Стабильный ГПД • HamRadio

Стабильный ГПД

Стабильный ГПД в радиолюбительской связной аппаратуре используются различные схемы перестраиваемых генераторов. От их параметров во многом зависит качество работы этой аппаратуры. В связи с этим к перестраиваемым генераторам предъявляются высокие требования. Необходимо обеспечить:

— точность установки и стабильность генерируемой частоты, которые должны поддерживаться на протяжении длительного времени независимо от изменений питающего напряжения, температуры, влияния нагрузки и т.д.;

— малую чувствительность к различным механическим воздействиям (ударам, вибрациям);

— отсутствие микрофонного эффекта;

— минимально возможный уровень шума.
Стабильный ГПД

Причем, по мере совершенствования аппаратуры эти требования постоянно возрастают. Несмотря на разработку синтезаторов частоты, совершенствование их схемотехники и конструкций, многие радиолюбители в своих устройствах по-прежнему успешно используют обычные перестраиваемые генераторы, в том числе, и в качестве генераторов плавного диапазона (ГПД). Чаще всего в основе их электрической схемы лежат т.н. генераторы Хартли (индуктивная “трехточка”) или Колпитца (емкостная “трехточка»).

В 60-е годы XX века в зарубежной радиолюбительской литературе появился вариант перестраиваемого генератора, называемый схемой Вейкера (в русскоязычной транскрипции его иногда называют генератором Вакара), который нашим радиолюбителям известен меньше. По сообщениям авторов публикаций, такие генераторы при слабой связи активного элемента с контуром обеспечивают в широком диапазоне перестройки высокую стабильность частоты и амплитуды ВЧ колебаний. При прочной механической конструкции, качественных деталях, тщательной термокомпенсации, надежном экранировании и стабильном напряжении питания можно достичь стабильности частоты до 10-6.

Желая проверить работу такого генератора в интервале частот 5,5 — 6 МГц, автор собрал схему, приведенную на рис.1, использовав в качестве основного активного элемента VT1 отечественный МДП-транзистор КП305.

Чтобы получить оптимальную связь транзистора с контуром, в нем используется емкостной делитель, в который входят два подстроечных конденсатора, — С17 и С18. В процессе настройки, изменяя емкость конденсатора С18, добиваются устойчивой генерации, стараясь, чтобы емкость была минимальной. Изменения частоты генерации при этом компенсируют, подстраивая емкость конденсатора С17.

Для получения высокой стабильности частоты и сохранения настройки оба конденсатора должны быть с воздушным диэлектриком, иметь прочную конструкцию и небольшие габариты. В качестве R8 используется резистор с минимально возможной собственной индуктивностью (эта рекомендация приведена в первоисточниках). В авторском варианте стабильный ГПД используется резистор мощностью 2 Вт. Резистор R9 был установлен в процессе настройки автором описываемого стабильный ГПД. Благодаря этому резистору улучшается форма колебаний и снижается вероятность возникновения паразитной генерации.

Особо следует сказать о выборе транзисторов для каскада буферного усилителя (VT2) и эмиттерных повторителей (VT3 и VT4). Транзисторы, применяемые для повторителей, должны иметь некоторый запас по мощности, особенно, если к выходу повторителя будет подключаться низкоомная нагрузка. Помимо обеспечения необходимой амплитуды и мощности ВЧ колебаний, основной буферный усилитель должен иметь низкий уровень шума. К дополнительному повторителю на транзисторе VT4 эта рекомендация не относится. Если цифровая шкала (ЦШ) имеет высокоомный вход, то можно использовать даже транзисторы серии КТ315.

 

Также можно использовать транзисторы КТ645 и КТ646 с различными буквенными индексами. При соответствующем подборе режимов транзисторов по постоянному току все варианты работали нормально. С целью обеспечения температурной стабилизации частоты в экспериментальной конструкции автор использовал готовую катушку L1 индуктивностью 4,62 мкГн, выполненную заводским способом на круглом керамическом каркасе проводом ПЭВ-0,5, обработанную клеем БФ и прошедшую термосушку. С той же целью автор поместил катушку в запаиваемый металлический корпус-экран от катушки.

При изготовлении стабильный ГПД были испытаны сочетания: VT2 — КТ368А(Б), VT3 — КТ603Б; VT2 — КТ316Б, VT3 — КТ608Б, а также близкие к ним по параметрам импортные транзисторы (например, 2N3866 в качестве VT3). ГПД, применяемый в радиостанциях Р-105, Р-108. На его керамических изоляторах-выводах был установлен керамический конденсатор с отрицательным ТКЕ, подключенный параллельно С16.1 и входящий в колебательный контур генератора. Таким образом, общая емкость конденсатора С16 составлена из нескольких конденсаторов с нулевым (МПО) и отрицательным ТКЕ (М47). Окончательно их соотношение подбиралось при настройке, во время которой элементы стабильный ГПД подвергались нагреву потоком горячего воздуха, а частота стабильный ГПД контролировалась частотомером.

Катушку L2 лучше выполнить без сердечника, намотав проводом ПЭЛШО-0,1 секциями на прочном каркасе из изоляционного материала с хорошими диэлектрическими свойствами (керамика, фторопласт, стеклотекстолит). В этом случае ее дестабилизирующее влияние будет минимальным. Индуктивность L2 для частот 5,5 — 6 МГц — от 1,5 до 2,2 мкГн. Остальные катушки — с сердечниками. Индуктивность L3 — 50 — 100 мкГн, а катушки L4 и L5 вместе с конденсаторами С20 и С21 образуют фильтр нижних частот, который снижает уровень гармоник на выходе ГПД. В авторском варианте использовался промышленный фильтр с частотой среза около 7,5 МГц, помещенный в металлический экран. Устанавливать подобный ФНЧ, вообще говоря, не обязательно. Был испытан вариант, в котором вместо катушек L4 и L5 использовались проводники с надетыми на них ферритовыми бусинками, а емкости конденсаторов С20 и С21 были выбраны около 300 пФ.

Следует учитывать, что в некоторых случаях, когда нагрузка имеет значительную емкостную составляющую (например, к выходу повторителей подключены отрезки коаксиального кабеля), может возникать самовозбуждение. Для его устранения в разрыв базовых цепей транзисторов VT3 и VT4 необходимо включить резисторы сопротивлением до нескольких десятков ом.

Применение проходных конденсаторов С1 и С8, установленных в перегородках корпуса экрана, способствует лучшей развязке блока стабильный ГПД и устранению наводок. Если ГПД используется в приемнике или QRP трансивере, их применение не обязательно. Чтобы получить чистый спектр сигнала, питание ГПД необходимо осуществлять от стабилизированного источника напряжением 9,5 — 10,5 В, имеющего низкий уровень пульсаций, причем к стабильности и качеству напряжения, используемого для управления RIT, предъявляются наиболее высокие требования.

Был испытан вариант ГПД без интегрального стабилизатора DA1, вместо которого использовался параметрический стабилизатор (стабилитрон КС168А и балластный резистор 270 Ом). При этом существенных изменений параметров стабильный ГПД не отмечено, хотя субъективно отмечалось незначительное увеличение уровня шума.

Описанный стабильный ГПД обладает хорошей нагрузочной способностью и может работать как на высокоомную, так и на низкоомную нагрузку. На активном сопротивлении 300 Ом величина ВЧ напряжения на выходе 1 составляет около 1В Эфф.

Монтаж большинства основных элементов стабильный ГПД выполнен на односторонней печатной плате (рис.)

стабильный ГПД печатная плата

из высококачественного импортного стеклотекстолита толщиной 2 мм, установленной в отдельный прочный металлический корпус-экран, на котором укреплена катушка L1 в экране. В ГПД применялись конденсаторы КМ, КТ и КСО группы Г.

Автор использовал данный стабильный ГПД в транзисторном варианте трансивера, собранного по структурной схеме трансивера UW3DI. Для перестройки частоты стабильный ГПД и ФСС применялся 3-секционный КПЕ с воздушным диэлектриком емкостью 4,5 — 45 пФ. При этом с указанными элементами запас по перекрытию диапазона составил не менее 5 кГц.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий