SSB приемник прямого преобразования

Канд. техн. наук В. Поляков (RA3AAE)

Применение принципа  прямого преобразования  позволило сконструировать простой приемник на любительский диапазон 28 МГц. Подавление нерабочей боковой полосы - низкочастотного зеркального канала осуществляется фазовым методом. Сигнал из антенны через входной аттенюатор R1 и двухконтурный полосовой фильтр (L1C2, L2C3) с полосой пропускания около 3 МГц поступает на усилитель ВЧ (T1). Полосовой фильтр практически полностью устраняет возможные помехи от мощных радиостанций, частоты которых лежат вне диапазона (радиовещательных, телевизионных и т.п.).

В коллекторную цепь транзистора T1 включен контур L3C7, нагруженный (через катушку связи L4) двумя балансными смесителями - Д1, Д2 и Д3 и Д4. В каждом смесителе имеются балансирующие потенциометры R4 и R5, позволяющие ослабить эффект непосредственного детектирования мощных мешающих сигналов. На смесители подается через ВЧ фазовращатель напряжение гетеродина.

Основные параметры приемника

Рис. 1. Принципиальная схема приемника

Гетеродин приемника с целью уменьшения дрейфа выполнен на кремниевых транзисторах и содержит задающий генератор (T2) и буферный каскад (T3). Для настройки служит варикап Д5. Напряжение смещения на варикапе изменяется потенциометром R11 (основная настройка) и R12 - "электрический верньер". Емкостный делитель C11, C12 служит для создания обратной связи. Контур L6C18 в коллекторной цепи буферного каскада настроен на среднюю частоту диапазона.

Напряжение с катушки связи L7 приложено к ВЧ фазовращателю (R17L8C19). Левая (по схеме) половина катушки L8 и конденсатор C19 образуют последовательный контур, настроенный на среднюю частоту диапазона. Напряжения на катушке и конденсаторе равны и противоположны по знаку. Напряжение на правой половине катушки L8 складывается с напряжением на конденсаторе C19 и образует одно из выходных напряжений фазовращателя. Другое выходное напряжение снимается с резистора R17. Если его сопротивление равно сумме реактивных сопротивлений конденсатора C19 и половины катушки L8, выходные напряжения будут равны.

Сигнал, полученный в результате смешения частот принимаемого сигнала и сигнала гетеродина, пропускается через НЧ фазовращатель. Последний образован параллельными контурами L9C24, L10C25 и четырьмя резисторами R18-R21. Цепи Др1, C22 и Др2, C23 служат для развязки по высокой частоте.

Частоты настройки контуров 1880 и 480 Гц выбраны так, что разность фазовых сдвигов в диапазоне 300-3000 Гц примерно постоянна и равна 90 ± 1°. Резисторы R20 и R21 компенсируют влияние выходных сопротивлений балансных смесителей. Фазовращатель не требует предварительного подбора деталей, а необходимая точность фазового сдвига достигается в процессе настройки. Избирательность приемника в основном обеспечивается двухзвенным фильтром нижних частот L11L12C26-C29, включенным между НЧ фазовращателем и первым каскадом усилителя НЧ.

Два первых каскада усилителя НЧ (T4, T5) охвачены цепями обратной связи C31, C32, R23 и C36, C37, R29 соответственно. Эти цепи создают завал частотной характеристики на частотах выше 3 кГц, что способствует уменьшению высокочастотного шума на выходе и стабилизирует работу усилителя. Этой же цели служит цепочка R26, C35, R27. Потенциометром R32 регулируют усиление по НЧ. Два последних каскада включены по схеме с непосредственной связью. Предусмотрены низкоомный (для громкоговорителя) и высокоомный (для телефонов) выходы - "Выход I", "Выход II". Питается приемник от внешнего стабилизированного выпрямителя.

Детали и конструкция

Данные катушек и дросселей приемника приведены в таблице. Катушки L1, L2 и L5 намотаны на каркасах диаметром 8 мм (длина намотки L1 и L2 - по 16, L5 - 9 мм). Они заключены в цилиндрические алюминиевые экраны. Катушки L3, L4, L6 - L8 и дроссели Др1, Др2 намотаны на кольцах К8х4х2 из феррита 100НН, L9, L10 - на кольцах К18х8х5 и L11, L12 - на кольцах К10х6х5 из феррита 200НМ. Симметричные катушки смесителя и фазовращателей наматывают одновременно двумя проводами. Затем начало одной половины обмотки соединяют с концом другой, образуя средний вывод.

Обозначение Число витков Провод
L1, L2 10, отвод от 4 снизу ПЭЛ 0,69
L3 6, отвод от 2 снизу ПЭЛШО 0,25
L4 2 + 2 ПЭЛШО 0,25
L5 13 ПЭЛ 0,69
L6 5 ПЭЛШО 0,25
L7 3 ПЭЛШО 0,25
L8 3 + 3 ПЭЛШО 0,25
L9 300 + 300 ПЭЛШО 0,07
L10 600 + 600 ПЭЛШО 0,07
L11 220 ПЭЛШО 0,1
L12 195 ПЭЛШО 0,1
Др1, Др2 25 ПЭЛШО 0,25

Выходной трансформатор Тр1 намотан на сердечнике Ш6х8. Он содержит 1000 витков провода ПЭЛ 0,07 в первичной и 70 витков провода ПЭЛ 0,3 во вторичной обмотках. Транзисторы T1-T3 можно заменить на любые другие с граничной частотой не менее 200 МГц. Транзистор T4 можно заменить на П27А и (с худшим результатом) на П13Б или МП39Б. Транзисторы T5-T7 могут быть любыми низкочастотными. Диоды смесителя можно в крайнем случае заменить на Д18 или Д20. Варикап Д5 - Д901 с любым буквенным индексом.

Рис. 2. Печатная плата приемника

Все резисторы - УЛМ или МЛТ 0,125-0,25 Вт. Конденсаторы ВЧ контуров - керамические или КСО, НЧ фазовращателя и фильтра - МБМ с допуском ±10%, электролитические - К50-6, остальные - КЛС или МБМ. Монтаж приемника выполнен на печатной плате размерами 190х80 мм. Эскиз платы приведен на рис.2.

Конденсаторы НЧ фазовращателя и фильтра размещены сверху соответствующих катушек, приклеенных к плате. Плата закреплена винтами на стойках в П-образном шасси. На переднюю панель выведены ручка основной настройки, разъем антенны, входной аттенюатор, регулятор усиления НЧ, "электрический верньер" и телефонные гнезда.

Налаживание

Налаживание начинают с проверки режимов по постоянному току. Напряжения на эмиттерах транзисторов T1, T2 и T3 относительно общего провода равны примерно половине напряжения питания, на коллекторах транзисторов T4, T5 - соответственно 1,5-3,6 и 1,5-2 В. В случае необходимости подбирают соответствующие резисторы в цепи базы. Если данные катушек фильтра отличаются от приведенных, полезно снять частотную характеристику усилителя НЧ совместно с фильтром, отсоединив фазовращатель. Характеристику корректируют подбором конденсаторов C26, C27, C29 и C35.

Диапазон частот гетеродина устанавливают конденсатором C9 при прослушивании сигналов гетеродина на другом приемнике. Затем на вход подают какой-либо сигнал с частотой 28-29 МГц, и контуры L3C7 и L6C18 настраивают по максимуму сигнала на выходе. Поскольку добротность контура L6C18 мала из-за шунтирования фазовращателем, подстроечных элементов в нем не предусмотрено; его настраивают подбором конденсатора C18.


Рис. 3. Упрощенная схема фазовращателя

Контур L9C24 настраивают на 1880, а L10C25 - на 480 Гц подбором числа витков. Эту операцию лучше выполнить еще до установки контуров на плату. В крайнем случае можно обойтись и без настройки, взяв для L9 и L10 одинаковые кольца, строго выдержав числа витков и составив конденсатор C25 из четырех конденсаторов того же типа и номинала, что и C24.

Дальнейшую настройку приемника ведут с помощью хотя бы простейшего низкочастотного осцилографа. Его вход "Y" подключают к выходу приемника, а пилообразное отклоняющее напряжение с горизонтальных пластин подают на гнездо Гн2. Частоту развертки устанавливают минимальной. При таком включении гетеродин приемника становится генератором качающейся частоты. Его девиацию регулируют "электрическим верньером".

На вход приемника подается какой-либо немодулированный сигнал с уровнем 20-30 мкВ. На экране осцилографа появится фигура, на которой будут видны две боковые полосы приема, скаты частотной характеристики фильтра, неравномерность в полосе пропускания и нулевые биения в центре. Движки резисторов R4 и R5 устанавливают в среднее положение. Затем подстроечные резисторы R17-R21 регулируют так, чтобы получить максимальное подавление нижней боковой полосы. Процесс можно облегчить, если предварительно собрать упрощенный фазовращатель (рис.3).

Подавая на него сигналы 300-3000 Гц, добиваются получения на экране окружности, регулируя резисторы R18 и R19. Это будет соответствовать сдвигу фазы 90 градусов. После этого резисторы R18 и R19 можно при желании заменить постоянными. Смесители балансируются резисторами R4 и R5 при подаче на вход АМ сигнала с амплитудой в несколько миливольт и расстройкой на 20-100 кГц относительно частоты гетеродина (можно воспользоваться и сигналами соседних любительских станций). Практически удавалось подавить помеху от АМ передатчика второй категории, расположенного на расстоянии 600 м при прямой видимости между антеннами.

Литература

  1. Т. Томсон, В. Линде. Техника прямого преобразования ждет экспериментаторов. "Радио" №8/1972 с.10
  2. Е.Г. Момот. Проблемы и техника синхронного приема. Связьиздат, 1960
  3. С. Бунимович, Л. Яйленко. Техника любительской однополосной связи. Изд. ДОСААФ. 1970
  4. Б. Асеев. Фазовые соотношения в радиотехнике. Связьиздат, 1954

Дополнение

"Радио" №3/1976 с.62. Из какого феррита выполнены сердечники катушек L9-L12?

Сердечники катушек L9-L12 выполнены из феррита марки 2000НМ (а не 200НМ, как указано в статье). Можно использовать также ферритовые кольца с магнитной проницаемостью 1000 или 3000, однако при этом потребуется заново рассчитать число витков.

"Радио" №10/1974 год