ПЕРЕДАТЧИК НА ТРАНЗИСТОРАХ

О. Газнюк Радио №5/1963 ст.23

Для диапазонов КВ и УКВ из из­вестных транзисторов в настоящее время лучше всего подойдут транзи­сторы П411. Граничная частота уси­ления по току в схеме с общей базой (fa) для этих транзисторов равна 400 Мгц. Эти же транзисторы можно применять в маломощных транзи­сторных передатчиках. В дальней­шем при наличии мощных ВЧ тран­зисторов, их можно применять в вы­ходном каскаде передатчика, а опи­санный ниже маломощный передат­чик использовать в качестве возбу­дителя.

Основные технические данные передатчика

• Диапазон рабочих частот 28— 29,7 Мгц.
• Полезная мощность в антенне 100—150 мВт.
• Модуляция — узкополосная ча­стотная.
• Число каскадов по ВЧ — три (тран­зисторы П411). Число каскадов по НЧ — два (транзисторы П13). Источник питания 12 в; ток, пот­ребляемый от источника питания — 80 ма

Схема

Схема передатчика приведена на рис. 1. Высокочастотная часть пере­датчика содержит три каскада: за­дающий генератор и удвоитель ча­стоты, собранный на транзисторе Т1, эмиттерный повторитель и фазо­инвертор (транзистор Т₂); двухтакт­ный выходной каскад собранный на транзисторах Т₃ и Т₄. Низкочастот­ная часть передатчика содержит два каскада, собранных на транзисторах Т₅ и Т₆ типа П13 и работающих в режиме усиления. С выхода усили­теля НЧ усиленный сигнал посту­пает на вход частотного модулятора, собранного на диоде Д₁.

Задающий генератор работает в диапазоне 14—14,85 Мгц с плавной настройкой, осуществляемой конден­сатором С₅. Контур L₂C₉ в коллек­торной цепи выделяет колебания 2-й гармоники задающего генератора. Задающий генератор работает по схеме емкостной трехточки с зазем­ленным коллектором. Эмиттер отде­лен по ВЧ от земли дросселем Др₁. Для достижения устойчивого само­возбуждения ток коллектора при замыкании катушек L₁ и L₂ должен доходить до 0,5—1,5 ма, что осуществляется подбором величины со­противления R₂. Сопротивление R4 обеспечивает температурную стаби­лизацию тока коллектора. Следует отметить, что катушка L₁ может быть заменена кварцем с резонанс­ной частотой в диапазоне 14—14,85 Мгц. В этом случае ЧМ осуществить невозможно и передат­чик может работать в телеграфном режиме или с амплитудной модуля­цией выходного каскада по базовым цепям. В этом случае можно приме­нять в ВЧ части транзисторы П403. В коллекторной цепи транзистора Т1 выделяется вторая гармоника за­дающего генератора. Для хорошего подавления в этой цепи колебаний с частотой задающего генератора (22—25 дб) и уменьшения влияния следующих каскадов на генерируе­мую частоту, контур L₂C₉ должен иметь добротность не ниже 10. Такая величина добротности обеспечивается неполным включением контура L₂C₉ в коллекторную цепь транзистора Т1 и в базовую цепь транзистора Т₂.

Между коллекторной цепью Т₁ и базовыми цепями выходных тран­зисторов должен быть включен кас­кад, удовлетворяющий следующим требованиям:

Повышенное входное сопротивле­ние и пониженная входная емкость, чтобы не ухудшать добротность кон­тура L2C9. Низкое выходное сопротивление для согласования с низким динами­ческим входным сопротивлением вы­ходного каскада.

Линейный режим работы.

Возможность получения противо­фазных выходных напряжений. Этим требованиям удовлетворяет каскад, собранный по схеме эмиттерного пов­торителя.

Температурная стабилизация тока коллектора транзистора Т2 осущест­вляется с помощью сопротивления R7. В эмиттерной цепи с помощью катушки связи Lз осуществлен пере­ход от несимметричного выхода к симметричному и обеспечивается получение базовых токов выходных транзисторов со сдвигом фаз на 180°.

Выходные транзисторы Тз и Т4 работают в двухтактном режиме с уг­лом отсечки около 100°.

Желательно, чтобы усиление тран­зисторов на частоте 30 Мгц и входные сопротивления были идентичными. Различие по в на постоянном токе большого значения не имеет. Если в на рабочей частоте разные, подбором одной из емкостей С12 или С13 устанавливают неравные базовые то­ки возбуждения так, чтобы импульсы коллекторных токов транзисторов были равны между собой. Настройка контура L4C12C13 на рабочую частоту производится сердечником из карбо­нильного железа.

R12 и R1з — сопротивления тем­пературной стабилизации рабочего тока коллектора выходных транзи­сторов.

В коллекторную цепь включен кон­тур L5C18 с плавной настройкой на рабочую частоту. Желательно при­менять переменный конденсатор Cis типа «бабочка».

Питание коллекторных цепей тран­зисторов Т₃ и Т4 подводится к точке катушки L₃, имеющей нулевой по­тенциал ВЧ относительно шасси. Положение этой точки уточняется экспериментально.

Связь с антенной индуктивная, цепь антенны настраивается подбо­ром емкости конденсатора С19.

В рабочем режиме амплитуды ба­зовых токов оконечных транзисто­ров таковы, что постоянная состав­ляющая коллекторного тока каждого транзистора достигает 30 ма, а по­стоянное напряжение между коллек­тором и эмиттером 7 в.

Таким образом, выходные транзи­сторы с целью получения как можно большей полезной мощности в цепи антенны работают в предельном ре­жиме. КПД выходного каскада около 0,85 (без учета потерь мощности на сопротивлениях R12 и R13). Мощ­ность, рассеиваемая на переходе каждого транзистора, составляет около 40 мет, то есть в 2,5 раза меньше максимально допустимой. Усилитель НЧ передатчика рас­считан на подключение динамиче­ского микрофона. Транзисторы Т5 и Т6 должны иметь в не менее 30 и I_к0<= 10 мка. В каждом каскаде при­менена жесткая температурная ста­билизация. Режим выходного тран­зистора подбором сопротивления R19 устанавливается так, чтобы напря­жение между коллектором и эмитте­ром равнялось напряжению между коллектором и шасси. В этом случае удается получить максимальную ве­личину неискаженного выходного напряжения. При использовании пьезокристаллического микрофона на входе усилителя НЧ необходимо применять каскад, собранный по схеме эмиттерного повторителя, с вы­хода которого сигнал подается на вход транзистора Т5. В этом каскаде лучше применять транзистор П13Б для уменьшения уровня собственного шума усилителя. НЧ сигнал с вы­хода усилителя НЧ подается на частотный модулятор, собранный на диоде Д1 (Д101, Д102, ДЮЗ), имею­щих большую величину обратного сопротивления’ или на отобранном диоде Д—9 с R_o6p>300-f-500 ком. Наилучшее положение рабочей точки на характеристике диода устанавли­вается экспериментально подбором сопротивления R23.

Конструкция и детали Передатчик собран на двух пане­лях из 2 мм гетинакса размерами 200X70 мм. На верхней панели собрана высокочастотная часть пере­датчика, на нижней — низкочастот­ная. Между панелями помещаются три батарейки для карманного фо­наря, служащие источником питания; панели стягиваются винтами. Монтаж навесной, на монтажных ле­пестках, наклепанных на панели. Постоянные сопротивления типа МЛТ-0,5, переменное сопротивле­ние типа СПО-0,5. Конденсаторы в усилителе НЧ типа ЭМ, в высоко­частотной части — КСО, КДС,КДК, КТ К. Слюдяные конденсаторы при­менены в контуре задающего генера­тора и в качестве разделительных.

Данные катушек индуктивности приведены в таблице. Диаметр кар­касов катушек L₁~L₄—9 мм, L₅— 30 мм.

Все катушки, кроме L5 и L6, заключены в алюминиевые экраны с отверстием для подстройки.

Катушки L5 и L6 не экранируются. Дроссели ВЧ Др1 и Др2 содержат по 60 витков провода ПЭЛШО 0,12, намотка внавал на сопротивлениях .МЛТ—0,5 (R > 30 ком) -. Монтаж ВЧ части передатчика должен быть про­изведен с учетом уменьшения пара­зитных связей между каскадами. Соединительные провода должны быть по возможности короче. Все детали должны быть жестко закреп­лены. Для уменьшения паразитных емкостей между электродами тран­зистора панельки для них не приме­няются. К электродам транзистора припаиваются выводы из жесткого луженого провода диаметром 0,6 мм, которыми транзистор впаивается в схему..При пайке выводов к электро­дам транзистора необходимо обеспе­чить отвод тепла от них.

Расположение деталей на панелях видно на рис. 2.

На панели НЧ перед первым кас­кадом оставлено свободное место. На нем размещается эмиттерный пов­торитель в случае применения пьезо­кристаллического микрофона.

Налаживание передатчика

Панель усилителя НЧ не требует налаживания, кроме подбора вели­чины сопротивления R19. Частотная и амплитудная характеристики уси­лителя НЧ приведены на рис. 3.

На панели усилителя ВЧ транзи­сторы должны впаиваться в схему по мере настройки каскадов. Наст­ройка начинается с проверки работы задающего генератора. Обычно за­дающий генератор начинает работать сразу и требуется только установка диапазона рабочих частот. Частота, соответствующая максимальной ем­кости конденсатора С5, устанавли­вается с помощью сердечника ка­тушки L1 и должна равняться 14Мгц. Контроль настройки ведется по гра­дуированному приемнику или волно­меру. Частота, соответствующая ми­нимальной емкости конденсатора, около 14,85 Мгц. При этой настройке сердечник катушки L2 находится в произвольном положении, а тран­зистор Т2 заменен эквивалентом. его входного сопротивления: параллель­ной цепочкой, состоящей из R=1.8 ком и С=7 пф, подключенных между контактами эмиттер — база транзистора Т₂.

Настройка контура L2C9 произво­дится следующим образом. Эквива­лент входной емкости транзистора Т₂ (7 пф) отпаивается, и на экви­валентном сопротивлении входа (1,8 ком) замеряется напряжение ВЧ ламповым вольтметром (ВКС-7 А4-М2 и др.). Катушка L2 подстраи­вается на максимум показаний лам­пового вольтметра. При этом частота задающего генератора может изме­ниться на несколько десятков кило­герц, но это не вызовет изменения показаний вольтметра, так как кон­тур L2C9 имеет полосу пропускания около 3 Мгц. Если нет лампового вольтметра, вместо него можно использовать прибор ТТ-1 или Ц-20 (рис. 4). После настройки контура L2C9 эквивалент входа транзистора Т2 выпаивается, транзистор уста­навливается на свое место. Методика настройки контура L4С12С₁₃ в резо­нанс такая же. Вместо выходных транзисторов между контактами эмиттер — база включаются парал­лельные цепочки RC, играющие роль- эквивалентного входного сопротив­ления транзисторов Тз и Т4 (R—100 ом, С=24 пф). Ламповым вольтметром или прибором ТТ-1 замеряется напряжение на этих це­почках и вращением сердечника ка­тушки L4 добиваются максимального отклонения стрелки прибора. Под­строив контур в резонанс, снова подстраивают контур задающего ге­нератора, так как в процессе наст­ройки остальных контуров его ча­стота несколько изменилась. После подстройки частоты задающего гене­ратора остальные контура не нуж­даются больше в настройке. Затем устанавливаются на свои места транзисторы Тз и Т4 и производится настройка в резонанс катушки Д5 конденсатором С 18. При этом ка­тушка L₆ нагружается на сопротив­ление величиной 75—300 ом, соответ­ствующее волновому сопротивлению антенного фидера и на нем замеряется напряжение ВЧ. В момент настройки контура Д5С₁₇ в резонанс оно дости­гает максимума.

После этого проверяется симмет­ричность работы транзисторов. Про­ще всего ее определить, сравнивая постоянные напряжения на сопро­тивлениях R12 И R13. При одинако­вых импульсах токов коллектора обоих транзисторов эти напряжения равны. Если они не равны, доби­ваются их равенства подбором одной из емкостей в контуре L4C12C13. При этом контур L4C12C13 должен быть подстроен сердечником в резо­нанс.

Добившись симметричной работы транзисторов, подбирают положение отвода на катушке L5. Контроль ве­дется по показаниям лампового вольтметра, включенного на экви­валент волнового сопротивления фи­дера. Добиваются максимального от­клонения стрелки прибора. При пере­мещении точки отвода необходимо подстраивать контур L5С18 в резо­нанс. Подбор связи с антенной можно проводить либо по лампо­вому вольтметру (если точно из­вестно входное сопротивление антенны), по индикатору поля или при проведении связей с другими радиолюбителями. Индикатор поля может оказаться полезным прибором при настройке всех каскадов передатчика. Он пред­ставляет собой детекторный прием­ник на диапазон 28—30 Мгц без перестройки входного контура (рис. 5). Контур имеет полосу про­пускания около 2 Мгц. После де­тектора следуют два каскада усиле­ния постоянного тока на транзисто­рах П13. Питание индикатора осуществляется от одной батарейки для карманного фонаря. В коллектор­ную цепь второго каскада усилителя постоянного тока включен милли­амперметр со шкалой до 5 ма. Пока­зания прибора пропорциональные величине сигнала ВЧ на входе инди­катора регулируются сопротивле­нием R₃ Индикатор может подсое­диняться к выходу передатчика через конденсатор емкостью 1-З пф или принимать его сигнал на собствен­ную антенну. Этот индикатор также очень удобен при регулировке нап­равленных антенн. Катушка контура индикатора содержит восемь витков провода ПЭЛ-0,69, намотка виток к витку на каркасе диаметром 9 мм, сердечник из карбонильного железа.

Результаты

Передатчик эксплуатировался на радиостанции UA3ANN и в течение месяца на радиостанции UA3AVP. На нем проводились радиосвязи с радиолюбителями Москвы с RSM595 на расстояниях до 5 км. Прием велся на обычные связные приемники. В ка­честве антенны передатчика исполь­зовался четвертьволновый штырь, установленный на крыше 5-этажного дома. Длина фидера 20 м (коаксиаль­ный кабель РК-1).

Корректировали работу передат­чика в эфире UA3API, UA3AGT, UA3AQQ и UA3IJ.