Г.Тяпичев «Как построить УКВ радиостанцию». Глава 8.

Глава 8. Смесители частот для передатчиков. 1

Смеситель на двухзатворном транзисторе. 7

Глава 8. Смесители частот для передатчиков

Все основные вопросы создания смесителей высоких частот были рассмотрены в четвертой главе этой книги. В этой главе рассмотрим только несколько практических схем передающих устройств, содержащих в своем составе смесители высоких частот.

Диапазон 145 МГц

Схема с двухтактным смесителем

На рис. 8.1 показана принципиальная электрическая схема гетеродина УКВ радиостанции с плавным изменением частоты. Плавная перестройка по частоте в пределах заданного диапазона здесь решается путем сложения высокой частоты, полученной от кварцевого генератора, с частотой генератора плавного диапазона, излучающего колебания с более низкой частотой. Дело в том, что создать стабильный генератор с плавной перестройкой частоты в сравнительно большом диапазоне можно только на сравнительно низких частотах (3…15 МГц).

Поэтому, например, чтобы получить генератор на диапазон 145 МГц с плавным перекрытием диапазона в пределах 2 МГц (144…146 МГц) можно создать стабилизированный кварцем генератор на частоту 130 МГц, к которому затем прибавлять частоту плавного генератора, который должен работать в диапазоне 14…16 МГц. Схема такого аппарата показана на рис. 8.1.

Рис. 8.1. Схема гетеродина со смесителем

Будем считать, что по данной схеме мы должны создать УКВ передатчик с плавным перекрытием диапазона частот 144…146 МГц.

Выбираем кварцевый резонатор Z1 на частоту 15 МГц. Генератор на транзисторе VT1 работает на собственной частоте кварца. Каскад на VT2 работает как удвоитель, контур L2С4 должен быть настроен на частоту 30 МГц.

Двухтактный каскад на VT3 и VT4 является удвоителем, контур L3С8С9 должен быть настроен на частоту 60 МГц. С этого контура через две обмотки катушки L4 сигналы в противофазе поступают на базы транзисторов VT5 и VT6. Сюда же, на базы этих транзисторов, через конденсаторы С11 и С12 поступает сигнал от генератора с плавной перестройкой диапазона (ГПД), который может перестраиваться в пределах от 12 до 13 МГц. Этот генератор на схеме не показан, сигнал от него поступает на Вход 1. Контур L5С14С15 должен быть настроен на частоту 72,5 МГц, т.е. на середину перестраиваемого диапазона.

Обычно сигнал на выходе двухтактного смесителя бывает достаточно сильным, так что прямо с катушки L5 через две обмотки катушки L6 сигналы (в диапазоне 72…73 МГц) в противофазе поступают на базы транзисторов VT7 и VT8, которые работают совместно как двухтактный удвоитель частоты. Контур L7С16С17 должен быть настроен на частоту 143 МГц.

С катушки связи L8 сигнал берется для последующего усиления.

Если сигнал на выходе получается слабым, можно увеличить усиления каскадов двухтактного удвоения путем уменьшения величин сопротивления резисторов R4 и R7. При этом следует контролировать температуру нагрева транзисторов в этих каскадах. При малых сопротивления этих резисторов (меньше 75 Ом) транзисторы выходят из строя.

Эту схему можно использовать с другим кварцем, выбрать другой диапазон перестройки ГПД, при этом схема будет нормально работать до часто порядка 180 МГц. На самых высоких частотах желательно применить более высокочастотные транзисторы в последних двух каскадах.

Настройку описанного выше устройства следует начать с проверки работоспособности кварцевого резонатора и настройки контура L1С4 на частоту нужной гармоники. Проверить работоспособность кварца очень просто. Для этого можно через резистор 10 кОм подключить вольтметр переменного тока к выводу эмиттера VT1 и, закорачивая между собой выводы кварца, наблюдать при этом исчезновение ВЧ напряжения. Настроить контур L1С4 на нужную частоту можно с помощью гетеродинного измерителя резонанса (ГИР), описание и схему которого найдете в главе 10. Необходимое количество витков и другие параметры контурной катушки можно рассчитать с помощью программы INDUKTIW. Подстройку контура конденсатором С4 нужно выполнять по максимуму показания прибора ГИР, находящегося в режиме волномера и предварительно настроенного на нужную частоту. Или по показаниям вольтметра переменного напряжения с подключенным на вход этого вольтметра высокочастотным пробником (см. главу 10). Коллекторный ток VT1 должен быть порядка 5…8 мА, устанавливается резистором R3.

Контур L3С8С9 (и все последующие контура) настраивается аналогично контуру L1С4. Ток (суммарный) через два транзистора, соединенных по двухтактной схеме, может быть в пределах 10…20 мА и зависит от величины сопротивления резистора в цепи эмиттеров.

Схема со смесителем на транзисторе

Очень часто радиолюбители в своих конструкциях, в целях упрощения схемы, идут на уменьшение количества деталей и каскадов, что не всегда дает хорошие результаты. Получается простота за счет качества сигнала и удобства настройки. С другой стороны, когда аппарат работает в режиме малых токов, бывает меньше помех и это улучшает качество сигнала.

На рис. 8.2 приведена электрическая принципиальная схема передающей части одной их УКВ радиостанций на диапазон 145 МГц. Схема включает в себя гетеродин, смеситель и один из каскадов передающей части станции.

Рис. 8.2. Схема со смесителем на транзисторе

Аналогию приведенной схеме можно найти в [1]. На рис. 8.2 гетеродин выполнен на транзисторах VT1…VT4, смеситель – на транзисторе VT5 и первый каскад усиления сигнала передачи выполнен на транзисторе VT6. Далее сигнал должен подаваться на последующие каскады усиления и усилитель мощности.

Гетеродин построен по традиционной схеме, состоящей из кварцевого автогенератора, выполненного на кварцевом резонаторе 6,8 МГц, и цепочки умножителей. Для снижения уровня помех на паразитных частотах в выходном сигнале гетеродина применен способ возбуждения кварцевого резонатора на третьей механической гармонике. Задающий генератор собран по емкостной трехточечной схеме с кварцевым резонатором в цепи обратной связи.

Схемы с кварцевым резонатором в цепи обратной связи хорошо работают на высоких гармониках основной частоты, но требуют нейтрализации паразитной емкости.

При приближении к частоте последовательного резонанса эквивалентное сопротивление кварцевого резонатора резко уменьшается. Это приводит к замыканию цепи обратной связи, и мы получаем схему обычного LC-генератора.

В коллекторной цепи генераторного каскада располагается контур L1С3С2, настроенный на частоту третьей гармоники. Катушка L1 этого контура настраивается цилиндрическим ферритовым сердечником. Следует иметь в виду, что в состав этого контура также входит выходная емкость транзистора VT1.

Необходимость применения настроенного на соответствующую гармонику контура в автогенераторе вызвана тем, что с ростом номера механической гармоники эквивалентное последовательное сопротивление возрастает и условия самовозбуждения ухудшаются. При отсутствии контура самовозбуждения всегда происходило бы на наиболее выгодной с энергетической точки зрения основной резонансной частоте кварца. Настройкой контура удается создать наилучшие условия для самовозбуждения на необходимой нам гармонике. Стабильность работы генератора определяется добротностью резонатора на соответствующей механической гармонике. Чем выше добротность, тем меньше эквивалентное сопротивление на частоте последовательного резонанса. При расстройке контура относительно резонансной частоты кварцевого резонатора эквивалентное сопротивление последнего быстро увеличивается, однако полному разрыву цепи обратной связи мешает наличие паразитной емкости кварцедержателя, собственно кварцевой пластины, а также емкость между базовым выводом транзистора и землей. Они образуют емкостный делитель, благодаря которому могут выполняться условия самовозбуждения на частотах, отличных от резонансной частоты кварцевого резонатора. Этот фактор необходимо учитывать, если надо возбудить малоактивный резонатор или получить генерацию на более высокой механической гармонике (5, 7 и т.д.).

Иногда для нейтрализации шунтирующего действия паразитной емкости параллельно кварцевому резонатору подключают дополнительную катушку индуктивности с таким расчетом, чтобы на частоте нужной гармоники эта индуктивность и паразитная емкость образовали параллельный резонансный контур. Этот вариант был описан в главе 5 настоящей книги.

С кварцевого генератора сигнал с частотой 20,5 МГц поступает на первый умножитель – утроитель частоты, выполненный на транзисторе VТ2. Умножитель собран по схеме с общим эмиттером. Цепь создания автоматической подачи смещения выполнена на элементах схемы С4, С5 и R5. Она обеспечивает необходимый угол отсечки коллекторного тока и стабилизирует режим работы каскада на VT2. Нагрузкой первого умножителя служит полосовой фильтр, состоящий из контура L2C8 и контура L3C9. Применение полосового фильтра, а также малый коэффициент включения контура L2C8 в коллекторную цепь умножителя на VT2 обеспечивают высокую степень подавления первой гармоники основной частоты входного сигнала.

С выхода полосового фильтра сигнал через С10 поступает на последний умножитель, который работает в режиме удвоения частоты. Умножитель собран на транзисторе VТ3 по схеме с общим эмиттером и не имеет каких-либо особенностей. В качестве нагрузки удвоителя работает контур L4C13.

Далее сигнал усиливается каскадом на транзисторе VТ4 до амплитуды, необходимой для нормальной работы смесителей приемного и передающего трактов. Выходная частота гетеродина 123 МГц. На эту частоту настроен контур L5С16С17, расположенный параллельно в коллекторной цепи усилителя ВЧ на транзисторе VT4.

Далее сигнал гетеродина с контура L5С16 через конденсатор С19 подается на базу транзистора VТ5. Сюда же, на базу транзистора VT4, поступает сигнал с частотой 21 МГц, который был сформирован во внешнем возбудителе. Это может быть либо телеграфный, либо АМ или SSB сигнал. Внешний сигнал подается на Вход и поступает на смеситель через контур L5C16C17 и переходный конденсатор C19. Нагрузкой смесителя служит полосовой фильтр, состоящий из контура L7C20 и контура L8C21, настроенный на частоту 144 МГц.

Далее полученный в результате преобразования сигнал для передачи должен усиливаться до величины напряжения, достаточного для нормальной работы усилителя мощности.

Первый каскад такого усилителя находится в предлагаемой вам схеме. Каскад выполнен на транзисторе VT6 и является апериодическим усилителем, сигнал с которого через конденсатор С25 может подаваться для последующего усиления. Этот каскад работает в режиме класса А, чтобы без искажений усиливать SSB и АМ сигналы.

При подборе деталей для этой и подобных схем полезно учесть, что номиналы большинства конденсаторов некритичны. Это прежде всего относится к блокировочным конденсаторам, стоящим в цепях питания. Как указывалось, эти конденсаторы работают на частотах выше частоты собственного резонанса, где определяющую роль играет не емкость конденсатора, а его паразитная индуктивность. Поэтому емкость этих конденсаторов можно менять в пределах от 500 до нескольких тысяч пикофарад. Некритичны также емкости разделительных конденсаторов, осуществляющих связь транзисторов с резонансными контурами. Их значение можно без ущерба изменять по крайней мере в пределах от -50 до + 100%.

Катушки L2 и L3 бескаркасные, намотаны на оправке диаметром 9 мм посеребренным проводом диаметром 0,8 мм. Катушки L2 и L3 имеют по восемь витков при длине намотки 14 мм. Катушка L2 имеет отвод от 1,25 витка, а катушка L3 от 3,75 витка, если считать от заземленного конца. Катушки L1 и L5 намотаны на каркасы диаметром 5 мм проводом ПЭВ-2 0,15, число витков 18. Для подстройки применены сердечники из карбонильного железа с резьбой М4.

В этом аппарате применены конденсаторы типов КМ и КТ, резисторы МТ и МЛТ.

Настройка гетеродина и смесителя 145 МГц

Основные положения приведенной ниже настройки можно применить к любой схеме УКВ многокаскадного гетеродина.

На первом этапе настройки любой конструкции рекомендуется тщательно проверить правильности монтажа.

Настройку следует начинать с кварцевого автогенератора. Прежде всего надо соединить базу транзистора VТ1 с корпусом при помощи конденсатора емкостью 1000—5000 пФ. При этом кварцевый автогенератор превратится в обычный LC-генератор, частота генерации которого определяется контуром L1C3C2. Вращением сердечника катушки L1 надо установить частоту генерации, близкую к утроенной частоте кварцевого резонатора. После этого блокирующий конденсатор отключается от базы транзистора VT1 и производится точная подстройка до положения, при котором вращение сердечника катушки L1 в наименьшей степени влияет на частоту генерации.

Если у вас отсутствует фирменный частотомер, то настройку любого УКВ гетеродина можно выполнить при помощи связного радиоприемника с качественной шкалой, гетеродинного измерителя резонанса (ГИР) и измерительной линии.

Довольно часто возникает необходимость изменить в небольших пределах частоту кварцевого резонатора. Проще всего это можно выполнить, если применен кварцевый резонатор с внешними металлическими обкладками, т.е. без металлизации кварцевой пластины. Частоту такого резонатора можно без труда увеличить в пределах 3—5%, стачивая пластину на мелкозернистой наждачной бумаге. Понизить частоту такого резонатора до 0,5% номинального значения можно, натирая кусочком свинца или припоя центральную часть пластины. При этом надо учесть, что обработанная таким образом пластина подвержена старению в течение 2…3 суток, т.е. точное значение частот кварца устанавливается не сразу после его подточки, а через 2..3 суток. После этого изменение частоты прекращается и кварцевый резонатор работает достаточно стабильно. Значительно труднее корректировать частоту металлизированных кварцевых пластин. Если металлизация произведена серебром, то частоту резонатора можно повысить, уменьшая толщину покрытия с помощью чернильной резинки. При более прочном покрытии и можно воспользоваться мелкозернистой абразивной бумагой. Перед включением обработанного кварцевого резонатора в схему необходимо протереть пластину резонатора мягкой тряпочкой, смоченной в спирте. Учтите, что с вытиранием (уменьшением толщины) слоя металлизации, активность кварца уменьшается и в конце концов кварц прекратит свою работу. Будьте внимательны!

При настройке умножителей, как, впрочем, и всех остальных каскадов любой схемы, необходимо контролировать режимы работы транзисторов по постоянному току. Удобнее всего измерять напряжение на коллекторе, так как при известном сопротивлении резистора, стоящего в коллекторной цепи, легко определить ток, протекающий через транзистор:

I = (En – Ek)/Rk, где I – ток, протекающий через транзистор, мА; En – напряжение источника питания, В; Ek – напряжение на коллекторе транзистора, В; Rk – сопротивление коллекторного резистора, кОм.

Особенность измерения режима заключается в том, что это измерение надо проводить в рабочем состоянии, е.е. при наличии сигнала. Дело в том, что большинство транзисторов, примененных в радиостанции, работают в режиме больших сигналов, а это значит, что режимы работы по постоянному току и по высокой частоте взаимосвязаны. При этом подключение щупа измерительного прибора может повлиять на режим работы каскада по высокой частоте и, таким образом, ввести ошибку в измерения. Другая опасность заключается в том , что даже при измерении режима транзистора, работающего в режиме малых сигналов, при присоединении щупа возможно самовозбуждение каскада. Такое самовозбуждение может значительно повлиять на режим работы транзистора и, таким образом, исказить результаты измерений. Для того, чтобы подобные эффекты не возникали , надо производить измерения через резистор сопротивлением 10 кОм и более. Резистор надо закрепить на кончике щупа, для того чтобы проводник, подключенный к схеме, имел минимальную длину.

Помните, что наличие добавочного резистора занижает показания вольтметра, однако возникающую погрешность нетрудно учесть. Для удобства измерений можно, например, перейти на меньший передел вольтметра, а затем, подобрав сопротивление внешнего резистора, вернуться к прежней шкале.

Налаживание первого утроителя, выполненного на транзисторе VТ1, начинается с регулировки режима возбуждения. Подбором емкости конденсатора С5 надо добиться, чтобы постоянное напряжение на коллекторе транзистора составило 5…6 В. Это соответствует коллекторному току транзистора VТ1 около 6 мА.

После этого следует приступить к настройке двухконтурного фильтра, состоящего из контуров L2C8 и L3C9. Настройка производится по максимуму коллекторного тока транзистора VT3, стоящего в следующей ступени умножителя. Необходимую степень возбуждения транзистора VT3 можно регулировать, изменяя точку подключения контуров фильтра к коллектору транзистора VТ2 и базе транзистора VТ3. При подборе отводов на катушках надо следить, чтобы оба контура были нагружены примерно в одинаковой степени. О значении нагруженной добротности контура можно судить по остроте настройки с помощью подстроечного конденсатора. Если один из контуров имеет более «тупую» настройку, то отвод на катушке следует перепаять ближе к заземленному выводу. При правильной настройке, постоянное напряжение на коллекторе транзистора VТ3 должно составлять 5…6 В.

После того, как контур L4C13 настроен на нужную частоту, переходят к настройке оконечного усилителя гетеродинного тракта, выполненного на транзисторе VT4. Прежде всего подбором сопротивления резистора R10 необходимо установить коллекторный ток транзистора VТ4 в пределах 7—8 мА. Подбор надо производить при отсутствии сигнала возбуждения. После этого на транзистор VТ4 надо подать возбуждение и с помощью высокочастотного пробника настроить контур L5C16. На этом настройка гетеродина заканчивается.

Настройку каскада на VT5 следует начинать после подачи на вывод Вход сигнала с частотой 21 МГц от внешнего возбудителя. Резистором R12 устанавливаем величину напряжения на коллекторе VT5 в пределах +7В, что соответствует току 10 мА. Подобным же образом устанавливаем величину тока через транзистор VT6 равную 20 мА. Этот ток будет при напряжении на коллекторе +9В.

Диапазон 435 МГц

Смеситель на двухзатворном транзисторе

На рис. 8.3 показана схема смесителя передающей части радиостанции, в которой смеситель ВЧ выполнен на двухзатворном полевом транзисторе.

Рис. 8.3. Смеситель на полевом двухзатворном транзисторе

Смеситель выполнен на транзисторе VT1. Он обладает низким уровнем шумов и значительным усилением, что очень выгодно при смешивании сигналов для передатчика. На первый затвор транзистора через Вход 2 поступает сигнал от кварцевого гетеродина с частотой 404 МГц. На второй затвор транзистора через Вход 1 поступает сигнал от ГПД с перестройкой в диапазоне 28…30 МГц. В контуре L3С7С6 выделяется суммарный сигнал в диапазоне 432…436 МГц.

Сигнал от внешнего аппарата поступает по фидеру на резистор R1, который служит для регулирования величины напряжения поступающего на смеситель сигнала. Конденсаторы С1 и С2 служат не только для настройки контура L1С1С2 на нужную частоту, но и для согласования сопротивления фидера с контуром L1С1С2.

Контур L1С1С2 настраивается на частоту 29 МГц, контур L2С5 – на частоту 404 МГц. Резистором R2 регулируется величина усиления смесительного каскада на VT1.

Полосовой фильтр, созданный контурами L3C7C6 и L4C8 настраивается на частоту 435 МГц. Последующие контура (контура в каскадах на VT2 и VT3) также настраиваются на эту частоту.

На транзисторах VT2 и VT3 собраны усилительные каскады, которые должны работать в классе А, чтобы без искажений усиливать сигналы SSB. Коллекторные токи через транзисторы этих каскадов должны устанавливаться резисторами R6 и R10 соответственно и выбираться из пределов 8…14 мА.

Катушка L1 имеет 12 витков провода диаметром 0,4 мм на каркасе диаметром 5 мм с ферритовым подстроечным сердечником. Линии L3 и L4 имеют длину 28 мм и выполнены из медного посеребренного провода диаметров 2 мм. Расстояние между этими контурами равно 10 мм. Катушки L5, L6 и L7 имеют 1,5 витка из провода диаметром 1 мм, диаметр намотки – 5 мм. Отводы в катушках L6 и L7 выполнены от 0,5 витка, считая от заземленного по ВЧ конца катушки.

На выходе устройства можно получить мощность порядка 50 мВт.

Схема с двухтактным смесителем

На рис. 8.4 приведена схема, состоящая из смесителя, выполненного по двухтактной схеме и каскада последующего усиления полученного суммарного сигнала.

Рис. 8.4. Смеситель по двухтактной схеме

На Вход 1 смесителя подается сигнал от внешнего передающего каскада, работающего в диапазоне частот 144…146 МГц. На Вход 2 поступает сигнал с частотой 288 МГц от кварцевого гетеродина.

Контур L1С1С2 настраивается на частоту 288 МГц, причем емкости конденсаторов С1 и С2 выбираются исходя из условия наилучшего согласования этого контура с каскадом КГ, от которого поступает сигнал. Катушка L1 содержит 3 витка провода Ø 0,8 мм, намотанного на оправке Ø 5 мм. Катушка L2 состоит из трех витков провода Ø 0,3 мм, наматывается поверх нижнего по схеме витка катушки L2 сразу двумя скрученными между собой проводами. При этом начало одного провода соединяется с концом другого и таким образом получается средняя (заземленная) точка катушки.

Катушки L3, L4, L5 и L6 выполнены в виде линий из куска медного посеребренного провода длиной по 28 мм каждая. Линии располагаются на высоте 5 мм от основания платы. У катушки L3 отвод, к которому подключается дроссель Др1, делается точно от середины. Дроссели Др1 и Др2 выполнены на ферритовом кольце и содержат по 2 витка провода ПЭЛ-0,4 каждый.

Длина каждой из контурных линий может уточняться в процессе наладки.

Настройка смесителя очень простая. Высокочастотный вольтметр переменного напряжения подключается к коллектору одного из транзисторов – VT1 или VT2. На Вход 2 подается ВЧ напряжение от КГ частотой 288 МГц. Конденсаторами С1 и С2 проводится настройка контура L1С1С2 до получения максимальных показаний ВЧ вольтметра. Предварительно следует движок резистора R7 выставить в среднее положение. Затем подается ВЧ напряжение частотой 145 МГц на Вход 1 и подстроечными конденсаторами С10 и С11 устанавливается максимальное показание ВЧ вольтметра. Таким образом можно выполнить предварительную, грубую настройку контура L3С10С11 на частоту 433 МГц.

Для выполнения более точной настройки этого контура и контура L4С13С14 на частоту 433 МГц ВЧ вольтметр следует подключить к коллектору VT3. При этом положении ВЧ вольтметра настраивается контур L4С13С14 и уточняется настройка контура L3С10С11. Здесь же проводится грубая настройка контура L5С16.

После выполнения всех предыдущих операций, ВЧ вольтметр подключается к выводу Выход и в таком положении настраивается окончательно контур L5С16 и выполняется предварительная настройка контура L6С18С19.

Еще одна схема смесителя

На рис. 8.5 приведена только часть большой схемы, на которой показаны два каскада от кварцевого гетеродина, смеситель ВЧ частот и усилитель результата преобразования.

Рис. 8.5. Еще одна схема смесителя

С кварцевого гетеродина (на схеме не показан) сигнал частотой 137 МГц подается на Вход 1, на Вход 2 подается сигнал в диапазоне 21…22 МГц.

Настройка изображенного на схеме участка следует начать с подачи на Вход 1 сигнала с частотой 137 МГц. Напряжение этого сигнала должно быть такой величины, чтобы постоянное напряжение на коллекторе транзистора VТ1 составило 6 В.

Контур L2C4 настраивается по максимуму коллекторного тока транзистора VТ2 на частоту 411 МГц. Перед этим для устранения возможной реакции коллекторной цепи транзистора VТ2 желательно заведомо расстроить контур L3C8, например, путем максимального увеличения емкости конденсатора С8. Дело в том, что при расстроенном этом контуре параллельный контур L4C10 не отбирается мощность от контура L3C8. Добротность контура L3C8 значительно возрастает, а вместе с этим растет высокочастотное напряжение на коллекторе транзистора VТ2. При этом возрастает реакция на базовую цепь, вызванная наличием внутренней отрицательной обратной связи, что приводит к значительному уменьшению входного сопротивления транзистора VТ2. На практике это приводит к тому, что при настройке в резонанс контура L3C8 происходит резкий спад напряжении я на контуре L1C4.

Далее следует заняться подбором связи между линией L1 и базой транзистора VТ2. Подбором места подключения конденсатора С5 следует установить ток транзистора VТ2 около 8—10 мА. Затем с помощью высокочастотного вольтметра настроить контуры L3C8 и L4C10.

Далее на надо подать напряжение +28 В и проверить начальные режимы транзисторов VT3 и VT4 по постоянному току. Ток смесителя должен составлять 10 мА (соответствует напряжению на коллекторе транзистора VТ3 9 В). Регулировка производится подбором резистора R5. Затем подбором резистора R9 следует установить ток транзистора VТ4 18 мА (напряжение на коллекторе 9 В).

После этого можно перейти к настройке контуров. Первоначальная настройка производится на частоту гетеродина 411 М Гц с помощью пробника, поочередно подключаемого к линиям L6 и L7. Точку подключения пробника надо выбирать по возможности ближе к «холодному» концу линий.

Затем на Вход 2 передающего тракта надо подать сигнал частотой 21,2 МГц и увеличивать его до тех пор, пока это не будет влиять на режим транзистора VТ3 по постоянному току. Сигнал гетеродина на выходе транзистора VТ4 должен при этом заметно уменьшиться. С помощью пробника, подключенного к линии L6, необходимо найти максимум, соответствующий частоте 432,2 МГц. Это должен быть ближайший максимум в сторону уменьшения емкости конденсатора С16. Аналогичным образом следует настроить следующий контур.

Диапазон 1296 МГц

Аппаратура этого и более высокочастотных диапазонов в обычном транзисторном варианте довольно сложна для изготовления в домашних условиях. Чтобы изготовить и настроить качественную аппаратуру этого диапазона в домашних условиях нужен большое умение и опыт, который приходит только со временем.

В этом разделе я предлагаю вам познакомиться с организацией смешивания ВЧ сигналов несколько необычным способом с применением электронного прибора, называемого варактор. Варактор – это специальный диод, предназначенный для умножения ВЧ сигналов.

На рис. 8.6 показана принципиальная схема, которая представляет собой часть схемы УКВ радиостанции на частоту 1296 МГц.

Рис. 8.6. Схема смесителя на варакторе КА602Б

Схема функционирует следующим образом. На Вход 1 подается сигнал от кварцевого гетеродина с частотой 384 МГц. Транзисторы VT4, VT3 и VT2 усиливают этот сигнал до мощности порядка 1…1,5 Вт. Именно такой мощности сигнал необходим для нормальной работы варактора КА602Б, который работает в режиме утроения частоты. Коэффициент усиления трехкаскадного усилителя на VT4, VT3 и VT2 составляет примерно 30 дБ и делится поровну между каскадами. С входа Вход 2 в цепь варактора через конденсатор С13 и контур L6C12 подается сигнал с частотой 144…146 МГц, в результате чего утроенный варактором сигнал смешивается с сигналом из Входа 2.

384 × 3 = 1152 МГц – частота сигнала после умножения,

1152 + 144…146 = 1296…1298 МГц – частота сигнала после преобразования.

Суммарная частота выделяется фильтром, состоящим из контуров L3C8 L4C6. Этот фильтр выполняет основную селекцию выходного сигнала.

Контур L7С11 настроен на частоту поступающего по Вход 2 сигнала, контур L6C12 служит для согласования выхода VT2 с умножителем на варакторе. Контур L5C10 настраивается на частоту 384 × 2 + 144 = 912 Мгц и служит для подавления второй гармоники кварцевого гетеродина с добавкой, полученной по Вход 2.

Транзистор VT1 усиливает суммарный сигнал и подает его к следующим усилительным каскадам.

Налаживание смесителя следует начать с установки величин начальных токов транзисторов VT4, VT3 и VT2. При отсутствии возбуждения коллекторный ток транзистора VТ4 должен равняться 60, транзистора VТ3—40, транзистора VТ1 – 20 мА.

После этого можно переходить к оконечному усилителю гетеродина. Подстройкой конденсатора С22 надо добиться максимальных показаний вольтметра, включенного параллельно резистору R11. Затем с помощью конденсатора С19 следует настроить согласующую цепь по максимуму тока транзистора VТ3. Аналогично с помощью конденсатора С16 надо настроиться на максимальный ток транзистора VТ2. Для регулировки выходной цепи транзистора VТ2 необходимо параллельно резистору R4 подключить микроамперметр с током полного отклонениия 50 мкА и внутренним сопротивлением 2000 Ом. Можно, конечно, воспользоваться любым другим прибором с током полного отклонения до 0,5—1,0 мА. При этом надо подобрать сопротивление резистора R4 или вовсе исключить его из схемы с таким расчетом, чтобы максимальное отклонение прибора соответствовало постоянному напряжению автосмещения на варакторном диоде VD2 равному 40…60 В. Далее регулировкой конденсаторов С12 и С14 надо добиться того, чтобы это напряжение достигло максимального значения (30…40 В). Коллекторный ток транзистора VТ2 должен составлять 170, транзистора VТ3—100, а транзистора VТ4—80 мА.

Следующим этапом надо переходить к налаживанию варакторного умножителя—преобразователя. Этот наиболее сложный и ответственный этап настройки удобнее всего выполнить с помощью измерительной линии или резонансного волномера, который мог бы перекрывать диапазон 1100—1300 МГц. Дело в том, что в отличие от обычного диодного смесителя параметрический преобразователь при некоторых условиях склонен к параметрическому самовозбуждению. Опасность такого самовозбуждения тем больше, чем больше мощность генератора накачки (в данном случае гетеродина) и чем больше мощность, которую предполагается получить на выходе преобразователя.

Сначала на вход преобразователя надо подать сигнал с частотой 144 МГц, подстроить входной контур конденсатором С11 и увеличить этот сигнал до значения, при котором постоянное напряжение на диоде VD2 изменится примерно на 10%. После этого с помощью отрезка кабеля к линии L4 (ближе к «холодному» концу) надо подключить волномер, настроенный на частоту 1296 МГц. Изменением емкости конденсаторов С8 и С9 надо добиться максимальных показаний волномера. Одновременно надо подстроить конденсаторы С12 и С14. Как показала практика, преобразователь более устойчив, если конденсатор С12 несколько расстроить относительно максимума в сторону большей емкости. Затем надо переключить волномер к линии L3 и настроить его на частоту 1296 МГц с помощью конденсатора С6.

Дальнейшую настройку лучше производить непосредственно по току коллектора транзистора VТ1. Для этого надо сначала подстроить базовую цепь транзистора с помощью конденсатора С4. Затем надо повторить процедуру настройки. Подбирая также емкости связи С5, С7, С9 и амплитуду сигнала с частотой 144 МГц.

На мощность выходного сигнала и на устойчивость преобразователя также влияет настройка ненагруженного резонатора L5C10. Этот резонатор надо настроить на частоту 912 МГц. Регулировку можно осуществить с помощью волномера, слабо связанного с линией L5, или просто по максимуму выходного сигнала.

После того, как выполнен весь цикл настройки, коллекторный ток транзистора 3Т3 должен достичь значения 180—200 мА. Следует заметить, что этот ток зависит также от настройки коллекторной цепи транзистора VТ1. При настройке коллекторной цепи в резонанс происходит заметное уменьшение тока, вызванное наличием внутренней отрицательной обратной связи. Поэтому окончательное измерение тока транзистора VТ1 надо сделать после того, как будет настроен весь передающий тракт. Ток должен быть равен 150—170 мА.