Статья от 23-12-2021 г.
Всех приветствую в предновогоднюю пору...
Осталось совсем немного до Нового Года ! И кое-что захотелось мне попробовать или правильнее сказать испробовать.😀
Вначале получилось это, что на Рис.1
(Для увеличения изображений кликайте по ним мышкой...)
Это 2-хполосный(DSB) ППП на диапазон 7 МГц. Даже беглым взглядом можно увидеть, что хоть и нарисовано, вроде как, много, но по сути - это стандартные узлы любого ППП - УВЧ, смеситель, гетеродин, ФНЧ, УНЧ.
В качестве смесителя была выбрана схема на встречно-параллельных диодах(ВПД), часто именуемая на англо-язычных сайтах - "русский миксер(russian mixer), автор которой известный конструктор и популяризатор техники ПП - В.Т.Поляков(RA3AAE).
Как она работает, почти каждому, кто собирал приемники ПП, известно. Останавливаться на этом не будем. Главное одно - при таком смесителе ГПД должен работать НЕ на частоте сигнала, как обычно в ППП, а на частоте в 2 раза ниже. Т.е. для приема сигналов диапазона 7 МГц, ГПД должен выдавать частоты 3,48-3,62 МГц, с запасом на краях по 20 кГц. УРЧ в приемнике как такового нет, его роль выполняет истоковый повторитель на Q1 BF245. Сигнал из антенны поступает на одно-контурную входную цепь L1C2 и с неё на истоковый повторитель. С повторителя сигнал через ВЧ трансформатор подается на смеситель выполненный на диодах Шоттки D1-D4 (1N60). Смеситель выполнен так , что сигнал НЧ с его выхода поступает сразу на сглаживающие конденсаторы С7, С8(0,1 uF), а с них через емкости С9С10 на входы малошумящих ОУ DA1(LM4562), два в одном корпусе. DA3 - это сумматор пара-фазных(0/180) сигналов с выходов ОУ DA1. Далее через активный ФНЧ на ОУ DA4 с частотой среза около 2700Гц, сигнал НЧ, через регулятор громкости RP2 подается на оконечный УНЧ, выполненный на ИМС Philips TDA2003.
Это неплохая ИМС, с неплохими шумовыми характеристиками и возможностью масштабировать её Кус(усиления) в некоторых пределах путем выбора номиналов резисторного делителя R16R17, что бывает крайне удобно, в случае,если хочется чуток "подбавить коксу". 😁
ГПД выполненный на цифровой TTL ИМС 74LS02 - это малоточная быстрая серия 74LSxx((L)ow (S)hottky). Схема самая простая из схем такого рода и фактически содержит один элемент "И-НЕ" U2, конденсаторы С22-С24 и катушку L2. Всё остальное - это цепи перестройки частоты и их можно было бы заменить одним всего лишь "архаичным" КПЕ с воздушным диэлектриком.
Поскольку смеситель на ВПД без цепочек авто-смещения, не требующего тщательного подбора уровня гетеродиного напряжения на диодах(~0,65-0,75В), то выходное напряжение ГПД регулируется(подстраивается) резистором RP4. Этим резистором добиваются максимальной чувствительности при приёме слабых станций. Резистор R24 совместно с первичной обмоткой ВЧ трансформатора Tr2 образуют дифференцирующую цепочку, которая "сглаживает" прямоугольные импульсы с выхода TTL ИМС 74LS02 и они приближаются по форме к синусоидальным.
Собственно и весь сказ про этот ППП.
Специально обращаю ваше внимание - подавать ВЧ напряжение на смеситель, диоды D1-D4 нужно именно так - через ВЧ трансформатор Tr2. Именно так и никак иначе.
Я видел в Инете другие варианты подачи напряжения на такой смеситель и сам неоднократно пробовал такие включения и очень долго мучился - почему у смесителя мал Кпреобразования(усиления) и даже вёл переписку с самим мэтром ППП В.Т.Поляковым на эту тему И понял одно - цепь смесителя с одной из его сторон должна быть гальванически заземлена ! Т.е. не через ёмкости по ВЧ, а непосредственно по постоянному току(гальванически). При таком включении + парафазный пред-УНЧ получается минимальный, насколько это возможно, шум смесителя и естественно его высокая чувствительность, а нам это никогда не помешает, особенно в ППП ! 😇
И брюки превращаются,... превращаются брюки...
В элегантный SSB ППП на те же 7МГц.😄
Дабы не трогать ГПД в плане его "модернизации" для получения квадратурных(0/90) сигналов для смесителей, было решено " двинуть фазу" во входных цепях - для подавления боковой это принципиальной роли не играет.
Смотрим схему Рис.2
Лично мне по душе регулировка входного сигнала из антенны не с помощью "банального" переменного резистора(хотя и так можно делать), а с помощью вот такого баллансного аттенюатора Rp1R1Tr1. Его подавление, при балансе, почти 60 дБ(!!!), а при полном разбалансе потери в нем практически равны нулю ! Далее идет истоковый повторитель Q1, описанный ранее. Но !!!, в его истоке включен мостовой ВЧ фазовращатель(далее ВЧФВ) на элементах RP2RP3C5C6. В каждом из плеч ВЧФВ фаза сдвигается на 45 градусов с минусом и с плюсом. В сумме имеем 90 градусов для смесителей, что нам и нужно ! RC-фазовращатели вносят потери мощности сигнала из-за присутствия активного сопротивления R. Если вы не хотите терять мощность в ВЧФВ, то можно его выполнить на LC компонентах по другим схемам. Также стоит иметь ввиду, что поскольку ВЧФВ стоит у нас в цепи сигнала, а не в цепи гетеродина, где ослабление сигнала не имеет особого смысла, т.к. можно добавить уровень сигнала лишним каскадом усиления, то чтобы скомпенсировать потерю мощности на ВЧФВ, можно применить на входе УРЧ(перевести истоковый повторитель на Q1 в режим усиления) с небольшим Кус.(3-5). Конечно, простой RC ВЧФВ во входной цепи - это чистой воды компромисс "простота/потери мощности". И ещё один, явно-бросающийся в глаза момент - Такие простые ВЧФВ не широкополосны, т.е. точный поворот фазы 90 будет на конкретной частоте. Я настраивал на частоте 7100кГц. На частоте 7000 и 7200кГц уже будет небольшой разбаланс и подавление боковой на самих краях диапазона может несколько снизиться. Но для "узких" диапазонов это практически незаметно. Повторюсь - это был компромисс, чтобы не "кромсать" ГПД, чтобы сделать в нём фазовращение ! И напоследок - такой ВЧФВ "одно-диапазонный", для другого диапазона нужен другой ВЧФВ(номиналы RC).
Идем далее...
Схема ниже Рис.3- это два смесителя в каналах 0 и 90 градусов. НЧ фазовращатель(далее НЧФВ) на базе 4-хзвенного полифайзера, сумматор ветвей НЧФВ DA7DA8 и ГПД на цифровых ИМС U2U3(рассмотренный ранее).
Если сразу глянуть на схему, то сразу жутко становится - такая здоровенная схема. По сути смеситель "размноженный под копирку" из предыдущей схемы ППП + сумматор полифайзера на DA7DA8. ГПД остался тот же. Добавлен НЧФВ - полифайзер. Отмечу сразу и честно - детали на полифайзер RC предварительно отбирал цифровиком. Емкости 10 нФ и резисторы 47k, 20k, 8k2, 3k9. Этот полифайзер у меня был уже готовый т.к. я спаял его отдельной платкой давным-давно для очередного моего SSB ППП, не помню уже и какого .... по счету 😅! Многие спросят - а почему полифайзер такой "слабенький" - всего 4-ре звена ?! И спросят скорее всего те, кто возможно ни разу не собирал такие фазовращатели и разных порядков. Моделировать в программах, да, моделировали и на том, как говорится и всех делов... Я в своё время перепробовал такие полифайзеры(чисто ради спортивного интереса, чтобы иметь представление) начиная с порядка два(да, вы не ослышались) и заканчивая порядком 10-ть !!! Могу отметить одну "особенность"(так получалось лично у меня и я так и не смог дать сколь более-менее внятного объяснения этому) - особой разницы между 6-м и 10-м порядком полифайзера (на слух) практически нет никакой !!! Ещё более удивляло, что при переходе от 5-го порядка и выше подавление получалось не лучше, как гласит теория и программы расчета, а хуже. Не намного , но хуже ! Поэтому в последние времена полифайзеры порядков выше 6-го я никогда не делал, чтобы там про них не писали другие авторы. Мой "опыт" повторил и подтвердил независимо от меня другой аматор из моего QTH - US5QX, Виталий при сборке своего ТПП на 4 диапазона 80-40-20-21МГц. Он применил полифайзер 10-го порядка, думая получить запредельное подавление боковой, но мне сказал, что разницы с 6-м порядком не увидел ни-ка-кой !!! А детали к полифайзеру отбирал самым тщательнейшим образом, а не китайскими мыльницами(тестерами), а на RC-мостах на кафедре физики одного из наших городских университетов. Вот такая "жуть" получилась. Однако мы заговорились, а надо идти далее...
Схема на Рис.4 ниже - это активный ФНЧ на ОУ с частотой среза 2700Гц, описанный ранее и применённый в DSB ППП на 7МГц. Повторяться не будем...
Это уже были готовые и распаянные узлы на макетке вместе с УРЧ, ГПД и одним смесителем.
Пару слов о настройке....
При исправных деталях и безошибочном монтаже SSB ППП будет работать сразу, но заверю вас на 98% не как SSB, а скорее всего как DSB. Чтобы он заработал как SSB надо будет ещё немножко "помучиться".
Для начала движки подстроечников в ВЧФВ ставим примерно в среднее положение.
Поскольку ВЧФВ RC-типа, то он вносит потери(априори) 6дБ, минимум в 2 раза. Емкости я рассчитывал по формуле: F=1/2пRC, задавшись R=1кОм - это сопротивление в цепи истока транзистора УРЧ Q1 Рис.1 F - это средняя частота диапазона - 7,05МГц.
Потом можно настроиться или по мощным АМ-станциям выше 7200кГц, по их свистящей несущей или по любому отдельному генератору с частотой 7-7,2 МГц. Предварительно лучше подобрать напряжение с ГПД на смесители резистором RP6 на Рис.3 по максимальной чувствительности. Потом его придётся ещё раз подстроить, но это потом. Теперь настраиваемся на несущую генератора(или АМ-станции) в нерабочей боковой полосе и поочерёдно подстраиваем резисторы RP2RP3 ВЧФВ на Рис.2. Причём тон биений лучше менять и проверять равномерность подавления боковой в полосе 300-3000Гц. Лучше сделать так(как сделал я) - один из резисторов, к примеру RP2 крутить на максимальное подавление тона(свиста) 400-500 Гц, а второй RP3 - на частоте тона 1-2 кГц. После нескольких "итераций" вы поймете, что лучше уже не сделать, окончательно подстраиваете RP6 на выходе ГПД по максимуму чувствительности. Возможно придется ещё раз перепроверить настройки RP2RP3. Также желательно (на схеме не нарисовано) вместо резистора R15 на Рис.3 поставить подстроечник 220-330 Ом и им отбалансировать амплитуды в каналах 0/90. Это также увеличит подавление боковой. Если при регулировках будет давиться не та боковая - поменяйте местами выходы ОУ DA3DA6 на Рис.3 - всё станет на свои места.
Когда вы таким образом настроите свой ППП, теперь уже смело называемый SSB, то будете приятно удивлены его работой при первом же включении в реальный эфир. У меня подавление на "обычных" станциях с уровнями 59...59+10..15 дБ такое же как у ЭМФа или кварцевого фильтра и лишь на ооочень мощных станциях АМ выше частоты 7200 кГц слышна еле-еле недодавленная боковая ! Тут уже ничего не поделать - се-ля-ви !
Резюмируя всё сказанное выше, могу сказать одно - при такой простой схеме подавления боковой, конечно, получить однозначно "ЭМФовское" подавление наверное не получится и не потому что я или вы "безрукие" , нет не поэтому ! Даже теоретически "выжать" большее уже не получится. К чему вся эта "возня" спросите вы ? - даже не смогу сразу ответить, хотя.... скажу так - мне доставляет огромное удовольствие, имея вначале только идею в голове, на выходе получить вполне такой себе неплохо-работающий, возможно даже и лучше, чем что-то "другое", ППП сделанный и настроенный своими руками. Пусть и не Айком-7300, но и не совсем уж "барахло"😊. Важнее приобретённые знания, опыт, навыки...
Демо работы этого SSB ППП выложу как всегда попозжее... Надо уловить хороший проход, чтобы более чем "красноречиво" показать(или доказать 😉) работу этого ППП.
Если, вдруг кого-то из вас "испугал" цифровой ГПД, то ниже схема ГПД по ёмкостной 3-хточке(схема Колпитца)... Рис.5
Демо-ролик...
Вроде запись получилась и не было помех. Были SSB станции. на фонограмме чётко слышно подавление ВБП при переходе через "нулевые биения"...
Удачи вам в вашем хобби !
С ув. ко все Сергей/US5QBR/
Комментарии
Отправить комментарий