもので、アマチュア無線の文献で繰り返し説明されています。 要素R1とC1の値は、どのノードがローカル発振器として使用されるかによって異なります。 これが Kovel シンセサイザーの場合、R1=470...680m、C は 68 pF から 10 nF の値を持つことができます。 マッチングの品質は、シンセサイザーからの「ノイズ ポイント」の最小数によって耳で認識できます。 要素Ｌ１、Ｌ２、Ｃ７、Ｃ９は、ＩＦ周波数で共振するように同調される。 抵抗器 R2 の定格は 7 ～ 9 オームです。 このノードのマッチングの質によって、「病変」のレベルが全体的に低下し、感度がわずかに上昇します。 ZQ1 の整合は、抵抗 R22、R26、Kf、および巻数 LC8 の選択によって実現されます。 クリーニング フィルタ ZQ2 は、抵抗器 R52 と一致しています。 R54. IF パスの全体的なゲインは、R28、R38、R46 を使用して選択できます。 抵抗器 R39、R47、R53、R60 は Kus に影響を与え、AGC カスケードの品質を決定します。 変圧器の製造について。 400 ... 2000の透磁率を持つフェライトがテストされ、リングの直径は7 ... 12 mmで、ワイヤーはねじれ、ねじれはありませんでした。 結論 - すべてが機能します。 主な要件は、製造の精度、フェライトへの巻線短絡がないこと、およびアームの必須の対称性です。 ミキサー内のダイオードは、少なくとも開放接合抵抗と静電容量に従って選択する必要があります。 トランジスタVT1、VT2。 VT3、VT4 は同一の相補ペアとして選択する必要があります。 VT5エミッタでは、チェーン内のRおよびCの値は示されていません。 トランジスタの種類によって異なります。 KT606 の場合、R - 68 ～ 120 オーム以内、C は 28 MHz (通常 1nF) で最大ゲインに調整する必要があります。 R29 を使用すると、たとえば最大感度に応じてトランジスタに流れる電流を選択できます。 KP327 トランジスタは基板の底部からはんだ付けされます。 ボードの上に、部品の取り付け側からホイルが残り、穴が皿穴にあけられます。 コイルはスクリーンで覆われています。 プリント回路基板またはカスタマイズされたアセンブリの購入については、著者に連絡してください。頻度 - 3,700 MSK 以降の 23.00。 文学: 1. アマチュア無線。 - 1995. No. 11,12.
著者: A. Tarasov (UT2FW)、ウクライナ、オデッサ地域、レニ。 出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru
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