Приймачі і приймачі прямого перетворення завдяки своїй простоті, високої чутливості і селективності, хорошою надійності користуються популярністю у радіоаматорів. Але далеко не завжди в апараті, навіть виконаному за добре відпрацьованою схемою, реалізуються закладені в нього спочатку можливості і параметри.
В результаті багаторічної експлуатації автором статті цієї групи зв'язковий апаратури з'ясувалося, що низькочастотні вузли (в основному підсилювачі НЧ) зберігають працездатність при зниженні напруги живлення до 2...6 В (при номінальному 9...12 В). При цьому у них, як правило, зменшується коефіцієнт підсилення.
Основна причина незадовільної роботи приймачів і трансіверов прямого перетворення - неоптимальний режим роботи змішувача. Високі параметри досягаються тільки при ретельному підборі гетеродинного високочастотного напруги на діодах змішувача. Воно повинно бути в межах 0,6...0,75 на кремнієвих діодах і 0,15...0,25 - на германієвих. При менших напругах гетеродина зменшується коефіцієнт передачі змішувача. Зменшується він і при великих напругах, так як діоди виявляються відкритими майже весь час. При цьому зростають шуми змішувача.
Стабільність частоти і амплітуди напруги, що подається на змішувач з гетеродина (особливо на ВЧ аматорських діапазонах), багато в чому залежить від стабільності напруги.
Практично у всіх схемах, наведених в літературі, відсутній ланцюг регулювання гетеродинного напруги на діодах змішувача. Рекомендується підбирати конденсатор зв'язку гетеродина зі змішувачем або змінювати число витків котушки зв'язку. Але цей процес досить трудомісткий і до того ж не дає впевненості в тому, що налаштування апарату проведена належним чином.
Недолік цього способу в тому, що в процесі налагодження треба вимикати приймач (трансивер) і перепоювати конденсатор або перемотувати котушку. Але за цей час аматорська станція, по гучності прийому якій ведеться настройка, часто перестає працювати, і тому не можна дізнатися, зростає чи падає чутливість налаживаемого апарату. Доцільніше проводити настройку за сигналами "слабкою" станції під час стабільного проходження радіохвиль, тобто коли не спостерігається помітних коливань рівня прийнятого сигналу.
З-за відсутності необхідних вимірювальних приладів приймачі і приймачі прямого перетворення часто налаштовують "на слух", що не кращим чином відбивається на їх параметрах.
Рис.1
На рис. 1 показана схема вольтметра-пробника, доопрацьованого у відповідності з рекомендаціями, наведеними в [2]. Він дозволяє досить точно виміряти напруга гетеродина безпосередньо на діодах змішувача.
Розглянемо прості способи налаштування і доопрацювання приймачів і трансіверов прямого перетворення, які дозволяють усунути вказані вище конструктивні недоліки.
Рис.2
Перш за все, при доопрацюванні слід ввести ланцюг стабілізації напруги живлення гетеродина. Схема стабілізатора показана на рис. 2. Стабілітрон VD1 вибирають з напругою стабілізації в 1,5...2 рази менше номінального напруги живлення приймача (трансивера). Резистором R1 встановлюють оптимальний струм через стабілітрон. Опір резистора R1 повинно бути таким, щоб струм стабілізації стабілітрона VD1 не перевищував максимально допустимого значення. Конденсатор С1 зменшує "просочування" шумів стабілітрона, в результаті чого знижується шумова модуляція напруги гетеродина, зменшується загальний шум приймача.
Змінювати ВЧ напруга на діодах змішувача зручно підлаштування безындукционным резистором, включеним паралельно або послідовно з котушкою зв'язку (R1 відповідно на рис. 3 і 4).
В останньому випадку можна використовувати як трансформаторну (рис. 4,а) зв'язок гетеродина зі змішувачем, так і автотрансформаторную (рис. 4,6). При більш точній настройці напруги гетеродина (наприклад, при прийомі сигналів майже нечутних станцій "на слух") ВЧ вольтметр відключають.
Необхідно відзначити, якщо застосовуються наведені доопрацювання, число витків котушок зв'язку слід дещо збільшити, так як введення підлаштування резистора зменшує вихідна напруга гетеродина. Особливо це відноситься до варіанту, схема якого наведена на рис.3. У сукупності число витків котушки зв'язку, опір резистора R1 і ємність конденсатора С2 повинні бути такими, щоб напруга на кремнієвих діодах змішувача можна було регулювати в межах від 0 до 1,2...2 В, на германієвих - від 0 до 0,5... 1 Ст. В цьому випадку оптимальне напруга досягається приблизно при середньому положенні движка резистора R1.
Регулювати вихідна напруга гетеродина можна, змінюючи напругу живлення, як це, наприклад, зроблено в [3]. Однак це підходить тільки на частотах до 3...4 МГц. На більш високих (вище 7 МГц) таке регулювання може призвести до значного відходу частоти гетеродина.
На рис. 5 наведена схема гетеродина з буферним вузлом, в який введена ланцюг регулювання вихідної напруги. При повторенні слід врахувати, що емітерний повторювач не дає посилення по напрузі, і тому високочастотне напруга на котушці повинно бути в два рази більше. ніж потрібно для нормальної роботи змішувача.
У радіоаматорський практиці найбільш широко використовуються діодні балансні змішувачі. Їх основні переваги - простота конструкції і налаштування, відсутність перемикання по високій частоті при переході з прийому на передачу. Балансні змішувачі на польових і біполярних транзисторах застосовуються значно рідше.
У простих балансних змішувачах на діодах напруга гетеродина і деякі побічні продукти перетворення на виході можуть придушуватися на 35 дБ і більше. Але такі результати досягаються лише в одному напрямку: у тому, в якому змішувач збалансований. В авторській конструкції трансивера [4] змішувач збалансований лише в бік підсилювача потужності. Якщо використовується подвійний балансний змішувач [5], зменшаться шуми, зросте чутливість, покращиться перешкодозахищеність.
Подвійні балансні змішувачі збалансовані по обох входів (виходів). Вони пригнічують не тільки коливання гетеродина, але і перетворений сигнал, залишаючи лише продукти їх змішування і забезпечуючи тим самим чистоту спектру. Застосування таких змішувачів дозволяє знизити вимоги до подчистному фільтру, включеному на виході змішувача, і навіть відмовитися від нього зовсім, приєднавши вихід змішувача безпосередньо до підсилювача ПЧ, на виході якого повинен знаходитися фільтр основний селекції (наприклад, ЭМФ або кварцовий фільтр). На подвійний змішувач можна подавати значно більший за рівнем сигнал при прийомі, оскільки він різко послаблює ефект прямого детектування сигналу або перешкоди, тобто не відбувається детектування без участі коливань гетеродина, як це буває в звичайному амплитудном детекторі.
Найбільш часто в радіоаматорських конструкціях застосовується подвійний балансний змішувач, схема якого зображена на рис. 6. Його ще називають кільцевим, так як діоди в ньому включені але кільцю.
Нерідко цей змішувач рекомендують доповнити елементами балансування R1, С1, С2 (рис. 7). Причому резистор R1 повинен бути безындукционным. Така доробка покращує параметри змішувача.
При роботі на низькочастотних діапазонах високочастотні трансформатори намотують, як правило, на феритові кільця типорозміру К7х4х2 з магнітною проникністю 600...1000 трьома скрученими (3-4 скрутки на 1 см довжини) між собою проводами ПЕЛШО 0,2. Приблизно роблять близько 25 витків (до повного заповнення кільця). При встановленні трансформатора його обмотки фазируют згідно рис. 6 і 7.
Існують два основних варіанти включення подвійного балансного змішувача в трансивер. У першому сигнал проходить як при прийнятті, так і при передачі в одному напрямку від входу до виходу змішувачів. Так, наприклад, зроблено в широковідомих трансиверах "Радіо-76" [6] та "Радіо-76М2" [7]. Численні експерименти, проведені автором, виявили, що при гетеродинном напрузі, меншому оптимального, значно погіршується чутливість в режимі прийому, а при більшому - істотно зменшується придушення несучої в режимі передачі (чутливість при цьому також знижується, але це менш помітно на слух, ніж у попередньому випадку). Якісна залежність основних параметрів трансіверов від рівня напруги гетеродина, що надходить на змішувач, наведена на рис. 8 (крива 1 - чутливість при прийомі, визначається на слух, 2 -чутливість, виміряна приладами, 3 - придушення несучої при передачі).
У другому варіанті сигнал в режимі прийому подається на вхід балансного змішувача, а при передачі - на вихід. При такому включенні використовується принцип оборотності змішувача. Так побудований ВЧ тракт трансивера, описаного в [8]. Налагодження змішувача і в цьому випадку зводиться до встановлення оптимального гетеродинного напруги та його ретельної балансуванню. Слід особливо відзначити, що операція налагодження не залежить від принципу побудови ВЧ тракту трансивера.
Тепер кілька практичних рекомендацій щодо налагодження ВЧ тракту трансивера.
У першу чергу потрібно налаштувати змішувачі. Попередньо движки балансувальних резисторів в них встановлюють у середнє положення. Далі до антенного гнізда трансивера підключають ГСС і поступово збільшують гетеродинное напруга на змішувачах. Сигнал з ЦСС подають з рівнем, що перевищує чутливість приймального тракту в кілька разів. Необхідно домогтися прийому сигналу. Вели генератора немає операцію виконують на слух, приймаючи сигнал радіоаматорський SSB радіостанції або генератора шуму на малопотужному стабілітроні.
Потім по черзі налаштовують кожен з змішувачів. Спочатку підбирають оптимальний гетеродинное напруга. Для цього його поступово збільшують і оцінюють на слух: чи зростає гучність прийому сигналу ГСС, радіостанції або генератора шуму. Як було зауважено автором, по мірі збільшення гетеродинного напруги, що подається на змішувач, гучність прийому на слух спочатку зростає, досягаючи максимуму, а потім практично не змінюється (рис. 8, крива 1). Гетеродинное ж напруга слід встановити таким, щоб при невеликому його зменшення гучності прийому падала, а при його невеликому збільшенні не зростала. Практично це реалізується переміщенням в невеликих межах движка резистора, керуючого рівнем вихідної напруги гетеродина. Якщо такої можливості у трансивері немає, то апарат слід доопрацювати.
Як правило, на виході того чи іншого гетеродина включений емітерний повторювач. У цьому разі доопрацювання виявляється досить простий: постійний резистор в емітерної ланцюга транзистора замінюють безындукционным підлаштування резистором того ж номіналу, що і постійний.
Після оптимізації гетеродинного напруги потрібно ще раз ретельно збалансувати змішувачі. До входу або виходу (в залежності від побудови трансивера) підключають ВЧ милливольтметр або осцилограф і, переміщаючи движок резистора R1, а потім підлаштовуючи конденсатори С1 і С2 (див. рис. 7), досягають мінімуму показань. Якщо використовуються прилади з високим вхідним опором, то до входу і виходу змішувача слід підключити близькі за опору (в межах 50... 100 Ом) резистори.
Перевагу слід віддавати балансування в бік виходу передавального тракту. Відмінність у збалансованості входу і виходу змішувача має бути невеликим (одиниці децибел). Якщо ж воно досягає 10 дБ і більше, то це, як правило, наслідок того, що гетеродинное напруга, подане на змішувач, значно більше оптимального.
Для перевірки і балансування змішувачів автором створені прості прилади. На рис. 9, а показана схема підсилювача ВЧ, до входу якого підключають змішувач, а до виходу підключають для грубої настройки високочастотний вольтметр (мал. 9, б), для точної - ВЧ пробник (рис. 9, в). При цьому встановлювати додаткові резистори опором 50... 100 Ом у змішувач не потрібно.
Остаточно змішувачі налаштовують після їх установки в трансивер (його переводять у режим передачі). Попередньо апарат повинен бути налагоджений в режимі прийому. Щоб шуми мікрофона не заважали при балансуванні, вхід мікрофонного підсилювача замикають накоротко. Першим балансують самий низькочастотний змішувач, а потім решта за порядком проходження через них сигналу в режимі передачі, досягаючи мінімуму показань ВЧ на еквіваленті навантаження (рис. 10), підключеного до підсилювача потужності трансивера. Після цього коригують налаштування інших вузлів. Цю процедуру доцільно повторити два-три рази.
Література
1. Поляків В. Т. Радіоаматорам про техніку прямого перетворення. - М.: Патріот, 1990, с. 264.
2. Степанов Б. Вимірювання малих ВЧ напруги. - Радіо, 1980, №7, с. 55-56.
3. Артеменко Ст. Простий SSB-міні-трансивер на 160 м. - Радіоаматор, 1994, №1.c. 45, 46.
4. Артеменко Ст. А. Простий трансивер з ЭМФ. - РадіоАматор, 1995, №2, с. 7-10.
5. Бунін Ц. Р., Яйленко Л. П. Довідник аматора - коротковолновіка. - К: Техніка, 1984, с. 264.
6. Степанов Б., Шульгін Р. Трансивер "Радіо-76". - Радіо, 1976, №6, с. 17-19, №7, с. 19-22.
7. Степанов Б., Шульгін Р. Трансивер "Ра-діо-76М2". - Радіо, 1983, N 11, с. 21 - 23, №12, с. 16-18.
8. Васильєв Ст. Оборотний тракт у трансивері. - Радіо, №10, с. 20,21.
Автор: Владислав Артеменко (UT5UDJ) р. Київ. Україна, КВ журнал 4,5-97; Публікація: М. Большаков, rf.atnn.ru