Схемы УКВ конвертеров для диапазона 1296 МГц и для ДМВ


Принципиальная схемы самодельных УКВ конвертеров для диапазон 1296 МГц и для телевизионных частот ДМВ.

Конвертер для диапазона 1296 МГц

В последние годы на ИСЗ для любительской связи стали применять частоты выше 1000 МГц. Долгожданный спутник АО-40 (P3D) для многих стал недоступным именно по этой причине.

Для радиолюбителей, желающих осваивать любительскую связь через ИСЗ, следует приступить к освоению самых высокочастотных УКВ и СВЧ диапазонов.

На радиостанции RA3XB пока аппаратов на эти диапазоны нет, поэтому в этой статье я хочу привести в качестве примера принципиальные схемы конвертеров на диапазон 1296 МГц, которые были опубликованы в книге С. Жутяева «Любительская УКВ радиостанция», (Москва, «Радио и связь», 1981 год) и книге В. Горбатого «Любительские УКВ радиостанции на транзисторах», (Москва, «Энергия», 1978 год). Смотрите Л.1 и Л.2.

В некоторых действующих сегодня спутниках, изготовленных зарубежными фирмами, используется частота 1268 МГц. Чтобы задействовать на этой частоте описанные ниже конвертеры, следует подобрать кварц для задающего генератора. При этом остальные элементы схем могут оставаться неизменными.

Описание любительской УКВ радиостанции, в которой применен этот конвертер, приведено в Л.2. Конвертер предназначен для приема сигналов в диапазоне 1296... 1298 МГц совместно с приемником на диапазон 144...146 МГц.

Принципиальная схема

Принципиальная схема конвертера приведена на рис. 1.

Принципиальная схема конвертера на диапазон 1296 - 1298 МГц совместно с приемником на диапазон 144 - 146 МГц

Рис. 1. Принципиальная схема конвертера на диапазон 1296 - 1298 МГц совместно с приемником на диапазон 144 - 146 МГц.

Конвертер состоит из УВЧ на транзисторе VT1, смесителя на диоде VD1 и двух последних умножительных каскадов от гетеродина на VT2 и VТЗ. УВЧ сделан по схеме с общим эмиттером, на входе и на выходе усилителя применены П-контуры. Сигнал на смеситель поступает через петлю связи L4.

Гетеродин - шестикаскадный. Первые четыре каскада следует выполнить точно по схеме первых четырех каскадов от описанного выше конвертера на 435 МГц (рис.6.13), но при этом следует использовать кварц на частоту 8,0 МГц. В этом случае следующий за кварцевым генератором каскад будет работать в режиме утроения (8 х 3 = 24 МГц).

Сигнал частотой 192 МГц от четвертого каскада следует экранированным кабелем подать на вход транзистора VТЗ («Вход 1» на схеме). Далее каскад на транзисторе VТЗ умножает полученную частоту в три раза (576 МГц). Результат умножения выделяется на контуре C13L6C14.

Каскад на VТ2 работает удвоителем, на контуре C9L5C8 должна выделяться частота 1152 МГц. На смеситель сигнал от гетеродина подается через петлю связи L4, которая является общей и для L2 и для L5.

Детали

Индуктивности L1 и L2 выполнены из медной посеребренной проволоки диаметром 3,2 мм, имеют рабочую длину 20 мм. L5 изготовлена из той же проволоки, имеет рабочую длину 22 мм.

Петля связи L4 изготовлена из медной посеребренной проволоки диаметром 0,8 мм, длина подбирается при наладке. Катушка L6 выполнена в виде U-колена из медной проволоки диаметром 1,5 мм и имеет длину 50 мм.

Дроссели Др1 и Др2 имеют 4 витка медного провода диаметром 0,8 мм на оправке диаметром 3,5 мм. Дроссель ДрЗ содержит 7 витков того же провода, намотан на оправке диаметром 4,3 мм. Диод VD1 - детекторный сверхвысокочастотный Д-401 или иной аналогичный.

Подробнее смотрите в литературе Л.2.

Еще один конвертер на диапазон 1296 МГц

Описание любительской УКВ радиостанции, в которой применен следующий вариант конвертера 1296/144 МГц, приведен в Л.1. Конвертер предназначен для приема сигналов в диапазоне 1296 ... 1298 МГц совместно с приемником на диапазон 144 ... 146 МГц.

Принципиальная схема конвертера приведена на рис. 2.

Схема УКВ конвертера на диапазон 1296 МГц

Рис. 2. Схема УКВ конвертера на диапазон 1296 МГц.

На транзисторах VТ1 и VТ2 выполнен двухкаскадный усилитель высокой частоты (УВЧ), при этом усиленный сигнал диапазона 1296 МГц выделяется на контуре C8L3.

С этого контура сигнал поступает на смеситель, выполненный на сверхвысокочастотном смесительном диоде VD1 типа Д-401 или аналогичном.

С другой стороны на смесительный диод через конструктивную емкость поступает сигнал частотой 1152 МГц от гетеродина; выделенный на контуре C12L6.

Гетеродинная часть на данной схеме представлена утроителем частоты, выполненным на транзисторе VТЗ, на который поступает сигнал с частотой 384 МГц через фильтрующие контура C20L10 и C19L9C18.

Недостающую часть гетеродина можно полностью, без каких бы то ни было изменений, заимствовать из описания конвертера на 435 МГц, применив кварц на 8 МГц.

Данная схема приемной части конвертера взята из Л.1., где описывается оригинальная конструкция любительской УКВ радиостанции, выполненной своеобразным методом.

Чтобы повторить эту конструкцию в авторском виде следует найти и изучить описание радиостанции в Л.1. В этой статье я хочу только познакомить вас с вариантами двух примененных радиолюбителями схем. Текст книги С. Г. Жутяева «Любительская УКВ радиостанция» можно найти в Интернете.

Далее будут приведены три схемы УКВ конвертеров, которые первоначально создавались для работы в телевизионных диапазонах Дециметровых Волн (ДМВ).

Однако, если постараться выполнить конструкцию так, чтобы каркас обладал достаточной жесткостью и учесть все требования к конструированию УКВ гетеродинов, то можно получить конвертер, который будет удовлетворительно работать при приеме любительских радиостанций.

Простой конвертер для ДМВ

На рис. 3 приведена принципиальная схема простого в изготовлении и наладке конвертера для ДМВ. Конвертер предназначен для преобразований сигналов с частотой 300...600 МГц в сигналы ПЧ метрового телевизионного диапазона.

Принципиальная схема простого в изготовлении и наладке конвертера для ДМВ

Рис. 3. Принципиальная схема простого в изготовлении и наладке конвертера для ДМВ.

Транзистор VТ1 выполняет роль УВЧ. VТ2 является гетеродином, настройка которого на заданную частоту устанавливается длиной линии L8, емкостью конденсатора С10 и выходной емкостью VТ2.

Транзистор VТ1 и VТ2 задействованы по схеме с общей базой. Ток через VТ1 устанавливается подбором резистора R2, а транзистора VТ2 - резистором R5.

Конвертер выполнен в корпусе из белой жести размером 80x80x20, Корпус разделен перегородками высотой 20 мм на отдельные отсеки.

Линии LI, L4 и L6 выполнены из куска медной проволоки диаметром 3 мм. Длина каждой из этих линий равна 45 мм. Линия L8 выполнена из медной проволоки диаметром 1,5 мм и имеет длину 40 мм.

Линии LI, L3, L5 и L7 выполнены из медной проволоки диаметром 0,8 мм. Длина этих линий подбирается при настройке. Сначала следует произвольно выбрать и установить какую - то длину для каждой из этих линий (желательно минимальную), а затем, в процессе настройки, пытаться заменить на большую.

Высота петли линии L5 примерно 20...25 мм. Дроссели Дрі и Др2 должны иметь 13...15 витков провода диаметром 0,5 мм на оправке диаметром 3 мм. Расстояния между линиями также устанавливаются при настройке.

Катушка L9 имеет 4 витка провода 0,8 мм и намотана на каркасе диаметром 8 мм. Каркас L9 должен иметь подстроечный сердечник диаметром 4 мм. Катушка L10 имеет 3 витка, намотана поверх L9 у ее заземленного конца.

Расстояния между линиями также устанавливаются при настройке. Настройку следует начать с проверки работоспособности гетеродина. Весь порядок настройки смотрите в описании следующего конвертера.

Высокочувствительный конвертер ДМВ

На рис. 4 приведена схема малошумящего конвертера ДМВ. Схема этого конвертера была описана М. Зайцевым в журнале «Радио» №4 за 1987 год.

Конвертер предназначен для преобразования сигналов 21...39-го телевизионных каналов дециметровых волн (ДМВ) в колебания любого из двенадцати каналов метровых волн (МВ). Он обладает высокой чувствительностью, избирательностью и большим коэффициентом усиления.

Технические характеристики:

  • Расчетный коэффициент шума на частоте 600 МГц, дБ ....... 6,5;
  • Коэффициент усиления, дБ ............ 15;
  • Входное сопротивление, Ом ........... 75;
  • Напряжение питания, В .................. ±9;
  • Потребляемый ток, мА, не более .....15.

Приходящий от приемной антенны по коаксиальному кабелю с волновым сопротивлением 75 Ом сигнал поступает на входной контур L1C1 с добротностью, равной примерно 25 (полоса пропускания - около 25 МГц).

Схема малошумящего конвертера для ДМВ

Рис. 4. Схема малошумящего конвертера для ДМВ.

Выбор относительно высокого значения добротности обусловлен необходимостью увеличения чувствительности конвертера и повышения защищенности от помех, возникающих из-за перекрестных искажений при приеме мощных мешающих сигналов. Дальнейшее увеличение добротности за счет уменьшения коэффициентов включения антенны и усилителя высокой частоты (УВЧ) в контур L1C1 приводит к чрезмерной остроте настройки на канал конденсатором С1 и уменьшению КПД входной цепи.

УВЧ конвертера -каскодный, на транзисторах VТ1 и VТ2. Его нагрузкой служит контур L2C5. Через конденсатор С6 сигнал проходит на эмиттер транзистора VТЗ преобразователя частоты (смесителя).

Соответствующим подключением каскадов к линии L2 согласуются выходное (УВЧ) и входное (смесителя) сопротивления при выбранной добротности контура.

Напряжение гетеродина подается на базу транзистора VТЗ смесителя с части линии L3. Она образует с конденсатором С9 контур гетеродина, выполненного на транзисторе VТ4 по схеме емкостной трехточки.

Коэффициент включения транзистора в контур определяется соотношением емкости конденсатора СП и емкости эмиттерного перехода Сэ.

Изменением емкости диода VD1, подключенного к контуру через конденсаторы С8 и С12, можно плавно подстраивать гетеродин в пределах одного канала.

Для этого на диод подано закрывающее его напряжение, которое можно регулировать переменным резистором R10. Резистор R7 препятствует возникновению дроссельных автоколебаний.

Повышение чувствительности конвертера по сравнению с аналогичными устройствами достигнуто выбором оптимального режима работы транзистора VТ1 по коэффициенту шума и использованием стабилизированного двуполярного источника питающих напряжений.

Такое питание позволило соединить базы непосредственно с общим проводом и обойтись без делителей в их цепях и блокировочных конденсаторов по переменному току.

Это помогло избавиться от свойственных последним шумов высокочастотного мерцания емкости, уменьшить число деталей и, следовательно, обусловленные ими паразитные емкости и индуктивности.

Отсутствие блокировочного конденсатора в цепи базы транзистора VТ4 гетеродина позволило получить более высокую чистоту спектра генерируемых колебаний. Кроме того, использование двуполярного источника питания полностью решило задачу термостабилизации каскадов.

Шумы транзистора VT1 зависят как от режима по постоянному току, так и от согласования входа УВЧ. Измерения показали, что коэффициент шума каскада на биполярном транзисторе практически не зависит от напряжения коллектор-эмиттер и увеличивается лишь при малых его значениях (не менее 3 В).

Зависимость же его от коллекторного тока для большинства современных сверхвысокочастотных транзисторов имеет слабо выраженный минимум при значениях 1...5 мА.

Детали. В конвертере применены постоянные резисторы МЛТ (R1—R3—группы А, т.е. с нормированным напряжением шумов не более 1 мкВ/В). Переменный резистор R10 - любой, сопротивлением 47...100 кОм.

Подстроечные конденсаторы О, С5, С9 - КПК-МП, проходной С4 - КТП или любой подходящий по габаритам емкостью 180...4700 пФ, остальные, кроме С11, -- КМ, КД емкостью 100...620 пФ.

Следует учесть, что радиальный и осевой люфт роторов в подстроечных конденсаторах недопустим. Конденсатор СП (1 пФ) - отрезок 75-омного кабеля с фторопластовой изоляцией (погонная емкость 0,55...0,67 пФ/см) длиной около 20 мм (уточняют при налаживании, начиная с 35 мм). Дроссель L4 намотан внавал на бумажном каркасе диаметром 3 мм и содержит 100 витков провода ПЭВ-2 0,1 (длина намотки - 5 мм).

Вместо диода КД503А можно применить КД509А, КД510А или КД521, КД522 с любым буквенным индексом, вместо транзисторов КТ3128А - ГТ330Ж, КТ3127А, КТ371А, любые из серии КТ382, ГТ329, ГТ383, КТ372, а также КТ3120А, КТ3123А, КТ3101А (названы в порядке улучшения параметров конвертера).

При использовании транзисторов структуры п-р-п необходимо изменить полярность включения диода VD1 и источников питания.

Выводы элементов должны быть как можно короче, у разделительных и блокировочных конденсаторов их отпаивают совсем, предварительно очистив места пайки от краски.

Транзисторы жестко вставляют в предназначенные для них отверстия (при использовании других транзисторов эти отверстия могут вообще не понадобиться).

Для уменьшения влияния используемой отвертки на частоту настройки контуров выводы роторов подстроечных конденсаторов С1, С5, С9 припаивают к плате (общему проводу), лепестки-выводы статоров откусывают.

Линии L1 - L3 представляют собой отрезки неизолированного отполированного медного провода диаметром 1 мм и длиной 22 (L1, L3) мм. Один конец провода каждой линии припаивают к выводу статора подстроечного конденсатора, другой - к общему проводу, изогнув по радиусу 7 мм (L1, L3), или к выводу проходного конденсатора С4 (L2).

Отрезки располагают над платой на высоте 5 мм для 21-го - 35-го каналов и 3 мм для 36-го - 39-го каналов. Расстояния до мест припайки элементов (считая от концов, соединенных с общим проводом непосредственно или через конденсатор С4) у L1 - 4,3 и 5,5 мм, у L2 - 3,5 и 12 мм, у L3 - 4 мм.

Для экранирования каскадов конвертера к плате припаивают стенки и перегородки высотой 12 мм из меди или латуни толщиной 0,3...0,5 мм с вырезами и отверстиями под выводы элементов. Выходную цепь преобразователя экранировать необязательно.

После налаживания монтаж закрывают сверху крышкой из того же материала с отверстиями для доступа к роторам конденсаторов СІ, С5, С9. С целью повышения механической прочности антенный и выходной кабели закрепляют на плате проволочными скобами.

Налаживание конвертера начинают с проверки потребляемого тока, который должен быть равен примерно 10 мА. Для питания на этом этапе желательно использовать гальванические элементы, что позволит избежать возможного влияния пульсаций и наводок от стабилизатора.

Затем убеждаются в работе гетеродина, для чего подсоединяют выход конвертера к входу телевизора, включенного на свободный канал. При исправной работе гетеродина подача питания на конвертер приводит к увеличению звуковых шумов, а вращение ротора конденсатора С9 - к изменению их интенсивности и вспышкам на экране телевизора.

Если этого не происходит, в качестве конденсатора СИ включают отрезок коаксиального кабеля длиной 35 мм. Нужного результата добиваются, понемногу укорачивая его острым ножом (если диаметр кабеля менее 3 мм, необходимо следить за тем, чтобы после подрезки оплетка не оказалась соединенной с центральным проводником).

В случае неудачи описанную процедуру повторяют при увеличенном эмиттерном токе транзистора VТ4, для чего уменьшают сопротивление резистора R6 до 1,5 кОм.

Добившись устойчивой работы гетеродина, настраивают его на нужную частоту. Для этого антенный кабель подключают к левой (по схеме) обкладке С6, предварительно отпаяв его от линии L2. Вращая ротор С9, добиваются появления хотя бы слабого изображения на экране телевизора при приеме в выбранном канале МВ.

Восстановив соединение С6 с линией L2, подключают антенный кабель через конденсатор емкостью 10...30 пФ к эмиттеру VТ2 и, вращая ротор С5, настраивают контур УРЧ по наилучшему изображению на экране.

Если резонансные явления отсутствуют, т.е. положение ротора конденсатора С5 не влияет на качество изображения, то корректируют индуктивность линии L2, изменив высоту ее расположения над платой. Затем подают сигнал на вход конвертера и таким же образом настраивают контур L1C1.

Далее вместо R2 включают последовательно соединенные постоянный резистор сопротивлением 820 Ом и переменный сопротивлением 10 кОм.

Изменяя последним эмиттерный ток транзистора VТ1 и подстраивая входной контур, добиваются максимальной чувствительности конвертера по наиболее высокому качеству изображения. Измерив полное сопротивление резисторов в цепи эмиттера, заменяют их одним резистором с наиболее близким номиналом.

На распространение ДМВ весьма ощутимо влияют метеорологические условия. Поэтому в местности, расположенной в зоне неуверенного приема, режим транзистора VТ1 по наилучшей чувствительности желательно подбирать при установившейся погоде за несколько часов до или после захода солнца.

Тяпичев Г. А. РК-05-08.


1 57 Приставки к радиоприемникам
СВЧ ДМВ конвертер УКВ
Написать комментарий:

cashback