|
QRSS
приемник прямого преобразования с
кварцевым фильтром
Внешний вид приемника
Внешний вид со снятой верхней крышкой
Монтаж приемника на макетной плате Данный приемник предназначен для приема QRSS сигналов в диапазоне 10.140.000 – 10.140.100 кГц. Относится к классу SDR устройств и работает совместно с персональным компьютером. Рабочая полоса пропускания приемника 1 кГц (10.139.500 – 10.140.500 кГц). Во входных цепях установлен простой кварцевый фильтр. Приемник обладает высокой чувствительностью и динамическим диапазоном. Стабильность частоты гетеродина достаточна для работы в режимах QRSS-3, QRSS-10 и QRSS-30. Приемник очень простой в сборке и настройке. Единственными дефицитными элементами являются кварцевые резонаторы на необходимую частоту. Приемник собран на 5 транзисторах, интегральные схемы не используются. Схема приведена на рис.1
(Рис.1) Описание: Входные сигналы из антенны поступают на узкополосный фильтр основной селекции, собранный на элементах L1-L3, С1,С2,С4 и кварцевых резонаторах Cr1-2. С выхода фильтра сигнал усиливается УВЧ на 2-х затворном транзисторе Т1. Далее усиленный сигнал подается на смеситель ключевого типа выполненный на полевом транзисторе Т2. Пассивный смеситель очень простой, однако хорошо зарекомендовал себя в работе. Слабо нагружает выход гетеродина, так как имеет для гетеродинного сигнала высокое входное сопротивление. На элементах R6,C9 собран простейший ФНЧ с частотой среза 20-25 кГц. Низкочастотный сигнал ПЧ усиливается предварительным усилителем на транзисторе VT1 и через развязывающий низкочастотный трансформатор подается на линейный вход звуковой платы ПК. Трансформатор – выходной от старого радиоприемника, но допустимо использовать подходящий трансформатор с низкоомной вторичной обмоткой. Применение развязывающего НЧ трансформатора имеет важное значение, так как благодаря ему значительно снижаются наводки от персонального компьютера, питающей сети переменного тока за счет гальванической развязки от ПК. Гетеродин собран по схеме емкостной трехточки на транзисторе VT3, частота стабилизирована кварцевым резонатором. Генератор работает на частоте около 10136 кГц при номинальной частоте кварцевого резонатора 10135 кГц. Точная установка номинальной частоты необязательна, а коррекция частоты настройки приемника производится программно. Выходной сигнал генератора снимается с нагрузочного резистора в коллекторной цепи VT3. На транзисторе VT2 собран усилитель гетеродиного сигнала для повышения его уровня, так как пассивный смеситель на полевом транзисторе T2 требует его повышенный уровень. ВЧ напряжение гетеродина подается на затвор транзистора Т2 составляет 1,2 – 1,5 В. Настройка: Контурные катушки L1-L3 настраиваются в резонанс на частоту 10140 кГц. Подстраивая сердечники катушек добиваются требуемой полосы пропускания фильтра, неравномерности в полосе прозрачности и формы скатов АЧХ фильтра. Все настройки производятся при работе SDR программы ПК. (удобно использовать программу WINRAD). Остальные элементы приемника в настройке не нуждаются. После сборки с помощью осциллографа полезно убедиться в работоспособности гетеродина и наличия необходимого уровня ВЧ напряжения гетеродина. На рис.2 скриншот программы Winrad с подключенным приемником на 30м. Оранжевым цветом выделяется полоса пропускания приемника, можно увидеть форму полосы пропускания кварцевого фильтра.
(Рис.2) Конструкция: При изготовлении приемника необходимо уделить повышенное внимание к экранировке нескольких узлов.
В кварцевом фильтре желательно применить резонаторы на номинальную частоту 10140 кГц. Кварцевые резонаторы на 10135 кГц использовались как наиболее доступные на момент сборки приемника. Вся конструкция приемника размещена на макетной плате. Специальная печатная плата не разрабатывалась. Монтаж производился на прямоугольном куске одностороннего стеклотекстолита с использованием метода монтажа «на пяточках». Для упрощения монтажа «пяточки» нарезались из одностороннего стеклотекстолита размерами 5х5 мм. Основная масса медной фольги служит общим проводом, а на «пяточки» напаивались элементы. Монтаж быстрый и качественный. По окончании сборки «пяточки» фиксировались к плате-основе эпоксидной смолой. Вся конструкция приемника помещается в металлический футляр подходящих размеров, в котором монтируются разъемы питания, НЧ выхода, антенный разъем, индикаторный светодиод. В плюсовой провод питания включен защитный диод в прямом направлении для защиты от ошибочной «переполюсовки» проводов питания. Приемник работоспособен при изменении питающего напряжения от 4,5 до 12 Вольт, напряжения питания необходимо стабилизировать. Питать приемник лучше от батарей. Ввиду не очень высокой стабильности частоты гетеродина приемника рекомендуется совместно с приемником использовать промышленный кварцевый генератор (в авторском варианте использован опорный генератор от радиостанции "Ангара-1) в качестве калибратора и периодически производить коррекцию частоты гетеродина (в программах это "LO"). При прогреве приемника в течении 60 - 120 минут стабильность частоты гетеродина приемника становится достаточной для практической работы в QRSS режимах. На рис.3 изображена схема кварцевого калибратора.
(Рис.3) Частота опорного кварцевого генератора не равна 10 МГц, а имеет реальное значение 10.000.314 Гц (измерено по эталонному сигналу радиостанции ГСВЧ 9996 кГц и 4996 кГц), установить ОГ на номинальную частоту 10 МГц не удалось. При отсутствии кварцевых резонаторов на частоту 10135 кГц, приемник можно собрать без кварцевого фильтра, а в гетеродине применить кварцевый резонатор на другую частоту от 10120 до 10160 кГц. Тогда получаем обычный приемник прямого преобразования - приставку для ПК. Схема на Рис.4 Без существенного изменения схемы можно заменить 2-х затворный транзистор T1 на однозатворный типа КП303И. При этом необходимо убрать элементы R1,R2 и C3. Все транзисторы КТ3102 заменимы на КТ342.
(Рис.4) Оценка стабильности частоты гетеродина: Какая стабильность частоты гетеродина у приемника? Был проведен эксперимент - после включения, приемник работал 90 минут и за это время проводились измерения частоты его гетеродина. Температура окружающей среды +26 градусов цельсия. Получившийся график после обработки результатов измерений представлен на рис. 5. При этом кварцевый резонатор не термостатировался и частота генератора сильно зависит от окружающей температруы. Условно внешние температурные условия были приняты за стабильные за время измерения параметров частоты гетеродина. Все измерения проводились относительно достаточно стабильного опорного генератора на частоту 10 МГц от радиостанции "Ангара-1". Из графика видно, что в первые 40 минут после включения отмечается значительный положительный дрейф частоты гетеродина с величиной около 15 Гц. Это время - "прогрева" элементов гетеродина. Начиная с 40-й до 90-й минуты частота значительно более стабильная и колеблется относительно средней точки на +/- 0,8 Гц. Очевидно, что применение в приемнике гетеродина с термостатированием кварцевого резонатора даст хорошую стабильность частоты при изменении температуры окружающей среды и повысит комфортность работы с ним.
(Рис.5 - стабильность частоты гетеродина) Дополнительные файлы: 1.
схемы в Rusplan 6,0
А. Анкудинов (ua3vvm) |
