Передатчик третьей категории

Г. ДЖУНКОВСКИЙ (UA1AB), Я. ЛАПОВОК, Радио №10/1967, ст.17

В соответствии с условиями выдачи разрешений на постройку и эксплуатацию любительских КВ ра­диостанций третьей категории, описываемый ниже передатчик может работать на частотах 3,5-3,65 Мгц (80-метровый любительский диапазон) и 7,0-7,1 Мгц (40-метровый любительский диапазон) только телегра­фом с подводимой к последнему каскаду мощностью 10 вт.

Схема передатчика приведена на рисунке. Он состоит из двух каскадов: задающего генератора и усилителя мощности. Задающий генератор собран на лампе 6П1П (Л1) по схеме с электронной связью, иначе называемой «схема Шембеля». Эта схема выгодна тем, что при ее примене­нии одна и та же лампа не только генерирует колебания , но также работает в качестве промежуточного (буфер­ного) усилителя. Собственно задающий генератор выполнен на триоде, электродами которого служат катод, управляющая и экранирующая сетки лампы Л₁. Первые два электрода выполняют свои обычные функ­ции, а экранирующая сетка играет роль анода триода. В работе промежуточного усилителя участвуют все электроды лам­пы Л₁ и усиленное напряжение сигнала снимается на выходной каскад с контура, включенного в ее анодную цепь. На этом контуре, в зависимости от его данных, мо­жет быть выделена как основная частота генератора, так и ее гармоники (частоты, кратные основной).

Так как частоты 7,0-7,1 Мгц получают­ся при удвоении 3,5-3,55 Мгц, то для перехода на 40-метровый диапазон в дан­ном передатчике достаточно изменить ин­дуктивность или емкость контура в цепи анода лампы Л₁, не затрагивая сеточного контура этой лампы, который определяет генерируемую частоту.

Очень важно, чтобы частота задающего генератора не изменялась во время работы передатчика, так как это приводит к не­желательным последствиям. На небольших участках КВ диапазона, отведенных радио­любителям, работает очень много радиостанций и поэтому они расположены очень плотно. Что­бы разделить их, оказывается необходимым при помощи специальных устройств сужать полосу пропускания приемника. Например, в «спортивном КВ приемнике» («Радио», 1966, №№ 9 и 10) установлен фильтр, ко­торый пропускает полосу частот всего 200 гц. Таким об­разом при изменении частоты задающего генератора передатчика всего на ±100 гц принять его сигналы кор­респондент уже не сможет.

Изменение частоты передатчика, или как еще назы­вают это явление «уход частоты», происходит от того, что во время работы передатчика катушка и конденса­торы контура задающего генератора нагреваются.Вслед­ствие этого их индуктивность и емкость меняются. Применяя особые меры, можно уменьшить уход часто­ты. В описываемой конструкции передатчика это дос­тигается при. помощи специальных конденсаторов С₄ и С₅, устанавливаемых в сеточном контуре.

Значительный уход частоты может вызвать также из­менение входной емкости С_ВХ лампы Л₁ (межэлектродной емкости управляющая сетка — катод). Чтобы довести до минимума влияние С_вх, сеточный контур состоит из катушки L₁ и конденсаторов С₁ — С₆, общая емкость которых составляет около 650 пф. Тогда изменение С_вх при нагреве лампы от 6,5 до 9,5 пф, т. е. на 50% , вызовет изменение общей емкости контура всего на 0,5%. Со­ответственно и уход частоты будет очень мал. Одновре­менно при большой емкости контура сохраняется гра­дуировка шкалы настройки передатчика после замены лампы 6П1П (Л1) и будет получен чистый тон переда­ваемых телеграфных сигналов, благодаря почти пол­ному отсутствию паразитной частотной модуля­ции.

Перестройка задающего генератора на различные частоты осуществляется при помощи конденсатора пере­менной емкости С₁. Чтобы рабочий участок 80-метрово­го диапазона был растянут по всей шкале настройки, к С₁ подключены конденсаторы: С₂ параллельно и С₃ последовательно. При этом частоты 3,5-3,55 Мгц рас­положены на шкале менее плотно, чем частоты 3,55-­3,6 Мгц, что создает известные удобства при настройке передатчика на 40-метровом диапазоне (7,0-7,1 Мгц). Благодаря растянутой шкале частоту передатчика лег­ко устанавливать без верньера.

При переходе на прием, который осуществляется посредством переключения тумблера П₁ «прием — пе­редача», к контуру L1 C₁—C6 подключается конденса­тор С₃₈. Частота колебаний задающего генератора резко меняется, оказывается за пределами любительского диапазона и он (генератор) не будет мешать приему. Резистор R₂, который подключается непосредственно к лепестку управляющей сетки панели лампы Л₁, пре­дотвращает возникновение паразитной генерации на ультракоротких волнах.

В анодную цепь лампы Л₁ включен контур, состоя­щий из катушки L₂ и конденсаторов С₁₀ C11 на 80-метро­вом или С₈С₉ на 40-метровом диапазоне. Такое постро­ение контура, кроме выделения на нем необходимых частот, обеспечивает постоянную амплитуду напряже­ния, поступающего на вход второго каскада — уси­лителя мощности. Это необходимо для того, чтобы при переключении диапазонов выходная мощность пере­датчика не менялась.

В контуре L₂ C10 C11 (L2 С₈ С9) отсутствуют детали для его перестройки. Поэтому чтобы напряжение на входе следующего каскада (усилителя мощности) не изменялось при настройке задающего генератора на различные частоты в пределах любительских диапазо­нов, к контуру подключены резисторы R₄ и R₆. Эти резисторы расширяют полосу пропускания контура, а также препятствуют самовозбуждению каскада уси­лителя мощности на рабочих частотах.

Второй каскад передатчика — усилитель мощности — собран на лампе 6П13С (Л₂). Эта лампа выбрана по­тому, что она позволяет получить предельную мощность, разрешенную для передатчиков третьей категории, при низком анодном напряжении (220 в). Удобно и то, что анод лампы выведен на колпачок, находящийся на­верху баллона, и шасси передатчика будет служить экраном между сеточными и анодными цепями лампы Л₂.

Напряжение сигнала поступает на управляющую сетку Л₂ через разделительный конденсатор С₁₄. Когда телеграфный ключ не нажат, в цепь управляющей сет­ки лампы Л₂ подается со специального выпрямителя смещения большое отрицательное напряжение (—70 в), которое заряжает конденсатор С₁₆ в полярности, ука­занной на схеме, и запирает лампу так, что напряжение сигнала не может открыть ее. При нажатии телеграф­ного ключа выход выпрямителя смещения и конденса­тор С₁₆ через резисторы R₉ и R₇ оказываются подклю­ченными к «земле» (шасси передатчика). Конденсатор разрядится, лампа Л₂ откроется и каскад усилителя мощности начнет работать. Если отпустить ключ, кон­денсатор С₁₆ вновь зарядится и лампа Л₂ закроется, т. е, будет восстановлено исходное положение. Так осу­ществляется манипуляция передатчика (т. е. управление его колебаниями при помощи телеграфного ключа). Выбранный способ манипуляции обеспечивает отсут­ствие во время приема неприятных щелчков, часто со­провождающих каждый элемент телеграфной азбуки (точку или тире). Это повышает разборчивость прини­маемого текста.

Чтобы предотвратить самовозбуждение каскада уси­лителя мощности на ультракоротких волнах, непосред­ственно к лепестку управляющей сетки ламповой па­нели Л₂ подключен резистор R₅, а к анодному колпач­ку — резистор R₁₁, соединенный параллельно с катуш­кой L₃.

Колебания, усиленные каскадом усилителя мощно­сти, выделяются в контуре, состоящем из конденсатора переменной емкости С₂₂, катушки L₄ и одного из конден­саторов С₂₃-С₃₂. Контур с таким включением элемен­тов называют П-контуром. Он подключен к анодной цепи лампы Л₂ через конденсатор С₂₁, т. е, в выходном каскаде применена параллельная схема питания. Бла­годаря этому постоянное анодное напряжение на дета­лях выходного П-контура отсутствует, так что стано­вится возможным применить в качестве конденсатора С₂₂ одну из секций обычного двухсекционного блока конденсаторов переменной емкости. Кроме того, П-контур хорошо согласуется с любой антенной и хорошо за­держивает гармоники основной частоты, излучаемой передатчиком, что практически полностью исключает помехи телевизионному приему.

В анодную цепь лампы Л₂ включен миллиамперметр на 150 ма. Этот прибор служит для контроля настройки выходного контура передатчика и определения мощно­сти, подводимой к лампе Л₂ (именно эта мощность ука­зывается в разрешении на постройку передатчи­ка).

Передатчик питается от двух выпрямителей. Один из них (для анодных цепей) собран по мостовой) а вто­рой (выпрямитель напряжения смещения) — по однополупериодной схеме. В обоих выпрямителях приме­нены полупроводниковые диоды Д7Ж. Для повышения постоянства генерируемой частоты напряжение на эк­ранирующей сетке лампы Л₁ задающего генератора ста­билизировано газоразрядным стабилитроном СГ1П (Л3). Взамен СИП можно применить СГ4С или СГЗП.

Чтобы помехи от передатчика не распространялись по питающей его сети переменного тока, к вводу шнура питания подключен фильтр, состоящий из конденсато­ров С₃₅, С₃₆.

Детали и конструкция. Хорошая стабильность час­тоты передатчика может быть достигнута только в том случае, если контур L₁C1 — C6 в цепи управляющей сетки лампы Л₁ задающего генератора тщательно вы­полнен. Витки катушки L1 должны быть прочно закреп­лены на каркасе. Лучше всего если провод будет уло­жен в специальную канавку, проточенную в каркасе. Если сделать канавку не представляется возможным, то необходимо перед намоткой катушки покрыть каркас тонким слоем клея БФ-2 или бакелитового лака, намо­тать катушку пока клей (или лак) еще не затвердел и тщательно высушить ее при температуре 60-80° С.

Конденсаторы контура должны быть следующих ти­пов: С₂, С₃ и С6 — KСO или СГМ группы «Г», С₄ —- КТ К, окрашенный в голубой цвет и С₅ — КТК, окрашенный в красный цвет (эти краски обозначают, что емкость кон­денсаторов уменьшается при повышении температуры). Возможно, что при налаживании передатчика будет необходимо изменить емкости и типы этих конденса­торов.

В качестве конденсатора переменной емкости С₁ используется одна секция обычного двухсекционного блока конденсаторов, применяемого в широковещатель­ных приемниках. Такая же секция другого блока слу­жит в качестве конденсатора С₂₂ в выходном П-контуре. Остальные конденсаторы передатчика: с емкостями до 3000 пф — КСО или СГМ, выше 3000 пф — КБГ-И, БМТ, К-40-П или другие подобные (с бумажной изоля­цией) на рабочее напряжение 400 в, кроме С₁₈ и С₁₉, рабочее напряжение которых может быть любым. Кон­денсаторы выпрямителей — электролитические, лю­бого типа. Корпус С₃₃ необходимо надежно изолиро­вать от шасси.

Резисторы и подстроечные конденсаторы — любого типа. Переключатели П₁, П₂, П₃ и Вк₁ — тумблеры на два положения, П₄ — галетный одноплатный на 11 положений (типа 1Г11П). Миллиамперметр — типа •ПМ-70 или другой аналогичный.

Катушки L1, L2 и L₄ наматываются на пластмассовых, керамических или полистироловых каркасах. Карка­сом катушки L₃ служит резистор R₁₁ типа МЛТ или ВС мощностью 1 вт. Намоточные данные катушек и дроссе­ля Др₁ сведены в таблицу. Катушка L₁ имеет отвод от 6-го витка, считая от заземленного конца ее, а катушка L₄ — от 12-го витка, считая от конца, соединенного с конденсаторами С₂₁ я С₂₂.

Силовой трансформатор имеет сердечник, собранный из стальных пластин Ш-25, толщина пакета 40 мм. Первичная обмотка I для включения в сеть напряжением 220 в содержит 1100 витков провода ПЭЛ 0,41. Если необходимо включать передатчик в сеть с напряжением 127 в, то первые 635 витков первичной обмотки выпол­няют проводом ПЭЛ 0,53, затем делают отвод и осталь­ную часть первичной обмотки наматывают проводом ПЭЛ 0,41. Обмотка II содержит 250 витков провода ПЭЛ 0,15; обмотка III — 1000 витков ПЭЛ 0,29 и об­мотка IV — 35 витков ПЭЛ 1,45.

Передатчик собирают на шасси, изготовленном из мягкого дюралюминия толщиной 1 ,5-2 мм, и передней панели из твердого дюралюминия толщиной 2 мм. Чер­теж шасси и передней панели приведен на 2-й странице вкладки. Там же дан эскиз расположения деталей.

Шасси передатчика помещается в кожух, изготов­ленный из дюралюминия толщиной 1,5 мм. На задней стенке кожуха просверлены отверстия для лучшего охлаждения. Фотография внешнего вида передатчика приведена на 2-й странице вкладки.

Налаживание передатчика. Не следует сразу соби­рать передатчик полностью, а потом приступать к его налаживанию. Более целесообразно монтировать от­дельные узлы постепенно, добиваясь нормальной ра­боты каждого собранного узла.

Для налаживания необходимо иметь только два прибора: авометр и резонансный волномер или ГИР. Кроме того, в качестве прибора используется коротко­волновый приемник, имеющий любительские диапазо­ны 80 и 40 м. Желательно, чтобы шкала приемника на диапазоне 80 м была отградуирована через 10 кгц.

Прежде всего необходимо полностью смонтировать выпрямители передатчика и цепи питания накалов ламп. Включив выпрямитель в сеть, следует убедиться, что напряжение накала при вставленных лампах находит­ся в пределах 6,1-6,5 в, положительное напряжение на аноде стабилитрона равно 150 в, а отрицательное напряжение на конденсаторе С₃₃ — 65-75 в. Выпрями­тель на 220 в необходимо проверить без подключения к нему цепей передатчика, нагрузив его проволочным резистором сопротивлением 2 ком. При этом напряжение на конденсаторе С₃₄ должно быть равно +210-230 в.

Далее необходимо собрать и наладить задающий генератор. Прежде всего следует убедиться, что он генерирует в любом положении переключателя П₁. Для этого соединяют управляющую сетку лампы Л₁ с шасси. При наличии генерации яркость свечения га­зоразрядного стабилитрона Л₃ должна изменяться. После этого необходимо подогнать частоту задающего генератора, установив переключатель П₁ в положение «Передача». Задающий генератор прослушивают на КВ приемник (на время прослушивания следует под­ключить к приемнику вместо антенны провод длиной 1—2 лО. При изменении емкости конденсатора С₁ час­тота задающего генератора должна изменяться в пре­делах 3,5-3,65 Мгц. Крайние частоты этого диапазона должны быть расположены так, чтобы для настройки на них ротор С₁ необходимо было поворачивать на оди­наковый угол от положения минимальной или макси­мальной емкости. Тогда частоты диапазона распреде­лятся в пределах примерно 80% полного поворота ро­тора С₁. Если диапазон частот задающего генератора смещен в сторону, необходимо подобрать емкость кон­денсатора С6 Для этого удобно составить его из двух параллельно включенных конденсаторов.

Затем проверяют, а при необходимости и коррек­тируют температурную компенсацию задающего ге­нератора. Для этого, прогрев предварительно в те­чение 1 — 2 час КВ приемник, который служит для на­лаживания, настраивают его по нулевым биениям на частоту задающего генератора. Затем нагревают при помощи мощной осветительной лампы с рефлектором катушку Ь₄ и конденсаторы С₃—С₆ до температуры 40—50° С. Данные нагретых деталей, а следовательно, и частота задающего генератора изменятся и на выходе приемника будут прослушиваться биения, частота ко­торых зависит от величины ухода частоты задающего генератора. Если тон биений не более 1000-1500 гц, термокомпенсация удовлетворительна. Если же он более высок, необходимо изменяя частоту настройки приемника до восстановления нулевых биений, опре­делить, в какую сторону «ушла» частота задающего ге­нератора. Если она увеличилась, необходимо, сохра­няя общую емкость конденсаторов С₄ и С₅, уменьшить емкость С5 (красного) и соответственно увеличить ем­кости С₄ (голубого) или заменить голубой С₄ синим. В противном случае (если частота задающего генератора недопустимо уменьшилась) следует поступить наобо­рот: увеличить емкость С₅, а емкость С₄ уменьшить. Можно также заменить голубой 6’₄ красным. Подбор конденсаторов С₄ и С₅ нужно производить» очень тща­тельно, так как от него зависит основной параметр передатчика — постоянство (стабильность) его ча­стоты.

После налаживания задающего генератора можно за­кончить сборку передатчика, не припаивая пока только резистор R₄. Каскад усилителя мощности налаживают следующим образом. Устанавливают ротор конденса­тора С₂₂ ^в положение максимальной емкости, П1 — в положение «Передача», а П₂ — в положение «80 м», и частоту задающего генератора (по КВ приемнику) рав­ной 3,6 Мгц. Не нажимая телеграфного ключа, вращая ротор подстроечного конденсатора С₁₁, по миллиампер­метру добиваются максимума анодного тока Л₂ (при от­сутствии резистора R₄ амплитуда возбуждения, посту­пающая с задающего генератора, будет достаточной для открывания лампы 6П13С (Л2) при смещении на ее уп­рав ляющей сетке равном — 70 В). Если максимум анод­ного тока Л2 наблюдается в крайнем положении ротора С₁₁, необходимо уменьшить или увеличить число вит­ков в катушке L₂ на два-три так, чтобы максимум по­лучался, когда ротор С₁₁ находится примерно в среднем положении. Затем устанавливают переключатель П₂ в положение «40 м», а частоту задающего генератора — 3,525 Мгц и добиваются максимума анодного тока Л₂, изменяя положение ротора подстроечного конденсато­ра С₉. При этом необходимо убедиться с помощью резо­нансного волномера или ГИРа, что контур в анодной цепи лампы Л₁ настроен именно на вторую, а не на дру­гую гармонику частоты задающего генератора. После этого необходимо припаять параллельно катушке L₂ резистор R₄.

Для дальнейшей настройки передатчика к антенному разъему подключают эквивалент антенны — лампу на­каливания на напряжение 127 в мощностью 25 вт.

Переключатели П₂ и П₃ устанавливают в положение «80 м», П₁ — в положение «Передача», а переключа­телем П₄ присоединяют к антенне конденсатор С₃₂. Тогда при нажатии на ключ анодный ток лампы Л₂ должен быть равен 100-150 ма, а при отпускании клю­ча — отсутствовать. Затем, нажав ключ и уменьшая емкость конденсатора С₂₂, добиваются минимума анод­ного тока Л₂, следя за ним по миллиамперметру. Лам­па — эквивалент антенны — начнет светиться. Изменяя связь с антенной при помощи переключателя Я₄ и под­страивая выходной контур конденсатором С₂₂, доводят ее свечение до максимального. При этом выходной кас­кад передатчика будет работать в критическом режиме. Величину анодного тока лампы Л.₂ при работе ее в этом режиме следует запомнить для подбора оптимального значения величины связи передатчика с реальной антен­ной. Следует учитывать, что при емкости конденсатора С₂₂, близкой к минимальной, выходной контур передат­чика может оказаться настроенным на вторую гармо­нику. Поэтому целесообразно проверить частоту сиг­нала на выходе передатчика резонансным волноме­ром.

Аналогично производится настройка выходного кас­када на диапазоне 40 м. Необходимо иметь в виду, что величина анодного тока Л₂ при критическом режиме на этом диапазоне не будет равна его значению при работе на диапазоне 80 м.

В заключение следует вставить передатчик в кожух и при помощи приемника проградуировать шкалу уста­новки частот задающего генератора. На шкале разме­чают только 80-метровый диапазон (3,5-3,65 Мгц), так как 40-метровый диапазон (7,0-7,1 Мгц) можно ус­танавливать, удваивая нанесенные на шкале частоты 3,54-3,55 Мгц. Желательно нанести деления на диапа­зоне 80 м через 10 кгц (на 40 м цена деления в этом слу­чае будет равна 20 кгц). При такой шкале облегчается настройка передатчика.

Работа на передатчике. Перед началом работы на пе­редатчике необходимо предварительно подобрать по­ложения конденсатора С₂₂ и переключателя П₄ для имеющихся на радиостанции антенн. Если оптимальная связь с антенной, обеспечивающая критический режим выходного каскада, оказывается «между» положениями переключателя П₄, необходимо подобрать соответству­ющий конденсатор из группы С₂₃—С₃₂.

В режиме «Прием» недопустимо нажимать на ключ — передатчик будет излучать за пределами отведенного радиолюбителям диапазона частот.

Настройку на частоту корреспондента следует произ­водить, установив переключатель П₁ в положение «Пе­редача», и не нажимая на ключ. При этом сигнал пере­датчика будет достаточно громко слышен в приемнике, но не будет излучаться. Самоконтроль при работе передатчика достигается уменьшением усиления приемника после перехода на передачу