Предыдущая статья

Часть 1. Блоки УКВ аппаратов. Статья 6. Усилители высокой частоты и конвертеры

Усилитель Высокой Частоты (УВЧ) является первичным звеном радиоприемника, связывающим приемник с антенной. Очень часто радиолюбители для названия этого устройства применяют слово «преселектор», которое можно расшифровать как «предварительный выбор частоты». На мой взгляд, понятие «УВЧ» имеет более широкий смысл. Главная задача преселектора состоит в «выборе частот», т.е. в выделении нужного сигнала из общей массы поступающих на антенное устройство ВЧ сигналов. УВЧ кроме селекции должен также и усиливать выбранные сигналы.

К УВЧ любого приемника предъявляются следующие основные требования

• Необходимость ослабления сигналов на побочных каналах приемника (т.е. на зеркальной и промежуточной частотах радиоприемника), при этом ослабление полезного сигнала, поступающего из антенны, должно быть минимальным. Ослабление всех нежелательных сигналов характеризуется избирательностью УВЧ.

• УВЧ должен усиливать поступающий от антенны сигнал, при этом следует уделить внимание тому, чтобы УВЧ не вносил повышения шумов. Минимальные шумы - это самое основное требование к УВЧ для УКВ приемной аппаратуры. В густонаселенных радиолюбителями районах, УВЧ, кроме того, должен способствовать увеличению динамического диапазона радиоприемника, поскольку при этом снижаются уровни помех в тракте усилителя радиочастоты и на входе смесителя. Но это в большей степени относится к приемникам КВ.

• УВЧ должен быть хорошим согласующим устройством между входным волновым сопротивлением фидера антенны и первым каскадом усиления УВЧ (или смесителя). Равенство этих сопротивлений обеспечивает максимальную передачу высокочастотной энергии на вход первого каскада УВЧ приемника (или смесителя). От качества согласования зависит чувствительность радиоприемника.

При высоком уровне помех между антенным входом и УВЧ применяют специальные ВЧ фильтры. Они могут быть как перестраиваемые, так и не перестраиваемые по частоте. Для работы в различных участках УКВ диапазонов применяют, как правило, фильтры неперестраиваемые. Перестраиваемый преселектор с высокой избирательностью для низкочастотных УКВ диапазонов можно выполнить на спиральных резонаторах, представляющих собой полые металлические цилиндры или прямоугольные коробки, внутри которых на равных расстояниях от стенок размещены катушки индуктивности.

Внутренняя поверхность цилиндров или коробок должна иметь хорошую проводимость на высоких частотах, поэтому она должна быть возможно более гладкой и, как правило, эту поверхность серебрят. Рассмотрение конструкций спиральных резонаторов не входит в число задач этой статьи.

УВЧ должен усиливать принимаемый сигнал до уровня, превышающего уровень шумов смесителя. Уровень шумов УВЧ в наибольшей мере определяет уровень шумов приемника и, следовательно, чувствительность приемника.

Поэтому все элементы УВЧ и в особенности транзисторы выбирают с учетом их шумовых параметров. Граничные частоты транзисторов УВЧ должны быть по крайней мере в 3—5 раз выше рабочей частоты. Ток коллектора в рабочей точке не рекомендуется выбирать меньше 0,5—1 мА, так как при меньшем токе сильно сказывается зависимость параметров транзистора от температуры и значительно уменьшается крутизна транзистора.

Перечисленные выше требования к УВЧ дают основание к тому, чтобы в этой статье рассматривать не конкретно схему только каскадов УВЧ, а в комплексе со схемами устройств согласования УВЧ с фидерами антенн и смесителями.
Поэтому здесь приводятся схемы, реально существующих и полностью работоспособных схем УВЧ, а так же схемы конвертеров, включающих в себя кроме фильтра ВЧ и УВЧ, смеситель и первый каскад УПЧ, а так же гетеродин.

Отдельные блоки УВЧ
В этом разделе я привожу схемы и краткое описание отдельных блоков, которые могут применяться как отдельные от основного приемника, самостоятельные внешние блоки усиления высокой частоты. Как правило, эти внешние УВЧ стоит применять, если вы используете радиоприемник с недостаточной чувствительности.

Проверить достаточность чувствительности УКВ приемника очень просто. Для этого нужно настроить приемник с подключенной антенной на чистый от станций участок диапазона и замкнуть антенный вход приемника на корпус (на землю). Если вы при этом наблюдаете резкое снижение шумов на выходе приемника, то чувствительность вашего приемника вполне достаточная.

Но если резкого снижения шумов не наблюдается, или никакого снижения вообще, - это означает, что вы должны либо улучшить согласование антенны с фидером, либо увеличить чувствительность приемника путем добавления внешних малошумящих каскадов усиления высокой частоты.
Иногда внешний усилитель подключают непосредственно к антенне. В этом случае УВЧ должен быть защищен от попадания влаги и хорошо согласован с одной стороны с выходом антенны, с другой стороны - с антенным фидером. Также необходимо решить вопрос с подачей питания.

УВЧ с низкоомным входом и выходом
На рис. 6.1 показана схема малошумящего УВЧ, предназначенная для работы в качестве первого каскада радиоприемника.



В схеме применен сверхвысокочастотный малошумящий транзистор VT1 типа КТ3132 или КТ3101. УВЧ не имеет резонансных контуров и в качестве нагрузки транзистора работает высокочастотный трансформатор Tp1, намотанный на кольце диаметром 7...8 мм из феррита марки 50ВЧ

Изготовленный по этой схеме и указанными элементами, УВЧ может работать в диапазоне частот от 50 до 200 МГц. Если использовать ферритовое кольцо с более высокочастотными параметрами, то можно рассчитывать на работу УВЧ на более высоких частотах.

Конструктивное выполнение ВЧ трансформатора показано на рис. 6.2.



Он имеет три обмотки, которые должны соединяться между собой точно по схеме. Начало и конец первой из обмоток на схеме помечены как н1 и к1, начало и конец второй - как н2 и к2 и т.д. Первая и вторая обмотки имеют по 5 витков, третья обмотка - 2 витка из провода ПЭЛ-0,2...0,3. При изготовлении трансформатора берутся три куска провода такой длины, чтобы обеспечить точное выполнение необходимого количества витков.

Затем начала трех кусков зажимаются вместе и провода скручиваются в плотный жгут, который после этого наматывается на ферритовое кольцо. Нужно не забыть, что после намотки на кольцо двух витков следует вывести конец третьей обмотки кЗ и дальше продолжать намотку жгута, который будет состоять уже из двух проводов.

Катушка L1 на рис. 6.1 представляет собой ВЧ дроссель, также намотанный на аналогичном ферритовом кольце. Число витков на кольце из феррита 50ВЧ диаметром 7...8 мм должно быть 17... 20.
В качестве диодов VD1 и VD2 можно использовать КД522, КД514 и даже Д220 или Д219 - в крайнем случае.

Входное и выходное сопротивления УВЧ примерно равны между собой и составляют 50 Ом.

УВЧ для телевизионных каналов ДМВ
За последние годы на рынках страны появились телевизионные антенны производства польских фирм. Эти антенны снабжаются достаточно чувствительным и малошумящим УВЧ. Особенность антенны в том, что она требует хорошего заземления. Малоопытные владельцы этих конструкций часто не обращают внимание на это обстоятельство, и усилители антенны выходят из строя при первой же небольшой грозе.

Поэтому на рынке (во всяком случае, в нашем городе) можно купить отдельную плату с подобным антенным усилителем. Я иногда пользовался такой возможностью. На одной из этих плат стоит обозначение SWA-49 и указано зашифрованное название производителя - AST.
Установив данный усилитель на своей антенне, вы, возможно, сможете решить проблемы с приемом удаленных УКВ станций. Точные параметры этих усилителей мне неизвестны, практика показывает, что они обеспечивают довольно хорошее усиление на частотах от 50 до 600 МГц.

УВЧ с умножителем добротности
В начале этого раздела было рассказано о двух вариантах УВЧ, которые могут работать в большом диапазоне частот. Такие УВЧ обычно называются широкополосными и используются в приемниках, предназначенных для просмотра довольно большого частотного диапазона. Но в любительской практике необходимость в такого рода приемниках бывает очень редко. Чаще всего радиолюбителю необходим приемник, работающий в пределах довольно узкого любительского диапазона.

К тому же, приемник с широкополосным УВЧ на входе будет подвержен помехам от близкоработающих мощных вещательных радиостанций. Поэтому здесь я предлагаю для рассмотрения принципиальную схему УВЧ, который способен организовать прием сигналов только в узкой полосе частот, что поможет избавиться от помех и одновременно улучшит другие параметры приемника.

На рис. 6.3 показана схема очень эффективного УВЧ, который можно применять в низкочастотных участках УКВ диапазона.



Несколько лет тому назад мною была разработана схема УВЧ с умножителем добротности (умножителем Q) на полевом транзисторе КП303Д и последующим апериодическим каскадом усиления на транзисторе КТ610. По этой схеме был построен внешний усилитель ВЧ, показавший исключительно хорошие результаты при совместной работе со связными ламповыми приемниками. Как потом выяснилось, этот УВЧ заметно улучшал чувствительность и избирательность многих конструкций транзисторных связных приемников.

Отличные результаты были получены при приеме сигналов от Искусственных Спутников Земли (ИСЗ) RS-10/11 и RS-12/13 на диапазоне 29 МГц.
Схема и описание этого УВЧ находится в Интернете на моем сайте, расположенном по адресу http://r3xb.bv.ru в разделе «Модемы». Файл называется preselek.zip.

Для применения данного УВЧ на диапазоне 144 МГц в схему пришлось внести некоторые изменения. Схема доработанного варианта как раз и показана на рис. 6.3.
Здесь применены широкодоступные радиодетали, непременное требование одно - переменный резистор R3 не должен быть проволочным (т.е. должен быть безиндукивным).

Сигнал из антенного фидера ВЧ сигнал поступает через конденсатор очень маленькой емкости С1 на контур L1C2. Величину емкости С1 можете подбирать по своему усмотрению, но в любом случае она на диапазоне 145 МГц не должна превышать 3.3 пФ. На более низкочастотных диапазонах, например, на 29 МГц, эта величина может быть увеличена до 8 пФ.

Резисторы R4, R5 и R6 задают режим работы VT1. Через R1 и R3 осуществляется обратная связь контура L1C2 с истоком транзистора VT1. Чем меньше величина сопротивления переменного резистора R3, тем больше величина напряжения обратной связи и одновременно увеличивается добротность контура. Происходит так называемый процесс умножения добротности контура (умножение Q). При некоторой величине этого напряжения усилитель превращается в генератор. Та величина напряжения обратной связи, при которой УВЧ превращается в генератор, называется «порогом генерации».

Самая высокая добротность контура L1C2 при напряжении обратной связи близком к порогу генерации. В этом случае УВЧ имеет самую узкую полосу пропускания, но несколько повышаются шумы. Поэтому, когда от вашего приемника требуется самая высокая чувствительность, УВЧ следует настроить на более широкую полосу пропускания.

Транзистор VT2 работает как обычный апериодический усилитель. В этом каскаде применен малошумящий ВЧ транзистор средней мощности КТ610. В своих конструкциях можете применять иные, более удобные для вас, транзисторы.

Катушка L1 бескорпусная, имеет 5 витков провода ПЭЛ-0,6 и намотана на болванке диаметром 8 мм. Длина катушки - 25 мм. Отвод выполнен от середины катушки. Катушка L2 представляет собой высокочастотный дроссель и делается только в том случае, когда при настройке не удается достигнуть порога генерации. Катушка наматывается куском провода ПЭЛ-0,4 длиной 0,1...0,2 от длины волны, на которой применяется УВЧ. Конденсатор С2 должен быть обязательно с воздушным диэлектриком.

На рис. 6.4 показана схема точно такого же УВЧ, но предназначенная для работы на диапазоне 29 МГц. Может применяться и на KB диапазонах, но при этом следует выбирать соответствующие параметры контурных катушек.



Для диапазона 29 МГц катушка L1 должна быть выполнена на каркасе 8 мм, число витков - 25 проводом ПЭЛ-0,4, длина намотки - 15 мм.
Для использования подобного усилителя на других диапазонах смотрите информацию в Интернете на сайте по адресу http://r3xbtga.narod.ru/.

Малошумящий узкополосый УВЧ
На рис. 6.5 приведена схема УВЧ, выполненная на малошумящих транзисторах импортного производства.



Схема рассчитана на применение в диапазоне 435 МГц и частично мною упрощена по сравнению с оригиналом, заимствованным из радиолюбительской литературы.
Величины резисторов R1 и R3 подбираются по величинам тока через транзисторы, которые обеспечивают лучшие шумовые характеристики УВЧ.
В схеме применены транзисторы, выполненные на базе соединений галлия, поэтому, если у вас окажутся подобные транзисторы, следует познакомиться с правилами обращения с этими приборами.

Конверторы для УКВ диапазонов
Далее будут приведены принципиальные схемы конвертеров для УКВ диапазонов. Точнее, это будут только приемные части конвертеров, т.к. полностью конвертер предполагает наличие и приемной и передающей частей. Начинаем с низкочастотных УКВ диапазонов.

Конвертер для приема на диапазоне 29 МГц

Первоначальный вариант конвертера был построен мною в конце 70-х годов прошлого столетия и предназначался для наблюдения за сигналами первых ИСЗ типа RS. Затем в схему были внесены некоторые изменения. Существующий вариант конвертера позволял вести нормальный прием сигналов от спутников RS- 10/11 и RS-12/13, используя вместо антенны кусок провода длиной 10 метров, выброшенный из окна на соседнее дерево.
Конвертер использовался на индивидуальной любительской радиостанции совместно с радиоприемником типа Р-250М.

Принципиальная схема конвертера представлена на рис. 6.6.



На транзисторах VT1 и VT2 выполнен двухкаскадный усилитель высокой частоты, транзистор VT3 работает смесителем, на транзисторах VT4 и VT5 выполнен окварцованный задающий генератор.

Используется кварц на частоту 10,0 МГц. Это позволяет вести прием сигналов с частотой 28 МГц на радиоприемнике, настроенном на частоту 18 МГц.

Конвертер собран на шасси, спаянном из белой жести (от консервных банок из-под сгущенного молока), методом навесного монтажа. В качестве опорных элементов используются блокировочные конденсаторы и квадратики (размером примерно 5x5 миллиметров) из фольгированного стеклотекстолита, приклеенные к шасси клеем 6Ф-2. Все подстроечные конденсаторы типа КПК, резисторы - типа МЛТ. Все конденсаторы постоянной емкости - типа КГ, КД и КЛС. Транзисторы VT1 ... VT3 типа КПЗОЗД. С успехом можно применять менять полевые транзисторы и других типов.

Данные о катушках колебательных контуров приведены в таб. 6.1.



Катушка L2 намотана в навал на оправке диаметром 9 мм, витки катушки скреплены между собой клеем БФ-2. После высыхания клея катушка размещается поверх заземленного конца катушки L1. Катушка L7 наматывается на каркасе с подстроечным СЦР сердечником.
Настройку конвертера следует начать с проверки работы задающего генератора. Затем следует настроить контур с катушкой L7 на частоту примененного кварца. После этого включаем основной KB приемник, к которому подключен конвертер, и простейший генератор шума подключаем к антенному гнезду конвертера.

Начинаем проводить настройку всех контуров соответствующими подстроенными конденсаторами по максимуму шумов на выходе от радиоприемника. Если при вращении подстроечного конденсатора окажется, что макс. шумов получается при наибольшей емкости этого конденсатора, то параллельно подстроечному конденсатору следует подпаять конденсатор постоянной емкости величиной 10.. 15 пФ и продолжить настройку.

Если при настройке какого либо контура станут возникать паразитные самовозбуждения, то параллельно катушке этого контура следует подпаять постоянный резистор величиной 2...3 килоома. Окончательную подстройку всех контуров следует проводить при приеме слабого полезного сигнала. Как правило, при исправных радиодеталях весь процесс настройки занимает несколько минут.

Конвертер для диапазона 145 МГц
Конвертер применялся для наблюдения за сигналами спутника RS-12/13. Сигналы начинали приниматься на вертикальную антенну с коллинеарными элементами начиная с того момента, как только спутник появлялся над горизонтом. Сигналы от RS-13 с удобных орбит можно было принимать и на комнатную антенну, расположенную на окне.

Конвертер работал совместно с KB радиоприемником Р-250М, по мере необходимости, антенна подключалась к конвертеру через внешний УВЧ (см. рис. 6.3).
Конструктивно конвертер состоит из двух самостоятельных частей - УВЧ со смесителем и отдельного гетеродина, соединенных между собой экранированным кабелем.

Принципиальная схема конвертера представлена на рис. 6.7 и рис. 6.8. При этом, на рис. 6.7 представлены каскады УВЧ и смесителя, а на рис. 6.8 схема кварцевого гетеродина.






Конвертер выполнен на плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита без сверления отверстий под выводы деталей. Канавки между контактными поверхностями вырезаются специальным ножом резаком.

Радиодетали припаиваются со стороны фольги. Экранирующие перегородки высотой 20 мм выполнены из белой жести и припаяны к фольге. Плата размещается в отдельном корпусе из белой жести.

Однокаскадный УВЧ выполнен на транзисторе VT1 типа КТ371. Можно применить и другие, имеющиеся у вас в наличии транзисторы. По мере появления 8 вашем хозяйстве новых транзисторов, старый всегда можно удалить и заменить новым. Конденсатор С1 следует применять только при наличии большого числа помех. В иных случаях антенну следует подводить напрямую, без конденсатора.

На транзисторе VT2 выполнен смеситель, на транзисторе VT3 собран вспомогательный усилитель выходного сигнала.
Данные контурных катушек УВЧ и смесителя приведены в таб. 6.2.



Гетеродин конвертера выполнен на кварце с частотой 13,66 МГц, что позволяет сигналы с частотой 144 МГц принимать на KB приемнике, настроенном на частоту 21 МГц. Это очень удобно при желании иметь приемопередающую УКВ радиостанцию на диапазон 144 МГц.

Конструктивно гетеродин выполнен на плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Крепление деталей делается со стороны фольги, контактные поверхности отделяются канавками, прорезанными специальным ножом-резаком. Плата полностью размещается в корпусе из белой жести.
Данные катушек гетеродина приведены в табл. 6.3



Начинать настройку следует с проверки работоспособности кварцевого генератора на VT1. Затем контур L1C6, принадлежащий утроителю частоты на VT2, настраивается на частоту 41 МГц. Контроль частоты следует проводить посредством гетеродинного измерителя резонанса (ГИР), работающего в режиме волномера. После этого аналогичным способом настраиваются контура L2C10 и L3C14 на частоту 121 МГц.

Эти контура принадлежат второму утроителю, выполненному на VT3 и усилителю сигнала частотой 121 МГц на VT4. На VT5 выполнен апериодический усилитель частоты 121 МГц. Настройку платы УВЧ следует начать с настройки контура L2C6 L3C8 L4C10 L5C14 по максимуму шумов на выходе основного приемника. Контур L1C12 настраивается после включения генератора шума к антенному гнезду. Окончательную подстройку контуров следует выполнить при приеме сигнала от ИСЗ через антенну.

Конвертер 145 МГц на полевых транзисторах
Конвертер на полевых транзисторах позволяет принимать сигналы любительских УКВ радиостанций в диапазоне 144...146 МГц [2]. Он рассчитан на работу с приемником, имеющим диапазон 4...6 МГц и входное сопротивление 75 Ом. Полоса пропускания тракта УВЧ конвертера по уровню 0,7 около 3 МГц. При напряжении питания 9 В он потребует ток 25 мА. Конвертер прост по конструкции, несложен в настройке.

Принципиальная схема приведена на рис. 6.9.



Конвертер состоит из трехкаскадного УВЧ на полевых транзисторах VT1, VT2 и VT3, смесителя на VT4 и гетеродина (на VT5 и VT6). Первый каскад УВЧ выполнен по схеме с общим истоком, а второй и третий - по схеме с общим затвором.

С помощью катушки L2 осуществляется нейтрализация действия емкости сток - затвор (Сс-з) транзистора VT1. Катушку L2 следует выбрать такой индуктивности, чтобы на частоте усиливаемого полезного сигнала получить резонанс в контуре L2Cc-з. Сопротивление контура L2Cc-з, включенного между стоком и затвором, при резонансе становится большим, в результате чего ослабляется действие обратной связи через емкость Сс-з. Методику вычисления величины индуктивности катушки нейтрализации можно посмотреть в предыдущей статье, в конце раздела о кварцевых генераторах.

Смеситель выполнен на полевом транзисторе VT4, включенном по схеме с общим истоком. Напряжение сигнала подается в цепь затвора смесителя, а напряжение гетеродина в цепь истока. В стоковую цепь смесителя включен колебательный контур, который состоит из катушки индуктивности L6 и входного сопротивления приемника Rвx. Контур настроен на частоту 5 МГц и благодаря шунтирующему действию Rвx имеет широкую (около 2 МГц) полосу пропускания.

Гетеродин конвертера - двухкаскадный. Задающий генератор выполнен на транзисторе VT5 по схеме с параллельным резонансом кварца. В нем использован кварцевый резонатор на частоту 10 МГц. В коллекторной цепи транзистора VT5 включен контур L7C19, который настроен на седьмую гармонику кварца (70 МГц).
Второй каскад гетеродина на транзисторе VT6 собран по схеме с общим эмиттером. В коллекторную цель транзистора включен контур L8C23, настроенный на частоту 140 МГц. С этого контура сигнал гетеродина через конденсатор С24 поступает в цепь истока транзистора смесителя.

Конвертер собран на шасси, изготовленном из листовой латуни толщиной 1 мм. Шасси разделено на отсеки перегородками, на которых установлены проходные и опорные конденсаторы. Подстроечные конденсаторы (за исключением С2) установлены на передней стенке шасси, а высокочастотные разъемы - на боковых стенках. Монтаж объемный.

При монтаже необходимо уделять особое внимание минимальной длине выводов конденсаторов, транзисторов, резисторов.

В конвертере применены конденсаторы типов КЛС, КТ-1, КТП, КДО. Все резисторы типа МЛТ мощностью 0,25 Вт. Высокочастотные разъемы - СР-75-166Ф.
Намоточные данные катушек приведены в табл. 6.4. Отводы указаны от заземленного по ВЧ конца катушки.



Дроссели Др1 и Др2 имеют индуктивность 30 мкГн. Ток через VT1, VT2 и VT3 должен быть в пределах 1,5...2 мА, величина тока устанавливается резисторами R1, R2 и R3 соответственно. Ток через транзистор VT4 должен быть порядка 0,3...0,5 мА, устанавливается резистором R5. Ток через транзистор VT5 должен быть порядка 3...4 мА, устанавливается резистором R7. Ток через транзистор VT6 должен быть 1...1,5 мА, устанавливается резистором R8.

В УВЧ и смесителе можно применить транзисторы серии КП303 с любым буквенным индексом. Транзисторы КТ368 можно заменить транзисторами серии ГТ311. Режимы транзисторов, указанные на принципиальной схеме (рис. 6.9), измерены в отсутствие сигнала и при отключенном резонаторе Z1.

Настраивают конвертер в такой последовательности: 1. смеситель, 2. гетеродин, 3. УВЧ.

При настройке смесителя гетеродин конвертера отключают, а выход конвертера подключают к коротковолновому (KB) приемнику. На затвор смесителя через конденсатор емкостью 1000 пФ подают сигнал от антенны. Приняв KB приемником какую-нибудь станцию вблизи частоты 5 МГц, настраивают контур L6 с помощью сердечника так, чтобы громкость приема была максимальной (АРУ в основном приемнике должна быть выключена).

Гетеродин конвертера настраивают с помощью генератора и ВЧ вольтметра. Вместо вольтметра можно использовать волномер. Сначала отключают кварц и на базу транзистора VT5 подают сигнал амплитудой около 100 мВ и частотой 70 МГц. Конденсатором С19 настраивают контур L7C19 в резонанс по максимуму ВЧ напряжения на базе транзистора VT6. Аналогично настраивают второй каскад гетеродина на частоту 140 МГц (с помощью конденсатора С23), подключив вольтметр к истоку VT4. Восстановив схему гетеродина, добиваются получения максимальной амплитуды колебаний, подбирая отводы от катушек L7, L8 и подстраивая конденсаторы С19, С23. Частоту гетеродина контролируют волномером или электронным частотомером.

Для получения максимального коэффициента усиления необходимо тщательно подобрать отводы у катушек L1, L4, L5. В случае самовозбуждения УВЧ рекомендуется уменьшить емкость конденсаторов С10, С13 или изменить отводы катушек L4, L5.

Проверку коэффициента шума конвертера производят совместно с KB приемником. Следует отметить, что коэффициент шума конвертера в большой степени зависит от правильности настройки катушки L2 и оптимального согласования конвертера с генератором шума (антенной) и от амплитуды напряжения гетеродина на истоке транзистора VT4. Оптимального согласования добиваются подбором отвода катушки L1, а необходимую амплитуду напряжения гетеродина устанавливают, подбирая отвод у катушки L5 и емкость конденсатора С24.

Конвертер на двухзатворных полевых транзисторах
Конвертер позволяет принимать сигналы любительских радиостанций в диапазоне 144—146 МГц. Он рассчитан на работу со связным приемником, имеющим диапазон 28—30 МГц и входное сопротивление около 100 Ом. Питается конвертер от стабилизированного источника 9 В. Потребляемый ток около 15 мА.

Применение двухзатворных полевых транзисторов в УВЧ и смесителе дало возможность создать конвертер с малым коэффициентом шума и с хорошими характеристиками для работы в условиях перекрестных помех, избежать применения цепей нейтрализации в УВЧ.

Принципиальная схема конвертера показана на рис. 6.10.



Конвертер состоит из УВЧ, смесителя и гетеродина. Усилитель высокой частоты собран на двухзатворном полевом транзисторе VT1. Сигнал с антенны поступает на первый затвор. Нагрузкой усилителя является двухзвенный фильтр L2C6, L3C8 с емкостной связью между контурами. Коэффициент усиления этого каскада изменяют потенциометром R3, с помощью которого меняется напряжение на втором затворе полевого транзистора.

Смеситель конвертера также собран на двухзатворном полевом транзисторе (VT2). Напряжение сигнала подается в цепь первого затвора, а напряжение гетеродина в цепь второго затвора. Режим транзистора устанавливают подбором резисторов R5 и R6. Нагрузкой смесителя является контур L4C11, настроенный на частоту 29 МГц. Напряжение сигнала ПЧ снимается с L5.

Гетеродин выполнен на двух полевых транзисторах VT3 и VT4. В задающем генераторе (он собран на транзисторе VT3) использован кварцевый резонатор на частоту 38,667 МГц. В цепи истока транзистора VT3 включен колебательный контур L6C13, настроенный на частоту, близкую к частоте кварцевого резонатора, а в цепи стока транзистора VT3 - контур L7C14, настроенный на частоту 116 МГц.

Буферный усилитель выполнен на транзисторе VT4, нагрузкой которого является контур L8C18, также настроенный на частоту 116 МГц. Сигнал гетеродина снимается с отвода от катушки L8.
Этот конвертер собран на шасси, изготовленном из листовой латуни толщиной 1 мм. Все опорные и проходные конденсаторы установлены на перегородках. Подстроенные конденсаторы помещены на передней стенке шасси.

Высокочастотные разъемы установлены на боковых стенках. Резистор R3 устанавливают на передней панели радиостанции или на боковой стенке шасси. Монтаж конвертера - объемный. Конденсаторы — КТ-217, КТП, КТ-1 и КЛ1С. Все резисторы типа МЛТ мощностью 0,25 Вт, резистор R3—СПО-0,5.

Транзисторы КП350 можно заменить транзисторами КП306Б. Транзисторы КП303 могут иметь буквенное обозначение Г, Д, Е.
Намоточные данные катушек приведены в табл. 6.5 (L7 имеет индуктивность 0,68 мкГн. Отводы указаны от заземленного по ВЧ конца катушек. Индуктивность дросселя ВЧ Др1 равна 30 мкГн.



Приведенные ниже режимы работы транзисторов конвертера измерены при отключенном кварцевом резонаторе Z1. Ток через транзистор VT1 выбирается изменением величины резистора R4 и равен 2...3 мА, ток через транзистор VT2 устанавливается резисторами R5 и R6 и должен быть в пределах 1...2 мА, ток через VT3 устанавливается резистором R13 и должен быть 2...3 мА, ток через VT4 устанавливается резистором R12 и должен быть в пределах 0,5 мА.

Методика настройки конвертера не отличается от настройки предыдущего конвертера.

Еще один конвертер на 145 МГц
На рис. 6.11 показана схема оригинального УКВ конвертера на диапазон 145 МГц. Его УВЧ выполнен на малошумящих СВЧ транзисторах типа КТ3101 (КТ3132).



Оригинальность схемы конвертера в том, что он рассчитан на работу в довольно узкой полосе частот, а каскады УВЧ выполнены как широкополосные усилители. Это сделано с целью предотвращения возбуждения этих каскадов УВЧ.

Конвертер для диапазона 435 МГц
Конвертер применялся для приема информации от ИСЗ с использованием KB приемника типа Р-250М. Конструктивно конвертер выполнен в виде трех самостоятельных блоков, каждый из которых заключен в отдельный корпус из белой жести, и соединенных друг с другом отрезками экранированного кабеля. Применение блочной конструкции очень удобно для экспериментаторов, поскольку позволяет безболезненно заменять тот или иной узел, оставляя без изменения остальные. Как показал опыт, наиболее частым изменениям могут подвергаться узел УВЧ и узел смесителя.

Принципиальная электрическая схема УВЧ конвертера представлена на рис. 6.12.



Усилитель трехкаскадный, выполнен на транзисторах VT1, VT2 и VT3. Корпус усилителя и шасси спаяны из белой жести. Каждый транзистор и принадлежащие к нему прочие радиодетали смонтированы на небольшом прямоугольном кусочке фольгированого стеклотекстолита, который затем помешается в соответствующий отсек шасси.

Детали крепятся непосредственно к фольге, разъединяющие канавки в фольге прорезаны ножом-резаком. Представляющая землю поверхность фольги соединяется с корпусом в нескольких различных местах. Чем больше будет таких мест соединения, тем лучше. Каких либо иных особенностей нет. Индуктивности L1 ... L4 выполнены из голого медного провода диаметром 1 мм и располагаются в специальных отсеках шасси на удалении 3 мм от шасси. Длина L1, L2 и L3 равна 33 мм, длина L4 - 17 мм (в приведенные размеры не включены участки, предназначенные для припаивания провода к корпусу шасси). Расстояние между L3 и L4 подбирается при настройке и равно примерно 2 мм.
Принципиальная электрическая схема гетеродина для конвертера 435 МГц представлена на рис. 6.13.



В схеме используется кварц на 6,454 МГц, что позволяет после умножения в 64 раза получить на выходе частоту 413 МГц. Указанный кварц применен только потому, что он оказался единственным из наиболее удобных к применению.

Кварцевый гетеродин выполнен на транзисторе VT1. Каскад на VT2 работает в режиме умножителя частоты на четыре, все последующие каскады являются удвоителями частоты. В своих конструкциях я предпочитаю использовать двухтактные каскады умножения частоты, каковыми являются каскады на VT3,VT4, также на VT5,VT6 и VT7,VT8. В этой схеме применены только удвоители частоты.

На практике существуют также и двухтактные утроители частоты, конструкция которых несколько отличается от конструкции удвоителя. Преимущество двухтактных умножителей перед умножителем на одном транзисторе заключается в том, что двухтактный удвоитель выделяет только четные гармонические составляющие сигнала, а на выходе двухтактных утроителей присутствуют только нечетные гармоники. Это очень важно при настройке гетеродина, а также улучшает «спектральную чистоту» выходного сигнала, т.е. меньшее количество различных гармоник. При этом все присутствующие «лишние» гармоники значительно ослаблены.

Данные по катушкам контуров конвертера 435 МГц приведены в таблице 6.6.



Индуктивность L7 выполнена в виде отрезка медного провода диаметром 1 мм и длиной рабочей части 50 мм, отводы выполнены на расстоянии 12 и 18 мм, считая от заземленного по ВЧ конца. Отрезок провода располагается параллельно заземленному участку фольги на расстоянии 4 мм, может быть изогнут, но параллельность земле должна соблюдаться. С одной стороны L7 припаивается к выводу подстроенного конденсатора, с другой стороны - к опорному кусочку из фольгированного стеклотекстолита, приклеенного к заземленному участку фольги на плате. К этому же опорному кусочку припаивается один из выводов блокировочного конденсатора и резистора. L8 выполнена по той же технологии и имеет длину рабочей части 15 мм с отводом посередине. L9 имеет длину 12 мм.

Катушки связи L2, L4 и L6 выполнены из двух скрученных между собой проводов, при этом начало одной части катушки соединяется с концом второй ее части. Катушка связи должна иметь чуть больший диаметр, чем основная катушка и располагаться примерно между первым и вторым витками (считая от заземленного по ВЧ конца) основной катушки. Такая конструкция катушки связи позволяет подать на базы транзисторов двухтактного каскада равные по величине и противоположные по фазам сигналы.

Настройку гетеродина следует начинать с проверки работоспособности кварцевого генератора. Затем колебательный контур каждого последующего каскада должен настраиваться на нужную, заранее рассчитанную частоту. Правильность настройки следует проверять простейшим волномером, применять частотомеры не советую.

Самым удобным прибором для настройки многокаскадных гетеродинов является гетеродинный индикатор резонанса (ГИР). В радиолюбительской литературе можно найти описания многих разных конструкций этого аппарата, но каждый из них может работать либо в режиме непосредственно гетеродинного измерителя резонанса, либо в режиме волномера.

Если вы решили заняться изготовлением и настройкой УКВ гетеродинов, то непременно должны обзавестись таким прибором.
На рис. 6.14 приведена схема смесителя и усилителя ПЧ для конвертера 435 МГц.



Смеситель выполнен на смесительном сверхвысокочастотном диоде типа Д405, ДК-И1М или аналогичном. С успехом можно применить также смесительный каскад иной конструкции, например, на транзисторе. Смеситель выполнен на плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита и заключен в корпус из жести.

Разумеется, если у вас имеется в наличии иной тонколистовой материал, например, листовая латунь или медь, то корпус и все перегородки следует выполнять именно из этого материала. В дополнение, корпус из меди или латуни желательно посеребрить. Можно даже и позолотить. Хуже не будет.

Индуктивность L1 представляет собой отрезок медного провода диаметром 3,5 мм и длиной 85 мм. Располагается в экранирующем отсеке с размерами 22 х 22 х 110 мм. Одним концом провод припаян к центру перегородки, вторым к подстроечному конденсатору. Следует обеспечить достаточную жесткость этой конструкции. Подвод сигнала от усилителя высокой частоты выполнен на расстоянии 30 мм от заземленного конца, зажим для крепления смесительного диода припаян к L1 на расстоянии 75 мм.

L2 представляет собой кусок медного провода диаметром 1 мм и длиной 30 мм. Катушка L3 бескаркасная, имеет 12 витков на оправке диаметром 8 мм провода ПЭЛ-0,9 с отводом посередине. Резистор R1 служит для снижения добротности контура (для расширения полосы пропускания).
На транзисторе VT1 выполнен усилитель промежуточной частоты.
А1 - перемычка, которая размыкается только при настройке смесителя, во всех остальных случаях контрольная точка КТ1 должна быть соединена с корпусом.

Перед началом настройки смесителя следует удалить перемычку А1 и вместо нее включить миллиамперметр с пределом до 10 миллиампер. L2 соединить с выходом от гетеродина. Затем подать напряжение питания на настроенный предварительно гетеродин и настраиваемый смеситель.

При этом миллиамперметр будет показывать ток, протекающий через смесительный диод. Конденсатор С1 должен находиться в положении минимальной емкости. Изменяя расстояние между L1 и L2, следует добиться величины тока 2 мА. В процессе этой настройки можно в небольших пределах подстроить контуры каскадов гетеродина по максимуму показаний миллиамперметра. После выполнения перечисленных операций показывающий прибор удаляется и восстанавливается перемычка.

Затем подключается базовый радиоприемник и каскад УВЧ 435 МГц. Сначала весь этот комплекс настраивается предварительно по простейшему генератору шума, затем следует выполнить окончательную подстройку контуров УВЧ и контура L1 смесителя по сигналу маячка или работающей на этом диапазоне УКВ радиостанции.

Конвертеры для диапазона 1296 МГц
В последние годы на ИСЗ для любительской связи стали применять частоты выше 1000 МГц. Долгожданный спутник А0-40 (P3D) для многих стал недоступным именно по этой причине. Для радиолюбителей, желающих осваивать любительскую связь через ИСЗ, следует приступить к освоению самых высокочастотных УКВ и СВЧ диапазонов.

На радиостанции RA3XB пока аппаратов на эти диапазоны нет, поэтому в этой
статье я хочу привести в качестве примера принципиальные схемы конвертеров на диапазон 1296 МГц, которые были опубликованы в книге С. Жутяева «Любительская УКВ радиостанция», (Москва, «Радио и связь», 1981 год) и книге В. Горбатого «Любительские УКВ радиостанции на транзисторах», (Москва, «Энергия», 1978 год). Смотрите Л.1 и Л.2.

В некоторых действующих сегодня спутниках, изготовленных зарубежными фирмами, используется частота 1268 МГц. Чтобы задействовать на этой частоте описанные ниже конвертеры, следует подобрать кварц для задающего генератора. При этом остальные элементы схем могут оставаться неизменными.

Конвертер 1296/144 МГц
Описание любительской УКВ радиостанции, в которой применен этот конвертер, приведено в Л.2. Конвертер предназначен для приема сигналов в диапазоне 1296... 1298 МГц совместно с приемником на диапазон 144...146 МГц.

Принципиальная схема конвертера приведена на рис. 6.15.



Конвертер состоит из УВЧ на транзисторе VT1, смесителя на диоде VD1 и двух последних умножительных каскадов от гетеродина на VT2,VT3. УВЧ сделан по схеме с общим эмиттером, на входе и на выходе усилителя применены П-контуры. Сигнал на смеситель поступает через петлю связи L4.

Гетеродин - шестикаскадный. Первые четыре каскада следует выполнить точно по схеме первых четырех каскадов от описанного выше конвертера на 435 МГц (рис.6.13), но при этом следует использовать кварц на частоту 8,0 МГц. В этом случае следующий за кварцевым генератором каскад будет работать в режиме утроения (8 х 3 = 24 МГц).

Сигнал частотой 192 МГц от четвертого каскада следует экранированным кабелем подать на вход транзистора VT3 («Вход 1» на схеме). Далее каскад на транзисторе VT3 умножает полученную частоту в три раза (576 МГц). Результат умножения выделяется на контуре C13L6C14. Каскад на VT2 работает удвоителем, на контуре C9L5C8 должна выделяться частота 1152 МГц. На смеситель сигнал от гетеродина подается через петлю связи L4, которая является общей и для L2 и для L5.

Индуктивности L1 и L2 выполнены из медной посеребренной проволоки диаметром 3,2 мм имеют рабочую длину 20 мм. L5 изготовлена из той же проволоки, имеет рабочую длину 22 мм. Петля связи L4 изготовлена из медной посеребренной проволоки диаметром 0,8 мм, длина подбирается при наладке. Катушка L6 выполнена в виде U-колена из медной проволоки диаметром 1,5 мм и имеет длину 50 см. Дроссели Др1 и Др2 имеют 4витка медного провода диаметром 0,8 мм на оправке диаметром 3,5 мм. Дроссель ДрЗ содержит 7 витков того же провода, намотан на оправке диаметром 4,3 мм. Диод VD1 - детекторный сверхвысокочастотный Д-401 или иной аналогичный.
Подробнее смотрите в литературе Л.2.

Еще один конвертер на диапазон 1296 МГц
Описание любительской УКВ радиостанции, в которой применен следующий вариант конвертера 1296/144 МГц, приведен в Л.1.

Конвертер предназначен для приема сигналов в диапазоне 1296 ... 1298 МГц совместно с приемником на диапазон 144 ... 146 МГц. Принципиальная схема конвертера приведена на рис. 6.16.



На транзисторах VT1 и VT2 выполнен двухкаскадный усилитель высокой частоты (УВЧ), при этом усиленный сигнал диапазона 1296 МГц выделяется на контуре C8L3. С этого контура сигнал поступает на смеситель, выполненный на сверхвысокочастотном смесительном диоде VD1 типа Д-401 или аналогичном. С другой стороны на смесительный диод через конструктивную емкость поступает сигнал частотой 1152 МГц от гетеродина; выделенный на контуре C12L6.

Гетеродинная часть на данной схеме представлена утроителем частоты, выполненным на транзисторе VT3, на который поступает сигнал с частотой 384 МГц через фильтрующие контура C20L10 и C19L9C18. Недостающую часть гетеродина можно полностью, без каких бы то ни было изменений, заимствовать из описания конвертера на 435 МГц, применив кварц на 8 МГц.

Данная схема приемной части конвертера взята из Л.1., где описывается оригинальная конструкция любительской УКВ радиостанции, выполненной своеобразным методом. Чтобы повторить эту конструкцию в авторском виде следует найти и изучить описание радиостанции в Л.1. В этой статье я хочу только познакомить вас с вариантами двух примененных радиолюбителями схем.

Текст книги С. Г. Жутяева «Любительская УКВ радиостанция» можно найти в Интернете.

Телевизионные конвертеры ДМВ
Далее будут приведены три схемы УКВ конвертеров, которые первоначально создавались для работы в телевизионных диапазонах Дециметровых Волн (ДМВ). Однако, если постараться выполнить конструкцию так, чтобы каркас обладал достаточной жесткостью и учесть все требования к конструированию УКВ гетеродинов, то можно получить конвертер, который будет удовлетворительно работать при приеме любительских радиостанций.

Простой конвертер для ДМВ
На рис. 6.17 приведена принципиальная схема простого в изготовлении и наладке конвертера для ДМВ.



Конвертер предназначен для преобразований сигналов с частотой 300...600 МГц в сигналы ПЧ метрового телевизионного диапазона.
Транзистор VT1 выполняет роль УВЧ. VT2 является гетеродином, настройка которого на заданную частоту устанавливается длиной линии L8, емкостью конденсатора С10 и выходной емкостью VT2. Транзистор VT1 и VT2 задействованы по схеме с общей базой. Ток через VT1 устанавливается подбором резистора R2, а транзистора VT2 - резистором R5.

Конвертер выполнен в корпусе из белой жести размером 80x80x20, Корпус разделен перегородками высотой 20 мм на отдельные отсеки. Линии L1, L4 и L6 выполнены из куска медной проволоки диаметром 3 мм. Длина каждой из этих линий равна 45 мм. Линия L8 выполнена из медной проволоки диаметром 1,5 мм и имеет длину 40 мм. Линии L1, L3, L5 и L7 выполнены из медной проволоки диаметром 0,8 мм. Длина этих линий подбирается при настройке.

Сначала следует произвольно выбрать и установить какую - то длину для каждой из этих линий (желательно минимальную), а затем, в процессе настройки, пытаться заменить на большую.

Высота петли линии L5 примерно 20. .25 мм. Дроссели Др1 и Др2 должны иметь 13... 15 витков провода диаметром 0,5 мм на оправке диаметром 3 мм. Расстояния между линиями также устанавливаются при настройке.
Катушка L9 имеет 4 витка провода 0,8 мм и намотана на каркасе диаметром 8 мм. Каркас L9 должен иметь подстроечный сердечник диаметром 4 мм. Катушка L10 имеет 3 витка, намотана поверх L9 у ее заземленного конца.
Расстояния между линиями также устанавливаются при настройке.

Настройку следует начать с проверки работоспособности гетеродина. Весь порядок настройки смотрите в описании следующего конвертера.

Высокочувствительный конвертер ДМВ
На рис. 6.18 приведена схема малошумящего конвертера ДМВ. Схема этого конвертера была описана М. Зайцевым в журнале «Радио» №4 за 1987 год.



Конвертер предназначен для преобразования сигналов 21...39-го телевизионных каналов дециметровых волн (ДМВ) в колебания любого из двенадцати каналов метровых волн (MB). Он обладает высокой чувствительностью, избирательностью и большим коэффициентом усиления.

Технические характеристики

Расчетный коэффициент шума на частоте 600 МГц, дБ ....................... 6,5

Коэффициент усиления, дБ ...................... 15

Входное сопротивление, Ом .................... 75

Напряжение питания, В .................. ±9

Потребляемый ток, мА, не более ................15

Приходящий от приемной антенны по коаксиальному кабелю с волновым сопротивлением 75 Ом сигнал поступает на входной контур L1C1 с добротностью, равной примерно 25 (полоса пропускания - около 25 МГц). Выбор относительно высокого значения добротности обусловлен необходимостью увеличения чувствительности конвертера и повышения защищенности от помех, возникающих из-за перекрестных искажений при приеме мощных мешающих сигналов. Дальнейшее увеличение добротности за счет уменьшения коэффициентов включения антенны и усилителя высокой частоты (УВЧ) в контур L1C1 приводит к чрезмерной остроте настройки на канал конденсатором С1 и уменьшению КПД входной цепи.

УВЧ конвертера каскадный, на транзисторах VT1 и VT2. Его нагрузкой служит контур L2C5. Через конденсатор С6 сигнал проходит на эмиттер транзистора VT3 преобразователя частоты (смесителя). Соответствующим подключением каскадов к линии L2 согласуются выходное (УВЧ) и входное (смесителя) сопротивления при выбранной добротности контура.

Напряжение гетеродина подается на базу транзистора VT3 смесителя с части линии L3. Она образует с конденсатором С9 контур гетеродина, выполненного на транзисторе VT4 по схеме емкостной трехточки. Коэффициент включения транзистора в контур определяется соотношением емкости конденсатора С11 и емкости эмиттерного перехода Сэ.

Изменением емкости диода VD1, подключенного к контуру через конденсаторы С8 и С12, можно плавно подстраивать гетеродин в пределах одного канала. Для этого на диод подано закрывающее его напряжение, которое можно регулировать переменным резистором R10. Резистор R7 препятствует возникновению дроссельных автоколебаний.

Повышение чувствительности конвертера по сравнению с аналогичными устройствами достигнуто выбором оптимального режима работы транзистора VT1 по коэффициенту шума и использованием стабилизированного двуполярного источника питающих напряжений. Такое питание позволило соединить базы непосредственно с общим проводом и обойтись без делителей в их цепях и блокировочных конденсаторов по переменному току. Это помогло избавиться от свойственных последним шумов высокочастотного мерцания емкости, уменьшить число деталей и, следовательно, обусловленные ими паразитные емкости и индуктивности.
Отсутствие блокировочного конденсатора в цепи базы транзистора VT4 гетеродина позволило получить более высокую чистоту спектра генерируемых колебаний. Кроме того, использование двуполярного источника питания полностью решило задачу термостабилизации каскадов.

Шумы транзистора VT1 зависят как от режима по постоянному току, так и от согласования входа УВЧ. Измерения показали, что коэффициент шума каскада на биполярном транзисторе практически не зависит от напряжения коллектор-эмиттер и увеличивается лишь при малых его значениях (не менее 3 В). Зависимость же его от коллекторного тока для большинства современных сверхвысокочастотных транзисторов имеет слабо выраженный минимум при значениях 1...5 мА

Детали
В конвертере применены постоянные резисторы МЯТ (R1—R3—группы А, т.е. с нормированным напряжением шумов не более 1 мкВ/В). Переменный резистор R10 - любой, сопротивлением 47...100 кОм. Подстроечные конденсаторы С1, С5, С9 - КПК-МП, проходной С4 - КТП или любой подходящий по габаритам емкостью 180...4700 пФ, остальные, кроме СИ, КМ, КД емкостью 100...620 пФ. Следует учесть, что радиальный и осевой люфт роторов в подстроечных конденсаторах недопустим. Конденсатор С11 (1 пФ) - отрезок 75-омного кабеля с фторопластовой изоляцией (погонная емкость 0,55...0,67 пФ/см) длиной около 20 мм (уточняют при налаживании, начиная с 35 мм). Дроссель L4 намотан в навал на бумажном каркасе диаметром 3 мм и содержит 100 витков провода ПЭВ-2 0,1 (длина намотки - 5 мм).

Вместо диода КД503А можно применить КД509А, КД510А или КД521, КД522 с любым буквенным индексом, вместо транзисторов КТ3128А - ГТ330Ж, КТ3127А, КТ371А, любые из серии КТ382, ГТ329, ГТ383, КТ372, а также КТ3120А, КТ3123А, КТ3101А (названы в порядке улучшения параметров конвертера). При использовании транзисторов структуры n-р-n необходимо изменить полярность включения диода VD1 и источников питания.

Выводы элементов должны быть как можно короче, у разделительных и блокировочных конденсаторов их отпаивают совсем, предварительно очистив места пайки от краски. Транзисторы жестко вставляют в предназначенные для них отверстия (при использовании других транзисторов эти отверстия могут вообще не понадобиться). Для уменьшения влияния используемой отвертки на частоту настройки контуров выводы роторов подстроечных конденсаторов С1, С5, С9 припаивают к плате (общему проводу), лепестки-выводы статоров откусывают.
Линии L1 - L3 представляют собой отрезки неизолированного отполированного медного провода диаметром 1 мм и длиной 22 (L1, L3) мм. Один конец провода каждой линии припаивают к выводу статора подстроечного конденсатора, другой - к общему проводу, изогнув по радиусу 7 мм (11, 13), или к выводу проходного конденсатора С4 (L2), Отрезки располагают над платой на высоте 5 мм для 21-го ~ 35-го каналов и 3 мм для 36-го - 39-го каналов. Расстояния до мест припайки элементов (считая от концов, соединенных с общим проводом непосредственно или через конденсатор С4) у L1 - 4,3 и 5,5 мм, у L2 - 3,5 и 12 мм, у L3 - 4 мм.

Для экранирования каскадов конвертера к плате припаивают стенки и перегородки высотой 12 мм из меди или латуни толщиной 0,3...0,5 мм с вырезами и отверстиями под выводы элементов. Выходную цепь преобразователя экранировать необязательно. После налаживания монтаж закрывают сверху крышкой из того же материала с отверстиями для доступа к роторам конденсаторов С1, С5, С9. С целью повышения механической прочности антенный и выходной кабели закрепляют на плате проволочными скобами.

Налаживание конвертера начинают с проверки потребляемого тока, который должен быть равен примерно 10 мА. Для питания на этом этапе желательно использовать гальванические элементы, что позволит избежать возможного влияния пульсаций и наводок от стабилизатора. Затем убеждаются в работе гетеродина, для чего подсоединяют выход конвертера к входу телевизора, включенного на свободный канал.

При исправной работе гетеродина подача питания на конвертер приводит к увеличению звуковых шумов, а вращение ротора конденсатора С9 - к изменению их интенсивности и вспышкам на экране телевизора. Если этого не происходит, в качестве конденсатора СИ включают отрезок коаксиального кабеля длиной 35 мм. Нужного результата добиваются, понемногу укорачивая его острым ножом (если диаметр кабеля менее 3 мм, необходимо следить за тем, чтобы после подрезки оплетка не оказалась соединенной с центральным проводником). В случае неудачи описанную процедуру повторяют при увеличенном эмиттерном токе транзистора VT4, для чего уменьшают сопротивление резистора R6 до 1,5 кОм.

Добившись устойчивой работы гетеродина, настраивают его на нужную частоту. Для этого антенный кабель подключают к левой (по схеме) обкладке С6, предварительно отпаяв его от линии L2. Вращая ротор С9, добиваются появления хотя бы слабого изображения на экране телевизора при приеме в выбранном канале MB. Восстановив соединение С6 с линией L2, подключают антенный кабель через конденсатор емкостью 10...30 пФ к эмиттеру VT2 и, вращая ротор С5, настраивают контур УРЧ по наилучшему изображению на экране. Если резонансные явления отсутствуют, т.е. положение ротора конденсатора С5 не влияет на качество изображения, то корректируют индуктивность линии L2, изменив высоту ее расположения над платой. Затем подают сигнал на вход конвертера и таким же образом настраивают контур L1C1.

Далее вместо R2 включают последовательно соединенные постоянный резистор сопротивлением 820 Ом и переменный сопротивлением 10 кОм. Изменяя последним эмиттерный ток транзистора VT1 и подстраивая входной контур, добиваются максимальной чувствительности конвертера по наиболее высокому качеству изображения. Измерив полное сопротивление резисторов в цепи эмиттера, заменяют их одним резистором с наиболее близким номиналом.

На распространение ДМВ весьма ощутимо влияют метеорологические условия. Поэтому в местности, расположенной в зоне неуверенного приема, режим транзистора VT1 по наилучшей чувствительности желательно подбирать при установившейся погоде за несколько часов до или после захода солнца.

Конвертер для диапазона СВЧ
На рис. 6.19 приведена схема простейшего конвертера на СВЧ, взятая мною в Интернете.



По заверению автора разработки (U050HX), конвертер предназначен для преобразований сигналов с частотой 2,5...2,7 ГГц в сигналы ПЧ метрового телевизионного диапазона.

Транзистор VT1 выполняет роль одновременно и УВЧ и смесителя. Транзистор VT2 является гетеродином, настройка которого на заданную частоту устанавливается длиной линии L2, емкостью конденсатора С4 и входной емкостью VT2. Транзистор VT2 задействован по схеме с общим коллектором и имеет резистор R3 в качестве нагрузки в цепи эмиттера. Одновременно R3 включен в цепь эмиттера транзистора VT1 - таким путем сигнал с гетеродина VT2 подается на эмиттер смесителя VT1.
Транзисторы VT3 и VT4 представляют собой каскодный усилитель промежуточной частоты. Выход ПЧ осуществляется через конденсатор С9.

Конвертер выполнен на плате из фольгированного стеклотекстолита. Катушка L1 содержит 3 витка провода диаметром 0,8 мм, намотана на болванке диаметром 3 мм. Катушка L3 содержит 10 витков провода - 0,4 мм, намотана на каркасе диаметром 3 мм, отвод выполнен от середины катушки. L4 содержит 14 витков провода - 0,4 мм, намотана на каркасе диаметром 3 мм.

Конвертер предназначен для установки его непосредственно возле вывода антенны, поэтому напряжение питания (+12В) подается к конвертеру по кабелю питания антенны. Налаживание конвертера очень простое необходимо любым известным вам методом установить требуемую частоту гетеродина (VT2).

Настройка УВЧ
Настройка УВЧ любого приемного устройства должна проводиться после настройки и проверки работоспособности гетеродина и смесителя, т.е. в последнюю очередь. Настройку приемного тракта (или любого УВЧ) надо начинать с установки режимов первых двух транзисторов (например, VT1 и VT2) по постоянному току. Для этого подбором соответствующих резисторов следует установить коллекторные токи транзисторов в пределах 2...2,5 мА.

После этого включается в работу все приемное устройство полностью. Если вы настраиваете конвертер к имеющемуся уже радиоприемнику, то смеситель подключается ко входу этого коротковолнового приемника, настроенного на нужную частоту.

Дальнейшую настройку следует проводить с использованием генератора шума, схема и описание которого будет мною описана в специальной статье « Приборы для настройки УКВ аппаратов».

Настройка выполняется по максимуму шума. Генератор шума сначала подключается на вход смесителя и выполняется подстройка по максимуму шума на выходе радиоприемника контура смесителя (или ФСС УПЧ, если таковой имеется), настроенного на частоту ПЧ (или рабочую частоту приемника, если настраивается конвертер).

После этого генератор шума подключается на вход последнего каскада УВЧ (первого перед смесителем) и настраивается контур, расположенный в коллекторной цепи этого каскада. Сначала контур настраивается по максимуму шума от сигнала гетеродина.

Если необходимо настраивать ФСС ВЧ, то генератор шума надо по очереди подключить к контурам этого ФСС (начиная с последнего контура) и сначала настроить полосовой фильтр (ФСС) по максимуму сигнала гетеродина. Затем, постепенно уменьшая емкость подстроечных конденсаторов, настроить полосовой фильтр по максимуму шума. Такая процедура регулировки гарантирует от настройки УВЧ на зеркальный канал.

Грубую настройку входного контура и первого каскада УВЧ можно также выполнить с помощью генератора шума. Окончательно входной контур можно настроить только при наличии входного сигнала, поданному на УВЧ от антенны по фидеру, который должен иметь то же самое волновое сопротивление, на работу с которым предназначается данный УВЧ. В крайнем случае, для такой настройки можно зашунтировать вход конвертера резистором 75 Ом и в качестве антенны подключить отрезок провода длиной 10—15 см. Можно также попытаться принять сигналы радиостанций нужного диапазона на нормальную наружную антенну.

Для более точной настройки входного контура УВЧ наиболее удобно воспользоваться шумовым источником сигнала, так как при этом на процесс настройки не влияет нестабильность частоты и уровня принимаемого сигнала. В качестве такого источника можно использовать ламповый шумовой диод типа 2Д2С. Основное достоинство данного источника заключается в том. Что он генерирует шумы известной мощности, и поэтому его можно использовать для измерения коэффициента шума приемника. К недостаткам можно отнести то, что максимальная интенсивность шума такого источника невелика (20...50кТо), к тому же чем больше интенсивность шума, тем больше температура катода и тем, следовательно, меньше срок службы диода.

Окончательная настройка производится с помощью измерительного генератора шума.

Литература:
1. С. Жутяев «Любительская УКВ радиостанция», Москва, «Радио и связь», 1981 год.
2. В. Горбатый «Любительские УКВ радиостанции на транзисторах», Москва, «Энергия», 1978 год.

Автор
Тяпичев Г.А.

Продолжение здесь