Любительська зв'язок на УКХ діапазонах з використанням частотної (ЧМ) або фазової (ФМ) модуляції в нашій країні розвивається поки дуже повільно, незважаючи на ряд публікацій, що з'явилися в "Радіо" у минулі роки. Одна з причин – відсутність опису нескладної радіостанції, доступною для повторення широкому колу радіоаматорів. Даною статтею автор намагається заповнити цю прогалину.

Спочатку кілька слів про основні ідеях, закладених в цю розробку. В даний час вимоги до стабільності частоти УКХ передавачів такі, що необхідно використовувати кварцову стабілізацію. Саме такий передавач з множенням частоти генератора, що задає і використаний в радіостанції. Це, правда, виключає перебудову його частоти в значних межах, зате він виходить досить простим.

Сучасні мікросхеми дозволяють простий приймач зібрати по супергетеродинні схемою з одним перетворенням частоти. Якщо приймач використовувати гетеродин з кварцовою стабілізацією та наступним її множенням, то виникає необхідність підбору двох кварцових резонаторів з точно заданої різницею частот. ^ Крім того, приймач буде одноканальним, з вельми обмеженою можливістю його розбудови по частоті. Тому вирішено було використовувати плавно перебудовується за частотою LC гетеродин, що дозволило прослуховувати весь діапазон 144 … 146 МГц і працювати з іншими радіостанціями, що відрізняються частотою передавача, тобто на рознесених частотах. Схема приймача при цьому ще більш спростилася. Відносна нестабільність частоти LC гетеродина при дотриманні елементарних правил їх конструювання виходить краще, ніж 10 "*, що дає абсолютну нестабільність в діапазоні 2 м менше 15 кГц, тобто цілком порівнянну з смугою пропускання приймача ЧС сигналів. Отже, при проведенні аматорських зв'язків приймач в більшості випадків підлаштовувати буде не потрібно.

Передавач і приймач цієї радіостанції повністю незалежні, що дає можливість не тільки виготовляти і налаштовувати їх окремо, але і під час роботи в ефірі прослуховувати власний сигнал. Розглянемо принципову схему радіостанції (рис. 1).

Принципова схема УКХ ЧМ радіостанції

Рис.1. Принципова схема УКХ ЧМ радіостанції

Мікрофонний підсилювач передавача радіостанції виконаний на мікросхемі DAI, навантаженої доданими обмежувачем (VDI, VD2), що дозволяє збільшити середній індекс модуляції, а отже, і її ефективність, і уникнути в той же час перемодуляціі та зайвого розширення спектру випромінювання на піках звукового сигналу. Значна частина гармонік обмеженого звукового сигналу послаблюється Побразним ФНЧ LIC5C6 з частотою зрізу 3 кГц. Відфільтрований звуковий сигнал подається на Варикап VD3, включений послідовно з кварцовим резонатором в заданому генераторі. Постійна напруга зміщення на варикапів регулюють змінним резистором R4, при цьому в невеликих межах (10 … 20 кГц) перебудовується вихідна частота передавача. Необхідний індекс модуляції (1,5 … 2) встановлюють резистором R2.Прі цьому девіація частоти буде 5 … 7 кГц.

Запросах генератор зібраний за триточкової схемою з ємнісний зворотним зв'язком (конденсатори С9, СЮ) на транзисторі VTI. Кварцовий резонатор збуджується на основній частоті, що знаходиться в інтервалі 9 … 9,12 МГц. Можна також ісполиовать резонатори на частоти 12 … 12.17 МГц і 18 … 18,25 МГц. Високочастотні кварци навіть краще, так як менша стислість множення частоти покращує спектральну чистоту вихідного сигналу. Контур L2C14 налаштований на частоту 36 МГц. Щоб підвищити його навантажену добротність, а значить, і поліпшити фільтрацію сусідніх гармонік, застосовано неповне автотрансформаторное включення контуру в колекторному ланцюг.

Сигнал частотою 36 МГц через розділові конденсатори С12, С13 надходить на подвоювач частоти, зібраний на транзисторі VT2. Конденсатори підлаштування С12 можна регулювати сигнал, що передається на наступні вузли. Зсув на подвоювач, також, як і на наступні каскади, не подається. При цьому транзистори працюють в режимі класу С, забезпечуючи високу ефективність множення частоти і високий ККД у режимі підсилення. Контур L3C17C18C19 налаштований на частоту 72 МГц.

Ще один подвоювач частоти зібраний на транзисторі VT3. Його колекторна ланцюг виділяє сигнал частотою 144 Мгц. Для кращої фільтрації тут застосована двоконтурна ланцюг. З відведення котушки першого контуру L4C20 сигнал приходить на другий контур L5C22C23, службовець також і для узгодження із входом підсилювача потужності, виконаного на транзисторі VT4. Вихідна потужність – близько 2,5 Вт при загальному споживаної струмі по ланцюгу харчування 300 мА. Вихідний контур передавача утворений котушками L6, L7 і Конденсатори підлаштування С26, С27, якими його налаштовують в резонанс і погоджують з антеною. Вихідна опір передавача – в межах 50 … 75 0м.

Для комутації фідера антени від передавача до приймача і ланцюги живлення використовується дистанційний перемикач До 1. Для упрапленія їм потрібно короткий імпульс струму, що подається в одну або іншу обмотку. Він формується при зарядці і розрядці конденсатора СЗО. Можна застосувати і реле, включене за традиційною схемою. Бажано, щоб його контакти мали малу місткість та невелику довжину внутрішніх з'єднувальних провідників.

Приймач радіостанції зібраний за звичайною супергетеродинні схемою. Значення ПЧ 2,3 МГц вибрано з такого розрахунку, щоб помітно послабити дзеркальний канал вхідними контурами, і в той же час не дуже розширити смугу пропускання по ПЧ (як відомо, при підвищенні значення ПЧ селективність по дзеркальному каналі підвищується, але розширюється смуга пропускання за обмеженою конструктивної добротності контурів).

Сигнал з перемикача К1 надходить на вхідний контур L8C32 підсилювача радіочастоти, зібраного на двухзатворном польовому транзисторі VT5, що забезпечує високу вхідний опір і стабільний посилення сигналу. У змішувачі використаний транзистор VT6 того ж типу. Посилений РЧ сигнал з контуру L9C36 подається на перший затвор, а напруга гетеродина – на другій.

Гетеродин приймача виконаний за схемою індуктивного трехточкі на польовому транзисторі VT7. Для перебудови за частотою до відведення котушки гетеродина LIO підключений діод VD6, використовуваний як Варикап. Регулюючи змінним резистором R27 напругу зміщення на ньому, можна змінювати його ємність, а отже, і частоту гетеродина.

Двоконтурний смуговий фільтр LIIC47L12C48 виділяє сигнал ПЧ 2,3 МГц, котооий через котушку зв'язку L13 подається на вхід мікросхеми DA2. До її складу входять підсилювач ПЧ, обмежувач і частотний детектор. Фазосдвігающій контур детектора L14C52 налаштований на ПЧ 2,3 МГц. Продетектірованний звуковий сигнал через регулятор гучності R32 надходить на підсилювач 34, виконаний на мікросхемі DA3, і далі на телефони або гучномовець.

Деталі радіостанції можуть бути самих різних типів, але слід дотримуватися деякі вимоги, загальні для будь-яких У KB апаратів. Так, у високочастотних колах можна застосовувати тільки керамічні конденсатори. Довжину їхніх висновків слід укорочувати до мінімально можливої. Прохідні блокувальні конденсатори можуть мати будь-яку ємність від кількох тисяч пікофарад і більше. Конденсатори підлаштування – К. ПК або КПКМ. У тракті ПЧ і 34 приймача можна застосовувати конденсатори будь-якого типу. Всі постійні резистори у приймальнику – МЛТ, змінні – будь-якого типу.

В якості котушки ФНЧ LI використана вторинна (що підвищує) обмотка малогабаритного трансформатора ТОТ7, що має індуктивність близько 3 Гн. Можна також використовувати первинну обмотку узгоджувального трансформатора від підсилювача 34 портативних приймачів. Котушка L2 намотана на циліндричному каркасі діаметром 8 мм і містить 7 витків дроту ПЕЛ 0,5. Намотування рядова. Відведення зроблений від 3го витка, вважаючи від висновку, поєднаного з конденсатором С15, Подстроечнік – магнетитові, СЦР. Решта котушки передавача – безкаркасні. Вони виготовлені на оправці діаметром 10 мм мідним дротом діаметром голим l. .1,2 мм. Добре (але необов'язково) використовувати посріблений провід. Котушки L3 і L6 містять по 4 витка при довжині намотування 15 мм, L4, L5 і L7 – по 3 витка при довжині намотування 8 … 10 мм. Відведення у котушки L4 зроблений від першого витка, вважаючи від висновку, поєднаного з конденсатором С21.

Котушки приймача L8 і L9 – також безкаркасні, але намотані на оправці діаметром4 мм проводом ПЕЛ 0,7 … 0,8. Катушка L8 містить 5 витків при довжині намотування 9 мм з відведенням від другого витка, L9-4 витка при довжині намотування 7 мм. Катушка гетеродина LIO намотана на керамічному каркасі (трубці) діаметром 5 мм. Вона має 5 витків дроту ПЕЛ 0,5 при довжині намотування 10 мм. Відведення зроблений від другого витка. Каркас повинен мати отвори для закріплення висновків чи металізацію для їх припаювання. Провід на нього намотують з великим натягом, що забезпечує механічну стабільність котушки. У крайньому випадку можна закріпити дріт на каркасі какімлібо клеєм, що висихає до твердого стану.

Котушки контурів ПЧ виконані для підвищення їх добротності в броньових магнітопровода СБ12а літцендратом ЛЕШО 21х0, 07. Спосіб намотування значення не має, лише б вмістилися всі витки. Котушки LII і L12 мають по 44 витка, L14-26. Котушка зв'язку З намотана поверх контурній котушки L12 (в тому ж магнітопроводі) і містить 5 витків дроту ПЕЛШО 0,15 … 0,25. Котушки LII і L12, L13 розташовані одна над іншою в загальному екрані і розділені ізолюючої прокладкою товщиною 4 мм. Котушка L14 частотного детектора поміщена в окремий екран. Зручно використовувати прямокутні екрани від контурів ПЧ телевізора (Укоротивши по висоті). Підійдуть і круглі екрани від лампових панелей ПЛК9. Ескіз контурів ПЧ показано на рис. 2.

Ескіз контурів ПЧ і конструкція радіостанції

Рис.2-3. Ескіз контурів ПЧ і конструкція радіостанції

Конструкція радіостанції схематично показана на рис. 3. На передній панелі розмірами 190х90 мм розташовані змінний резистор для налаштування, регулятор гучності, перемикач "Прийом" – "Передача", роз'єми для телефонів і мікрофона. До передньої панелі відрізками дюралюмінієва прокату (брус) довжиною 85 і висотою 30 мм прикріплено коробчаті шасі передавача, виготовлене з м'якого листового дюралюмінію. Між ним і передньою панеллю розташована плата приймача – пластина фольгованого склотекстоліти розмірами 190х40 мм.

Шасі передавача глибиною 40 мм розділено трьома екрануючим ^ 'перегородками на чотири відсіки, в яких мають соотйетственно деталі генератора, що задає і контур L2C14, транзистор VT2 і: котушку L3, транзистор VT3 та котушки L4, L5, транзистор VT4 і деталі вихідного контуру, Транзистори і прохідні конденсатори розташовують на верхній панелі шасі. Зверху шасі розміщені також плата з мікрофонним 'підсилювачем, кварцовий резонатор, розв'язуються резистори ланцюга живлення Rll, R12 і R14, дистанційний перемикач До 1. Там же на косинці розміщені роз'єми для приєднання антени і джерела живлення.

Ескіз друкованої плати приймача не наводиться, оскільки конфігурація провідників залежить від типу і розміру застосованих деталей. У будь-якому випадку рекомендується залишити на платі максимальну площу фольги під загальний провід, що зменшить імовірність паразитних зв'язків та наведень.

Описана конструкція сформувалася майже стихійно, в процесі розробки станції, і автор не вважає її оптимальною. Можливі й інші варіанти конструктивного виконання, залежні від смаку, можливостей і бажань радіоаматорів.

Налагодження радіостанції починають з приймача. Подавши напруга живлення (можна від окремого джерела), перевіряють роботу підсилювача 34. У положенні максимальної гучності регулятора R32 повинен прослуховуватися слабкий шум мікросхеми DA2. Подавши сигнал з частотою 2,3 МГц ГСС на перший затвор транзистора VT6 через розділовий конденсатор ємністю 50 … 300 пФ, налаштовують контури в тракті ПЧ. Якщо в генераторі передбачений режим ЧС, то настройка особливо проста – всі три контуру ПЧ налаштовують по максимальній гучності звукового сигналу на виході приймача. Якщо ж режиму ЧС немає, слід подати немодульований сигнал і підтримувати його рівень таким, щоб спостерігалося деяке зменшення шуму на виході приймача. Контури налаштовують за максимальним придушення шуму, зменшуючи в міру налаштування рівень сигналу ГСС.

Після налаштування, приєднавши вольтметр до висновку 8 мікросхеми DA2 і перебудовуючи частоту ГСС в межах ± (50 … 60) кГц, доцільно перевірити дискримінаційну криву. Приблизний вигляд цієї залежності показано на рис. 4. Оптимальною настройці відповідає максимальна і однакова висота "горбів" при мінімальному рівні сигналу.

Дискримінаційна крива

Рис.4. Дискримінаційна крива

При відсутності ГСС смуговий фільтр ПЧ можна налаштувати, приєднавши також через розділовий конденсатор до першого затвору транзистора VT6 невелику сурогатну антену. Поблизу частоти 2,3 МГц працює мною короткохвильових телеграфних станцій, і контури LIIC47 і L12C48 налаштовують по максимуму чутності. Налаштування контуру L14C52 уточнюють після, при прийомі УКХ станцій з ЧС, по максимальній гучності до якості їх прийому.

Роботу гетеродина перевіряють, включивши міліамперметр у провід живлення між конденсатором С45 і стабілітронів VD7. Дотик до контура LIOC40 викликає зрив коливань і деякий зростання струму. Частоту гетеродина встановлюють конденсатором С40 або подавши з ГСС на вхід приймача сигнал частотою 144 … 146 МГц, або прослуховуючи сигнал власного передавача (або інших радіоаматорських станцій). Дещо вище за частотою, в діапазоні 146 … 148 МГц, іноді вдається прослухати роботу службових ЧС радіостанцій. Контури L8C32 і L9C36 налаштовують по максимальній гучності прийому. Налаштування контуру L9C36 кілька впливає на частоту гетеродина, і її доводиться коректувати резистором R27. Приєднання зовнішньої штирьовий антени двометрового діапазону до входу правильно налаштованого приймача викликає помітне збільшення і зміна характеру шуму в телефонах.

Передавач налагоджують покаскадно, подаючи напругу живлення тільки на настроюється і попередні каскади. У ланцюг живлення необхідно включити міліамперметр. Неоціненну допомогу при налагодженні передавача надасть найпростіший резонансний Хвилеміри, виготовлений на основі КПЕ з повітряним діелектриком максимальною ємністю 75 … 150 пФ. Катушка Хвилеміри являє собою прямокутну рамку розмірами 50 X х15 мм, зігнуту з товстого мідного дроту. Схема Хвилеміри і ескіз його конструкції наведені відповідно на рис. 5, а і б. Хвилеміри перекриває діапазон приблизно від 40 до 160 МГц, що цілком достатньо для настроювання. Шкалу Хвилеміри градуіруют за сигналами ГСС, Індикатором може служити звичайний авометр, включений на мінімальний межа вимірювання напруги.

Схема Хвилеміри

Мал.5. Схема Хвилеміри

Включивши задає генератор, переконуються в наявності генерації по зміні струму в ланцюзі живлення при відключенні кварцового резонатора або при замиканні бази транзистора на загальний провід конденсатором значною ємності. Контур L2C14 налаштовують по максимуму струму транзистора VT2. Аналогічно, підключивши харчування транзистора VT3, налаштовують контур L3C17C18C19. Частоту (72 МГц) контролюють Хвилеміри. Перед налагодженням вихідного каскаду його слід навантажити еквівалентом антени – лампою розжарювання на напругу 13,5 В і струм 0,18 А, опір якої в нагрітому стані близько до 75 0м. Контури L4C20 і L5C22C23 налаштовують на частоту 144 Мгц (контролюють Хвилеміри) по максимуму струму транзистора VT4 (до 300 мА). Надмірно великий струм вказує на необхідність зменшити конденсатором З 12 збудження, а потім підлаштувати контур подстроечніком котушки L2 по максимуму струму вихідного каскаду. Вихідний контур налаштовують конденсаторами С26 і С27, варіюючи співвідношення їхніх місткостей таким чином, щоб домогтися максимальної яскравості світіння лампи розжарювання – еквівалента навантаження.

Мікрофонний підсилювач налагодження не вимагає. Корисно лише перевірити, знявши АЧХ підсилювача, частоту зрізу ФНЧ. Необхідний індекс модуляції встановлюють резистором R2 при прослуховуванні сигналу передавача іншими радіостанціями, власним приймачем, на який необхідно подати лише напруга живлення в обхід перемикача "Прийом" – "Передача", або за допомогою аналізатора спектра. Модуляція повинна бути чистою та глибокою, а ширина смуги випромінюваних частот не повинна перевершувати 25.,, 30 кГц за рівнем -30 дБ.

Найпростішої антеною радіостанції може служити штир завдовжки 0,25 ^ з четвертьволновим "склянкою", що запобігає затікання струму на оплетку кабелю, і доповнює довжину антени до 0,5 ^. Ескіз антени наведено на рис. 6.

Ескіз конструкції Хвилеміри Рис.6. Ескіз конструкції Хвилеміри

Діаметр штиря і "склянки" некритичні, автор використав відрізок дюралюмінієва стрижня діаметром 6 мм і відрізок трубки від пилососа. Кріплення до ізолюючої щоглі може бути будь-яким; металева щогла повинна входити всередину "склянки" і мати з ним контакт тільки близько точки підключення обплетення кабелю. Останній може проходити всередині трубимачти. Радіостанція може працювати і з іншими антенами, в тому числі і спрямованими.