2310 Transceivery SSB_2.pdf

Projekty AVT

T ransceivery SSB

część 2

W poprzednim numerze zostało już wyjaś−

nione, co to jest transceiver, a także, przy

okazji, przedstawiono niezbędne wiado−

mości o technice jednowstęgowej SSB.

Dla tych, którzy nie czytali tego numeru

EdW i nie mieli do czynienia z transceivera−

mi SSB należy podać, że będzie mowa o u−

rządzeniu nadawczo−odbiorczym, przy po−

mocy którego można z wykorzystaniem fal

radiowych prowadzić łączności techniką je−

dnowstęgową w podstawowym pasmie a−

matorskim fal krótkich.

Warto wiedzieć, że choć w kraju nie pro−

dukuje się takich urządzeń masowo, to są

one do nabycia (zarówno na pasmo KF jak i

UKF) w wielu firmach zajmujących się spro−

wadzaniem sprzętu radiokomunikacyjnego.

Do najbardziej znanych producentów takie−

go sprzętu, którzy co roku starają się wypu−

szczać na rynek nowy model (nieraz kilka),

należą firmy japońskie: Kenwood, Yaesu, I−

com, Alinco. Urządzenia te są niestety bar−

dzo skomplikowane i nie tanie.

Wszystkim, którym zależy na urucho−

mieniu się w popularnym pasmie 80m e−

misją jednowstęgową, z niewielką mocą,

na własnoręcznie wykonanym, prostym u−

rządzeniu − z przyjemnością polecamy u−

kład opisany poniżej. Sądzić należy, że za

konstruowanie tego urządzenia wezmą się

zarówno młodzi radioamatorzy jak i ci, któ−

rzy mają już sprzęt większej mocy, a chcie−

liby mieć urządzenie niewielkich wymia−

rów, takie, aby można było popracować

np. podczas urlopu czy wakacji.

Jeszcze jedno, bodaj najważniejsze (dla

mniej wtajemniczonych): używanie takich

urządzeń, pomimo że charakteryzują się

one niewielką mocą, musi być poprzedzo−

ne uzyskaniem licencji krótkofalarskiej ka−

tegorii I. Z tego względu na początku pole−

camy wykonać układ ograniczony do częś−

ci odbiorczej, a dopiero po osłuchaniu się

na pasmie i zdobyciu licencji − uzupełnienie

elementów wchodzących w skład części

nadawczej. Niezbędne informacje na te−

mat zasad składania egzaminów na upra−

wniienia operatorskie − ABC początkujące−

go krótkofalowca − zostały zamieszczone

m.in. w miesięczniku Świat Radio 3/98.

Jeżeli jednak ktoś będzie chciał wypró−

bować stronę nadawczą urządzenia nie

mając jeszcze do tego uprawnień − może

to uczynić pod okiem doświadczonego

krótkofalowca w jakimś klubie łączności, o−

czywiście wyposażonym w antenę na pas−

mo 80m.

Chodziło autorowi o uzyskanie prostego

transceivera SSB w zakresie częstotliwoś−

ci 3,5...3,8MHz o parametrach zbliżonych

do wspomnianego Bartka.

Schemat blokowy urządzenia przedsta−

wiono na rysunku 1. Widać tutaj duże po−

dobieństwo do przedstawionej miesiąc te−

mu struktury transceivera Atlas czy do opi−

sywanego w Radioelektroniku 4−5/82 mini−

transceivera Bartek.

Podstawowa różnica w stosunku do

tamtych układów polega na zastosowaniu

w pośredniej częstotliwości filtru kwarco−

wego w układzie drabinkowym, zestawio−

nego z czterech rezonatorów o

identycznych częstotliwościach i zamiast

dwóch nie produkowanych już układów

scalonych UL1242 (TBA 120S) − nowo−

czesnych układów scalonych NE612 firmy

Philips, wykorzystywanych już w kilku u−

kładach AVT.

Dla przypomnienia podajemy, że układy

te zawierają wewnątrz struktury mieszacz i

generator. Napięcie zasilania NE612 może

zawierać się w granicach 4,5...9V, zaś mak−

symalna częstotliwość pracy tych układów

przekracza 500MHz (minimalna częstotli−

wość pracy wewnętrznego oscylatora wy−

nosi około 200MHz). Są to parametry na ty−

le zachęcające, że można w przyszłości po−

kusić się o konstrukcję urządzenia SSB na

wyższe pasmo KF, a nawet na UKF, po za−

stosowaniu m.in. stabilnego układu gene−

ratora przestrajanego.

Podstawową cechą przedstawionego

układu blokowego jest wspólne wykorzy−

stanie podczas odbioru oraz nadawania

Opis układu

Przedstawiony w tej części artykułu o−

pis wykonania minitransceivera o nazwie

Antek jest kontynuacją wersji minitranscei−

vera Bartek zaprojektowanej i wykonanej

po raz pierwszy przez autora około 20 lat

temu.

Przystępując do projektowania transcei−

vera autor postawił sobie zadanie, aby wy−

konać bardzo proste urządzenie nadawczo−

odbiorcze niewielkich wymiarów z wyko−

rzystaniem dostępnych elementów, mini−

malizując liczbę nawijanych cewek oraz eli−

minując stosowania drogiego filtru kwarco−

wego SSB.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 10/98

Projekty AVT

Rys. 1

mieszaczy/modulatorów NE612, filtru

SSB, generatora VFO oraz generatora

BFO, a także antenowego filtru dolnoprze−

pustowego i przełącznika w.cz. do zamiany

sygnałów VFO i BFO.

Schemat elektryczny minitransceivera

Antek przedstawiono na rysunku 2. Wyko−

rzystano w nim wiele rozwiązań sprawdzo−

nych w opisywanych przez autora kitach

AVT−157, AVT−357, AVT−2196.

Poniżej podamy w skróconej formie

drogę sygnału w czasie odbioru, a na−

stępnie przy nadawaniu.

Na drugie wejście mieszacza jest kiero−

wany sygnał z przestrajanego generatora

VFO o częstotliwości w zakresie 9,5−

9,8MHz. Sygnał wyjściowy z układu scalo−

nego, będący różnicą obydwu składowych,

poprzez filtr SSB o częstotliwości środko−

wej około 6MHz, jest podany na kolejny u−

kład NE612, pracujący podczas odbioru ja−

ko wzmacniacz p.cz. i detektor SSB. Za−

miast gotowego filtru SSB (niestety dro−

giego i trudnego do zdobycia) zastosowa−

no filtr kwarcowy w układzie drabinkowym

zestawiony z rezonatorów o częstotliwości

6MHz. Pasmo przenoszenia takiego filtru

(przy zastosowaniu czterech typowych re−

zonatorów 6MHz bez dobierania) i konden−

satorów po 33pF wynosi około 2kHz (przy

−3dB).

Na drugie wejście detektora US3 jest

podawany sygnał z generatora BFO o

częstotliwości 5,9998MHz. Sygnał wy−

jściowy, będący różnicą doprowadzonych

częstotliwości składowych, jest podawany

na przedwzmacniacz małej częstotliwości

US4 − 741 i dalej, poprzez potencjometr si−

ły głosu R29, do wzmacniacza końcowego

LM386, a następnie do głośnika lub słu−

chawek. Kształtowanie charakterystyki

sygnału m.cz. w zakresie 0,3−3kHz zape−

wniają elementy RC na wejściu układu

wzmacniacza operacyjnego (R23 C54 C55

R24) oraz w pętli sprzężenia zwrotnego

(R27 C58). Kondensator C60 dołączony do

układu LM386 ustala maksymalne wzmoc−

nienie m.cz. i powinien być dobrany indy−

widualnie podczas uruchamiania urządze−

nia w taki sposób, aby nie następowało

sprzężenie m.cz. podczas ustawienia po−

krętła regulacji siły głosu w skrajne prawe

położenie.

Ważnymi elementami minitransceivera,

obok wspomnianego wcześniej filtru je−

dnowstęgowego, są generatory VFO i

BFO, bowiem one decydują nie tylko o za−

kresie częstotliwości pracy układu, ale tak−

że o jakości sygnału SSB (odbieranego i na−

dawanego).

Do zasilania układów scalonych US2 i

US3 wykorzystano napięcie 5V pocho−

dzące ze stabilizarora US6, zaś do zasilania

generatorów − napięcie 9V otrzymane z u−

kałdu scalonego US7. Dodatkowy stabiliza−

tor napięcia 5V (opcja US8) jest zaplanowa−

ny jako zasilacz programowanej skali cyfro−

wej umożliwiającej wyświetlenie wartości

częstotliwości pracy minitransceivera.

Generator VFO jest jednym z układów

trudniejszych w realizacji z powodu konie−

czności zapewnienia dużej stabilności

częstotliwości, która − jak wiemy − jest je−

dnym z podstawowych warunków popra−

wnej pracy emisją SSB: odstrojenie sygna−

łu o kilkaset Hz spowoduje zauważalną nie−

czytelność sygnału. Częstotliwość pracy

generatora VFO zależy od zakresu pracy

transceivera. Dla planowanego zakresu

Odbiór

Podczas odbioru odfiltrowany sygnał z

anteny za pośrednictwem trójsekcyjnego

filtru dolnoprzepustowego L1...L3 oraz

dwuobwodowego filru pasmowoprzepu−

stowego L4...L6 jest podawany na pier−

wsze wejście mieszacza US2−NE612. Filtr

dolnoprzepustowy, wykorzystywany za−

zwyczaj tylko podczas nadawania, zmniej−

sza także poziom sygnałów wejściowych

odbiornika o częstotliwościach powyżej

5MHz. Filtr pasmowoprzepustowy o za−

kresie pracy 3,5 do 3,8MHz jest dopaso−

wany od strony anteny za pośrednictwem

uzwojenia wtórnego L4. Ponieważ impe−

dancje wejściowa układów NE612 wynosi

około 1,5k

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 10/98

, można było podać sygnał

wejściowy bezpośrednio z uzwojenia L6

tego filtru.

Projekty AVT

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 10/98

Projekty AVT

pasma 80m (3,5−3,8MHz) powinna to być

wartość mieszcząca się w zakresie 9,5−

9,8MHz. Łatwo zauważyć, że przy miesza−

niu sumacyjnym, przy zastosowaniu

częstotliwości VFO 8,0−8,35MHz, można

w prezentowanym układzie uzyskać pas−

mo 20m, czyli zakres 14,0−14,35MHz

(USB). W naszym minitransceiverze zasto−

sowano bardzo uproszczony układ VFO

wykonany na dwóch tranzystorach T1, T2

(2xBC547). Tranzystor T1 pracuje w ukła−

dzie generatora Seilera, zaś T2 to typowy

wtórnik emiterowy spełniający rolę separa−

tora. Jako indukcyjność generatora wyko−

rzystano pierwotne uzwojenie filtru 7x7 o

numerze 204, które ma indukcyjność oko−

ło 1µH. Z jedną sekcją kondensatora

zmiennego typu ELTRA o pojemności oko−

ło 14pF i wartościami innych kondensato−

rów podanych na schemacie, VFO pokry−

wa wymagany zakres 9,5−9,8Hz jeszcze z

niewielkim zapasem. Ponieważ przekła−

dnia na osi kondensatora o przełożeniu wy−

noszącym 3:1 jest nieco za mała do precy−

zyjnego wstrojenia się na odbieraną stację,

warto zrezygnować z tej części pasma, na

której może nam mniej zależeć. Można na

przykład odpowiednio zmniejszyć pojem−

ność kondensatora zmiennego tak, aby o−

graniczyć zakres pracy do 3,65−3,8MHz,

czyli do części SSB pasma. Zmniejszenia

pojemności można dokonać przez rozgię−

cie rotora przy pomocy wkrętaka, którym

poprzez delikatne wsuwanie pomiędzy

płytki rotora kondensatora zwiększamy

odstęp pomiędzy płytkami, a tym samym

zmniejszamy wypadkową pojemność kon−

densatora zmiennego. W takim przypadku

jednemu obrotowi osi kondensatora

będzie odpowiadała zmiana częstotliwości

50kHz, tak więc trzy obroty dadzą 150kHz,

co będzie łatwe do zapamiętania, ponie−

waż można dokładnie ustawić przestraja−

nie VFO, aby przy wkręconym rotorze za−

znaczyć początek, pasma czyli 3,65MHz,

po pierwszym obrocie 3,7MHz, a po na−

stępnym obrocie 3,75MHz i w drugim

skrajnym położeniu, czyli przy wykręco−

nym rotorze, 3,8MHz.

W jednym z kolejnych numerów EdW

zostanie przedstawiona skala częstotliwoś−

ci i wtedy takie kombinacje mechaniczne

nie będą potrzebne, tym niemniej może

ktoś z czytelników z nich skorzysta.

Generator BFO, jak już podawaliśmy,

jest także podwójnie wykorzystywany, a

konkretnie: do odbioru jako dodatkowy u−

kład do demodulacji sygnału SSB i jako ge−

nerator fali nośnej podczas nadawania. W

tym przypadku wystarczył układ z jednym

tranzystorem T3 − BC547, w którym w

pętlę dodatniego sprzężenia zwrotnego

włączono piąty rezonator kwarcowy X5 o i−

dentycznej częstotliwości, jak w filtrze dra−

binkowym. Poprzez włączenie w szereg z

rezonatorem cewki L8 (w rozwiązaniu mo−

delowym jest nią dławik o indukcyjności

10µH) uzyskano obniżenie częstotliwości

rezonatora o 200Hz, czyli w konsekwencji

uzyskano częstotliwość BFO o wartości

5,9998MHz. Chodziło tutaj o przesunięcie

częstotliwości nośnej na lewe dolne zbo−

cze charakterystyki filtru kwarcowego w

celu uzyskania górnej wstęgi bocznej

(USB). Chcąc przesunąć częstotliwość

BFO na górne zbocze charakterystyki filtru,

w celu uzyskania dolnej wstęgi bocznej,

należy w miejsce dławika wstawić trymer

o pojemności około 20pF.

Po omówienu układów generatorów −

wypada wspomnieć o przełączniku w.cz.,

czyli takim elemencie, który służy do za−

miany doprowadzeń sygnałów generato−

rów. Chodzi o to, aby podczas odbioru do

układu US1 dochodził sygnał VFO, zaś do

US2 sygnał BFO, a podczas nadawania −

było odwrotnie (do US1 dochodził BFO a

do US2−VFO).

W rozwiązaniu modelowym posłużono

się przełącznikiem mechanicznym w po−

staci miniaturowego przekaźnika. Lepiej

byłoby wykorzystać przełącznik elektroni−

czny, ponieważ − przy odpowiedniej kon−

strukcji − może on zapewnić lepszą sepa−

rację sygnałów od przekaźnika. Ten ostatni

− ze względu na pojemności międzystyko−

we − nie jest idealnym elementem z pun−

ktu widzenia w.cz.

Do styków przełączających przekaźnika

są doprowadzone sygnały z generatorów

poprzez dzielniki rezystorowe zapewniaj−

ące poziomy napięć w.cz. w granicach

300mV, jako wejściowe wartości optymal−

ne układów NE612.

nału m.cz. jest regulowany za pośredni−

ctwem potencjometru montażowego R1.

W momencie pojawienia się sygnału aku−

stycznego na wyjściu modulatora (nóżka 5)

pojawia się fala nośna. Do równoważenia

modulatora przewidziano potencjometr

montażowy R10 włączony w szereg z rezy−

storami ograniczającymi R8 R11. Rezystor

R9 służy do zachwiania równowagi modu−

latora z chwilą zwarcia jego wolnej koń−

cówki do masy. W konsekwencji wywołu−

je to pojawienie się fali nośnej na wyjściu

modulatora. Fakt ten jest wykorzystywany

podczas strojenia nadajnika oraz do pracy

telegrafią (CW).

Kierunek przebiegu sygnału w.cz. nadaj−

nika jest taki sam, jak przy odbiorze. Sygnał

DSB z wyjścia modulatora jest podany na

filtr kwarcowy, na wyjściu którego pojawia

się górna wstęga boczna (przy założonym

mieszaniu różnicowym).

Oczywiście na wyjściu US3 występuje

suma i różnica częstotliwości składowych

doprowadzonych do jego wejść, jak w każ−

dym mieszaczu. Po wzmocnieniu sygnału

w układzie z tranzystorem T4 znajdujący się

w obwodzie kolektora filtr dwuobwodowy

L11...L9 zestrojony na wymagane pasmo

3,5−3,8MHz (identyczny jak w odbiorniku)

ustala właściwy zakres pracy i wstęgę.

Obok filtracji sygnałów niepożądanych

jednym z najważniejszych parametrów

wzmacniacza nadajnika SSB jest jego linio−

wość. Niewielki poziom wyjściowego syg−

nału SSB (kilkaset mV na L9) zmusił do sto−

sowania dwustopniowego układu wzmac−

niacza. Tranzystor T5 pełni funkcję drivera i

przy zastosowaniu popularnego tranzysto−

ra BC211 zapewnia około 200mW mocy.

Rezystory R38 i R36 wprowadzają niewiel−

kie ujemne sprzężenie zwrotne wpływaj−

ące pozytywnie na liniowość układu. Dopa−

sowanie drivera do wzmacniacza mocy

zrealizowano za pośrednictwem transfor−

matora bifilarnego TR2.

W stopniu końcowym mocy użyto tran−

zystora MOSFET typu IRF520, który, choć

bywa stosowany w przetwornicach i

wzmacniaczach m.cz., tutaj spełnił dosko−

nale swoją rolę zapewniając moc wy−

jściową nadajnika około 2W praktycznie

bez zniekształceń. Oczywiście poprawną

pracę układu osiągnięto poprzez ustawie−

nie właściwego punktu pracy stopnia za

pośrednictwem potencjometru montażo−

wego R33. Dopasowanie obwodu drenu

tranzystora do dolnoprzepustowego filtru

antenowego zapewniono poprzez bifilrany

transformator TR1, który ma co prawda

taką samą konstrukcję, jak TR2, jednak jest

włączony w przeciwnym kierunku, to zna−

czy wpływa na podwyższenie impedancji

wyjściowej.

Nadawanie

Przekaźniki PZ1 i PZ2 przełączają u−

rządzenie z odbioru na nadawanie z chwilą

naciśnięcia przycisku PTT przy mikrofonie

(podanie napięcia 12V na cewki przekaźni−

ków). PZ1/A służy do przełączania anteny z

filtru dwuobwodowego na stopień końco−

wy w.cz., zaś PZ1/B − do podawania napię−

cia na układy odbiornika i nadajnika. Oby−

dwie sekcje PZ2 są wykorzystane do prze−

łączania sygnałów VFO i BFO (zamieniają

je miejscami, doprowadzając do nóżek 6 u−

kładów NE612). Użyto tutaj dwóch prze−

kaźników na 12V typu RA12WN−K.

Podczas nadawania sygnał ze wzmac−

niacza mikrofonowego US1 jest podawany

poprzez dwójnik C7 R7 na pierwsze wej−

ście modulatora US1, zaś sygnał generato−

ra fali nośnej BFO − na drugie wejście tego

układu. Wzmacniacz mikrofonowy jest

zrealizowany na układzie operacyjnym 741

w identyczny sposób, jak przedwzmac−

niacz odbiornika. Również i w tym przypad−

ku dwójnik R4 C9 służy do obniżenia

wzmocnienia powyżej 3kHz. Poziom syg−

Andrzej Janeczek SP5AHT

c.d. w następnym numerze

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 10/98

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: