B.APTEMEHKO, UT5UDJ, Украина, 01021, гКиев-21, а/я 16

                                                                  ВЫСОКОДИНАМИЧНЫЙ IF/AF- MOДEM ТРАНСИВЕРА С КВАРЦЕВЫМ ФИЛЬТРОМ

В статье изложено описание фраг­мента трансивера автора, охваты­вающего блоки, установленные после кварцевого фильтра (если рассматривать работу тракта в режиме приема), что со­ставляет примерно половину конструкции трансивера.

Поскольку эта часть трансивера отде­лена от его высокодинамичной входной части кварцевым фильтром достаточно высокого качества, требования к дина­мическим характеристикам рассматри­ваемого IF/AF-модема будут несколько ниже, чем для входной части. Тем не ме­нее, все узлы IF/AF-модема достаточно динамичные, тк кварцевый фильтр (да­лее КФ) не может быть идеальным, а зна­чит, очень мощные сигналы, стоящие по частоте недалеко от полосы пропускания КФ, все же могут частично проникать че­рез фильтр в тракт IF/AF-модема. Какую- либо компрессию эти "просачивающиеся" сигналы, скорее всего, вызвать в модеме не смогут, однако интермодуляцию в слу­чае классического построения схемы вполне могут вызвать. По этой причине и после КФ автором использованы доста­точно динамичные узлы. Это, конечно, имеет смысл только при условии, что и входная часть трансивера позволяет про­изводить безынтермодуляционную обра­ботку достаточно мощных входных (внеполосных) сигналов. В рассматриваемом модеме (как, соб­ственно, и во всем трансивере), при его достаточной простоте, использованы принципы 50-омной схемотехники.

В трансивере реализовано небольшое усиление по промежуточной частоте (уси­ление практически приходится на звуко­вую частоту). По этой причине трансивер работает очень чисто, "прозрачно", и при прослушивании эфира наблюдается сво­еобразный "эффект присутствия в эфире" (кто строил простые приемники пря­мого преобразования и работал с ними, тот знает о таком эффекте).

Автор считает, что при приеме CW или SSB излишнее усиление по промежуточ­ной частоте является, скорее всего, не­достатком (особенно если добиваться "прозрачного" звучания)

Параметры трансивера автора следу­ющие:

-     точка перехвата третьего порядка по входу трансивера в режиме RX -

-     чувствительность трансивера (режим CW или SSB) — P_N=0,1 мкВ/50 Ом, или -133 дБм (при "сигнал S=шум N"),

-     динамический диапазон по интермо­дуляции третьего порядка в режиме RX -

ПРИНЦИП РАБОТЫ И СХЕМА IF/AF-MOДEMA

IF/AF-модуль трансивера, по сути, представляет собой IF/AF-МОдулятор- ДЕМодулятор (сокращенно модем), по­скольку в режиме приема данный модуль превращает сигналы промежуточной ча­стоты IF в сигналы звуковой частоты AF, а в режиме передачи — наоборот, пре­вращает сигналы звуковой частоты AF в DSB-сигналы промежуточной частоты (две боковые полосы с сильно подавлен­ной несущей), те IF-DSB.

Рассматриваемый IF/AF-модем полно­стью реверсивный, те при переходе с режима приема в режим передачи и об­ратно в модеме осуществляется комму­тация как по низкой, так и по высокой ча­стоте исключительно переключением пи­тания соответствующих блоков (коммута­ция, выполненная с помощью обычных механических реле, отсутствует).

Принципиальная схема модема приве­дена на рис.1 ( рисунок составной и не состыкованный , но трудностей не представляет )

В режиме RX с разъема Х4 сигналы, поступающие с кварцевого фильтра трансивера (фильтра основной селек­ции), подаются уже соответственно на ре­версивный усилитель промежуточной ча­стоты (блок 6). В качестве усилителя ПЧ (IF) используется реверсивный усилитель с разными коэффициентами усиления сигналов в зависимости от направления прохода этих сигналов [1]. В частности, в режиме RX данный усилитель имеет Ки=Кр~+20 дБ при условии сквозного 50-омного согласования.

Необходимость применения усиления +20 дБ (50 0м/50 Ом) в режиме RX дик­туется получением предельно возмож­ной чувствительности IF/AF-модема (с разъема Х4 отчетливо должна прослу­шиваться немодулированная несущая с эффективным значением 50 нВ/50 Ом). Без применения такого малошумящего усилителя в режиме RX отчетливо про­слушивается сигнал только с уровнем 0,5 мкВ/50 Ом или несколько более.

Однако пассивный смеситель (блок 3) и высокочувствительный усилитель низ­кой частоты (блок 4) при отсутствии до­полнительного усилителя высокой час­тоты ( блока 6) не могут обеспечить требуемую высокую чувствительность хотя бы по причине того, что УНЧ имеет "пороговую" чувствительность несколь­ко единиц микровольт (под "пороговой" будем понимать чувствительность, изме­ренную при условии, что сигнал равен шуму, те S=N), а в самом смесителе име­ет место ощутимое затухание сигналов (можно принять, что оно составляет око­ло 10 дБ). В режиме RX напряжение пи­тания подается на вывод 7 блока 6, при этом активируется VT10, а сигналы, со­ответственно, проходят в направлении от разъема Х4 к смесителю (блок 3).

Смеситель (блок 3) выполнен по клас­сической схеме двойного балансного сме­сителя (ДБС). Поскольку этот смеситель пассивный, для него характерна ревер­сивность, как и для большинства пассив­ных устройств. С целью повышения ди­намических свойств смесителя использо­вано последовательное соединение дио­дов в каждом его плече.

Для улучшения подавления несущей применены дополнительные суммирую­щие трансформаторы L3 и L6 и введен дополнительный балансирующий резис­тор R20.

На гетеродинный порт смесителя L3 че­рез дополнительный широкополосный усилитель (блок 2) с Ки=Кр=+10 дБ (50 Ом /50 Ом) поступает напряжение с опорно­го кварцевого генератора (блок 1).

Еще раз отметим, что блоки 1 и 2 рабо­тают как в режиме RX, так и в режиме ТХ без каких-либо переключений и коммута­ций.

При работе смесителя под действием гетеродинного напряжения из частот, при­сутствующих на IF-порте смесителя L6, на AF-порте L5 образуется ряд частот, из которых наиболее мощные — это часто­ты преобразователя второго порядка

Из частот мы используем только раз­ностную частоту, которая и лежит в зву­ковом диапазоне

Для получения достаточной динамики пассивного диодного смесителя и с целью фильтрации ненужных частот использо­ван примитивный диплексор-фильтр низ­кой частоты R21, С19, Др1, С20, С21, С22 и С51.

После прохождения простейшего диплексора-фильтра НЧ, получаемые на вы­ходе смесителя звуковые частоты (AF) по­ступают далее на вход достаточно высо­кочувствительного (несколько микро­вольт) и с большим коэффициентом уси­ления по напряжению (примерно насколь­ко тысяч) УНЧ (блок 4). Именно в блоке УНЧ и реализуется основное усиление сигналов в режиме приема. В этом режиме на вывод питания 3 бло­ка 4 поступает напряжение питания +12 В.

Усиленные блоком 4 сигналы звуковой ча­стоты далее поступают на высокоомные головные телефоны, подключенные к разъему Х2. Отметим также, что сигналы низкой частоты, которые проходят через диплексор-фильтр НЧ, поступают также и на выход спич-процессора (блок 5). Однако при этом сигналы низкой часто­ты не шунтируются выходом спич-процес­сора, когда с вывода питания 5 блока 5 снято напряжение питания (режим при­ема). Подробнее об этом будет сказано ниже.

В режиме ТХ осуществляется обратное прохождение НЧ- и ВЧ-сигналов по срав­нению с режимом RX.

В режиме ТХ звуковые колебания по­ступают на микрофон (автор использовал динамический микрофон с высокой отда­чей по звуковому давлению МД-201).

С помощью микрофона звуковые коле­бания преобразуются в низкочастотные электрические колебания, и через регу­лятор громкости R27 далее поступают на вход микрофонного усилителя-ограничителя (блок 5), т.е. спич-процессора.

Заметим, что регулятор громкости R27 в основном предназначен для устранения "гулкости", образующейся вследствие чрезмерно большой чувствительности микрофона, однако в ряде случаев эле­мент R27 может и отсутствовать, что оп­ределяется исключительно опытным пу­тем.

Спич-процессор выполнен по схеме логарифмирующего усилителя. Микро­схема ОУ включена по схеме неинвертирующего усилителя. На выходе операци­онного усилителя присутствует усилен­ный и, в общем случае, ограниченный сиг­нал (при громких звуках, произносимых в микрофон). Каскады на VT7 и VT8, согла­сующие эмиттерные повторители, пред­назначены для регулировки уровня уже ограниченного (компрессированного) сиг­нала с целью недопущения перемодуля­ции смесителя, а также осуществления электронной коммутации " прием/переда­ча". С выхода спич-процессора модули­рующий НЧ-сигнал поступает на низкоча­стотный AF-порт смесителя через диплек- сер-фильтр НЧ.

Далее весь ряд частот, образующихся в СМ, поступает на реверсивный усили­тель ПЧ (IF), т.е. блок 6.

В режиме передачи ТХ подают питание на вывод питания 6 блока 6. При этом активируется транзистор VT9, и сигнал проходит в направлении от L6 к разъе­му Х4, получая при этом усиление около +14 дБ.

В режиме ТХ, как видно, реверсивный усилитель имеет меньшее усиление, чем в режиме RX, т к в режиме ТХ мы имеем дело с достаточно мощными сигналами, и нет необходимости получать слишком большое усиление. А в ряде случаев и усиление +14 дБ может быть уменьшено (об этом ниже).

(Продолжение следует)