СТАТЬЯ от 27-ноя-2021

(Обновление от 28-ноя-2021)

Всем - Доброго времени суток !

Решил вот поделиться с вами очередной практической схемой DSB ППП на 7 МГц.

 Сидел слушал на свой DSB ППП CW-тест на 40-каметровом диапазоне. В качестве ГПД - генератор по схеме емкостной 3-хточки с параметрической(LC) стабилизацией частоты.

Всё бы ничего, но частота нет-нет да и подплывала, хотя я уже стабилизировал ее как мог, почти всеми известными способами(отбор деталей, намотка катушки внатяг и т.д.), не прибегая к существенному изменению схемотехники, кроме термостатирования.😀. И не хотелось подключать синтезатор... И что делать со всем этим ...?

И тут мне в голову пришла простая идея -  а если сделать ГПД "синтетическим". Т.е. берем два кварцованных генератора 12 Мгц и 5 МГц и смешиваем их сигналы, выделяя частоту 7 МГц(на разнице(12-5=7МГц). Причем частоту 12 МГц я решил не трогать, а частоту генератора 5 МГц "уводить" путем соединения 2-х, 3-х кварцев в параллель. Так называемая схема VXO, предложенная в прошлом веке японским радиолюбителем. (< ТУТ > )

Но вот беда, даже с 3-мя кварцами 5 МГц включенными в параллель, я никак не смог увести частоту генератора более, чем на 4-5 кГц(!!!!). Этого катастрофически мало. Хотелось хотя-бы перекрыть весь телеграфный участок диапазона 7 МГц. Ну хотя бы 90-100 кГц. 

И тут я вспомнил, что когда-то давным-давно я курочил старенькие компьютерные мышки и выпаивал оттуда 3-хпиновые керамические резонаторы. Помню были на 4 Мгц, 3 МГц, 6 МГц и один-таки нашелся с частотой 5 МГц. Т.е. то, что нужно для синтетического ГПД, у меня всё было. Оставалось попробовать его вместо "классического" кварца в корпусе "НС49U".

В качестве перемножителя решил использовать классический кольцевой диодный смеситель на 4-х диодах 1N4148(наши КД522, 521).  Теперь давайте посмотрим схему всего DSB ППП с синтетическим ГПД...

(Для увеличения картинок кликайте по ним мышкой...)

 Давайте начнем с рассмотрения самого "синтетического" ГПД....

Сами генераторы 12МГц и 5 МГц выполнены по абсолютно идентичным схемам на транзисторах  Q2Q3, Q4Q5 - 2SC1815(производства Тошиба). Хотя у них по даташиту (< ТУТ >)

граничная частота 80 МГц, но нам они подойдут. Оба генератора собраны по схемам с ОК - ёмкостная 3-хточка. Вторые транзисторы - буферные, для развязки. Емкостные делители рассчитаны по простому эмпирическому правилу: Величина емкости равна удвоенной длине волны для заданной частоты в пФ. Пример - для частоты 3 МГц - длина волны 300/3=100*2=200 пФ. При таких емкостях схемы "заводятся" без проблем, с пол-оборота, при исправных деталях и безошибочном монтаже. Частота генератора 5 МГц перестраивается сдвоенным КПЕ 10-330 пФ. Секции соединены в параллель. В качестве кварца(как писалось выше) использован 3-пиновый керамический резонатор. Для увеличения перекрытия по частоте последовательно к кварцем Х2 включена катушка с индуктивностью 10-13 мкГн(стандартный дроссель ДМ1).

В качестве кварца Х1 использован кварц в корпусе НС49U.

    Это керамические кварцы...

    Это кварцы в корпусе НС49U...

    Это применённый КПЕ...

    Это стандартные аксиальные дроссели ДМ1(Китай)...

При такой схеме построения генератора на 5 МГц мне удалось увести частоту кварца, более чем на 100 кГц(!!!!). Ура !!! 💪👍

Но за счет того, что кварц выдавал частоту не точно 5 МГц, как надо, плюс-минус единицы кГц, а частоту меньше 5 МГц, то диапазон генерации и соответственно приема, немного сместился. Для пьезо-кварцев такая картина практически постоянная, в смысле неточности частот генерации(это из практического опыта). Поэтому я нисколько не был этому удивлён...

Сигнал со смесителя (12-5=7МГц) подается на LC-контур L17C18C19C20. Чтобы не снизить его добротность используется частичное его включение со стороны смесителя через делитель С19С20. Сигнал с контура частотой 7 МГц подается на истоковый  повторитель на Q6. Далее идет ещё один повторитель на NPN  транзисторе Q7.  На эмиттере Q7 примерно половинка Uпит(+5В) и поэтому получается почти неискаженная синусоида - это хорошо для работы смесителя приемника. А развязка двумя повторителями напряжения колебательного контура L17C18C19C20, истоковым и эмиттерным, от смесителя приемника получается внушительной. Это не снижает нагруженной добротности контура L17C18C19C20 и соответственно спектр гетеродинного сигнала получается чистым, без лишних гармоник и помех. 

В приемнике также использован кольцевой диодный смеситель, но на диодах Шоттки D1 - 1N60. 

Смеситель нагружен на LC ФНЧ 2-го порядка с частотой среза около 3 кГц. Емкость С25 делает немного круче скаты АЧХ этого ФНЧ. Подбирается "на слух" по срезанию типичного высоко-частотного шипения по НЧ. Далее сигнал поступает на пред-УНЧ выполненнный на ОУ с полевыми транзисторам по входу и небольшим Кшума - около 18 дБ на частоте 1 кГц. Даташит (< ТУТ >) . Далее сигнал проходит через активный ФНЧ на ОУ DA2, выполненный на такой же ИМС. Частота его среза - 2200Гц. Я планировал использовать этот ППП больше для приема CW-станций, чем SSB, поэтому и выбрал такую частоту среза 2200Гц. Для SSB этого будет маловато, для "красивого" приема SSB-станций. Нужна полоса поболее (не менее 2500 Гц, лучше 2700Гц).

Выходной УНЧ - классический - LM386. Его усиление форсировано цепочкой R26C36.

В итоге получился стабильный(в плане ГПД), малошумящий DSB приемник ПП, ещё и с телеграфным "уклоном".😆

ДЕМО-файл....

Ниже - демо-файл работы этого приемника... Я воспользовался проходящим в эфире CW-тестом и записал демо - он как нельзя лучше покажет, как работает этот девайс...

В конце фонограммы пару раз отключается антенна при неизменном усилении. 

Запись вёл на смартфон с расстояния от АС 10-15 см. Может будут слышны какие-то посторонние звуки - не переживайте, это не помехи. Это моя кошка. 😁😁 Она постоянно участвует во всех моих экспериментах, наблюдая за мной с соседнего рядом стоящего стула и "помогает" как может, в основном мяуканьем.

ОБНОВЛЕНИЕ... от 28-11-2021г.

Как описывалось выше, мне поначалу не удалось "увести" 3 кварца(не пьезо-) 5МГц более, чем на 3-4 кГц. Я всё-таки решил "докопаться" - в чём причина столь маленького изменения по частоте. Вроде как выполнял всё стандартно для таких решений. Причина оказалось более, чем банальной. Я использовал очень маленькую величину индуктивности(дросселя), включаемого последовательно с кварцами. Схема которая заработала "как положено" на рисунке ниже...

 Кварцы Х1-Х3 - это кварцы в корпусе HC49U с частотой 5 МГц. L1-L4 - это аксиальные дроссели с фиксированной индуктивностью. Вначале я поставил L4(47 uH). С ним получилось сразу перекрытие примерно 30 кГц. Затем я добавил L3(33uH). С ним получилось перекрытие уже 50-60 кГц. Ну и потом по очереди добавил ещё L2, L1. Если добавлять ещё индуктивности, то начинает явно прослеживаться "плавание" частоты, примерно как в обычном LC генераторе. Поэтому я остановился на этой конфигурации - это предел. С ней я получил перекрытие по частоте примерно 120 кГц !!! Почти пол-диапазона 7МГц. С1С2 - это КПЕ с воздушным диэлектриком. Если отключить одну секцию перекрытие уменьшится почти в половину. Т.е. пьезо-кварц я убрал, а вместо него установил вот эту "модернизацию". Стабильность получил гораздо лучше, чем в LC генераторе по схеме ёмкостной 3-хточки. 

Потом я решил попробовать отказаться от кварцевого генератора 5 МГц, заменив его схемой ниже...

Это LC-генератор вырабатывающий частоты 4,8-5,0 МГц, что совместно с кварцевым генератором на 12 МГц дает частоты 7-7,2МГц. Собственно сам генератор выполнен на транзисторе Q1. П-образный LC -контур установлен в цепи ООС транзистора Q1. Обратите своё внимание на относительно малую емкость С6(50 пФ). Это увеличивает нагрузочную добротность колебательного контура и увеличивает(существенно) стабильность частоты. Поскольку используется П-образная схема контура, то емкости для даннной индуктивности получаются в 2 раза больше, чем было бы при обычном параллельном LC-контуре. Это тоже способствует увеличению стабильности. Двойной эмиттерный повторитель Q2Q3 очень хорошо развязывает генератор от остальной схемы приемника. Это тоже "плюс" к стабильности. В результате у меня получилась стабильность  почти как в предыдущей модернизации с кварцами. Только теперь без каких-либо кварцев.

Поразмыслив ещё немного 😀 , я подумал - может вообще обойтись без "синтетики" 2-х стабильных генераторов и обойтись одним диапазонным ГПД..? А почему бы и нет... Схема решения ниже...

 

 Решение получилось банально-простым - использовать КМОП транзисторы 2SK439, а сам генератор выполнить на LC-прототипе, но по схеме индуктивной 3-хточки. Сказано- сделано. Чтобы на выходе иметь красивую синусоиду сигнал на истоковый повторитель на Q2 снимается не с катушки связи, а прямо с колебательного контура генератора через очень малую емкость 5 пФ !!! Можно попробовать поставить и меньше, контролируя уровень ВЧ напряжения на выходе всей схемы. Генератор работает на частоте 3,5-3,6 Мгц. Это повышает стабильность частоты. Также этому способствует небольшая емкость С2, связь Q1 с контуром генератора. Q2 работает в классе "С". В коллекторе установлен LC-контур настроенный на частоту 7,1 МГц. С делителя С8С9 ВЧ сигнал через резистор R8 62 Ом, подается на кольцевой диодный смеситель в приемнике ПП. Катушка L2 имеет 1/5 - 1/6 часть от витков катушки L1. Сейчас, когда я писал сообщение в блог, ППП с этим ГПД был настроен на частоту корреспондента, вещающего в диапазоне 7МГц. Пока я писал сообщение частота оставалась на месте, что говорит о хорошей стабильности генератора построенного по архитектуре с параметрической стабилизацией частоты, т.е. LC- контуром. 

И совсем напоследок...

Почему-то я совсем забыл вот про такую схему генератора с использованием "цифровых" элементов, в частности D-триггеров. Схема ниже...

Я как-то давненько использовал такие генераторы, пока у меня не появился простенький синтезатор частоты. "Актуальность" таких схем как-то ушла на второй план.

Эта схема зарисована в моей тетрадке "удачных" схем с таким пояснением: "Эта схема показала прекрасную температурную стабильность частоты. При включении практически нет первоначального "выбега" частоты."

Что интересно, так это то, что изготовленные мной такие же генераторы но на CMOS  компонентах(74АС74), почему-то(???) давали всегда худшую стабильность частоты при тех же деталях. Менялась только сама ИМС. Т.е. эмпирически я пришел к выводу, что в данной схеме лучше использовать TTL-логику(ИМСы) взамен CMOS'овской. Может у кого-то из вас получится получить лучшие параметры, чем на TTL микросхемах, я буду только рад за вас. Схема генератора предельно-простая. На DD2  выполнен сам генератор на частоту 14 МГц, а на втором DD1 выполнен делитель на 2. Получаем необходимые нам для ППП 7-7,2 МГц. Ёмкости С1С2 изначально рассчитываются на емкостное сопротивление на рабочей частоте = 1 кОм. К примеру, у меня получилась величина 10 пФ. Сначала ставим такие емкости. А затем сразу две (или лучше по одной) уменьшаем до срыва генерации - оставляем величину чуть больше этой и проверяем генерацию во всем диапазоне перестройки. Не должно быть "скачков" и "мерцаний" частоты - это будет говорить о том, что емкости выбраны минимально-возможными для стабильной генерации.

В заключение хочу подчеркнуть(я нигде про это не писал), что для стабильности частоты должна быть не только выполнена особо схемотехника, но и сами компоненты(LC) должны быть "стабильного" качества. Иначе никакая схемотехника вас не спасёт !     

На сим разрешите откланяться...

Удачи  в Вашем Хобби !!!

С ув. Сергей /US5QBR/