Трансивер Аматор-КФ многодиапазонный — 3 Марта 2013 — Блог
ИСТОЧНИК: журнал «Радио 2002г. №10
АВТОР: Алексей Темерев (UR5VUL)
Эта статья рассказывает о том, как на базе основной платы трансивера «Аматор-КФ» собрать аппарат для работы на нескольких радиолюбительских диапазонах.
Этот вариант трансивера предназначен для работы на любительских диапазонах 1,8; 3,5; 7 и 14 МГц.
Чувствительность его приемного тракта в режиме SSB при соотношении сигнал/шум 12 дБ — не хуже 1 мкВ;
Избирательность по соседнему и побочным каналам — не хуже 60 дБ.
Выходная мощность передатчика — не менее 5 Вт (на нагрузке 50 Ом),
Побочные излучения при передаче подавлены на 40 дБ и более.
При напряжении питания 12 В максимальный потребляемый ток в режиме передачи не превышает 0,8 А.
Функциональная схема трансивера (она же и схема межблочных соединений) показана на рис.
Основной тракт обработки сигнала трансивера — блок А1 — заимствован из [1].
Там уже отмечалась возможность его использования в многодиапазонном аппарате. Правда, вариант переделки входной цепи несколько усовершенствовался. Как уже упоминалось, элементы входного двухконтурного полосового фильтра L1C4C6C8L4 на основной плате трансивера удаляют. На их место устанавливают новые элементы согласно
Принципиальная схема диапазонных полосовых фильтров (блоки А2 и A3) и элементов их электронной коммутации приведена на рис. 3. На этом рисунке с целью упрощения показаны только два фильтра из четырех. По схеме все эти фильтры идентичны и отличаются только данными катушек индуктивности и номиналами конденсаторов.
На рис. 4 показана схема блока А4 — генератора плавного диапазона трансивера. В его составе два идентичных по схеме задающих генератора, собранных на двухзатворных полевых транзисторах по схеме индуктивной трехтонки. Они перестраиваются по частоте сдвоенным КПЕ С1 (см. рис.1) с воздушным диэлектриком.
Генератор на транзисторе 4VT1 формирует частоты для работы в диапазонах 160, 80 и 40 метров.
Его максимальная рабочая частота 15 МГц определена параметрами колебательного контура 4L1, 4С11, С1.1, С2. Для работы в диапазонах 160 и 80 метров параллельно КПЕ контактами реле 4К1 и 4К2, соответственно, подключаются дополнительные конденсаторы 4С5,4С6 и 4С7,4С8. Генератор на транзисторе 4VT2 работает только для диапазона 20 метров. Такое построение ГПД позволило получить оптимальные перекрытия по частоте для каждого диапазона. Частоты, вырабатываемые гетеродином трансивера, приведены в табл. 1. Переключение генераторов производится подачей положительного напряжения смещения на второй затвор соответствующего транзистора через выводы 1—4 блока. Диоды 4VD1, 4VD5 стабилизируют амплитуду колебаний генераторов. На транзисторе 4VT3 собран буферный широкополосный усилитель с разделительным трансформатором Т1 в коллекторной цепи. Сигнал с выходных обмоток трансформатора подается на смеситель основной платы и на цифровую шкалу.
В состав блока А5 (рис. 5) трансиве-ра входят усилитель мощности, диапазонные ФНЧ передатчика с цепями коммутации, индикатор выходной мощности и коммутатор «прием—передача» реле 5К1.
Усилитель мощности трансивера — трехкаскадный, 5VT1 — 5VT3. Для расширения полосы рабочих частот каждый каскад усилителя мощности охвачен отрицательной обратной связью по переменному току. В режиме передачи на вывод 3 блока подается напряжение питания +12 В. Падение напряжения на диоде 5VD1 задает начальное смещение на базе транзистоpa оконечного каскада 5VT3. В таком включении оконечного транзистора усилитель развивает мощность не менее 5 Вт на любом из диапазонов. В режиме приема первый и второй каскады усилителя обесточены, напряжение на диоде 5VD1 отсутствует и транзистор 5VT3 закрыт.
С коллектора транзистора 5VT3 сигнал через согласующий трансформатор подается на один из четырех ФНЧ передатчика. Включение необходимого ФНЧ осуществляется с помощью реле К2—К8. Для индикации выходной мощности на выходе передатчика включен детектор R14R15VD6C27.
В трансивере использованы постоянные резисторы типа С1-4, С2-23, МЛТ; переменные — СП4-1а.
Катушки индуктивности 11L’, 2L2 — 2L17, 3L2 — 3L17 намотаны на полистироловых каркасах диаметром 5 мм с подстроечниками ПР ╧ 2 (карбонильные, из материала марки Р-20, резьба М4). Автор применил каркасы от УКВ радиостанции «Лен». Катушка 1L’ содержит 16 витков провода ПЭВ-2 0,25. Намоточные данные катушек и номиналы конденсаторов ДПФ, а также намоточные данные катушек и номиналы конденсаторов ФНЧ усилителя мощности для каждого диапазона приведены в табл.
2 — 5. Все катушки ДПФ помешены в экраны.
При отсутствии вышеуказанных каркасов катушки можно намотать на любых имеющихся диаметром до 8 мм, скорректировав соответствующим образом рисунок печатных плат блоков А2 и A3.
Катушки гетеродина 4L1 и 4L2 намотаны на керамических каркасах диаметром 8 мм с подстроечниками из карбонильного железа. Катушка 4L1 содержит 12 витков провода ПЭВ-2 0,45 с отводом от 3-го витка (считая от заземленного конца), 4L2 — 30 витков провода ПЭВ-2 0,25 с отводом от 7-го витка.
Катушки 5L2—5L7 намотаны на феритовых бинокулярных магнитопроводах (применяются в симметрирующих устройствах отечественных телевизоров). Намотка ведется одножильным медным проводом диаметром 0,41 мм в полихлорвиниловой изоляции, провода пропускаются через внутренние отверстия магнитопровода. При отсутствии вышеупомянутых магнитопроводов катушки ФНЧ можно намотать на половинках броневых магнитопроводов СБ-12а.
Катушки 5L8 и 5L9 бескаркасные, намотаны проводом ПЭВ-2 0,8 на оправке диаметром 6 мм.
Широкополосные трансформаторы 1T,, 4T1, 5Т1 намотаны на кольцевых ферритовых магнитопроводах марки 600-1000НН типоразмера К7х4х2 мм. Трансформатор 1T содержит 2×20 витков провода ПЭВ-2 0,25. Первичная обмотка трансформатора 4Т1 содержит 15 витков провода ПЭВ-2 0,25, вторичная 2×6 витков того же провода. Обмотки трансформатора 5Т1 содержат 2×10 витков ПЭВ-2 0,25. Трансформатор 5Т2 намотан на кольцевом ферритовом магнитопроводе марки 600-ЮООНН типоразмера К10x6x3 мм. Первичная обмотка содержит 10 витков провода ПЭВ-2 0,45, вторичная — 2 витка того же провода. Трансформатор выходного каскада усилителя мощности 5ТЗ выполнен по типу «бинокля». Его сердечник состоит из двух столбиков, склеенных из кольцевых ферритовых магнитопроводов типоразмера К7х4х2 марки 600-ЮООНН. В каждом столбике — 5 колец. Обмотка трансформатора содержит два витка провода ПЭВ 0,45 с отводом от середины, пропущенного через внутренние отверстия сердечника. Предварительно на провод одета изолирующая трубочка из полихлорвинила или фторопласта.
Дроссели 2L1 и 2L18 — стандартные ДМ-0,1-200 мкГн, 5L1 — ДМ-З-20 мкГн.
Печатные платы полосовых фильтров и плата УМ изготовлены из двухсторонне фольгированного стеклотекстолита. Фольга со стороны установки деталей служит общим проводом и экраном. Отверстия вокруг выводов деталей, не соединенных с общим проводом, раззенкованы. Печатная плата ГПД изготовлена из односторенне фольгированного стеклотекстолита. Чертежи печатных плат и расположение элементов на них показаны на рис. 6 — 8.
Трансивер собран в корпусе размерами 220x200x100 мм, изготовленном из дюралюминиевых пластин, скрепленных уголками. Внутри корпус разделен на четыре отсека (рис. 9). В верхнем отсеке размещены блоки ДПФ и цифровая шкала, в нижнем — основная плата. Цифровая шкала помещена в экран из жести. Блок УМ размещен в заднем отсеке, плата прикреплена к задней стенке трансивера. Транзистор выходного каскада установлен на корпусе через изолирующую прокладку.
ГПД и конденсатор настройки размещены в правом отсеке трансивера. Трансивер снабжен верньерным устройством с коэффициентом замедления 1:80.
Настройка основной платы трансивера выполняется по методике, описанной в трансивере «Аматор-КФ»
Чтобы настроить фильтр-пробку 1L’1C’1T’ на вход основной платы (вывод 3), подают сигнал от высокочастотного генератора с уровнем около 100 мкВ и частотой, попадающей в полосу пропускания кварцевого фильтра (близкой к частоте 8867 кГц). Вращая подстроечник катушки 1L,’ добиваются минимальной громкости сигнала на выходе тракта звуковой частоты.
Диапазонные полосовые фильтры приемника и передатчика желательно настраивать отдельно с помощью измерителя АЧХ до получения характерной «двугорбой» характеристики. При отсутствии такого прибора для настройки можно воспользоваться высокочастотным генератором и милливольтметром (или осциллографом). Очень подробно методика настройки таких фильтров описана в [2].
В крайнем случае настройку ДПФ приемника можно произвести в собранной конструкции трансивера, ориентируясь по громкости принимаемых сигналов любительских станций, а ДПФ передатчика — по максимуму выходной мощности в рабочей полосе частот на каждом из диапазонов.
Настройку гетеродина выполняют в следующем порядке. На вывод 7 платы ГПД подают напряжение питания, переключатель диапазонов трансивера SA2 устанавливают в положение «7 МГц», к выводам 8 или 9 подключают частотомер. При полностью введенном роторе КПЕ С1 устанавливают нижний предел генерируемой частоты (см. табл. 1) подстроечни-ком катушки 4L1. После этого ротор КПЕ устанавливают в положение минимальной емкости и производят замер частоты. Если диапазон перестройки окажется завышенным, емкость конденсатора С2 следует уменьшить, в противном случае — увеличить. После коррекции величины С2 повторяют операцию проверки пределов изменения частоты. Далее проверяют пределы перестройки в диапазоне 1,8 МГц. Переключатель диапазонов устанавливают в соответствующее положение.
При полностью введенном роторе конденсатора С1 подстройкой 4С6 (а возможно, и подбором 4С5) устанавливают нижний предел генерируемой частоты, затем ротор полностью выводят и проверяют верхний предел. Если диапазон перестройки ГПД окажется меньше необходимого, нужно увеличить номинал конденсатора С2, повторить настройку ГПД в диапазоне 7 МГц, затем вновь вернуться к настройке на 1,8 МГц. После этого переключатель SA2 устанавливают в положение «3,5 МГц» и настраивают нижний предел генерируемой частоты подстройкой 4С8. Диапазон перестройки при этом выдерживается автоматически. Из-за того что смена диапазонов 1,8 и 3,5 МГц производится с помощью дополнительных конденсаторов, при установке необходимого предела перестройки на самом нижнем диапазоне, предел перестройки на остальных диапазонах получается с некоторым запасом.
В диапазоне 14 МГц при полностью введенном роторе конденсатора С1 подстроечником катушки 4L2 устанавливают нижний предел генерируемой частоты.
Диапазон перестройки ГПД в этом случае определяется величиной конденсатора СЗ.
Подбором резистора 4R14 устанавливают выходное напряжение ГПД на выводах 8 и 9 (Вых. 1 и Вых. 2) в пределах 100…300 мВ.
Перед подключением блока УМ желательно с помощью измерителя АЧХ либо комплекта высокочастотный генератор милливольтметр проверить характеристики ФНЧ. При необходимости подобрать число витков катушек фильтра. Затем проверяют ток покоя выходного транзистора УМ. Для этого отпаивают один из выводов дросселя 5L1 и в разрыв цепи включают амперметр. Без подачи на вход блока высокочастотного сигнала трансивер переводят в режим передачи. Ток покоя транзистора 5VT3 должен быть в пределах 0,3…0,4 А. Если ток значительно занижен, необходимо подобрать диод 5VD1 и установить экземпляр с большим падением напряжения. Если же ток покоя завышен, его можно уменьшить, подключив параллельно диоду 5VD1 шунтирующий резистор сопротивлением 100…470 Ом.
После этого к антенному гнезду трансивера подключают эквивалент нагрузки сопротивлением 50 Ом.
Его можно изготовить из шести резисторов МЛТ-2 сопротивлением 300 Ом, включенных параллельно. На микрофонный вход трансивера подают сигнал от генератора 3Ч частотой 1000 Гц и амплитудой 10 мВ. В режиме передачи амплитуда высокочастотного сигнала на согласованной нагрузке измеренная ВЧ милливольтметром, должна быть не менее 15 В на любом из диапазонов.
Заключительная операция настройки — подбор величины резистора 5R15 вольтметра. При пиках сигнала стрелка индикатора не должна выходить за пределы шкалы прибора РА1.
Цифровая шкапа в трансивере собрана по описанию в [3]. Переключение режимов «+ПЧ» и «-ПЧ» производится свободной группой контактов переключателя диапазонов SA2 {на схеме не показана).
Данный трансивер можно использовать и на самых высокочастотных диапазонах 21, 24 и 28 МГц, увеличив количество диапазонов ГПД, установив дополнительные ДПФ и ФНЧ усилителя мощности. В этом случае в приемный тракт целесообразно ввести отключаемый УВЧ. Можно обойтись и одним набором ДПФ, коммутируя их в режимах приема и передачи дополнительными реле.
Скачать оригинал статьи в DJVU формате ….. 509 kb.
Скачать черно-белые печатные платы в ZIP архиве …. 252 kb.
Похожие материалы:
»Трансивер «АМАТОР-160”
»Трансивер «АМАТОР-ЭМФ-У”
»Трансивер «АМАТОР-ЭМФ-М”
»Трансивер «АМАТОР-ЭМФ-КФ-160”
»Трансивер «АМАТОР-SA612”
ЛИТЕРАТУРА :
1. Темерев А. Трансивер с кварцевым фильтром. — Радио, 2002, ╧ 3, с. 62 — 64; ╧ 4, с. 62 — 64.
2. Степанов Б., Шульгин Г. Семидиапазонный KB приемник. — Радио, 1985, ╧ 7, с. 22,23.
3. Денисов А. Частотомер на микроконтроллере PIC16F84. — Радио хобби, 2000, ╧ 1, с. 42, 43.
Многодиапазонный трансивер «Аматор-КФ».
В [3] было опубликовано описание несложного однодиапазонного трансивера
с кварцевым фильтром («Аматор-160»).
В данной статье рассказывается,
как с применением основной платы этого трансивера собрать конструкцию
для работы на нескольких любительских диапазонах.
Основные параметры трансивера следующие:
- рабочие диапазоны – 1.8, 3.5, 7, 14 МГц;
- чувствительность, не менее 1 мкВ;
- выходная мощность не менее 5 Вт.
Описание
Для того, чтобы основную плату трансивера [3] использовать в многодиапазонном варианте, её необходимо доработать. Элементы входного двухконтурного полосового фильтра (ДПФ) на основной плате трансивера удаляются, вместо них устанавливаются новые элементы согласно рис.1.
Фильтр-пробка L’C’ настраивается на частоту ПЧ и предотвращает проникание
помех с этой частотой на вход приёмного тракта. Широкополосный трансформатор
Т’ 1:4 обеспечивает согласование низкоомной входной нагрузки с высокоомным
входом микросхемы.
При использовании ШПТ можно применить идентичные ДПФ,
имеющие 50-омное входное и выходное сопротивления на входе и выходе основной
платы. При необходимости можно обойтись одним набором ДПФ, коммутируя
их в режиме приёма и передачи соответствующим образом.
В дальнейшем в позиционных обозначениях деталей трансивера вначале указывается номер блока (напр. 2С1).
Функциональная схема многодиапазонного трансивера не отличается от однодиапазонного, только вместо однодиапазонных ГПД, ДПФ и усилителя мощности используются многодиапазонные. Переключение диапазонов осуществляется подачей напряжения +12В на соответствующие входы управления переключателем S2.
Схема соединений трансивера приведена на рис.2.
Рис. 2. Трансивер «Аматор-КФ». Схема соединений. (Щелкните
мышкой для получения большего изображения.
)
В режиме приёма высокочастотный сигнал с антенного разъёма поступает в блок УМ, оттуда через контактную группу реле 5К1 в блок приёмных полосовых фильтров и далее-на основную плату. Работа основной платы подробно описана в [3]. Для перевода в режим передачи необходимо включить кнопку S1 “Упр”. При этом срабатывает коммутационное реле 5К1. Одна группа контактов реле коммутирует напряжение +12В, вторая группа – антенну.
Высокочастотный сигнал с основной платы через плату ДПФ передатчика подаётся на вход усилителя мощности и далее- в антенну.
Схема диапазонных двухконтурных полосовых фильтров приведена на рис.3.
Рис.3. Блок ДПФ. Схема электрическая принципиальная (Щелкните мышкой для получения большего изображения.)
На этом рисунке с целью упрощения показаны только два фильтра из четырёх.
Коммутация фильтров осуществляется с помощью диодов [2]. На вывод 3 платы
ДПФ постоянно подано напряжение +12В. С делителя 2R1 2R2 на катоды диодов
подаётся запирающее напряжение около +6В. Для подключения соответствующего
полосового фильтра на один из контактов 6….9 необходимо подать отпирающий
потенциал +12В.
При этом диоды соответствующего ДПФ окажутся открыты, а сам фильтр подключён между входом и выходом платы. Схемы входного приёмного ДПФ и выходного ДПФ передатчика идентичны.
Рис.4. ГПД. Схема электрическая принципиальная (Щелкните мышкой для получения большего изображения)
ГПД (рис.4) содержит два идентичных по схеме задающих генератора..Генераторы
выполнены на двухзатворных полевых транзисторах 4VT1 и 4VT2 по схеме индуктивной
трёхточки, один предназначен для работы в диапазонах 1.
8, 3.5 и 7 МГц,
другой – в диапазоне 14 МГц. При таком построении узла несложно получить
необходимое перекрытие по частоте на каждом из рабочих диапазонов. Включение
соответствующего генератора производится путём подачи положительного напряжения
смещения на второй затвор транзистора – при этом его крутизна увеличивается
и генератор начинает вырабатывать колебания соответствующей частоты.
Понижение диапазона рабочих частот первого генератора по отношению к
максимальной генерируемой частоте (диапазон 7МГц) производится путём подключения
соответствующих “утягивающих” конденсаторов с помощью герконовых реле
РЭС55А. Диоды 4VD1 и 4VD5 осуществляют стабилизацию амплитуды колебаний
генераторов. На транзисторе 4VT3 собран буферный широкополосный каскад,
который имеет два выхода – для подачи на основную плату и на цифровую
шкалу.
Перестройка ГПД по частоте осуществляется двухсекционным КПЕ с
воздушным диэлектриком.
Рис.5. Блок усилителя мощности. Схема электрическая принципиальная (Щелкните мышкой для получения большего изображения)
В состав блока УМ (рис.5) входят собственно усилитель мощности, диапазонные
ФНЧ передатчика, индикатор выходной мощности и коммутатор “приём-передача”.Усилитель
мощности трансивера – трёхкаскадный. Падение напряжения на диоде 5VD1
задаёт начальное смещение на транзисторе оконечного каскада 5VT3. Для
расширения полосы рабочих частот каждый из трёх каскадов усилителя мощности
охвачен отрицательной обратной связью по переменному току. В таком включении
оконечного транзистора усилитель развивает мощность не менее 5 Вт на любом
из диапазонов . В режиме приёма первый и второй каскады усилителя обесточены,
напряжение на диоде 5VD1 отсутствует.
При отсутствии напряжения смещения
транзистор оконечного каскада 5VT3 заперт. С коллектора транзистора 5VT3
сигнал через согласующий трансформатор подаётся на ФНЧ передатчика. Выбор
необходимого ФНЧ осуществляется с помощью реле типа РЭС 49. На выходе
передатчика включен простейший детектор для индикации выходной мощности
трансивера в режиме передачи.
Конструкция и детали:
В конструкции трансивера использованы постоянные конденсаторы типа К10-17, КМ.
Подстроечные конденсаторы 4С6, 4С8 – типа КТ2-19 или аналогичные с воздушным
диэлектриком. С1 – двухсекционный КПЕ с воздушным диэлектриком от бытового
радиоприёмника. Переключатель диапазонов S2 типа ПГ3. Реле 4К1 и 4К2 –
РЭС55А с сопротивлением управляющей обмотки 1880 Ом. Хотя реле с таким
сопротивлением обмотки расчитаны на рабочее напряжение 27 В, практически
все экземпляры, имеющиеся у автора, надежно работают и при напряжении
12 В.
Реле 5К1 – РЭС47 с сопротивлением обмотки 650 Ом, реле 5К2-5К9 РЭС49
с сопротивлением обмотки 270 Ом.
Постоянные резисторы – типа С1-4, С2-23, МЛТ.
Параметры катушки L’ такие же, как и у 1L5 основной платы. Широкополосный трансформатор T’ изготавливается на кольце К7х4х2 магнитной проницаемостью 600-1000 НН и содержит 2х20 витков провода диаметром 0.25мм.
В качестве каркасов для катушек ДПФ использованы экранированные каркасы от радиостанции «Лён». При отсутствии вышеуказанных катушки можно выполнить на любых имеющихся каркасах диаметром 5-8 мм ( печатную плату блока необходимо будет соответственно изменить).При отсутствии p-i-n-диодов в качестве 2VD1 – 2VD8 и 3VD1-3VD8 можно применить высокочастотные диоды КД514, КД503 или аналогичные. Дроссели 2L1 и 2L18 – стандартные типа ДМ-0,1, 5L1 типа ДМ-3.
Параметры элементов ДПФ приведены в таблице 1.
Таблица1
| Диапазон (мГц) |
L2, L14 (витков) |
L6, L10 (витков) |
C10 (пФ) |
C6, C14 (пФ) |
| 1,8 | 10 | 50 | 33 | 470 |
| Диапазон (мГц) |
L3, L15 (витков) |
L7, L11 (витков) |
C11 (пФ) |
C7, C15 (пФ) |
| 3,5 | 7 | 35 | 27 | 270 |
| Диапазон (мГц) |
L4, L16 |
L8, L12 |
C12 |
C8, C16 |
| 7 | 5 | 25 | 12 | 150 |
| Диапазон (мГц) |
L5, L17 (витков) |
L9, L13 (витков) |
C13 (пФ) |
C9, C17 (пФ) |
| 14 | 3 | 17 | 6,8 | 68 |
Катушки ГПД 4L1 и 4L2 намотаны на керамических каркасах диаметром 8 мм
с подстроечным сердечником.
4L1 содержит 12 витков ПЭВ2-0,45 с отводом
от 3-го витка (считая от заземлённого конца), 4L2 – 30 витков ПЭВ2-0,25
с отводом от 7-го витка.
Широкополосный трансформатор 4Т1 намотан на кольце К7х4х2 600-1000НН.
Первичная обмотка содержит 15 витков ПЭВ2-0,25, вторичная 2х6 витков того же провода.
Трансформатор усилителя мощности 5Т1 изготовлен на ферритовом кольце К7х4х2
600-1000 НН и содержит 2х10 витков ПЭВ2-0,25. Трансформатор 5Т2 — на ферритовом кольце К10х6х3 проницаемостью 600-1000 НН. Его первичная обмотка содержит 10 витков ПЭВ2-0,45, вторичная – 2 витка того же провода.
Трансформатор выходного каскада усилителя 5Т3 – типа “бинокль”, состоит из двух столбиков по 5 склееных колец К7х4х2 600-1000НН. Обмотка содержит два витка провода ПЭВ 0.45 с отводом от середины, втянутого в кембрик для изоляции
Намоточные данные ФНЧ усилителя мощности приведены в таблице 2.
Индуктивности 5L2 – 5L4 и 5L6 — 5L8 изготовлены на ферритовых бинокулярных сердечниках от симметрирующих устройств отечественных телевизоров. Намотка ведётся одножильным медным проводом диаметром 0,41 мм в полихлорвиниловой изоляции, провода пропускаются через внутренние отверстия сердечника. При отсутствии вышеупомянутых сердечников индуктивности ФНЧ можно выполнить на половинках броневых сердечников СБ-12.
Индуктивности 5L5 и 5L9 –бескаркасные, выполняются проводом ПЭВ 0,8 на оправке диаметром 6 мм.
Чертежи печатных плат приведены на рис.6-8, распожение элементов на платах –на рис.9-11.
Таблица 2
| Диапазон (мГц) |
5С14, 5С22 ПФ |
5С18 пФ |
5L2, 5L6 (n) |
| 1,8 | 4700 | 10000 | 8 |
| Диапазон (мГц) |
5С15, 5С23 ПФ |
5С19 пФ |
5L3, 5L7 (n) |
| 3,5 | 2200 | 4700 | 6 |
| Диапазон (мГц) |
5С16, 5С24 пФ |
5С20 пФ |
5L4, 5L8 (n) |
| 7 | 1000 | 2200 | 4 |
| Диапазон (мГц) |
5С14, 5С22 пФ |
5С18 пФ |
5L5, 5L9 (n) |
| 14 | 560 | 1000 | 12 |
Настройка.
Настройка основной платы трансивера выполняется по методике, описанной в [3].
Дополнительно необходимо настроить фильтр-пробку. Для этого на вход основной платы (контакт 3) подают сигнал высокочастотного генератора уровнем около 100 мкВ и частотой, которая попадает в полосу пропускания тракта ПЧ – близкой к 8867 кГц.
Подстройкой сердечника катушки 1L’ добиваются минимальной громкости сигнала на выходе тракта звуковой частоты.
Настройка ДПФ.
Диапазонные полосовые фильтры приёмника и передатчика очень удобно настраивать
отдельно с помощью измерителя АЧХ, до получения характерной «двугорбой»
характеристики. При отсутствии такого прибора для настройки можно воспользоваться
высокочастотным генератором и милливольтметром (или осциллографом). Перестраивая
генератор по частоте, снимают АЧХ каждого ДПФ, при необходимости её корректируют
вращением сердечников катушек.
В крайнем случае, настройку ДПФ приёмника можно произвести в собранной конструкции трансивера по громкости принимаемых сигналов любительских станций, ДПФ передатчика — по максимуму выходной мощности в рабочей полосе частот на каждом из диапазонов.
Настройка ГПД.
Настройка ГПД производится следующим образом. Подав на него напряжение
питания, переводят переключатель диапазонов трансивера S2 в положение
«7МГц». При полностью введённом роторе КПЕ С1 устанавливают
нижний предел генерируемой частоты (см. таблицу 3) подстройкой сердечника
4L1. После этого ротор КПЕ полностью выводят и вновь производят замер
частоты. Если диапазон перестройки окажется завышенным, ёмкость конденсатора
С2 следует уменьшить, в противном случае – увеличить. После коррекции
величины С2 повторяют операцию проверки пределов изменения частоты.
В диапазоне 14МГц при полностью введённом роторе С1 подстройкой сердечника 4L2
устанавливают нижний предел генерируемой частоты. Диапазон перестройки ГПД в этом случае определяется величиной конденсатора С3.
Подбором величины резистора 4R14 устанавливают выходной уровень ГПД на контактах ВЫХ1 и ВЫХ2 в пределах 100-300 мВ.
Таблица 3
| Диапазон, мГц |
Границы диапазона, кГц |
Границы перестройки ГПД, кГц |
| 1,8 | 1800 – 2000 | 10667 — 10867 |
| 3,5 | 3500 – 3750 | 12367 — 12617 |
| 7 | 7000-7100 | 15867 — 15967 |
| 14 | 14000-14350 | 5133 — 5483 |
Настройка блока УМ.
Перед подключением блока УМ желательно с помощью измерителя АЧХ либо комплекта высокочастотный генератор – милливольтметр проверить характеристику полосовых фильтров. При необходимости подбирают количество витков индуктивностей фильтра.
Затем проверяют ток покоя оконечного транзистора УМ. Для этого отпаивают один конец дросселя 5L1, в разрыв цепи включают амперметр. Без подачи высокочастотного сигнала на вход блока переводят трансивер в режим передачи. Ток покоя транзистора 5VT3 должен быть в пределах 0,3-0,4 А. Если ток значительно занижен, необходимо подобрать диод 5VD1 и установить экземпляр с большим падением напряжения. Если же ток покоя завышен, его можно уменьшить, подключив параллельно диоду 5VD1шунтирующий резистор сопротивлением 100-470 Ом.
После этого к антенному гнезду трансивера подключают согласованную нагрузку
сопротивлением 50 Ом.
Её можно изготовить из шести резисторов МЛТ-2 сопротивлением
300 Ом, включенных параллельно. На микрофонный вход трансивера подают
сигнал генератора звуковой частоты частотой 1000Гц и амплитудой 10 мВ.
В режиме передачи на согласованной нагрузке с помощью высокочастотного
милливольтметра измеряют амплитуду сигнала.
На любом из диапазонов она должна быть не менее 15 В.
Заключительная операция настройки – подбор сопротивления 5R15 c тем, чтобы при пиках сигнала стрелка индикатора не выходила за пределы шкалы.
Конструкция и размещение узлов.
Узлы ДПФ, ГПД и УМ выполнены на платах из двухстороннего текстолита,
слой металлизации со стороны деталей служит экраном. Вокруг выводов, не
соединённых с экраном, проводящий слой удаляется. Чертежи печатных плат
представлены на рис.6 – 8, расположение элементов – на рис.
9-11.
Трансивер собран в корпусе, разделённом на три отсека. В верхнем отсеке размещены ГПД и цифровая шкала, в нижнем — основная плата и блоки ДПФ. Блок УМ размещён в заднем отсеке, плата прикреплена к задней стенке трансивера. Транзистор выходного каскада устанавливается через изолирующую прокладку.
Рис.12. Трансивер. Эскиз конструкции. (Щелкните мышкой для получения большего изображения)
Для индикации частоты в трансивере автор применил цифровую шкалу А. Денисова [1].
Переключение режимов «+ПЧ» и «-ПЧ» производится свободной группой контактов переключателя диапазонов S2.
Данный трансивер можно использовать и на самых высокочастотных диапазонах 21, 24 и 28 мГц. В этом случае в приёмный тракт целесообразно ввести дополнительный отключаемый УВЧ, что несколько усложнит конструкцию трансивера (придётся также увеличить количество диапазонов ГПД и ФНЧ усилителя мощности)
Литература.
- Денисов А.. Частотомер на микроконтроллере PIC16F84. Радиохобби, 2000г., №1, с42-43.
- Степанов Б., Шульгин Г.. Семидиапазонный КВ приёмник. Радио, 1985г.,№6 с 17-21.
- Трансивер
«Аматор-160».
А. Темерев ( UR5VUL), Украина.
г. Светловодск, Кировоградской обл.
e-mail to: temer (at) 360.com.ua
Основная плата трансивера Аматор-КФ-У | radiolavka-rv3yf
Благодаря использованию интегральных микросхем появилась возможность создать компактный трансивер, не имеющий дефицитных комплектующих и простой в настройке. Конечно, такой простой аппарат не обладает высокими динамическими параметрами и его можно рекомендовать как трансивер начинающего радиолюбителя либо как вспомогательный мобильный трансивер. В статье описывается базовый вариант трансивера на диапазон 160 м. Параметры трансивера следующие:
— диапазон рабочих частот 1830…2000 кГц;
— род работы ………………………….
..SSB;
— чувствительность при отношении сигнал/шум 12 дБ, не хуже…………………..1 мкВ;
— избирательность по соседнему и другим побочным каналам приёма, не хуже….60 дБ;
— диапазон действия системы АРУ, не менее……………………………………… 60 дБ.
— пиковая выходная мощность на нагрузке 50 Ом, не менее…………………………5 Вт;
— подавление побочных каналов в режиме передачи, не хуже …………………….40 дБ;
— ток потребления, не более…………………………………………………………….0,6 А.
Используя основную плату «Аматора-КФ-У», нетрудно изготовить трансивер на все любительские диапазоны. Функционально трансивер разбит на три узла: основная плата, ГПД и блок усилителя мощности.
ВНИМАНИЕ!
На печатной плате реализована схема доработки трансивера для подключения внешней платы ДПФ-4, то есть трансивер Аматор будет работать на четырех диапазонах. Набор платы ДПФ-4 доступен в разделе Диапазонных полосовых фильтров.
Для полноценной реализации трансивера к основной плате необходимо добавить следующие компоненты:
— ГПД или синтезатор частоты (рекомендуем простой синтезатор частоты на микросхеме Si5351)
— Усилитель мощности (рекомендуем использовать авторский вариант — УМ Аматор — в наличии в разделе Усилители мощности)
Набор для самостоятельного изготовления основной платы трансивера «Аматор-КФ-У». Состав набора: документация, печатная плата (сверленая плата с маской), набор изготовления КФ на 8,865 МГц, все микросхемы, транзисторы, диоды, реле, каркасы контуров, конденсаторы и резисторы
Сборка трансивера на любительские диапазоны — Страница 3 — Любителям паяльника
Работа над первым трансивером практически завершена.Это была, по сути дела, проба сил, т.к сборкой связной техники я прекратил заниматься лет 20 назад… Я не ожидал, что конструкция выйдет такая удачная . В ней остались кое какие недочеты , но они будут со временем устранены.
.. Сейчас меня привлекла более совершенная конструкция аппарата… Это конструкция Чапаевского радиолюбителя Геннадия Брагина (RZ4HK). Аппарат Mini YES-2. Это очень привлекательная конструкция обладающая отличнейшими параметрами. Прочитав ,но пока так и не переварив всю информацию по этому аппарату в полном объеме, я взялся за его изготовление… Был собран синтезатор ,это так сказать, сердце любого трансивера. Синтезатор ,вернее его цифровая часть,уже работает. Плата ГУН (генератор управляемый напряжением) собран,осталось решить на каких каркасах намотать катушки генератора и запускать синтезатор в полном объеме .
Так же были собраны (почти собраны… пока нету подстроечных емкостей) диапазонные полосовые фильтры и изготовлена печатная плата на основной блок трансивера…
По пути готовится плата для SDR- блока для этого аппарата и присматриваются схемы для компрессора, эквалайзера (блоки обработки речевого сигнала)
Ну и самое напряженное, это прикидываю над тем , как расположить блоки внутри корпуса и над расположением органов управления на лицевой панели.
А теперь немного фото будущего «шедевра» Это схема синтезатора и ГУНов . Огромное спасибо Владиславу ака Гарант за помощь в изготовлении этого синтезатора.. Помощь в поиске комплектующих ,прошивка контроллеров…
Это тот же синтезатор,только собранный и включенный
Это плата ГУНов.. Еще не стоит экран и вместо катушек стоят каркасы для примерки
Это печатная плата на основной блок трансивера
Ну а это диапазонные полосовые фильтры (ДПФ) В качестве каркасов используются 2мл шприцы
Ну , на пока ,это все успехи… Работа продолжается
Самодельные трансиверы с кварцевым фильтром
Трансивер «Аматор-КФ-160»
ИСТОЧНИК: журнал «Радио 2002г. №3,4
АВТОР: Алексей Темерев (UR5VUL)
В статье описан несложный трансивер с самодельным кварцевым фильтром,
изготовленным из одинаковых резонаторов на частоту 8,867238 МГц.
Такие резонаторы не дефицитны — их применяют в телевизионных декодерах ПАЛ-СЕКAM.
Основную плату трансивера, внеся в нее минимальные изменения, можно использовать в многодиапазонном аппарате.
Параметры трансивера следующие:
-диапазон рабочих частот….. 1830…2000 кГц;
-род работы ……………………………SSB;
-чувствительность при отношении сигнал/шум 12 дБ, не хуже…………………..1 мкВ;
-избирательность по соседнему и другим побочным каналам приёма, не хуже….60 дБ;
-диапазон действия системы АРУ, не менее……………………………………… 60 дБ.
-пиковая выходная мощность на нагрузке 50 Ом, не менее…………………………5 Вт;
-подавление побочных каналов в режиме передачи, не хуже …………………….40 дБ;
-ток потребления, при питании 12В не более…………………………………………………………….0,6 А.
В предыдущих статьях описан простой в изготовлении и настройке трансивера «Аматор-160» с ЭМФ в качестве фильтра основной селекции.
Практика показала, что радиолюбители испытывают трудности с приобретением подобного фильтра. Используя схемные решения одной из предыдущих конструкций — трансивера «Аматор-КФ» — удалось создать несложный аппарат с самодельным кварцевым фильтром («Аматор-Кф-160»), предназначенным для работы SSB на диапазоне 160 метров. Автор надеется, что в предложенном варианте учтены все недостатки, присущие прототипу, а новых не появилось.
Благодаря применению интегральных микросхем, появилась возможность создать компактный трансивер, не имеющий дефицитных комплектующих и простой в настройке. Конечно, такой аппарат не обладает очень высокими параметрами, но его можно рекомендовать либо как трансивер для начинающего радиолюбителя-коротковолновика, либо как мобильный вспомогательный трансивер.
Обратимый тракт трансивера реализован на двух микросхемах К174ХА2 [1]. Из состава микросхем использованы только регулируемые УРЧ, смесители и УПТ системы АРУ УПЧ. Сами регулируемые УПЧ микросхем не используются, так как имеют большой коэффициент шума и не рассчитаны для работы на частотах свыше 1 МГц.
Конструктивно трансивер разбит на три узла: основная плата (рис. 1), генератор плавного диапазона (рис. 2) и усилитель мощности (рис. 3). Схема межблочных соединений трансивера приведена на рис. 4.
В режиме приема сигнал с антенного входа через контакты КЗ.2 реле КЗ, расположенного в блоке УМ, поступает на вывод 3 основной платы. На элементах L1C4C6C8L4 собран двухконтурный полосовой фильтр (ДПФ). Радиочастотный сигнал, пройдя через ДПФ, поступает на вход микросхемы DA1. В этой микросхеме осуществляется усиление сигнала и его преобразование в частоту ПЧ. Сигнал ГПД подается на вывод 6 основной платы и через контакты К 1.1 реле К1, трансформатор Т1 поступает на микросхему DA1. Контур L5C19, подключенный к выходу преобразователя микросхемы, настроен на частоту ПЧ. Шестирезонаторный кварцевый фильтр Z1 подключен к отводу катушки индуктивности L5, что обеспечивает оптимальное согласование. Схема фильтра приведена на рис. 5. С выхода кварцевого фильтра сигнал ПЧ поступает на микросхему DA2.
Сигнал опорного генератора приходит на эту микросхему через контакты К2.1 реле К2 и трансформатор Т2. На резисторе R15 выделяется сигнал звуковой частоты. Фильтр низкой частоты C27R19C28 ослабляет высокочастотные составляющие продетектированного сигнала. Усилитель звуковой частоты собран на интегральной микросхеме К174УН14 в типовом включении. Коэффициент усиления ее равен 40 дБ. С вывода 11 основной платы сигнал 3Ч через регулятор громкости R1 (см. рис. 4) поступает в головные телефоны.
Приемный тракт охвачен системой АРУ. Сигнал для работы системы АРУ снимается с выхода УЗЧ и через резистор R23 поступает на детектор VD7VD8. Быстродействие системы определяется емкостью конденсатора С29. С выхода эмиттерного повторителя VT3 напряжение АРУ поступает на усилитель постоянного тока (УПТ) S-метра (вывод 9 микросхемы DA2) и через диод VD4 на управляющие входы микросхем DA1 и DA2. Диод установлен для того, чтобы в режиме передачи управляющее напряжение не воздействовало на S-метр.
Напряжение на S-метр подается с вывода 13 основной платы через подстроечный резистор R22 и диод VD9, подключенные к выводу 10 микросхемы DA2.
Генератор опорной частоты собран на полевом транзисторе КПЗОЗГ (VT1). Частота резонатора ZQ1 — 8,867238 МГц. Подстройкой катушки индуктивности 12 можно в небольших пределах смещать частоту колебаний генератора относительно полосы пропускания кварцевого фильтра. Истоковый повторитель на транзисторе VT2 исключает влияние нагрузки на частоту колебаний генератора.
В режим передачи трансивер переводится нажатием кнопки SB1 («Упр.»), подключенной к разъему XS3. При этом срабатывает реле КЗ в блоке УМ. Это реле, в зависимости от режима работы, своими контактами КЗ.2 подключает антенну либо ко входу приемного тракта, либо к выходу передатчика и одновременно контактами К3.1 коммутирует необходимые напряжения питания узлов трансивера. Напряжение +12 В (ТХ) подается на выводы 4 и 12 основной платы, срабатывают реле К1, К2 и происходит переключение сигналов ГПД и опорного генератора.
С вывода 12 напряжение поступает на инверсный вход микросхемы УЗЧ DA3 и блокирует ее. Также подается напряжение питания на электретный микрофон ВМ1 (см. рис. 4).
Сигнал с микрофона поступает на микросхему DA1 через ФНЧ C5L3C10, предотвращающий проникновение высокочастотных наводок на вход микрофонного усилителя. В режиме передачи микросхема DA1 работает как балансный модулятор. Сигнал опорного генератора подается через трансформатор Т1. На выходе модулятора формируется двухполосный сигнал с подавленной несущей (DSB). Максимальное подавление несущей происходит при точной балансировке модулятора подстроечным резистором R10. С выхода модулятора DSB сигнал поступает на кварцевый фильтр, который выделяет нижнюю боковую полосу.
Микросхема DA2 преобразует сигнал ПЧ в сигнал любительского диапазона 160 метров. Нагрузкой DA2 по высокой частоте служит широкополосный трансформатор ТЗ, который согласует высокое выходное сопротивление смесителя с низким сопротивлением нагрузки.
Радиочастотный сигнал с вывода 9 основной платы поступает в усилитель мощности. Регулировка коэффициента передачи тракта производится резистором R3 «Уров.ТХ». Максимальному коэффициенту передачи соответствует минимальное напряжение на выводе 8 основной платы.
В блоке УМ сигнал проходит через двухконтурный полосовой фильтр L7C53C54C55L8, усиливается предоконечным усилителем на транзисторах VT6, VT7 и оконечным каскадом на VT8.
В качестве выходного транзистора выбран импортный 2SC2078. Этот транзистор обычно используется в оконечных каскадах радиостанций Си-Би диапазона 27 МГц и развивает мощность не менее 4 Вт при напряжении питания 12 В. Как оказалось, его несложно приобрести на радиорынках в крупных городах. В диапазоне 160 метров с этого транзистора можно без труда получить 5 Вт пиковой мощности. Цепочка R37VD11R38 задает начальный ток смещения транзистора в режиме передачи, чтобы он работал в линейном режиме. Усиленный сигнал через контакты КЗ.
2 поступает в антенну. С делителя R39R40 часть напряжения выходного сигнала поступает на детектор уровня. Выпрямленное детектором напряжение подается на индикатор РА1.
ГПД трансивера (см. рис. 2) — двух-каскадный. На транзисторе VT4 собран задающий генератор по схеме емкостной трехточки, на VT5 — буферный каскад. Перестройка по частоте производится КПЕ С1 с воздушным диэлектриком. При использовании в кварцевом фильтре резонаторов на частоту 8,867238 МГц диапазон перестройки ГПД составит 10698… 10867 кГц (плюс необходимый запас по несколько килогерц на краях диапазона).
Для питания трансивера необходим стабилизированный источник напряжением +12 В. Стабилитрон VD1 (рис. 4) применяется в защитных целях. При пе-реполюсовке или превышении питающего напряжения ток через стабилитрон значительно возрастает и перегорает предохранитель FU1.
Катушки индуктивности L1, L2, L4, L5, L7, L8 намотаны на полистироловых каркасах диаметром 5 мм с подстроенными сердечниками ПР ╧ 2 (карбонильные из материала марки Р-20, резьба М4).
Автор применил каркасы от УКВ радиостанции «Лен». Катушки L1 и L7 содержат 10+40 витков (считая от заземленного вывода), L2 и L8 — 50 витков, L4 — 25+25 витков провода ПЭВ-2 0,15, а катушка L5 — 8+8 витков провода ПЭВ-2 0,25. Катушка ГПД L6 намотана на каркасе диаметром 12 мм и содержит 12 витков провода ПЭВ-2 0,45 (подстроечный сердечник — ПР ╧ 4, карбонильный — Р-20, резьба — М7х0,75). Широкополосные трансформаторы Т1—ТЗ намотаны на кольцевых ферритовых магнитопроводах типоразмера К7х4х2 мм марки 600-1000НН. Т1 и Т2 содержат 2×20 витков провода ПЭВ-2 0,25, ТЗ содержит 3×20 витков такого же провода. Трансформатор Т4 намотан на кольцевом ферритовом магнитопроводе марки 600НН типоразмера К10x6x3 мм. Первичная обмотка содержит 20 витков провода ПЭВ-2 0,25, вторичная — 5 витков того же провода. Катушки L9—L11 намотаны на кольцевом ферритовом магнитопроводе марки 50ВЧ-2 типоразмера К25х12х7 мм. L9 содержит 3 витка, L10 — 25 витков, L11 — 5 витков провода ПЭВ-2 0,6. Все ферритовые кольца перед намоткой необходимо обмотать одним слоем лакоткани.
L3 — стандартный дроссель ДМ-0,1-100 мкГн, L12 — Д-0,6-20 мкГн. Реле К1 и К2 — РЭС49 с сопротивлением обмоток 270 Ом. Реле КЗ — типа РЭС9 с сопротивлением обмотки 500 Ом. ВМ1 — импортный двухвыводной электретный микрофон. РА1 — микроамперметр с током полного отклонения 50—100 мкА. Кварцевые резонаторы ZQ1—ZQ7 — в малогабаритных корпусах. Вместо микросхем К174ХА2 при возможности целесообразно применить импортные ТСА440, микросхему К174УН14 можно заменить на TDA2003.
Контурные конденсаторы С4, С8, С19, С53, С55 припаяны непосредственно к выводам соответствующих катушек. Корпусы кварцевых резонаторов ZQ1—ZQ7 по одному из торцов припаяны к верхнему слою металлизации.
Основная плата и плата УМ трансивера изготовлены из двусторонне фольгированного стеклотекстолита. Фольга со стороны установки деталей служит общим проводом и одновременно экраном. Вокруг выводов деталей, которые не должны иметь контакт с общим проводом, отверстия раззенкованы. Плата ГПД выполнена из односторонне фольгированного стеклотекстолита.
Чертежи печатных плат и расположение элементов на них показаны на рис. 6 — 8.
Трансивер собран в корпусе размерами 210x210x110 мм, изготовленном из двух П-образных пластин дюралюминия. Примерная компоновка трансивера показана на рис. 9. Отсек, в котором находится УМ, отделен от остальных узлов трансивера экранирующей перегородкой. Блок УМ прикреплен к задней стенке корпуса. Транзистор VT8 изолирован от корпуса с помощью слюдяной прокладки.
Настройку трансивера начинают с укладки частот ГПД. На плату ГПД подают номинальное напряжение питания, к выходу (выводы 4, 5) подключают частотомер. При полностью введенном роторе КПЕ С1 вращением подстроечника катушки L6 устанавливают нижнюю границу перестройки гетеродина (10690 кГц), после этого ротор КПЕ устанавливают в положение минимальной емкости и проверяют верхнюю границу (10870 кГц). Если диапазон перестройки окажется недостаточным, устанавливают конденсатор С2 с большей емкостью, если диапазон перестройки велик, значение С2 уменьшают.
При настройке основной платы в первую очередь проверяют работу УЗЧ. После этого проверяют работу опорного генератора. Подключив частотомер к правому (по схеме) выводу конденсатора С18, убеждаются в работоспособности генератора и подстройкой катушки L2 устанавливают частоту генератора на 200…300 Гц ниже, чем значение частоты в точке с уровнем -6 дБ на АЧХ кварцевого фильтра Z1.
Затем отключают систему АРУ, отпаяв один из выводов резистора R23. В режиме приема подают на вход тран-сивера немодулированный сигнал от ГСС уровнем около 100 мкВ в рабочем диапазоне, добиваясь появления в телефонах звукового сигнала.
Вращением подстроечника катушки L5 настраивают контур ПЧ по максимальной громкости приема.
Для настройки входного ДПФ удобно воспользоваться измерителем АЧХ (при его наличии). Также настроить ДПФ можно с использованием ГСС. На вход трансивера подают сигнал с уровнем около 10 мкВ. Перестраивая ГСС в рабочем диапазоне частот, контролируют уровень выходного 3Ч сигнала.
Вращением подстроечников катушек L1 и L4 добиваются максимальной громкости принимаемого сигнала. Система АРУ при этом должна быть отключена. В крайнем случае ДПФ можно настроить по громкости принимаемых сигналов любительских станций.
Дальнейшие настройки выполняют, переключив трансивер в режим передачи. К выходу 9 основной платы подключают ВЧ милливольтметр и, не подавая на вход трансивера звуковой сигнал, подстройкой резистора R10 добиваются минимума показаний. После этого отпаивают один из выводов резистора R6, чтобы отключить напряжение питания микрофона. На микрофонный вход трансивера подают сигнал генератора 3Ч амплитудой 5…10 мВ. Генератор перестраивают по частоте с шагом 100…200 Гц. В таком режиме удобно снимать АЧХ кварцевого фильтра и корректировать его параметры. Подбором конденсаторов фильтра и, возможно, резонаторов добиваются минимальной неравномерности в полосе пропускания. Уровень выходного сигнала контролируют милливольтметром на выводе 9 основной платы.
Регулятор «Уров. ТХ» устанавливают в среднее положение, чтобы не допустить перегрузки передающего тракта. Нижний предел передаваемых частот должен быть в пределах 300…500 Гц, верхний — 2900…3100 Гц. Сдвиг полосы передаваемых частот в сторону повышения или понижения осуществляется подстройкой частоты опорного генератора.
Блок УМ настраивают отдельно от основной платы. Не подавая напряжение питания на оконечный транзистор VT8, настраивают ДПФ передатчика. Методика настройки аналогична методике настройки приемного ДПФ, описанной выше. Сигнал для контроля выходного уровня можно снять с базы оконечного транзистора. После этого к выходу блока подключают согласованную нагрузку (50 Ом) и подают напряжение питания на транзистор VT8. В отсутствие сигнала устанавливают ток покоя оконечного каскада. Миллиамперметр можно подключить в разрыв цепи питания оконечного транзистора, например, отпаяв один из выводов дросселя L12. Ток покоя должен быть в пределах 200…220 мА.
Его величину можно регулировать подбором резистора R37. При подаче на вход блока УМ сигнала ГСС настраивают контур выходного каскада так, чтобы максимум передачи был в центре рабочего диапазона — примерно на частоте 1915 кГц. Настройка осуществляется подбором конденсатора С62. Заключительный этап настройки — соединение всех узлов трансивера и проверка выходной мощности. При подаче на микрофонный вход трансивера сигнала частотой 400…1000 Гц уровнем 10 мВ выходная мощность трансивера на нагрузке 50 Ом должна быть не менее 2 Вт. Сопротивление R4 подбирают так, чтобы при максимальном коэффициенте усиления передающий тракт не перегружался. Подбором резистора R41 добиваются, чтобы на пиках передачи стрелка индикатора выходного уровня не выходила за пределы шкалы.
О том, как настроить S-метр трансивера в режиме приема, подробно описано в [2].
Выходной каскад трансивера рассчитан для работы на нагрузку 50 Ом. При работе на антенну с неизвестным входным сопротивлением (наклонный луч неизвестной длины, Г-образная антенна и т.
д.) необходимо подобрать число витков катушки L11 по максимуму излучаемого сигнала, контролируя его по индикатору. Для того чтобы основную плату трансивера «Аматор-КФ-160» использовать в многодиапазонном трансивере, ее необходимо доработать. Элементы входного ДПФ удаляются, и на их месте устанавливается фильтр-пробка, настроенный на частоту ПЧ (рис. 10). Этот фильтр предназначен для того, чтобы ослабить помехи с частотой ПЧ, проникающие на вход тракта. Влияние этих помех более заметно на тех диапазонах, частота которых близка к Fпч (7, 10, 14 МГц). L’ содержит 16 витков провода ПЭВ-2 0,25 на каркасе диаметром 5 мм (подстроечник, как в предыдущих вариантах).
Трансивер пилигрим схема дпф – Telegraph
Трансивер пилигрим схема дпфСкачать файл — Трансивер пилигрим схема дпф
Технический портал радиолюбителей России. Форум Сообщения за день Справка Календарь Сообщество Пользователи Опции форума Все разделы прочитаны Навигация Руководство сайта Дневники Что нового? Фотогалерея Обзоры Правила Расширенный поиск.
RU Техника прямого преобразования ПИЛИГРИМ-PRO. Страница 1 из 41 1 2 3 4 Показано с 1 по 10 из Опции темы Версия для печати Версия для печати всех страниц Подписаться на эту тему… Поиск по теме. UK8AFV Просмотр профиля Сообщения форума Личное сообщение Записи в дневнике. ПИЛИГРИМ-PRO Приветствую всех любителей техники прямого преобразования! На этом форуме была предпринята попытка открыть тему по новой разработке Олега Oleg 9 и Александра EU1ME http: К сожалению, по понятным причинам тема была закрыта, а технические вопросы повисли в воздухе. Предлагаю все технические вопросы обсуждать здесь. По всем прочим делам лучше обращаться к Авторам в ЛС или через форму обратной связи на http: Просьба ко всем — строго воздерживаться от коммерческих вопросов здесь, если не хотите, чтобы тема была закрыта. Последний раз редактировалось UN7RX; V , R3PAS , slavector , UA3LEE , wolf R3PAS Просмотр профиля Сообщения форума Личное сообщение Записи в дневнике. В ближайшее время собираюсь приобретать набор для сборки ‘Пилигрим-PRO’.
После сборки, обязательно поделюсь результатами Integral Просмотр профиля Сообщения форума Личное сообщение Записи в дневнике. Меня заинтересовала конструкция ДПФ этого трансивера, схема и плата. Интеграл от человеческих заблуждений — истина, производная — безумие. RK6AJE Просмотр профиля Сообщения форума Личное сообщение Записи в дневнике. Нечто стандартное на ключах типа РЕ Как у флекса Oleg 9 Просмотр профиля Сообщения форума Личное сообщение Записи в дневнике. RXDX Просмотр профиля Сообщения форума Личное сообщение Записи в дневнике. EU1ME Просмотр профиля Сообщения форума Личное сообщение Записи в дневнике. Александр Антенный анализатор SWR-1 Pan SDR. RU О форумах на CQHAM. RU Тестовый форум OFF-TOPIC Темы не вошедшие в другие разделы форума Работа для радиолюбителя Продавцы, покупатели Информация о теме Пользователи, просматривающие эту тему Эту тему просматривают: Похожие темы ТПП ‘ПИЛИГРИМ-СМД’ от Oleg 9 в разделе Техника прямого преобразования. ПИЛИГРИМ трансивер прямого преобразования от Oleg 9 в разделе Техника прямого преобразования.
PRO III от FANTAST в разделе Модификация радиостанций.
BFRR.NET
29 день цикла месячных нет тест отрицательный
Создать efi iso образ
Многодиапазонный трансивер «Аматор-КФ».
Скачать карту discounter для cs 1.6
Огромный анус рассказ
Как зарабатывать на авито без вложений
Форма женских очков как подобрать
Печатная плата ДПФ ТПП Пилигрим
Карта харькова автодороги
Сайт где можно заказать гироскутер
Киа спортейдж каталог деталей
Многодиапазонный трансивер «Аматор-КФ».
Характеристика сортировочной станции
Моментальные карты банков спб
Как сделать живую изгородь из ели
Схема трансивера аматор — zakupka-italia.ru
Скачать схема трансивера аматор rtf
Аматор схема для походного варианта — «аматор кф на ха2». В предлагаемой основная плате трансивера использованы схемы импортного производства SA В качестве фильтра основной селекции используется ЭМФ. В трансивера основная плате трансивера использованы микросхемы импортного производства SA[1].
Трансивер Аматор-ЭМФ-SA В своё время автором предлагалось несколько вариантов несложных трансиверов с применением микросхем смесителей КПС1[2,3]. — «Радиоаматор»,N 11. Принципиальная электрическая схема основной платы трансивера приведена на рис Принципиальная электрическая схема основной платы трансивера приведена на рис В режиме приёма сигнал через двухконтурный диапазонный полосовой фильтр (ДПФ) L1,L3,С2,СЗ,С5 аматор на первый смеситель DA1.
На микросхеме DA1 трансивера первый смеситель трансивера.
При повторении трансивера в первую очередь был применен выходной каскад, на широкодоступных транзисторах позволяющий получить выходную мощность порядка 15 ват. При подводимой мощности около 30 ват. При повторении трансивера наблюдалось плохое подавление несущего сигнала.
Функциональная схема трансивера (она же и схема межблочных соединений) показана на рис В режиме приема высокочастотный сигнал с антенного разъема поступает в блок А5 (УМ), где расположен коммутатор «прием—передача» (реле 5К1 — далее по тексту в позиционных обозначениях деталей, первая цифра обозначает порядковый номер блока трансивера). Похожие материалы:»Трансивер «АМАТОР”.»Трансивер «АМАТОР-ЭМФ-У”.»Трансивер «АМАТОР-ЭМФ-М”. Как сделать самодельный трансивер в домашних условиях. ТОП-3 рабочие схемы, печатные платы, инструкции по созданию КВ трансивера, простого и лампового приборов, фото, видео. ТОП-3 рабочие схемы, печатные платы, инструкции по созданию КВ трансивера, простого и лампового приборов, фото, видео.
Содержание статьи: Простой, самодельный трансивер: схема и монтаж своими руками. КВ трансивер на 28 МГц с мощностью передатчика 0,4 Вт. Собираю трансивер АМАТОР (Радио №9 стр) Есть вопросы по намотке контуров ДПФ и катушки П контура. Возможно ли заменить полевик на выходе на что то биполярное? Если кто собирал, помогите пожалуйста. Доброго всем времени суток! Собираю трансивер АМАТОР (Радио №9 стр) Есть вопросы по намотке контуров ДПФ и катушки П контура. Возможно ли заменить полевик на выходе на что то биполярное?
Если кто собирал, помогите пожалуйста. Функциональная схема многодиапазонного трансивера не отличается от однодиапазонного, только вместо однодиапазонных ГПД, ДПФ и усилителя мощности используются многодиапазонные. Переключение диапазонов осуществляется подачей напряжения +12В на соответствующие входы управления переключателем S2. Трансивер «Аматор». А. Темерев (UR5VUL), Украина. г. Светловодск, Кировоградской обл. e-mail to: temer (at) zakupka-italia.ru Партнеры.
Трансивер АМАТОР часть 7. HAM Radio Channel. Загрузка Я строю КВ Трансивер — Трансивер 60 — х годов. ч — Продолжительность: Filic Bernat 10 просмотров. Осциллограф Hantek DSOP Год Спустя. Трансивер Аматор-ЭМФ-SA В своё время автором предлагалось несколько вариантов несложных трансиверов с применением микросхем смесителей КПС1[2,3]. В предлагаемой основная плате трансивера использованы микросхемы импортного производства SA[1].
В качестве фильтра основной селекции используется ЭМФ. Принципиальная электрическая схема основной платы трансивера приведена на рис Аматор-ЭМФ-У. Кто собрал поскажите данные катушек 3L2 в усилителе мощности.
ValRT. Дата: 24 Июн #. Случайно наткнуля в копилке на фотографию «Настроенная плата трансивера «Аматор КФ «, высылаемая фирмой Аверс, г.Стаханов». Можно узнать подробнее про эту фирму, как можно оформить заказ? Есть ли ещё фирмы которые высылают по России наборы-конструкторы для сборки КВ-трансиверов? Реклама Google. FM.
fb2, txt, PDF, djvu8-полосный КВ / 6-метровый трансивер (EI9GQ), собранный с нуля — Часть 1 Приемник
Книга
Eamon EI9GQ («Building a Transceiver», RSGB 2018) подтолкнула меня к следующему проекту модульного трансивера. Для этой сборки я хотел продолжить работу с поверхностным монтажом, но без принуждения все это плотно упаковать. Больше места и возможность заменить модуль позже. Это была бы установка Shack Sloth (базовая станция), а не Summit Prowler, поэтому с самого начала упали ограничения по пространству, весу и мощности.
КонструкцияEamon представляет собой обычный многодиапазонный супергетик с одинарным преобразованием с AD9951 DDS VFO и кристаллическими BFO. Я бы использовал Raduino (Nano и si5351), возможно, не такой чистый, но легкий в воспроизведении. В конструкции Эймона используются изготовленные вручную диодные кольцевые смесители, работающие при инжекции гетеродина +7 дБм (или выше) и со здоровым распределением каскадов усиления и буфера. В дизайне используется ряд знакомых подходов и техник, которые не подчеркнут мой прагматичный стиль домашнего пивоварения. И я бы использовал набор из трех 8-полюсных кварцевых фильтров Telrad 9 МГц KVG, которые прожигают дыру в ящике для мусора с тех пор, как они приземлились из Израиля шесть месяцев назад.
Начальная сборка
Конструкция была выполнена на моих обычных печатных платах, нарисованных вручную и вытравленных, в стиле «маппет», с медным покрытием, с 0,1-дюймовыми разъемами для всех соединений. По мере того как прошли холодные зимние недели Мельбурна, с рабочего стола соскочили модули — 4-ступенчатые полосовые фильтры для 160, 80 и 40 (изначально), каждый со своей собственной парой переключающих реле и встроенным релейным контроллером 2N7000, затем следует стойка BPF (8 разъемов, по одному на полосу в диапазоне от 160 до 6 м) с демультиплексором PCF8574 для выбора фильтра I2C.
Четырехсекционный полосовой фильтр (160 м) от EI9GQ, с переключающими реле на обоих концах и переключателем 2N7000; накладные колпачки, установленные на «полке» печатной платы для доступа.
Стойка для 8 карт BPF, с картой демультиплексирования PCF8574 для выбора диапазона через I2C.
Далее, ручной диодный балансный смеситель и усилитель пост-микшера с двухтактным 2N5109s (я использовал 2N2219As), которые я с некоторым успехом опробовал в качестве предусилителя приемника.
Плата микшера приемника, слева, место, зарезервированное для предусилителя (с переключением реле), затем сделанного вручную диодного кольцевого микшера, диплексера, каскада усиления пост-микшера 10 дБ с 2 x 2N2219As.
Детектор приемника (другой ручной DBM), за которым последовал предусилитель звука с общей базой с низким сопротивлением и мой любимый каскад усилителя мощности звука TDA2003. С разъемами для двух дочерних плат звуковых фильтров.
Двойной симметричный диодный детектор, предусилитель с низким сопротивлением (общая база), разъемы для звуковых фильтров, усилитель мощности звука TDA2003.
Затем усилитель ПЧ, три пары BF246 в каскодной конфигурации, настроенные стоки, такое усиление, что его было трудно приручить.
Усилитель ПЧ 9 МГц от EI9GQ, три пары полевых транзисторов BF246A. IF производная AGC справа.
Наконец, я установил три фильтра KVG 9 МГц на плату с L-образным соответствием на каждом конце каждого фильтра и миниатюрным переключением реле с дополнительными драйверами 2N7000, в ожидании прямого выбора или выбора кварцевого фильтра I2C (USB, LSB, AM ).
Кристаллический фильтр ПЧ 9 МГц (KVG, 8-полюсный, 2,7 кГц / 3 дБ), с переключением реле и согласованием импеданса.
В этой сборке я использовал простой механизм размещения 3-контактного 0.Заголовок 1 ″ на входе и выходе каждого этапа. Разъемы и контакты 0,1 ″ дешевы и достаточно хороши для трактов ВЧ слабого сигнала. Я принял соглашение, чтобы подавать сигнал на средний контакт и землю с любой стороны, чтобы трехконтактный разъем был двусторонним. Заголовки на каждом конце модуля позволяют изолировать этап для тестирования / отладки или временной замены другим модулем / платой. Карл K0MWC описывает здесь свою реализацию этой техники.
VFO (ФАПЧ / Контроллер)
Я использовал один из модулей Raduino от Farhan VU2ESE, состоящий из Nano, si5351 и сокета 2 × 16 ЖК-дисплея.Поскольку это должна была быть базовая установка, я опробовал большой ЖК-дисплей 20 × 4, который у меня был под рукой. Он совместим по выводам с меньшими дисплеями в стиле HD7044. Raduino не выводит аналоговые разъемы GPIO A4 и A5 на контакты, поэтому для этого мне пришлось врезать небольшой 0,1-дюймовый разъем на задней панели платы. После некоторого жонглирования напряжением подсветки дисплея (он потребляет 0,8 А при полной яркости и может работать как комнатный свет ночью), я собрал всю сборку на алюминиевом кронштейне с печатной платой для разъемов и питания, идущего вдоль основания.
Поскольку у меня был дисплей, я разрешил использовать модуль часов реального времени Adafruit на шине I2C, чтобы выводить тайм-аут на большой дисплей — полезно для соревнований и регистрации. Я также ожидаю добавить еще один прорыв Adafruit, датчик напряжения и тока на стороне высокого напряжения INA219, для контроля напряжения питания и тока PA. Еще один аксессуар I2C — это термометр, который можно разместить прямо на радиаторе PA. Не обязательно, но приятно иметь. Образцы данных показаны на этих рисунках в качестве заполнителя на случай, когда эти карточки появятся позже.
Большой ЖК-дисплей дает по-настоящему зоркий вид, и его можно читать из дальнего конца комнаты. Я изменил код, чтобы распределить доступную информацию о частоте, VFO, режиме, s-метре, напряжении питания, токе и времени по четырем линиям (еще не работающим).
От макета до шасси
Алюминиевый лист был временно использован в качестве основы для крепления приемных модулей для первоначальных испытаний. Такой подход позволил выполнить макетирование модулей приемника, прежде чем переходить к окончательному варианту.
Тестирование приемных модулей на алюминиевом плинтусе.
Примерно через месяц использования приемника, как показано на снимке на пленэре , я хотел продемонстрировать его местной группе доморощников (организованной радиолюбителем Виктория). Итак, у меня возникла трещина в алюминиевом корпусе. Имея хороший опыт работы с угловым алюминием, работающим с ручными электроинструментами, я придерживался того же подхода. Я использовал угловой приклад 100 x 25 x 3 мм для передней, задней и боковых сторон, с полом из листового алюминия толщиной 3 мм и выпадением в алюминиевой крышке толщиной 2 мм, установленной на боковых угловых направляющих.Боковины крепятся к основанию болтами M3 с потайной головкой для возможности разборки. Некоторые постоянные приспособления, такие как рельсы, крепятся заклепками.
Корпус из алюминиевого уголка 3мм и листа принимает форму. 29 см в ширину, 32 см в глубину.
С ЖК-дисплеем и установленными элементами управления. Обратите внимание на поразительное сходство с Summit Prowler IV позади.
Розетка, коммутация
Я использовал свои любимые розетки и механизмы переключения, кнопки для VFO и управления диапазоном, кнопки для сообщений манипулятора, обычный разъем для микрофона, встроенный динамик с переключаемым разъемом для внешнего динамика.Разъем DB-9 на задней панели откроет некоторые из линий управления, включая T / R для внешнего линейного или трансвертера.
Производительность
Насколько хорошо это работает? Не плохо. Видео выше даст вам представление, учитывая, что все антенны представляют собой простые диполи, и мы находимся около минимумов цикла солнечных пятен. Я не смог продемонстрировать это выше 30 м, так как у меня нет антенн для более высоких диапазонов, и они все равно почти мертвы на этом этапе.
В лачуге VK3HN нет сложного тестового оборудования для измерения чувствительности или других важных характеристик приемника, но в тестах A / B с моими Icom IC746Pro и Summit Prowler IV (еще один доморощенный проект, супергетический 6-полосный трансивер SSB / CW с микшерами SA612 ) он одинаково чувствителен и тише, чем оба этих других приемника.Это мой любимый приемник в хижине на 160, 80, 40 и 30 метров. При отключенной антенне и усилении звука и ПЧ трудно сказать, что она включена. Я доволен всеми модулями EI9GQ и на данном этапе не стал бы менять ни один из них. Это доказывает то, что я думал о дизайне Эймона — схемы хорошо продуманы, точно воспроизведены на страницах и хорошо работают. И ему удалось добиться почти точного усиления и стабильности приемника.
Я особенно впечатлен каскадом усилителя после микширования, который очень похож на усилитель с бесшумной обратной связью Дэвида Нортона (см. Предусилитель Clifton Labs, продукт здесь, схема может быть подключена в другом месте), широкополосный предусилитель RF 10 дБ с нажатием- pull 2N5109s (я использовал 2N2219As, поскольку у меня есть специальный усилитель ПЧ 9 МГц).Я использовал его перед Summit Prowler IV, и он заметно улучшил чувствительность (живучесть) этого приемника на расстоянии от 160 до 30 метров, настолько, что я намереваюсь сделать еще один для модернизации этой установки.
Приемник потребляет 1 ампер, но более 700 мА — это большая подсветка ЖК-дисплея. Узел Nano / si5351 потребляет почти 100 мА, усилитель пост-микшера Norton — 80 мА (он горячий во многих отношениях), а пары реле в полосовом фильтре и фильтре ПЧ (4 под напряжением в любое время) примерно по 25 мА каждая.
Демонстрация установки на собрании Homebrew Group в октябре 2018 года на любительском радио Виктория.ОМ посередине — это Гленн VK3PE, который также построил трансивер EI9GQ.
Заявление об ограничении ответственности
Мне еще предстоит заставить работать схему АРУ EI9GQ. Glenn VK3PE построил эту схему и сообщает, что линия АРУ имеет высокий (а не низкий) коэффициент для уменьшения усиления, поэтому, если вы построите его, вам может потребоваться инвертировать его выход, в зависимости от того, какой усилитель ПЧ вы используете.
Частота на дисплее в видео составляет от 1,2 до 1,6 кГц. Это потому, что я не откалибровал si5351, и, кроме того, точная частота кварцевого BFO для фильтра LSB не была учтена в коде.То же самое необходимо сделать для USB-фильтра на расстоянии 30 м и выше.
Строка 3 на дисплее — это тестовые данные. Он станет активным, когда добавятся пробои напряжения, тока и температуры.
Часы реального времени начинают работать в середине видео. Это потому, что видеофрагменты были сняты в течение недели, в течение которой я все еще работал над приемником.
Далее
Часть 2 этой серии продолжит сборку передатчика и испытания в эфире.
Нравится:
Нравится Загрузка …
Связанные
uBITX V6 — ВЧ СИГНАЛЫ
Схема µBITX (PDF) | Автодром Радуино | Прошивка µBITX | Купить базовый комплект | Купить Полный комплект | Сборка полного комплекта
- До 10 Вт на нижних ВЧ диапазонах, снижение до 5 Вт на 28 МГц
- SSB и CW
- Простота сборки и юстировки
- Минимальный контроль
- На базе контроллера Arduino Nano и Si5351 для всех гетеродинов
- Двойное преобразование, супергетическая архитектура
- Его можно собрать с нуля менее чем за 50 долларов, или вы можете просто купить комплект
Щелкните здесь, чтобы увидеть (v3) uBITX | (v4) uBITX | v5 uBITX
Домашние пивовары традиционно избегают создания многодиапазонных трансиверов, поскольку они могут быть чрезвычайно сложными и сложными в изготовлении.В прошлом были заметные успехи, CDG2000 (разработанный Колином Хоррабином G3SBI, Дэйвом Робертсом G8KBB и Джорджем Фаре G3OGQ) является одним из таких проектов. Маршрут программно-определяемого радио (SDR), за которым следуют несколько проектов, предлагает некоторое упрощение за счет включения цифровой обработки сигналов и ПК в тракт прохождения сигнала.
С другой стороны, многим домашним пивоварам действительно нужен приемопередатчик общего покрытия на стенде, а также базовый приемопередатчик для диапазонов за пределами ВЧ.В итоге я купил FT-817ND, который долгие годы был надежным старым боевым конем. Несколько лет назад я попытался создать высокопроизводительную многодиапазонную архитектуру с приемопередатчиком Minima. Микшер KISS Minima, хотя и был очень респектабельным входным каскадом приемника, имел серьезную утечку гетеродина, что привело к отказу от этой конструкции в качестве полноценного приемопередатчика. Спустя несколько месяцев я понял, что потребность в ВЧ-трансивере общего покрытия была широко распространена среди домашних пивоваров. Большинство из нас просто покупают такой.Несмотря на то, что достижение конкурентоспособных характеристик многодиапазонного самодельного трансивера является сложной задачей, о чем свидетельствуют такие работы, как HBR2000 от VE7CA, совсем нетрудно достичь более скромной цели проектирования с гораздо меньшей сложностью. ΜBITX призван удовлетворить такую потребность. Это компактная одноплатная конструкция, охватывающая весь диапазон ВЧ с некоторыми незначительными недостатками. Эта установка регулярно использовалась на сорока и двадцати метрах на ВУ2ЕСЕ в течение года. Подходит для постоянной работы, а также для нескольких выездов в поле.Ключевой задачей для многодиапазонных трансиверов было создание системы гетеродина с таким широким диапазоном. Silicon Labs выпустила серию хорошо работающих осцилляторов, которые решают эту задачу тривиально: вы подключаете микросхему генератора через пару линий I2C, и все готово. Si5351a / b / c — одно из таких семейств компонентов, которое обеспечивает 3 программируемых выхода генераторов в небольшом 10-выводном корпусе TSSOP. Мы используем этот чип для создания многодиапазонного трансивера. Поскольку я все время использовал исключительно самодельные трансиверы, я очень запутался, когда мне нужно было использовать коммерческое радио.Слишком много переключателей, режимов и ручек, чтобы вращать их. ΜBITX использует Arduino для упрощения передней панели, сохраняя при этом все функциональные возможности простой системы меню, которая работает с ручкой настройки и одной функциональной кнопкой. Буровая установка поддерживает два VFO, RIT, калибровку, полублокировку CW, индикатор счетчика и т. Д. В будущем может быть добавлено больше программного обеспечения для реализации манипулятора, отображения КСВ и т. Д.Описание схемы
Современный подход к многодиапазонному супергетальному радио — преобразование всего интересующего спектра (0.От 5 до 30 МГц) на гораздо более высокую промежуточную частоту, которая, по крайней мере, в 1–1½ раза превышает интересующую нас максимальную частоту (для нас это будет 45 МГц). Хотя узкополосные SSB-фильтры доступны на частоте 45 МГц, они не имеют хорошего отклика, кроме того, что они дороги и труднодоступны. Следовательно, мы выбрали недорогой, хотя и шириной 15 кГц, двухполюсный фильтр 45 МГц в качестве кровельного фильтра. Этот фильтр устанавливает интермодуляционные искажения приемника в широком диапазоне. Для настройки от 0 до 30 МГц первый генератор настраивается от 45 МГц до 75 МГц.Соответственно, изображения IF будут иметь диапазон от 90 МГц до 125 МГц. Их легко убрать с помощью 4-секционного фильтра нижних частот во входной части. Более высокая первая промежуточная частота могла бы привести к еще лучшему отклонению изображения. Вторая ПЧ 11,059 МГц позволяет получить очень разумный полосовой фильтр SSB. Мы используем 8 хорошо подобранных недорогих кристаллов, чтобы получить очень гладкий фильтр. Некоторые операторы CW могут также захотеть добавить второй узкополосный фильтр для работы CW, подробнее об этом при обсуждении режима CW.Вот блок-схема µBITX:Фильтр нижних частот на 30 МГц
Передняя часть приемника имеет фильтр нижних частот 0–30 МГц (показан крайним левым блоком на диаграмме выше). Это простой четырехсекционный фильтр, который был интересно описан Уэсом Хейвордом на его собственном веб-сайте (оригинальная статья, в которой была очень полезная информация о создании фильтров на печатных платах. К сожалению, она больше не доступна). Четыре секции фильтрации нижних частот имеют адекватное затухание на частоте 90 МГц и выше.1-е преобразование
На входе приемника установлен двусбалансный диодный смеситель без предусилителя. Предусилитель был бы необходим, если бы входной каскад имел полосовые фильтры с более высокими потерями. Фильтр нижних частот имеет потери около 1 дБ, что устраняет необходимость в предусилителе, который следует за ним. Потери на диодном смесителе составляют еще 7 дБ. Общий коэффициент шума, вероятно, составляет около 13 дБ. Четко слышен сигнал 0,1 мкВ. Диодный смеситель — это стандартный двусбалансный смеситель. Версии, построенные с использованием 1N4148, а также BAT54S (очень недорогая и полезная деталь, имеющая два согласованных диода в одном корпусе SMD) работают одинаково хорошо.Метка [CW_KEY] в приведенной выше схеме обеспечивает работу CW. Мы обсудим это позже в этой статье. Вы должны знать о фронтальном микшере:- L31, C205, L32 вместе образуют единый фильтр нижних частот, который ослабляет вторую гармонику 45 МГц от попадания в диодный смеситель (в состоянии передачи). Это излечивает шпоры, о которых сообщалось в более ранних версиях.
- Предусилитель был бы необходим, если бы входной каскад имел полосовые фильтры с более высокими потерями.
- Фильтр нижних частот имеет потери около 1 дБ, что устраняет необходимость в предусилителе, который следует за ним.
- Диодный смеситель — это стандартный двухбалансный смеситель. Версия, построенная с использованием 1N4148, а также BAT54S (очень недорогая и полезная деталь, имеющая два согласованных диода в одном корпусе SMD) работают одинаково хорошо. Диодный смеситель имеет смещение постоянного тока, которое можно поднять, чтобы разбалансировать его и разрешить работу в непрерывном режиме (подробнее об этом позже)
- Смеситель питается от часов №2 Si5351 через аттенюатор.Контактная площадка обеспечивает надлежащее согласование Si5351 и правильный привод для диодных смесителей.
- обеспечивает необходимое усиление для преодоления потерь в следующем полосовом фильтре 45 МГц,
- обеспечивает надлежащую широкополосную оконечную нагрузку на смеситель на всех ВЧ частотах,
- он обеспечивает надлежащее управляющее сопротивление для полосового фильтра 45 МГц.
Полосовой фильтр 45 МГц
Недорогие двухполюсные кварцевые фильтры 45 МГц теперь широко доступны в Интернете. Мы использовали это, чтобы избежать работы наугад при настройке полосового фильтра, а также для обеспечения лучшей избирательности на ранних этапах пути прохождения сигнала трансивера.Для фильтра 45 МГц требуется оконечное сопротивление 500 Ом на обоих портах. Мы используем простую L-сеть, чтобы сопоставить фильтр с концом внешнего интерфейса и 2-го микшера ПЧ. Примечание. Для прототипа мы использовали настроенный трехсекционный полосовой фильтр на частоте 45 МГц. Этот фильтр был специально сделан немного шире, чтобы исключить необходимость его настройки. Создатели царапин, склонные к экспериментам, могут использовать на этой стадии катушки с воздушным сердечником с надлежащим экранированием.2-е преобразование
Второй смеситель RF с понижением частоты преобразует ПЧ 45 МГц в 11.059 МГц. В более ранних версиях вторая ПЧ была на частоте 12 МГц, теперь она увеличена до 11,059 МГц, чтобы избежать помех от микроконтроллера. Он использует еще один стандартный двухбалансный диодный смеситель, за которым следует еще один клон ВЧ-усилителя, используемого во входном каскаде. Чтобы инвертировать боковую полосу между USB и LSB, второй генератор переключается между 33 МГц и 57 МГц. Это контролируется программным обеспечением µBITX.11,059 МГц SSB фильтр
Лестничная топология теперь улучшена импровизацией, предложенной G3UUR.Распараллеливание кристаллов на двух концах обычного лестничного фильтра топологии Кона действительно сглаживает отклик и даже улучшает потери. Здесь мы используем шестисекционный лестничный фильтр, так как мы можем позволить себе несколько более высокие потери, учитывая, что у нас было достаточное усиление от предыдущих этапов. Кристаллы микропроцессорного уровня доступны недорого и хорошо подходят для этой цели. Более низкая добротность этих кристаллов приводит к более высоким потерям. Мы можем справиться с более высокими потерями, увеличив усиление во 2-м ВЧ усилителях, что, в свою очередь, приведет к немного более низкому уровню IIP3 (по измерениям он составляет около +5 дБм) на близком расстоянии.Для фильтра 11 МГц требуется оконечная нагрузка 200 Ом на обоих концах. Мы достигаем этого с помощью трансформаторов 1: 4 с надежными выводами на 50 Ом. Правильная установка оконечной нагрузки на фильтры — вот секрет хорошего звучания радио.(De) Модулятор
Сигнал постфильтра достаточно силен, чтобы не нуждаться в усилителе ПЧ, поэтому мы напрямую подаем его на симметричный (де) модулятор, сделанный из двух согласованных диодов. Здесь важно использовать согласованные диоды, поскольку одна и та же схема также используется для модуляции во время передачи.Регуляторы баланса — это надоедливые схемы, они легко разбалансируются, и их правильная настройка сложнее, чем найти два диода с одинаковым прямым сопротивлением и спаять их в паре. Более простой вариант — просто заказать небольшую полоску недорогого BAT54S, которая поставляется в виде предварительно согласованной пары по несколько пенсов каждая. Мы используем оставшийся выход CLK # 0 Si5351 для управления BFO. Несущая постоянно фиксируется для генерации сигнала верхней боковой полосы. Боковая полоса инвертируется путем переключения второго генератора между 33 МГц и 56 МГц.Когда второй генератор находится на частоте 34 МГц, верхняя боковая полоса распространяется в любом направлении без инверсии, как 33 + 11 = 45 МГц. Когда второй генератор находится на частоте 56 МГц, частота 45 МГц генерируется как 56-11 = 45 МГц. Обратите внимание, что во втором случае частота сигнала 45 МГц будет уменьшаться по мере вычитания сигнала 11 МГц из 56 МГц, что приведет к инверсии боковой полосы. Потребуется несколько минут работы с карандашом и бумагой, чтобы понять, как это работает.Аудио
Звуковой предусилитель является заимствованным из простого аудиоусилителя приемника с прямым преобразованием microR1.Это должен быть самый простой схемный блок в радиоприемнике, но он имеет наибольшее усиление во всей цепочке приемника. Использование меньшего количества активных устройств в цепи усилителя действительно является ключом к звуку с низким уровнем искажений. Это поддерживается Math. В обновленном аудиоусилителе (от 5-й ревизии) используется LM386. Он может управлять небольшим динамиком. Если вы предпочитаете наушники, а не громкоговоритель, вы можете удалить конденсатор 1 мкФ между контактами 1 и 8 для уменьшения искажений. При необходимости вы можете заменить его на любой другой аудиоусилитель по вашему выбору.2N7000 используется для отключения звука на пути прохождения сигнала во время передачи. Это предотвращает попадание ударов цепи T / R на выход динамика. Самопрослушивание CW Самостоятельный сигнал CW генерируется как прямоугольная волна от Arduino. Он проходит через RC-фильтр нижних частот к аудиоусилителю во время периодов нажатия клавиш.
Передающий Передача действительно того же потока сигнала в обратном направлении. Микрофон имеет резистор смещения для электретных микрофонов.Выходной сигнал фильтра нижних частот составляет около -10 дБм. В цепи мощности передачи используются два широкополосных усилителя 2N3904 класса A, которые повышают мощность до уровня примерно +13 дБм. В силовой цепи в качестве драйверов используются четыре обычных пластиковых 2N3904 в двухтактном исполнении. У 2N3904 достаточно усиления на 30 МГц. Испытанные ранее 2N2219 показали низкий коэффициент усиления на высоких частотах. Два IRF510 используются в толкающем толкающем устройстве. IRF510 — фаворит среди домашних пивоваров, и они дешевы — важный момент, если вы случайно взорвете их.Двухтактные усилители значительно подавляют гармоники четного порядка. Четырех фильтров гармоник достаточно для обеспечения необходимого подавления паразитных выходов более 43 дБ.
Описание программного обеспечения Исходный код Arduino для µBITX доступен на https://github.com/afarhan/ubitxv6. Arduino работает с обычным TFT-дисплеем 320 × 240, используя контроллер дисплея ILI9341 и Si5351A. Программное обеспечение управляет генератором, реализует два VFO и обеспечивает процедуру калибровки.Код всегда меняется, поэтому он может делать вещи, не упомянутые здесь.
Работа с радио
- VFO VFO A и B переключаются простым касанием любого из них. В белом поле показан текущий активный VFO .
- RIT Коснитесь RIT, чтобы включить инкрементную настройку приемника. Коснитесь его еще раз, чтобы выключить
- USB / LSB Нажмите любую из кнопок, чтобы выбрать боковую полосу
- CW Коснитесь, чтобы включить режим CW.В режиме CW вы также можете использовать тангенту PTT вашего микрофона для передачи короткого сообщения с кодом Морзе. Выберите свой кейер в меню настройки
- SPL (IT). Коснитесь, чтобы включить режим разделения. Теперь VFO A становится частотой передачи, а VFO B — частотой приема. Отлично подходит для работы DX!
- Ремешки Коснитесь любой кнопки диапазона, чтобы быстро переключиться на него
- WPM (CW) Установите скорость передачи CW манипулятора
- TON (E) Установите частоту бокового тона
- FRQ Позволяет вводить частоту напрямую с клавиатуры, показанной ниже:
- Если вы нажмете на элемент управления настройкой, вы можете переместить фокус на экране из одного поля в другое.Повторное нажатие на кнопку настройки имитирует нажатие этой кнопки.
- Если вы нажмете на один из VFO, активируется быстрая настройка, где каждый шаг настройки кодировщика приводит к скачку на 50 кГц. Используйте этот метод для быстрого перехода с одной частоты на другую.
- Радиостанция автоматически переключается на LSB при работе ниже 10 МГц.
- Для работы CW меню настройки позволяет вам выбирать между ямбическим A, ямбическим B и прямым (ручным) ключом.
- Второй осциллятор и BFO отключены
- Первый генератор перемещается на фактическую частоту передачи
- Смещение постоянного тока подается на первый смеситель, чтобы нарушить баланс и позволить первому генератору просочиться в цепь РЧ мощности.
- Самостоятельный сигнал CW генерируется Arduino и вводится в аудиоусилитель
Примечания к дизайну Несмотря на то, что это супергетод с двойным преобразованием, этот дизайн едва ли более продуман, чем его предшественник, оригинальный BITX20. У оригинального BITX20 было три каскада усиления, у этого их всего два. В оригинальном BITX20 использовалось два генератора, в этой конструкции используется один Si5351A (размером с транзистор) для генерации трех частот. За последнее десятилетие технологии сильно изменились.Новые устройства, новые платформы, такие как Arduino, предоставили домашним пивоварам большую мощность и гибкость. Этот дизайн — тому подтверждение. Радиоприемники с двойным преобразованием считаются сложным зверьком. Однако при разумном выборе частот и тщательном распределении усиления можно получить вполне удовлетворительные характеристики, которые всего на несколько децибел ниже, чем у узкополосного супергетера с одинарным преобразованием. Обширный объем умственного домашнего пивоварения с использованием cascade.exe, поставляемого на прилагаемом компакт-диске EMRFD, привел к нынешней топологии.Неожиданным открытием стало то, что было совершенно ненужно добавлять усиление ПЧ после фильтра SSB! Фильтры были тщательно смоделированы с помощью программного обеспечения, которое прилагается к книге Experimental Methods in RF Design. LADBUILD использовался для создания фильтров, а GPLA использовался для запуска моделирования. Фильтры передачи были смоделированы на LTSpice. Анализатор спектра Rigol DSA815 использовался для проверки характеристик фильтров. Весь трансивер, за исключением цифровой платы, содержащей Arduino, Si5351 и дисплей, построен на небольшом 6.Двусторонняя плата размером 5 на 6,5 дюймов, плакированная медью. В них широко используются компоненты размера SMD 1206. За исключением усилителя мощности Audio, дорогостоящих электролитов и цепи питания передачи, SMD использовались повсюду. На основной плате уже распаяны все разъемы. Цифровая плата, также известная как TFT Raduino, представляет собой плату Arduino общего назначения с Si5351a и большим цветным TFT-дисплеем размером 320 × 240 с диагональю 2,8 дюйма. У него есть нижний разъем, который выводит три тактовых генератора и несколько цифровых контактов.Этот разъем устанавливается на основной плате с помощью 18-контактного L-образного разъема. Другой 6-контактный разъем на плате TFT Raduino подключается к энкодеру настройки на передней панели. Есть несколько мест, где компоновка имеет решающее значение:
- Полосовой фильтр и фильтр нижних частот расположены под прямым углом друг к другу для уменьшения связи
- Тактовые генераторы Si5351a должны иметь очень короткие выводы, идущие к их соответствующим смесителям, и они должны быть удалены друг от друга, а также от любых выводов питания, чтобы предотвратить утечку их RF в тракт передачи.
- Передающие фильтры нижних частот устанавливаются как можно дальше от фильтров нижних частот.
Детали катушки
- L5, L7 : 12 оборотов T30-6
- L1, L2, L3, L4, L11, L12, L13 : 9 оборотов T30-6
- L14, L15, L16 : 10 оборотов T30-6
- L14, L15, L16 : 14 оборотов T30-6
- L20, L21, L22 : 19 оборотов T30-6
Улучшения
- Broadcast filter Если в непосредственной близости от вашего QTH находятся мощные средневолновые или низкочастотные передатчики, имеет смысл добавить фильтр высоких частот с отсечкой около 1.6 МГц, чтобы они не попадали во внешний интерфейс.
- Лучшая система промежуточной частоты АРУ, полученная на основе промежуточной частоты, с достаточной регулировкой усиления, выбор другого узкополосного фильтра может легко добавить этому маленькому радиоприемнику много уличного доверия. Настоятельно рекомендуется гибридный каскодный усилитель, описанный Хейвордом и Даммом.
- Охват VHF / UHF При использовании ПЧ 45 МГц легко создать полосовые фильтры с микрополосковыми линиями для частот 144 МГц, 220 МГц и 432 МГц.Тактовая частота Si5351 может быть недостаточно высокой для первого преобразования непосредственно на частоте 432 МГц, но смеситель субгармоник, который работает только с половиной частоты гетеродина, может легко масштабировать эту установку для работы в диапазонах VHF / UHF. MMIC, такие как серия MAR6 и модули питания от Mitsubishi, могут легко масштабировать эту радиостанцию до разумного уровня производительности для слабого сигнала и работы со спутниками.
После мыслей
Будучи новичком в радиолюбительстве 80-х, каждый с трепетом смотрел на сложные многодиапазонные радиоприемники того времени.Я помню, как видел радиостанции Atlas 210x, Icom 720 и Signal One в лачугах разных друзей. Было совершенно непостижимо представить себе создание такого универсального приемопередатчика в домашней лаборатории. Устройства теперь легко доступны по всему миру через интернет-магазины, производители более открыто сообщают свои данные. Что наиболее важно, онлайн-сообщества, такие как группа Yahoo из EMRFD, QRP LABS и сообщество groups.io BITX20 и т. Д., Сделали племенные знания доступными для таких разрозненных строителей, как я.Известно, что это был просто вопрос разбивки всего на усилители, фильтры, микшеры и генераторы, но это всего лишь теория. Практика воплощения радио в жизнь — это вечная амбиция. Первый сигнал, который вырывается через эфир, мимо беспорядка проводов в ваши уши, и первый сигнал, который вырывается в пространство из вашей руки, — это вещество подсознательной красоты, которое является редкостью только для домашнего пивовара. На недавней встрече с глазу на глаз наш покойный друг Дев (VU2DEV, SK), известный домашний пивовар, сказал: «Сейчас лучшее время для домашнего пивовара».Я не мог не согласиться.История печатных плат с 1870 г. по настоящее время | ОРЕЛ
Как и многие другие великие изобретения в истории, известная нам сегодня печатная плата была построена на основе достижений на протяжении всей истории. В нашем маленьком уголке мира мы можем проследить историю печатных плат более 130 лет назад, когда великая промышленная машина мира только начинала движение. В этом блоге мы расскажем не о полной истории, а о тех ярких моментах, которые превратили печатные платы в то, чем они являются сегодня.
Почему печатные платы?
Со временем печатные платы превратились в инструмент оптимизации производства электроники. То, что когда-то легко собиралось вручную, вскоре уступило место микроскопическим компонентам, которые требовали точности и эффективности машин. Возьмем, например, две печатные платы, показанные ниже. Одна из них — старая плата для калькулятора, сделанная в 1960-х годах. Другая — типичная материнская плата высокой плотности, которую вы сегодня увидите в компьютерах.
Сравнение печатных плат калькулятора 1968 года и современных материнских плат.( Источник изображения 1 , Источник изображения 2 )
В калькуляторе у нас, вероятно, более 30 транзисторов, но на одном кристалле на материнской плате вы найдете более миллиона транзисторов. Дело в том, что скорость развития технологий и дизайна печатных плат впечатляет. Все, что есть на плате калькулятора, теперь может уместиться в одном кристалле в современных конструкциях. Это позволяет выделить несколько заметных тенденций в производстве печатных плат:
- Мы расширяем функциональность передовых устройств, таких как интегральные схемы (ИС) и микропроцессоры.
- Мы сокращаем пассивные компоненты, такие как резисторы, конденсаторы и т. Д., До микроскопических уровней.
- Все это приводит к увеличению плотности компонентов и сложности на наших платах.
Все эти достижения в первую очередь обусловлены увеличением скорости и функциональности наших продуктов. Мы ожидаем, что наши устройства будут реагировать мгновенно, и даже задержка в несколько секунд может привести нас в безумие. Что касается функциональности, подумайте о видеоиграх. В 80-е вы, вероятно, играли в Pacman в аркаде.Теперь мы видим фотореалистичные представления реальности. Прогресс просто безумный.
Визуализация видеоигр в наши дни почти фотореалистична. (Источник изображения)
Совершенно очевидно, что эволюция печатных плат находится в прямом ответе на наши ожидания от наших устройств. Мы требуем более быстрых, дешевых и мощных продуктов, и единственный способ удовлетворить эти потребности — это миниатюризировать и сделать производственный процесс более эффективным. Когда впервые началось это повальное увлечение электроникой и печатными платами? На заре позолоченного века.
Позолоченный век (1879-1900)
Мы вышли из Гражданской войны в США в 60-х годах, и сейчас производство в Соединенных Штатах процветает. В этот период мы делаем все, что можем, от еды до одежды, мебели и железнодорожных путей. Транспортная индустрия упала, и наши величайшие инженеры придумывали, как доставить кого-нибудь с восточного побережья США на западное за 5-7 дней вместо 5-7 месяцев.
Железная дорога позволяла путешествовать с восточного на западное побережье за дни, а не месяцы.(Источник изображения)
В это время мы также вводили электричество в домохозяйства, сначала в городах, а затем в пригород и сельскую местность. Электричество стало альтернативой углю, дровам и нефти. Представьте, что вы живете в Нью-Йорке в разгар зимы, пытаетесь приготовить еду или обогреть свой дом грязным углем или штабелями дров. Электричество все изменило.
Интересно отметить, что Standard Oil, имевшая монополию на нефтяном рынке, не поставляла нефть в обмен на бензин.Их рынок горел маслом для приготовления пищи, жарки и освещения. С появлением электричества Standard Oil необходимо будет определить новую цель для нефти, которая появится с появлением автомобилей.
Акции Standard Oil Company выпущены в мае 1878 года, когда началась нефтяная монополия. (Источник изображения)
В период позолоченного века мы стали свидетелями некоторых крупных открытий в области электромагнетизма. У нас есть изобретение двигателя, который преобразует электрическую энергию в механическую.Мы также видим генераторы, которые делают противоположное, преобразовывая механическую энергию в электрическую.
Это был также период гениальных изобретателей, которые до сих пор влияют на наш мир электроники, в том числе:
- Томас Эдисон изобрел лампочку в 1879 году, кино в 1889 году и многие другие инновации.
- Никола Тесла изобрел двигатель в 1888 году и мощность переменного тока в 1895 году.
- Александр Грэм Белл изобрел телефон в 1876 году.
- Компания Kodak Джорджа Истмана изобрела первую потребительскую камеру в 1884 году.
- Герман Холлерит изобрел табулятор в 1890 году и впоследствии основал IBM.
Одна из самых больших дискуссий в этот интенсивный период инноваций велась между переменным и постоянным током. AC Tesla оказался идеальным способом транспортировки электроэнергии на большие расстояния. Однако интересно отметить, как мы до сих пор решаем проблемы преобразования переменного тока в постоянный.
AC мог бы выиграть битву, но DC по-прежнему доминирует в электронике.
Посмотрите на любое электронное устройство, которое вы подключаете к стене, и вам нужно будет преобразовать переменный ток в постоянный. Или, если вы посмотрите на инфраструктуру, необходимую для солнечных панелей, они вырабатывают электроэнергию в постоянном токе, которую нужно снова превратить в переменный ток для сети, а затем обратно в постоянный ток для использования нашими устройствами. Можно почти сказать, что дебаты по AC-DC никогда не заканчивались, просто был установлен баланс между двумя противоположными идеями.
Между переменным и постоянным током в солнечных панелях много разницы. (Источник изображения)
Обратите внимание, что первоначальные идеи печатных плат были изобретены не во времена позолоченного века. Однако без производственного мастерства того времени и распространяющегося влияния электричества печатные платы никогда не были бы такими, какими они являются сегодня.
Эра прогрессивного развития (1890-1920)
Эра прогрессивного развития ознаменовалась периодом социальных реформ с принятием такого законодательства, как Антимонопольный закон Шермана, который разрушает монополию Standard Oil.Это также время, когда мы видим первый патент на печатную плату. В 1903 году немецкий изобретатель Альберт Хансон подает британский патент на устройство, описанное как плоский провод из фольги на изолирующей плите с несколькими слоями. Звучит знакомо?
Рисунок, изображающий первый патент на печатную плату, защищенный Альбертом Хансоном. (Источник изображения)
Хэнсон также описал концепцию сквозного применения в своем патенте. Здесь он показал, что можно пробить отверстие в двух слоях с перпендикулярными проводами, чтобы установить электрическое соединение.
В это время мы начинаем видеть серьезный толчок в пользу электрических устройств в повседневных домашних хозяйствах со стороны Эдисона и других лидеров бизнеса. Проблемой этого толчка было полное отсутствие стандартизации. Если бы вы жили в Нью-Йорке или Нью-Джерси и использовали электрические изобретения Эдисона для освещения, отопления или приготовления пищи, что бы произошло, если бы вы использовали их в другом городе? Они были непригодны для использования, потому что в каждом городе были свои конфигурации розеток.
Эта проблема усугублялась еще и тем, что Эдисон не просто хотел продать людям лампочку, он хотел продать услугу.Эдисон подключил бы вашу электрическую сеть за ежемесячную плату; затем вы покупаете лампочки, бытовую технику и т. д. Конечно, ни одна из этих услуг не была совместима с другими конкурирующими методами.
Мы должны поблагодарить Харви Хаббела за то, что он наконец положил конец этому беспорядку. В 1915 году он подал патент на стандартную розетку, которая используется до сих пор. Теперь у нас нет необходимости подключать тостеры или нагревательные пластины к розеткам лампочек. Это огромная победа для стандартизации в отрасли.
Благодаря Харви Хаббелю у нас теперь есть стандартизированная настенная розетка для всей электроники. (Источник изображения)
И последнее, что следует отметить, это то, что Эра Прогресса ознаменовала собой первую мировую войну. Этот конфликт был сосредоточен исключительно на механических устройствах и позиционной войне. Концепция печатных плат и даже базовая электроника еще не вошли в употребление в военных целях, но скоро они появятся.
Бурные двадцатые годы (1920-е годы)
С приближением окончания Первой мировой войны мы переживаем бурные двадцатые годы и наблюдаем гигантский экономический бум в Соединенных Штатах.Впервые в истории в городах проживало больше людей, чем на фермах. Мы также начинаем видеть появление сетевых магазинов и брендов по всей территории Соединенных Штатов. Возможно, у вас был один или два семейных магазина в двух разных городах, но теперь у нас есть крупные бренды и магазины, которые стали национальными.
Величайшим изобретением того периода был автомобиль Генри Форда и необходимая для него инфраструктура. Эта ситуация похожа на 1990-е годы, когда нам пришлось построить основную инфраструктуру для управления Интернетом и нашим информационным веком, построив коммутаторы, маршрутизаторы и оптоволоконные кабели.Автомобиль ничем не отличался.
Первая машина Генри Форда — квадрицикл. (Источник изображения)
Здесь мы видим дороги, которые когда-то были вымощены грязью. Людям нужен был бензин для питания автомобилей, поэтому возникли заправочные станции. У вас также есть ремонтные мастерские, аксессуары и т. Д. Целый образ жизни многих людей родился из изобретения автомобиля, как и сегодня.
Именно в это время мы стали свидетелями появления современной бытовой техники, на которую мы все еще полагаемся сегодня, например, стиральных машин, пылесосов и холодильников.Это был первый раз, когда люди могли делать покупки в магазине для скоропортящихся продуктов и хранить их для продолжительной свежести.
А где же наши печатные платы? Мы до сих пор не видим, чтобы они использовались ни в каких бытовых приборах или автомобилях, выпущенных за это время. Однако в 1925 году Чарльз Дукас подал патент, в котором описывается процесс добавления проводящих чернил в изоляционный материал. Позже это привело к появлению печатной монтажной платы (PWB). Этот патент был первым настоящим приложением, напоминающим печатную плату, но использовавшимся только в качестве плоской нагревательной катушки.Мы все еще не достигли реальной электрической связи между платой и компонентами, но мы приближаемся.
Печатная плата развивается, на этот раз она используется в качестве нагревательной спирали от Charles Ducas. (Источник изображения)
Великая депрессия (1930-е годы)
В 1929 году фондовый рынок резко упал, и все великие изобретения нашего времени рухнули. Здесь мы видим период безработицы более 25%, когда 25 000 банков терпят крах, а по всему миру царит масса лишений.Это было печальное время для человечества в целом и проложило путь к возвышению Гитлера, Муссолини, Сталина и нашему будущему мировому конфликту. Печатные платы, возможно, до сих пор лежали тихо, но вскоре все изменилось.
Великая депрессия затронула всех, от банков до рядового рабочего. (Источник изображения)
Вторая мировая война (1939-1945)
Идет Вторая мировая война, и Соединенные Штаты вступают в бой в 1942 году после бомбардировки Перл-Харбора.Что интересно отметить в Перл-Харборе, так это полный отказ связи, приведший к атаке. У Соединенных Штатов были веские доказательства надвигающегося кризиса, но все методы связи с их военной базой в Гонолулу оказались безуспешными, и остров был застигнут врасплох.
Линкор, потерянный при атаке на Перл-Харбор. (Источник изображения)
Из-за этой ошибки Министерство обороны США осознало, что им нужен более надежный способ связи.Это выдвинуло на передний план электронику в качестве основного средства связи, заменившего азбуку Морзе.
Также во время Второй мировой войны мы впервые увидели печатную плату в том виде, в котором мы ее знаем сегодня, в бесконтактном предохранителе. Это устройство использовалось для высокоскоростных артиллерийских снарядов, которые должны были стрелять точно на огромные расстояния как в небе, так и на земле. Неконтактный взрыватель изначально был разработан британцами для борьбы с натиском гитлеровской армии. Позже он был передан Соединенным Штатам, которые усовершенствовали дизайн и производство.
Одно из первых военных приложений, в которых использовалась печатная плата — бесконтактный предохранитель. (Источник изображения)
В это время у нас также есть Пауль Эйслер, австриец, живущий в Великобритании, который подал патент на медную фольгу на непроводящей основе из стекла. Звучит знакомо? Эту концепцию мы до сих пор используем для производства печатных плат с изолирующим слоем и медью сверху / снизу. Эйслер сделал еще один шаг вперед, создав радиоприемник на своей печатной плате в 1943 году, что проложило путь для будущих военных применений.
Радиоприемник производства Пола Эйслера с первой печатной платой (PCB). (Источник изображения)
Бэби-бумеры (1940-е годы)
По мере того, как Вторая мировая война подходит к концу, мы видим, как наши солдаты прибывают домой, заводят семьи и рожают много детей. Подсказка поколения бэби-бумеров. Именно в этот послевоенный период мы видим массу улучшений в существующей бытовой технике, такой как пылесосы, стиральные машины, телевизоры и радио. Теперь, когда Великая депрессия прошла, многие потребители, наконец, могут позволить себе эти устройства в своих домах.
Но мы до сих пор не видим печатных плат потребительского уровня. Где работа Пола Эйслера? Взгляните на этот старый телевизор ниже, и вы увидите все компоненты, но не основную печатную плату.
Старый телевизор Motorola 1948 года выпуска без печатной платы. (Источник изображения)
Несмотря на отсутствие печатных плат, мы действительно увидели появление транзистора в Bell Labs в 1947 году. Потребовалось еще шесть лет в 1953 году, чтобы это устройство, наконец, использовалось в продуктах, но почему так долго? В те времена информация распространялась через журналы, конференции и т. Д.До наступления информационной эры для распространения информации просто требовалось время.
Первый транзистор, родившийся в Bell Labs в 1947 году. (Источник изображения)
Эра холодной войны (1947 — 1991)
Наступает эра холодной войны, ознаменовавшая собой период значительной напряженности между Соединенными Штатами и Советским Союзом. Эти два гиганта почти вступают в битву друг с другом и держат мир в подвешенном состоянии в угрозе ядерного уничтожения из-за различий между капитализмом и коммунизмом.
Чтобы опередить эту гонку вооружений, обеим сторонам пришлось усилить свои коммуникативные способности, чтобы понять, что делает противник. Именно здесь мы видим, как печатные платы используются в полной мере. В 1956 году армия США выпустила патент на «Обработку сборки электрических схем». Теперь у производителей был способ удерживать электронику и устанавливать связь между компонентами с помощью медных проводов.
По мере того, как печатные платы начинают появляться в производственной сфере, мы участвуем в первой в мире космической гонке.За это время у России было несколько удивительных достижений, в том числе:
Первый спутник, Спутник, запущенный Россией в 1957 году. (Источник изображения)
Где во всем этом были Соединенные Штаты? В основном отстает, часто на разработку одних и тех же технологий уходит год или два. В ответ на этот пробел мы видим, что космический бюджет США увеличился в 5 раз в 1960 году. У нас также есть знаменитая речь президента Кеннеди в 1962 году, часть которой заслуживает того, чтобы ее процитировать ниже:
«Мы выбираем полет на Луну! Мы решили отправиться на Луну в это десятилетие и заняться другими делами не потому, что это легко, а потому, что они трудны; потому что эта цель будет служить для организации и измерения лучших из наших сил и навыков, потому что эта задача — та, которую мы готовы принять, которую мы не желаем откладывать, и которую мы намерены победить.»- Президент США Джон Ф. Кеннеди, 12 сентября 1962 г.
Все это приводит к знаменательному моменту в истории. 20 июля 1969 года Соединенные Штаты высадили первого человека на Луну.
Первый человек на Луне, исторический момент для человечества. (Источник изображения)
Вернемся к печатным платам. В 1963 году корпорация Hazeltyne подала патент на первую технологию изготовления сквозных отверстий. Это позволит расположить компоненты на печатной плате близко друг к другу, не беспокоясь о кроссоверных соединениях.Мы также видим внедрение технологии поверхностного монтажа (SMT), разработанной IBM. Эти плотно упакованные компоненты впервые нашли практическое применение в ракетных ускорителях «Сатурн».
Первый патент на технологию печатных плат со сквозными отверстиями в 1967 году. (Источник изображения)
Рассвет микропроцессоров (1970-е годы)
70-е годы принесли нам первый микропроцессор в виде интегральной схемы (ИС). Первоначально он был разработан в 1958 году Джеком Килби из Texas Instruments.Килби был новичком в TI, поэтому его новаторские идеи относительно IC в основном оставались при себе. Однако, когда старших инженеров TI отправили на недельную конференцию, Килби остался, чтобы обдумать идеи в своей голове. Здесь он разработал первую микросхему в лабораториях TI, и вернувшимся инженерам она понравилась.
Джек Килби держит первую интегральную схему. (Источник изображения)
Именно в 1970-х годах мы впервые видим, что ИС начали использовать в производстве электроники.К этому времени, если вы не использовали печатную плату для подключения, у вас были большие проблемы.
Начало цифровой эпохи (1980-е годы)
Эпоха цифровых технологий привела к огромным изменениям в том, как мы потребляем мультимедиа, с появлением персональных устройств, таких как компакт-диски, видеокассеты, камеры, игровые консоли, портативные компьютеры и т.
Воплощение детской мечты с игровой приставкой Atari в 1980 году. (Источник изображения)
Важно отметить, что печатные платы все еще рисовались вручную с помощью световой доски и трафаретов, но затем появились компьютеры и EDA.Здесь мы видим, как программное обеспечение EDA, такое как Protel и EAGLE, полностью меняет то, как мы разрабатываем и производим электронику. Вместо фотографий печатных плат мы теперь можем сохранять наши проекты в виде текстовых файлов Gerber, координаты которых могут быть введены в производственное оборудование для производства печатной платы.
Рисование печатной платы с помощью ленты и майлара до прибытия EDA. (Источник изображения)
Эпоха Интернета (1990-е годы)
В 90-е мы видим, что использование кремния вошло в полный размах с появлением BGA.Теперь мы можем разместить больше вентилей на одном чипе и начать встраивать память и системы на кристалле (SoC) вместе. Это также период интенсивной миниатюризации электроники. Мы не видим никаких новых функций, добавленных к печатным платам, но весь процесс проектирования начинает меняться и развиваться, переходя к ИС.
Теперь дизайнеры должны внедрять стратегии Design for Test (DFT) в свои макеты. Не так просто снять компонент и добавить синий провод. Инженеры должны разрабатывать свои схемы с учетом будущих доработок.Все ли эти компоненты размещены таким образом, чтобы их можно было легко удалить? Это огромная проблема.
Это также время, когда меньшие пакеты компонентов, такие как 0402, делают ручную пайку плат практически невозможной. Теперь дизайнер живет в своем программном обеспечении EDA, а производитель занимается физическим производством и сборкой.
Компоненты для поверхностного монтажа от самых больших до самых маленьких. (Источник изображения)
Эпоха гибридов (2000-е годы и позже)
Акцент на современную эпоху электроники и дизайна печатных плат; мы называем это гибридным веком.Раньше у нас было несколько устройств для разных нужд. Вам нужен был калькулятор; вы купили калькулятор. Вы хотели поиграть в видеоигры; вы купили игровую приставку. Теперь вы можете купить смартфон и получить 30 различных уровней встроенной функциональности. Это может показаться невероятно очевидным, но когда вы действительно посмотрите на все, что могут делать наши смартфоны, это довольно поразительно:
| Игровое устройство | Адресная книга | Электронная почта | Сканер штрих-кода |
| Фонарик | Часы | Камера | Навигация |
| Музыкальный проигрыватель | График | Видеорегистратор | Карта |
| Интернет-браузер | Календарь | Проигрыватель фильмов | Калькулятор |
| Телефон | Блокнот | Билеты | Диктофон |
| Автоответчик | Текстовое сообщение | Банковское дело | Книги |
Мы живем в эпоху консолидации устройств, но что нас ждет дальше? Печатные платы созданы, у нас есть процессы и процедуры почти для всего.Высокоскоростные приложения становятся нормой. Мы также видим только 25% разработчиков печатных плат моложе 45 лет, а 75% готовятся к выходу на пенсию. Похоже, отрасль переживает период кризиса.
Может ли будущее проектирования печатных плат быть за робототехникой? Может быть, в носимых устройствах с гибкой схемой? Или, возможно, мы могли бы увидеть, как протоны заменяют электроны фотоникой. Что касается физических печатных плат, которые мы узнали, даже они могут измениться в будущем. Вместо того, чтобы нуждаться в физической среде для связи между компонентами, есть потенциал для волновой технологии.Это позволит частям передавать сигналы по беспроводной сети без использования меди.
Что ждет в будущем?
Никто точно не знает, в каком направлении будет развиваться дизайн печатных плат или даже электроники в целом. Прошло почти 130 лет с тех пор, как наши производственные мышцы пришли в движение. С тех пор мир навсегда изменился с появлением таких крупных новинок, как автомобили, электроприборы, компьютеры, смартфоны и многое другое. Прошли те времена, когда мы полагались на уголь, древесину или нефть как на все наши основные средства к существованию и выживание.Теперь у нас есть электроника, которая может удовлетворить наши повседневные потребности.
Но что нас ждет в будущем? Это большая неизвестность. Что известно, так это то, что каждое изобретение, появившееся до нас, стояло на плечах своего предшественника. Наши предки разработали печатную плату в том виде, в каком она есть сегодня, и теперь наша задача — вводить новшества и революционизировать то, как мы проектируем и взаимодействуем с технологиями. Будущее может быть любым. Будущее зависит от тебя.
Готовы создавать технологии будущего? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня!
% PDF-1.3 % 1 0 obj > поток конечный поток эндобдж 2 0 obj > / Parent 3 0 R / Type / Page / Contents 4 0 R / Tabs / S / Resources> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text] / Font >>> / MediaBox [0 0 595.32 841.92] / StructParents 2 / Аннотации [11 0 R 12 0 R 13 0 R 14 0 R 15 0 R 16 0 R 17 0 R 18 0 R 19 0 R 20 0 R 21 0 R 22 0 R 23 0 R] / Повернуть 0 >> эндобдж 24 0 объект > / Parent 3 0 R / Type / Page / Contents 25 0 R / Tabs / S / Resources> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text] / Font >>> / MediaBox [0 0 595.32 841.92] / StructParents 16 / Аннотации [26 0 R 27 0 R 28 0 R] / Повернуть 0 >> эндобдж 29 0 объект > / Parent 3 0 R / Type / Page / Contents 30 0 R / Tabs / S / Resources> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text] / Font >>> / MediaBox [0 0 595.32 841.92] / StructParents 20 / Annots [31 0 R 32 0 R 33 0 R 34 0 R 35 0 R 36 0 R 37 0 R 38 0 R] / Повернуть 0 >> эндобдж 39 0 объект > / Parent 3 0 R / Type / Page / Contents 40 0 R / Tabs / S / Resources> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text] / Font >>> / MediaBox [0 0 595.32 841.92] / StructParents 29 / Аннотации [43 0 R 44 0 R 45 0 R 46 0 R 47 0 R] / Повернуть 0 >> эндобдж 41 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] / Font >>> / Subtype / Form / BBox [0 0 405.