Минитрансивер на лампах название этой конструкции определили ее габариты (195Х167Х 95 мм), минимальное количество деталей (четыре радиолампы, 16 полупроводниковых диодов) и предельная простота. Однако несмотря на такую кажущуюся «несолидность», минитрансивер — это не игрушка, а вполне современный аппарат, позволяющий проводить любительские связи SSB и телеграфом в диапазонах 7 и 3,5 МГц.
Его основное назначение — увлекательная, полная неожиданностей работа с небольшой мощностью (QRP). Ввиду своей простоты минитрансивер также может оказаться полезным начинающим радиолюбителям и стать конструкцией для массового повторения.
Хотя при разработке минитрансивера на лампах прежде всего преследовалась цель создания простейшей и максимально удобной для повторения конструкции, его характеристики вполне удовлетворительны. В режиме приема чувствительность при отношении сигнал/шум 10 дБ составляет 1 мкВ, а избирательность по зеркальному каналу в диапазонах 3,5 и 7 МГц —54 и 38 дБ соответственно. Мощность, отдаваемая в антенну при передаче, — не менее 1 Вт, подавление несущей SSB сигнала — не хуже 50 дБ.
Структурная и принципиальная схемы приведены на рис. 1—3 в тексте.
В режиме приема сигнал поступает через П-контур L1C1—С4 (с гнезда Гн1) или непосредственно (с гнезда Гн.2) на усилитель ВЧ (Л2а). Нагрузкой усилителя является контур L2C11—С16 или L2C11—С18 (в зависимости от диапазона). Через катушку связи L3 сигнал поступает на кольцевой балансный смеситель (Д1—Д4).
Сюда же через конденсатор С30 подается напряжение от генератора плавного диапазона (ГПД), собранного на триоде Л4б по схеме индуктивной трехточки. ГПД перестраивается по диапазону переменным конденсатором С40, сдвоенным с консатором С11. Предусмотрена также расстройка ГПД в пределах ±1,5 кГц с помощью конденсатора С42. К контуру ГПД, работающему в диапазоне 7 МГц (L4C36C37C40—С43), при переходе на диапазон 3,5 МГц подключаются дополнительные конденсаторы С38 и С39, а конденсатор С41 замыкается, что обеспечивает получение частот 4,0—4,15 и 7,5—7,6 МГц соответственно.
Поскольку частота ГПД выше частоты принимаемого сигнала на величину ПЧ (500 кГц), на выходе смесителя будет получен сигнал с верхней боковой полосой, который фильтруется ЭМФ. Конденсаторы С22—С24 согласуют низкое (1 кОм) выходное сопротивление смесителя с высоким (15 кОм) входным сопротивлением ЭМФ.
Отфильтрованный сигнал усиливается усилителем ПЧ (ЛЗа). Особенностью этого каскада является то, что он работает на пороге генерации и имеет повышенный коэффициент усиления. Положительная обратная связь с анода на управляющую сетку осуществляется через конденсаторы С46, С45, проходную емкость лампы ЛЗб и конденсаторы С47 и С27. Сигнал с контура L5C49 через катушку связи L6 поступает на балансный детектор на диодах Д5—Д8. Опорное напряжение с частотой 500 кГц, необходимое для получения сигнала НЧ, обеспечивает кварцевый гетеродин (Л26).
Сигнал НЧ через согласующий автотрансформатор Тр1 поступает на усилитель НЧ (Л4а). Регулировка усиления приемника осуществляется измерением отрицательного напряжения, подаваемого на управляющие сетки ламп усилителей ВЧ и ПЧ с переменного резистора R6. При работе приемника лампы передатчика Л1 и ЛЗб закрыты подаваемых на их сетки отрицательным напряжением — 24 В.
В режиме передачи SSB кнопкой Кн1, установленной в корпусе микрофона, включаются реле Р1 и Р2. Контакты P1/1 снимают отрицательное напряжение с управляющих сеток ламп передатчика (Л1 и ЛЗб). Одновременно лампы приемника (Л2а и ЛЗа) закрываются. К входу усилителя НЧ контактами Р1/2 подключается микрофон. Усиленный НЧ сигнал через контакты Р1/4 и автотрансформатор Тр1 поступает на балансный модулятор (Д5—Д8). С контура L5C49 модулированный сигнал (DSB) подается на усилитель ПЧ (ЛЗб) и затем — на ЭМФ.
После преобразования в смесителе на диодах Д1—Д4 SSB сигнал выделяется в контуре L2C11—C16 (или L2C11—С18) и поступает на управляющую сетку усилителя мощности на лампе Л1, а с ее анода — через П-контур L1C1—С4 — в антенну. Телеграфная манипуляция при передаче осуществляется восстановлением несущей за счет разбаланса балансного модулятора подачей на него отрицательного напряжения через резистор R10. В режиме настройки включается выключатель В2. При этом срабатывают реле, и восстанавливается несущая. С помощью конденсаторов СЗ, С4 П-контур настраивают по максимуму свечения неоновой лампочки Л7.
Минитрансивер на лампах допускает работу и с отдельным усилителем мощности. При такой работе снимают перемычку ПК1. Возбуждение на усилитель мощности подают через гнездо Г н1, сигнал на приемник — через гнездо Гн2. Роль входного контура при этом выполняет П-фильтр усилителя.
Детали и конструкция
В минитрансивере на лампах желательно применять малогабаритные детали — УЛМ, МЛ Т-0,25, КТМ, КСО-1, КДС, КЛС и КПМ. Вполне допустимы отклонения номиналов резисторов и конденсаторов (кроме входящих в колебательные контуры) в обе стороны, например, резистор R22 может иметь сопротивление 91 или 110 кОм, конденсатор С57 — емкость 270 или 330 пФ и т. д.
Конденсаторы, установленные в контуре ГПД, должны быть КСО-1 либо КТМ (серые или голубые). Применение бумажных конденсаторов в развязывающих и переходных цепях высокочастотных каскадов нежелательно. Переменные резисторы R11 и R20— СП-4, СПЗ-9, в крайнем случае — СПО-0,5. Резистор R6 — СП. Если для резистора R11 будет выбран тип СПО-0,5, необходимо взять его сопротивлением 100—220 Ом и дополнить до 1 кОм двумя постоянными резисторами по 430 Ом, включив их с каждой стороны.
Конденсатор С61-МБМ или МБГП, С31 — МБМ, С62 — С64 — К50-3 Вместо электромеханического фильтра с верхней боковой полосой можно применять и ЭМФ 500-9Д-ЗН. При этом частоты ГПД должны составлять 3,0—3,15 и 6,5— 6,6 МГц. Блок конденсаторов СЗ, С4 — от приемника «Селга» или ему подобный. Реле Р1 — РЭС-22 (паспорт РФ4.500.131), его можно заменить на реле РЭС-6 (паспорт РФ0.452.103) или на два реле РЭС-9 (паспорт РС4.524.200 или РС4.524.201). Реле Р2— РЭС-15 (паспорт РС4.591.001) или РЭС-10 (паспорт РС4.524.302). Микрофон — высокоомный МД-47. Телефоны — высокоомные, ТА-4.
Вместо лампы 6Ж52П можно применить 6Ж11П или 6Ж9П без всяких изменений, но при этом выходная мощность снизится до 0,6 и 0,3 Вт соответственно. Вместо стабилитрона СГ-5Б можно применить СГ-1П. Это предусмотрено на плате блока питания. Диоды для смесителей желательно подобрать по прямому и обратному сопротивлению на разных пределах измерения омметра. Диоды Д1 Д4 — любые точечные кремниевые, желательно с большим допускаемым током в импульсе, Д5—Д8 — любые серии Д9.
Некоторые детали минитрансивера на лампах
переделанные заводские или самодельные. Так, переделан сдвоенный блок КПЕ С11, С40 (от приемника «Альпинист»). В каждой статорной секции блока оставляют по одной пластине. Переделывают его следующим образом: выпаивают из блока статорную секцию и острой стамеской срезают раскерненные выступы, которыми пластины крепятся к держателям. Пластины удаляют попеременно с каждой стороны секции — важно, чтобы оставшаяся пластина не деформировалась и не расшаталась в держателях.
Переделанную секцию ставят на место и припаивают держатели к основанию. Места крепления статорных и роторных пластик промазывают краской или клеем БФ-2 — для повышения надежности крепления. Можно также применить переделанные аналогичным образом блоки конденсаторов и от приемников «Банга», «Альпинист-2» и т. п., но при этом размеры конструкции увеличатся.
Намоточные данные катушек, дросселей и трансформаторов приведены в таблице. Катушка L1 намотана на ребристом каркасе, используемом в контурах приемника «Балтика», и настраивается сердечником СЦР-4. Катушка ГПД L4 заключена в экран диаметром 25 мм (можно применить экран ламповой панели ПЛК-9). Ее наматывают с натяжением, витки промазывают клеем БФ-2. Данные дросселя Др1 некритичны, его индуктивность может быть равна 200—800 мкГ. Если нет провода рекомендованного диаметра, для катушек L1—L4 можно взять провод ближайший по диаметру. Количество витков и длина намотки при этом сохраняются.
Автотрансформатор Тр1 и дроссель Др2 наматывают на сердечниках от трансформаторов приемника «Селга» или аналогичных. При изготовлении автотрансформатора наматывают первые 600 витков, делают отвод и затем доматывают обмотку до заполнения каркаса. Дроссель Др2 можно также намотать до заполнения каркаса. В качестве Тр2 можно применить трансформатор от любого лампового приемника, домотав обмотку на напряжение 24 В.
Шкала настройки минитрансивера на лампах
— прямоугольная, горизонтальная. По шкале перемещается стрелка-указатель, закрепленная на тросике, который приводит во вращение шкив (диаметром 65 мм) на оси блока КПЕ С11, С40. Для повышения точности отсчета в опорных роликах верньерно — шкального устройства применены шарикоподшипники. Ось верньера (диаметром 4 мм) вращается во втулке от переменного резистора. Для того, чтобы стрелка двигалась параллельно плоскости шкалы, сверху над шкалой натянута направляющая стальная струна, а к стрелке прикреплены проволочные усики, которые двигаются по струне.
Вообще же конструкция верньерношкального устройства (так же, как, впрочем, и других узлов минитрансивера) может быть и иной — в зависимости от возможностей и желания радиолюбителя.
Переключатель В1 изготовлен на основе переключателя диапазонов от приемника «Селга» или ему подобных. Самодельный подвижный контакт — планка (рис. 1 на вкладке) имеет нарезанные щлицовкой и надфилем зубья. Переключение диапазонов происходит при вращении оси с шестеренкой (рис. 2 на вкладке), перемещающей планку в правое и левое положения. При этом заклепки, укрепленные на планке, замыкают те или иные пары контактов переключателя. Втулка оси (от переменного резистора) имеет ограничитель угла поворота. Конденсатор расстройки С42 сделан из контакта включения освещения шкалы приемника «ВЭФ 12» и фасонной шайбы со стрелкой (рис. 3 на вкладке).
При вращении шайбы изменяется расстояние между пластинами контакта, играющими роль обкладок конденсатора, следовательно, меняется емкость. Шайба прикреплена к оси вышедшего из строя переменного резистора. Предусмотрено ограничение угла поворота — с помощью прорези в шайбе и упора на передней панели. Величина расстройки отмечается стрелкой по двум градуировкам на общей шкале.
Здесь можно также применить стандартный
подстроечный конденсатор КПВ с одной статорной и роторной пластинами, но при этом габариты минитрансивера увеличиваются. Собран минитрансивер на двух печатных платах, привинченных к трем прямоугольным стяжкам (см. рис. ).
К трем прямоугольным и двум круглым стяжкам прикреплены лицевая (рис. 6 в тексте) и задняя панели. Сверху конструкция закрыта П-образ-ным кожухом, снизу — текстолитовым поддоном, в котором просверлены вентиляционные отверстия. Печатные платы изготовлены травлением. После сверления и зенковки отверстий плату обезжиривают ацетоном и с помощью медицинского шприца на 1 мл с укороченной иглой диаметром 0,5 мм наносят рисунок. При этом можно применить цапонлак или любую ацетоновую краску, подобрав нужную консистенцию. Лак можно приготовить и самостоятельно, растворив в ацетоне целлулоид и пасту от шариковой ручки.
Для травления используют раствор трех-пятихлорного железа, подогретый до появления видимых паров. Время травления составляет 15 минут. Смыв краску, плату зачищают до блеска «чернильной» резинкой. Соединения R11 — С57, Р1/2 — Гн5, ножка 6 Л4а — С54 выполняют экранированным проводом, а Гн1 — L1 и Г н2 — ПК1 — коаксиальным кабелем. Длинные провода объединяют в жгут. На печатной плате установлены продольный и поперечный экраны, устраняющие возможность самовозбуждения лампы Л1. В продольном экране сделана узкая прорезь для прохода планки переключателя В1. Индикатор выхода — Л7 приклеивают к экрану. Его свечение наблюдают через вентиляционные щели в кожухе.
ЭМФ к печатной плате прикреплен хомутиком из белой жести, аналогичным образом установлены и электролитические конденсаторы. На ножках кварца Пэ1 нарезают резьбу М2,5 и крепят его к плате двумя гайками. Реле Р2 приклеивают к печатной плате со стороны фольги или крепят хомутиком, припаянным к плате.
Налаживание минитрансивер на лампах
На принципиальной схеме указаны режимы ламп по постоянному току, измеренные авометром ТТ-3 (Л1, ЛЗб—в режиме передачи, остальные— в режиме приема). Напряжения в налаживаемой конструкции могут отличаться от них на ±10%. Переменные напряжения в контрольных точках КТ 1—КТ 10 измерены в режиме передачи вольтметром ВК7-9 (напряжение КТ1 — при нагрузке 75 Ом) и незначительно отличаются друг от друга на разных диапазонах. Для налаживания минитрансивера потребуются в первую очередь авометр и ВЧ вольтметр, могут оказаться полезными также генератор сигналов или калиброванный приемник.
Можно наладить минитрансивер даже в том случае, если в распоряжении радиолюбителя имеется только один авометр. ВЧ напряжение авометром измерить нельзя, поэтому необходимо собрать к нему щуп-приставку (рис. ).
Авометр в этом случае превращается в ВЧ вольтметр. Чем выше чувствительность микроамперметра, тем большее входное сопротивление будет иметь изготовленный ВЧ вольтметр.
Щуп удобно собрать в корпусе от авторучки. Диод Д1 может быть любым из серии Д2, Д9. Сопротивление резистра R1 зависит от тока полного отклонения микроамперметра авометра: при 100 мкА оно равно 130— 150 кОм, при 50 мкА — 270—300 кОм и т. д. Самодельный ВЧ вольтметр можно откалибровать по напряжению накала. Для этого вначале измеряют его авометром, затем подбором резистора R1 устанавливают стрелку ВЧ вольтметра на необходимую отметку.
Поскольку самодельный ВЧ вольтметр имеет низкое входное сопротивление, при измерении напряжений в высокоомных контрольных точках КТ2, 3, 5, 7 и 10 он даст показания с погрешностью. Точность измерения а остальных точках достаточно высока — около 10%. Перед первым включением минитрансивера проверяют правильность монтажа и отсутствие коротких замыканий. После включения проверяют режимы по постоянному току и работу реле.
Настройку минитрансивера начинают в режиме передачи, причем ведут ее только с эквивалентом антенны — резистором сопротивлением 75 Ом или лампой накаливания 13,5ВХ0,16 А При громком звуке «А» НЧ напряжение в точке КТ8 должно составлять 0,3—0,5 В. Проверив усилитель НЧ, вынимают лампу Л4. Напряжение в точке КТ9 должно быть равно 1 — 1,6 В. Затем приступают к настройке контура L5C49 и балансировке балансного модулятора. Отпаивают конденсатор С47, и ВЧ вольтметр подключают к аноду лампы ЛЗб. Сердечник катушки L5 ставят в среднее положение, и вместо конденсаторов С49 и С50 временно включают два переменных градуированных конденсатора — С49а и С50а.
На рис. показана градуировка переменного конденсатора от приемника «Селга». Если применить конденсаторы с твердым диэлектриком от других транзисторных приемников, то их либо градуируют отдельно, либо (в крайнем случае) применяют градуировку рис.
В режиме настройки, вращая ротор градуированного конденсатора С49ая находят резонанс контура. Затем в режиме передачи (без лампы Л4) балансируют балансный модулятор элементами R11 и С50а, одновременно подстраивая конденсатор С49а в резонанс. При хорошем балансе ВЧ вольтметр не должен показывать почти никакого напряжения в точке КТ 10 (при отсутствии звукового сигнала). Для определения наилучшего баланса следует попробовать подключить конденсатор С50а сначала к одному, потом к другому выводу резистора R11.
Затем вместо конденсаторов С49а и С50а припаивают постоянные конденсаторы соответствующих номиналов, еще раз балансируют модулятор резистором R11 и настраивают контур L5C49 сердечником. Лампу Л4 ставят на место, и в режиме передачи проверяют работу всего тракта формирования и усиления DSB сигнала, то есть каскады Л4а, ЛЗб и Л2б. Напряжение DSB на аноде лампы при громком «А» должно быть равно 8—10 В.
Настройка ГПД минитрансивер на лампах заключается в проверке его напряжения в точке КТ6,
где оно должно быть равно 1,2—2 В, и в «укладке» диапазона. Ориентировочно частоту ГПД можно определить по приемнику, имеющему КВ диапазоны. Если катушка L4 изготовлена точно по описанию (или рассчитана по приведенной формуле), а конденсаторы С36 — С43 соответствуют указанным номиналам, частоты ГПД должны приблизительно соответствовать требуемым.
После предварительной настройки минитрансивера в режиме передачи, следует попытаться принять сигналы любительских радиостанций. Если это не удалось, вместо конденсаторов С36 и С38 подключают калиброванный переменный конденсатор и, подстраивая его, сначала находят диапазон 7, а затем — 3,5 МГц.
Точно подогнать диапазоны ГПД и проградуировать шкалу можно также по калиброванному коротковолновому приемнику или генератору сигналов, либо по сигналам передатчика корреспондента, имеющего возможность точно определять частоту. Стабильности частоты ГПД добиваются подбором конденсаторов С36 и С39 с разными ТКЕ.
Далее согласуют сопротивления ЭМФ и смесителя, настраивают контуры L2C11 — C16 и L2C11—C18 и балансируют смеситель. Отсоединяют конденсатор С6, ВЧ вольтметр подключают к точке КТ2. Напряжение смещения на лампу Л1 устанавливают равным 1,5—2 В (резистором R20). Проводник, соединяющий анод лампы Л2а с переключателем диапазонов В1в и В1г отпаивают, а к катушке L2 (ее сердечник должен быть в среднем положении) подключают переменный конденсатор С11а (можно использовать одну секцию блока КПЕ СЗ, С4).
При вращении конденсатора С 11а от минимума до максимума емкости в режиме настройки на диапазоне 7 МГц ВЧ вольтметр покажет последовательно три резонанса: на частоте 7,5 МГц (частота ГПД), на частоте 7 МГц (искомая настройка), на частоте 6,5 МГц (зеркальный канал). Вначале настраивают контур на частоту первого резонанса и подбором резисторов R2 и R3 и конденсатора С20 добиваются максимального подавления частоты ГПД. Вместо R2 и R3 полезно временно включить переменный резистор сопротивлением 1 кОм, а вместо С20 — градуированный переменный конденсатор С20а, подключая его к верхнему или нижнему выводу катушки L3 (по наилучшему результату).
Далее в положении второго резонанса подбором конденсаторов
С22, С24 и С26 добиваются максимума показаний ВЧ вольтметра. После этого подбором положения катушки L3 по отношению к катушке L2 опять-таки получают максимум показаний. Затем вновь балансируют смеситель с помощью элементов R2, R3 и С20а и т. д. Все операции балансировки и согласований повторяют несколько раз до получения наилучшего результата. Восстанавливают соединение анод Л2а—переключатель В1, отключают конденсатор С 11а и подбором конденсаторов С15 и С18 на разных диапазонах получают наилучшее сопряжение контура.
Вновь впаивают конденсатор С6′, и в режиме настройки получают максимум напряжения на эквиваленте антенны — подстройкой П-контура, подбором конденсаторов С1 или С2 и установкой напряжения смещения на лампе Л1 (при этом надо следить, чтобы мощность рассеяния не превысила допустимую). Конденсатор С46 подбирают в режиме приема по максимуму усиления (на пороге возникновения генерации).
В заключение подбирают в режиме передачи конденсаторы С1 и С2 (с помощью градуированного конденсатора) по наибольшей отдаче в антенну и (в случае необходимости) устанавливают частоту кварца Пэ1 по наиболее естественному спектру SSB сигнала, прослушивания его на отдельном приемнике.