ПРОСТОЙ РЕВЕРСИВНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ПЧ

Одно из перспективных направлений творчества радиолюбителей-коротковолновиков - разработка трансиверов с так называемыми двунаправленными усилителями. Структурная схема такото аппарата подробно рассмотрена в [ 1 ] и представлена на рис. 1. Здесь А1 и Л2 - соответственно микрофонный и телефонный усилители 34, A3 и А4 - двунаправленные усилители ПЧ, U1 и U2 - смесители II и I, Z1 и Z2 - фильтр основной селекции (ФОС) и полосовой диапазонный фильтр, 01 - кварцевый генератор, 02 - генератор плавного диапазона. При использовании в качестве узлов U1 и U2 кольцевых двойных балансных смесителей весь тракт (исключая РА) можно изготовить полностью реверсивным и обойтись без применения реле. Направление прохождения сигнала

Рис.

[кхтх

личению динамического диапазона его и всего тракта в целом на 6...10 дБ, а иногда и более.

Согласование сопротивлений в широкой полосе частот достигается применением усилителя на полевом транзисторе, который в данном случае включен по схеме с общим затвором (03). Транзистор должен работать при токе канала 25...30 мА, обеспечивающем требуемое входное сопротивление. Поскольку проще всего использовать 50-омную схемотехнику , целесообразно выбрать волновое сопротивление входов и выходов всех РЧ узлов трансивера близким к 50 Ом.

Принципиальная схема реверсивного усилителя ПЧ на мощном полевом транзисторе (использован в [2, 3]) показана на рис. 3. Его вход (XW1) соединяют со смесителем I, выход

ктлшт мвщивши и пишет

Ткх.тх е-

тх кх

К аттенюашору и антенне

при переключении с приема на передачу и обратно изменяют в этом случае по цепям питания реверсивных усилителей A3 и А4. Для работы на частотах до 5 МГц в качестве ФОС Z1 можно использовать ЭМФ или кварцевый фильтр, для вседиапазонного варианта подойдет кварцевый фильтр на частоту 5... 10 МГц.

В качестве основы для построения двунаправленного усилителя ПЧ можно использовать каскад на мощном полевом транзисторе, схема которого изображена на рис. 2. Такой каскад обладает рядом достоинств; малым уровнем собственных шумов (около 2 дБ), достаточно хорошей развязкой входа и выхода, достаточно большим динамическим диапазоном. Коэффициент усиления по мощности и напряжению - 9...13 дБ. Усилитель позволяет согласовать сопротивление смесителя I по порту ПЧ в очень широкой полосе частот с ФОС или подчистными фильтрами, что приводит к уменьшению уровня шумов смесителя и уве-

22.0 мк у 16 В

Рис.2

П ЮОМкГи

(XW2) - с ФОС. В режиме приема (RX) транзистор включен по схеме 03 и является активной нагрузкой смесителя в широкой полосе частот, сигнал проходит в направлении от XW1 к XW2. В режиме передачи (ТХ) каскад работает как истоковый повторитель (схема включения с общим стоком - ОС), а сигнал прохо-

ОВ(КХ) +12..Л5Ъ{п)

CZ 0,22 мк h

т mS22A 37 jif ;,5..,j V. VB2 КД522А

XWKSOOm) 0,01 mk

20...50ик

Rl JJ CJ 0,22 mk

дитотХШ2 kXWI. При этом происходит повышение напряжения с помощью широкополосного РЧ трансформатора Т1. Коэффициент усиления по мощности и напряжению - такой же, как и у устройства по схеме на рис. 2.

К сожалению, рассмотренный усилитель не лишен недостатков, присущих предыдущему

+f2...!SS(l?X) ОВ(ТХ]

Ct 0,22 мк ..... нн

CS 0,22 мк

Рис.З

->-

ТХ кх

R2 220

YT1 кот А

и ЮВМкГн

0,01мк xwiisaoM) < > Q<

СВ 0,22 мк =L ТХ КХ

/ ЛЯ 1,5-Jк

ОБ(КХ) Ч2В[ТХ)

02 0,22 мк

СЗ 0,22 МК

+ 1ZB(RX) ОВ(ТХ)

ОВШ)

+12B(RX) ОВ(ТХ)

25... во MX С5 0,22МК Ю 33

ВЗ 33 06 0,22 мк

VB1 KaSZlAll тг Щ2 KU522£- У-Ш KU522X

XWI С1

(50 Ом) 0,01 мк

Cf 0,022 мк

>Q - > II тЛЬ)

С7 0,22 мк

RZ 220

т коздзк

и 100 МКГН

В4- 1,5 к

С8 0,22 мк 11 , 25... 50mx

C12 0.22 МК

%%2МК 7 53 \Л С13 0,22мк

0,022 мк

СЮ 0,ZZMK.

II т КВ522А

аг XW2

0,01 мк (50ом)

VTZ КПЗОЗ А R6 1,5 к

R8 220

\0,01МК (50 ОМ)

-тНИ > О <

п7> ТХ RXX

LZIOOkkTh

Вход

CI В2

ои Со КП оЗ

4 CS

Рис. 5

BbixoB

устройству: у него недостаточно высокий коэффициент усиления по мощности, что не позволяет полностью компенсировать потери сигнала в блоках трансивера, и недостаточная устойчивость в работе - он легко самовозбуждается при наличии реактивных составляющих на входах и выходах, а также при каскадировании усилителей.

Названные недостатки в значительной мере устранены в реверсивном усилителе, разработанном автором на основе рассмотренного каскада. Схема усилителя изображена на рис. 4. Как видно, он состоит из включенных встречно двух усилителей по схеме на рис. 3. В режиме RX транзистор VT1 включен по схеме 03, а VT2 - по схеме ОС, в режиме ТХ функции усилителя сигнала выполняет VT2, а VT1 становится истоковым повторителем. Благодаря совместной работе усилителя на транзисторе, включенном по схеме 03, с исто-

ковым повторителем значительно возрастает усиление и устойчивость устройства в целом. Усиление по мощности в обоих направлениях одинаково и равно 23 дБ.

Все три варианта усилителя ПЧ испытаны в трансивере с кварцевым фильтром, выполненном по структурной схеме, изображенной на рис. 1. Наибольшие усиление и устойчивость в работе показал двутранзисторный вариант по схеме на рис. 4.

При необходимости усиление любого из рассмотренных усилителей можно понизить шунтированием РЧ трансформатора резистором, сопротивление которого подбирают опытным путем. В усилителе по схеме на рис. 3 это делают резистором R3, в усилителе по схеме на рис. 4 резисторы (одинакового сопротивления) включают параллельно обмоткам трансформаторов Т1 иТ2.

Настройка усилителей при использовании исправных (заранее проверенных) деталей сводится к установке подстроечными резисторами в истоковых цепях тока покоя стока около 25 мА. Входи выходycилитeJя при этом нагружают безындукциоными резисторами сопротивлением 50 Ом, что почти полностью исключает возможность самовозбуждения и гарантирует правильность установки тока покоя. В дальнейшем, при регулировке трансивера в целом, токи покоя стоков транзисторов можно подобрать с помощью тех же подстроечных резисторов (автор использовал непроволочные резисторы СП4- 1а).

В усилителях можно применить любые транзисторы и диоды указанных на схемах серий. Дроссели L1 и L2 - унифицированные или самодельные с индуктивностью 100 мкГн. РЧ трансформаторы намотаны на ферритовых (600НН-2000НН) кольцах типоразмера К10x6x4. Обмотки содержат по 6...8 витков скрученных в пары отрезков провода ПЭЛШО 0,3...0,4 мм. Число скруток на 1 см длины - 3...5 в зависимости от диаметра провода (при тонком проводе их делают больше, при толстом - меньше). Витки обмоток располагают равномерно по периметру колец, средний вывод получают соединением конца одной из обмоток с началом другой.

Однокаскадные усилители ПЧ по схемам на рис. 2 и 3 собраны на печатных платах, чертежи которых приведены соответственно на рис. 5 и 6, двухкаскадный по схеме на рис. 4 - на двух платах, идентичных показанной на рис. 6. Платы двухкаскадного усилителя отделены одна от другой экраном из жести со всех сторон, кроме верхней и нижней (по рис. 6),