Каталог статей

Главная » Все схемы » Радиосвязь » Трансиверы и радиостанции

Выбранная схема!!!


4010
Схемотехника - УКВ аппаратура_приборы для настройки УКВ аппаратуры_(окончание)

АЗБУКА УКВ-АППАРАТУРЫ

Статья 10. Приборы для настройки УКВ-аппаратов

(окончание)

Определение чувствительности приемника.

   Применение описанных выше вспомогательных источников сигнала позволяет достаточно объективно оценить чувствительность приемни­ка. Но если вас интересует абсолютная оценка качества приемника, выраженная в цифровых величинах, тогда следует серьезно заняться изучением методов измерения чувствительности. Как уже указывалось, наиболее универсальным параметром, позволяющим характеризовать чувствительность приемника, является коэффи­циент шума. Для измерения коэффициента шума нужен калиброванный источник шумового сиг­нала. В качестве такого источника нашел широ­кое применение ламповый диод, работающий в режиме насыщения анодного тока.

   Промышленностью выпускается диод типа 2Д2С, пригодный для шумовых измерений в диапазоне до нескольких сотен мегагерц. Основ­ное достоинство подобного источника заключа­ется в том, что имеется однозначная зависи­мость между интенсивностью генерируемого шума и анодным током диода. Эта зависимость описывается простым выражением:

N = 20,5I0RkT0, Где N - мощность шума на еди­ницу полосы пропускания, Вт/Гц; I0 - анодный ток, A; R-сопротивление нагрузки, Ом; к- постоянная Больцмана; Т0 - температура окру­жающей среды (произведение кТ0 равно мощ­ности тепловых шумов активного сопротивле­ния, нагретого до температуры Т0); I кТ0 = 4*10-21 Вт/Гц; 20,5 - коэффици­ент, имеющий размерность 1/В.

   Из формулы видно, что миллиампер­метр генератора шума, измеряющий анодный ток шумового диода, может быть отградуирован непосредственно в единицах кТ0

Достаточно подробно методика измерения шумовой характеристики УКВ приемника (или УВЧ конвертера) описана в [1].

На рис. 10.12 изображена принципиальная схема измерительного устройства, называемого генератором шума и предназначенного для измерения коэффициента шума (чувствитель­ности) приемника.

   Собственно генератор шума изображен в верхней части схемы. С верхней (по схеме) обмотки трансформатора Тр1 снимается напря­жение 2,5 В переменного тока с частотой 50 Гц и через переменный резистор R1 и дроссели L1 и L2 подается на разогрев катода диода VD1.

   Для создания условия прохождения через VD1 анодного тока служит выпрямитель высокого напряжения, выпрямляющий переменное напря­жение (~130В), полученное со средней обмот­ки Tpl. На катод VD1 это выпрямленное напря­жение подается в отрицательной полярности для того, чтобы анод диода VD1, подключенный к заземленному входу приемника, находился под положительным потенциалом. При этом условии через диод пойдет анодный ток, измеряемый миллиамперметром ИП1.

   Чувствительность приемника измеряется с помощью шумового генератора следующим образом. Генератор подключают ко входу прием­ника и с помощью ручной регулировки усиления резистором R1 устанавливают некоторый уро­вень шума на выходе УНЧ. Приемник должен работать в режиме приема телеграфных или SSB сигналов при отключенной АРУ. Если в нем есть регулировка полосы пропускания, то ее надо поставить в положение максимальной ширины полосы. Индикатором выхода может служить тестер или любой другой прибор для измерения переменного напряжения, подключенный к выходу НЧ приемника. Если в приемнике нет режима приема телеграфных сигналов, то вольтметр надо подключить к выходу УПЧ.

   После того как на индикаторе выхода установ­лен некоторый уровень шума, включают питание шумового диода и подбирают такой анодный ток, при котором произойдет удвоение мощности выходного сигнала (показания вольтметра должны увеличиться в 1,41 раза). Это будет означать, что неизвестная мощность шумов, приведенная ко входу приемника, сравнивается с известной мощностью шумового генератора. При этом полезно помнить, что мощность шумов, приведенная ко входу, в данном случае скла­дывается из собственных шумов приемника и тепловых шумов, которые генерируют активное сопротивление, входящее в состав диодного генератора. Таким образом, даже в идеальном приемнике, в котором собственные шумы вообще отсутствуют, мощность шумов, при­веденная к входу, в данном случае равна 1 кТо. Если же надо оценить собственные шумы прием­ника, то из полученной в результате измерений цифры надо отнять единицу. Например, у прием­ника, имеющего коэффициент шума 1,8, соб­ственная мощность шумов составляет 0,8 кТо.

   Описанную ранее методику измерений можно несколько усовершенствовать. Дело в том, что на практике неудобно отслеживать по стрелоч­ному прибору увеличение напряжения в 1,41 раза. При этом или каждый раз надо рассчи­тывать значение, которое надо получить при включении генератора, или каждый раз устанав­ливать начальное напряжение на заранее нане­сенную на шкале риску. Значительно удобнее ввести в измерительную цепь делитель, подклю­чаемый одновременно с подачей анодного напряжения на шумовой диод. Делитель надо настроить так чтобы при его подключении напряжение, поступающее на индикатор выхода, уменьшалось в 1,41 раза. При включении генератора это уменьшение компенсируется соответствующим увеличением шума приемника.

Схема делителя, состоящая из двух каскадов эмиттерных повторителей на VT1 и VT2, показана в нижней части рис. 10.12.

Полная схема измерителя шума состоит из шумового генератора (VD1), измерительной схемы (VT1 и VT2) и блока питания на Tpl.

Прибор работает следующим образом. В на­чальный момент. Когда кнопка S1 отжата, кон­такт Р1.1 разомкнут и питание на VD1 не посту­пает. Шумовой сигнал с выхода приемника поступает на гнездо «Вход сигнала НЧ» и далее через эмиттерные повторители на VT1, VT2 и выпрямитель, на стрелочный индикатор ИП2. При нажатой кнопке S1 включается реле Р1 и на диод VD1 поступает анодное напряжение 120... 150 В. Ток диода можно регулировать пере­менным резистором R1. Одновременно с этим контакт Р1.2 подключает нижнее плечо делителя напряжения, который обеспечивает ослабление шумового сигнала на 3 дБ.

Настройка прибора сводится к регулировке делителя с помощью R10. Для этого на гнездо «Вход сигнала НЧ» надо подать синусоидальный сигнал и по вольтметру, подключенному к точке а, добиться того чтобы при нажатии кнопки выходное напряжение уменьшалось в 1,41 раза.

Конструкция измерителя не имеет особен­ностей. Важно только обеспечить минимальную длину выводов резистора R2 и конденсаторов СЗ и С4. При этом для предотвращения внешних наводок желательно снабдить диод VD1 отдельным экраном.

Дроссели L1 и L2 содержат по 20 витков провода ПЭВ2-0,64. Диаметр каркаса 4 - 5 мм. Прибор ИП1 - любой миллиамперметр со шкалой 5...10 мА, ИП2 - микроамперметр со шкалой 50...200 мкА. Реле Р1 типа РЭС-9. Вместо диодов VD2, VD3 можно применить газоразрядный ста­билитрон СГ1П.

Выпрямительные мосты ВП1...ВПЗ выбирать по величине выпрямляемого напряжения.

Процедура измерения коэффициента шума данным прибором очень проста. Нажимая и отжимая кнопку S1, надо с помощью R1 добиться неизменных показаний стрелочного индикатора ИП2. Коэффициент шума отсчитывается по миллиамперметру ИП1. С помощью прибора можно легко найти оптимальное положение элементов настройки входной цепи приемника. Для этого надо нажимать кнопку S1 с перио­дичностью 0,5...1 с и, подстраивая входную цепь, следить по индикатору ИП2 за изменением коэффициента шума.

Прибор пригоден для абсолютных измерений коэффициента шума в KB диапазонах, а также в диапазонах 144 и 432 МГц. В диапазоне 1296 МГц шумовой генератор дает большую погрешность и годится только для относи­тельных измерений.

Другие приборы и устройства.

Эквивалент нагрузки.

Эквивалент нагрузки необходим при настройке усилителей мощности. Для настройки мощных выходных усилителей и одновременного изме­рения выходной мощности оконечного каскада к эквиваленту нагрузки добавляется простейшая схема с измерительным прибором.

Основных требований к эквиваленту нагрузки два:

1.Эквивалент нагрузки должен иметь величину входного сопротивления, равную величине сопротивления фидеру антенны, которая применяться с данным усилителем мощности. 2. Эквивалент нагрузки должен выдерживать подводимые к нему мощности в соответствии с расчетной мощностью выходного каскада усилителя мощности.

Эквивалент нагрузки подключается к выходу усилителя мощности во избежание выхода из строя транзистора выходного каскада, так как выход передающего тракта всегда должен быть подключен к нагрузке, соответствующей волно­вому сопротивлению фидера.

Эквивалент нагрузки можно изготовить само­стоятельно, соединив параллельно несколько двухваттных резисторов типа МЯТ. Для настрой­ки усилителей с выходной мощностью до 5 Вт это могут быть, например, четыре резистора по 300 Ом, если предполагается использовать фи­дер с волновым сопротивлением 75 Ом, или шесть резисторов по 300 Ом, если сопротивле­ние фидера 50 Ом. Схема эквивалента нагрузки показана на рис. 10.13

   

  Эквивалент нагрузки снабжен диодным детек­тором, позволяющим контролировать выходную мощность передатчика.

Нагрузочные резисторы и детектор помеща­ются в небольшую металлическую коробочку, с высокочастотным разъемом. Резисторы R1...R4 располагаются в виде звезды относительно

разъема и должны иметь минимальную длину выводов. Если детектор снабдить стрелочным индикатором, то мы получим автономный прибор - простейший измеритель мощности. При этом желательно ввести переключатель, изме­няющий сопротивление резистора R5, а следо­вательно, и предел измерения мощности.

Приставка к KB приемнику.

   Для точной настройки колебательных конту­ров многокаскадного УКВ гетеродина существует несколько методов. Ранее уже были рассмотре­ны такие приборы, как ГИР и измерительная линия, с помощью которых можно достаточно легко настроить контуры в каскадах гетеродина.

   Если размеры катушек контура выдержаны достаточно точно, а подстроечные конденсаторы находятся примерно в среднем положении, опасность настройки фильтра на неправильную гармонику невелика. Однако если изменены раз­меры катушек или частота кварцевого генера­тора, полезно тем или иным способом проверить правильность настройки.

Один из способов настройки контуров гетеро­дина описан в [1]. Этот способ предполагает использовать для настройки контуров коротко­волновый связной радиоприемник.

   Если приемник может работать в нужном диа­пазоне частот, то к его входу надо подключить отрезок провода, другой конец которого под­нести к настраиваемому контуру. При вращении подстроечного конденсатора этого контура максимум громкости сигнала должен совпадать с настройкой контура на нужную частоту. Возмож­ности такого метода ограничены тем, что боль­шинство связных приемников работают на частотах не более 25 МГц. Расширить диапазон принимаемых радиоприемником частот можно с помощью простейшей приставки, схема которой показана на рис. 10.14.

   Приставка практически является конвертером с исключительно большой полосой пропускания по входу. Она представляет собой кварцевый автогенератор, выполненный на транзисторе КТ368, который так же выполняет и функции смесителя, работающего на гармониках частоты кварцевого автогенератора.

   При проведении измерений по настройке кон­туров гетеродина выход приставки с помощью отрезка кабеля подключается к входу коротко­волнового приемника, а вход коротким отрезком монтажного провода надо связать с контуром настраиваемого умножителя. Для этого доста­точно изолированный конец монтажного прово­да поднести а «горячему» выводу контура. Или к входу приставки подключить кусок тонкого коаксиального кабеля, а на втором конце этого кабеля сделать небольшую короткозамкнутую петлю и расположить ее в непосредственной близости от настраиваемого контура.

   В силу того, что в приставке отсутствуют селек­тивные цепи, прием происходит одновременно на многих гармониках автогенератора. В много­образии сигналов помогает разобраться то, что заранее известны частоты кварцевого генерато­ра гетеродина и кварцевого генератора приставки.

В приставке можно применить любой кварце­вый резонатор с частотой от 8 до 15 МГц.

   В качестве примера рассмотрим процесс настройки контура на частоту 61,5 МГц. Пусть в приставке использован кварцевый резонатор на частоту 9620 кГц, а проверка кварцевого генера­тора настраиваемого гетеродина показала, что его частота составляет 20504 кГц. В этом случае сигнал на выходе утроителя будет иметь частоту 61 512 кГц. Такой сигнал можно прослушивать, используя четвертую или пятую гармонику гетеродина приставки. В первом случае сигнал следует искать на частоте 61512— 9620x4 = 23032 кГц. Во втором случае, который подходит для приемников, имеющих более узкий рабочий диапазон, сигнал надо искать на час­тоте 61512—9620x5=13412 кГц. Таким образом можно контролировать правильность настройки умножителей до частот 400—500 МГц.

   Очень удобно в приставке использовать кварц на 10 МГц. Чтобы понять преимущество такого варианта рассмотрим конкретный пример. У меня имеется древний связной радиоприемник Р-250М, который позволяет прослушивать KB диапазоны с частотами от 1,5 до 25,5 МГц. Если на вход этого приемника подключить описывае­мую приставку с кварцем 10 МГц, то первая гар­моника этого кварца позволит мне прослушивать дополнительно частоты от (1,5+10)=11,5 до (25,5+10)= 35,5 МГц. Вторая гармоника кварца позволит мне прослушивать на прием-ник Р250М частоты от (1,5 + 10x2)= 31,5 до (25,5 + 10х2)=45,5 МГц и так далее. Десятая гармоника кварца позволит мне прослушивать частоты от (1,5 + 10хЮ)=101,5 до (25,5 + 10x10)= 125,5 МГц. Считается, что эффективными могут быть до тридцатой гармоники и более.

В принципе, диапазон частот приставки можно еще более расширить, если применить более высокочастотный транзистор и уменьшить емкость конденсаторов С2, С4.

Стенд для регулировки электронной настройки.

   Электронная перестройка контура генератора в широких пределах может достаточно просто осуществляться при помощи диодов типа Д220, Д223 и других. Если задаться целью освоить использование в системе электронной настройки простых выпрямительных диодов вместо варикапов, то следует сделать простейший стенд, схема которого показана на рис. 10.15.

    

 В качестве измерительного прибора ИП1 мною используется цифровой мультиметр DT9502, переключенный на измерение емкости. В ка­честве ИП2 используется стрелочный вольтметр постоянного напряжения. С1 подключается последовательно с измеряемой емкостью с целью уменьшить диапазон емкостей измеря­емых диодов. Считаю, что с этим конденсатором проводимая на стенде работа становится более наглядной. Величину емкости С1 можно увели­чивать до 510 пФ.

Остальные элементы, по моему мнению, в пояснениях не нуждаются.

Работа проводится следующим образом. На стенд подключаются исследуемые диоды и подается напряжение питания порядка 5...10 В. Резистором R3 величину подаваемого на диоды напряжения можно регулировать в широких пределах. Движок R2 устанавливается в нижнее по схеме положение, при этом на диоды напря­жение не подается. Берем листок бумаги и записываем показание ИП1 при напряжении на диодах 0. Затем движком резистора устанавли­ваем на исследуемых диодах напряжение 0,1 В. Величину напряжения контролируем вольтмет­ром ИП2. Записываем величину емкости, соответствующую данному напряжению.

Затем устанавливаем попеременно на диодах напряжения 0,2, 0,3, 0,4 В и т.д. и для каждого из этих напряжений записываем соответству­ющую величину емкости.

После этого сделанные записи можно оформить в виде графика.

Точно таким же образом на этом испыта­тельном министенде можно проверить работу варикапов или каких то других диодов.

Тяпичев Г. А

Литература.

1. С. Жутяев «Любительская УКВ радиостанция»,

     Москва, «Радио и связь», 1981 год.


Категория: Трансиверы и радиостанции | Добавил: Vovka (10.01.2012)
Просмотров: 13067 | Теги: аппаратура_приборы, аппаратуры_(окончание), УКВ, азбука, схемотехники, для, настройки | Рейтинг: 0.0/0


Всего комментариев: 0

Все ссылки на книги и журналы, представлены на этом сайте, исключительно для ознакомления, авторские права на эти публикации принадлежат авторам книг и издательствам журналов! Подробно тут!
Жалоба

Пожалуйста оставьте свои комментарии !!!!

Имя *:
Email:
Код *:


ElectroTOP - Рейтинг сайтов
Copyright Zloy Soft (Company) © 2008 - 2016