CW QRP трансивер прямого преобразования на семи транзисторах (15м). QRPP трансивер "Комарик" и мои эксперименты с ним

Простейшие QRP трансивера

Схема QRP CW/DSB трансивера от PA3ANG на TCA440 (К174ХА2) Выходная мощность трансивера около 3 вт

Фактический размер печатной платы 89 на 46 мм

QRP CW трансивер от DG0SA

Радиохобби 2006 №2

CW QRPP Эльфа-2

Чувствительность-80 мкв выходная мощность-0,5 вт

UU80b от G3XBM

Еще одна версия

ТВОЙ ПЕРВЫЙ ПЕРЕДАТЧИК

Я.Лаповок (UA1FA)

Диапазон рабочих частот-160м (зависит от применяемого кварца), максимальный ток-400ма, выходная мощность-2...3вт

Литература: журнал "Радио" 2002 №8

CW трансивер прямого преобразования

Этот трансивер предназначен для работы телеграфом в любительском диапазоне 80 м. Генератор с кварцевой стабилизацией частоты, собранный на полевом транзисторе VT5 использован как в приемном, так и в передающем тракте и выполняет соответственно функции либо гетеродина, либо задающего генератора. Кварцевый резонатор подключают к розетке XS4. В небольших пределах (зависящих от параметров резонатора и элементов контура L1C12) рабочую частоту генератора можно изменять конденсатором переменной емкости С12. Обычно не составляет труда «сдвинуть» частоту генератора на 2-3 кГц.

С контура L2C13 через катушку связи L3 радиочастотное напряжение поступает в цепь базы транзистора выходного каскада VT4. Манипуляцию осуществляют в эмиттерной цепи этого транзистора ключом, подсоединяемым к розетке XS3. Выходной контур L5C9 согласован с коллекторной цепью транзистора VT4 и нагрузкой (антенной) катушками связи L4 и L6. Транзистор VT4 работает без начального смещения (в режиме С).

Приемный тракт трансивера собран по схеме прямого преобразования частоты. При ненажатом ключе диод VD1 открыт током, определяемым резисторами R9 и R8. Сигнал с антенны, поступивший через катушку связи L6 в контур L5C9, беспрепятственно проходит в цепь первого затвора полевого транзистора VT3, работающего как детектор смесительного типа. На второй затвор через конденсатор СИ подается радиочастотное напряжение кварцевого генератора. Напряжение смещения на этом затворе определяет делитель, образованный резисторами R10 и R11. Переменный резистор R8 выполняет функции регулятора уровня сигнала в приемном тракте.

Напряжение звуковой частоты, выделившееся на первичной обмотке трансформатора Т1, усиливается двухкаскадным усилителем на транзисторах VTI и VT2. Нагрузка этого усилителя - головные телефоны с сопротивлением излучателей 1600-2200 Ом, подключаемые к розетке XS1. Для увеличения громкости приема сигналов радиостанций излучатели включают параллельно.

Катушки трансивера LI-L6 намотаны на каркасах диаметром 6-8 мм (от телевизионных приемников) с подстроечниками из карбонильного железа. Обмотки выполнены медным проводом диаметром 0,3 мм в эмалевой изоляции. Число витков катушки L1 - 60, L2 и L5 - по 50, остальных - по 12 витков. Катушки связи (L3, L4 и L6) намотаны поверх соответствующих контурных, намотка - рядовая, сплошная.

В качестве трансформатора Т1 использован согласующий трансформатор от транзисторного радиовещательного приемника. Конденсатор С12 должен иметь максимальную емкость примерно 400 пФ и возможно меньшую начальную емкость.

Налаживание трансивера начинают с передающего тракта. К гнезду XS2 подключают эквивалент антенны - резистор сопротивлением 75 или 50 Ом и мощностью рассеивания 1 Вт. Временно замкнув накоротко катушку L1 и установив ротор конденсатора С12 в положение, соответствующее максимальной емкости, подстроенным конденсатором С13 добиваются максимального тока эмиттера транзистора VT4 (контрольный миллиамперметр с током полного отклонения 200-250 мА можно подключить, например, к розетке XS3). Затем подстроечным конденсатором С9 добиваются максимального радиочастотного напряжения на эквиваленте антенны. Ток, потребляемый при этом выходным каскадом, должен быть около 150 мА. Если выходная мощность передатчика будет заметно меньше 0,7 Вт, следует подобрать числа витков катушек связи (в первую очередь L4 и L6).

При налаживании приемника имеет смысл подобрать резистор R10 и конденсатор СИ по максимальной чувствительности приемного тракта. В усилителе звуковой частоты подбирают резисторы R2 и R3 по напряжениям на коллекторах транзисторов VT1 и VT2 (соответственно 2-3 и 5-7 В). Транзисторы ВС109 можно заменить на КТ342, КТ3102 и им аналогичные; 40673 - на КП350; BF245 - на КПЗ0З или КП302; 2N2218 - на КТ928; диод 1N4148 - на КД503 и ему аналогичные.

QRP CW трансивер на 7 мгц

Выходная мощность 500 мвт

Трансивер "Полевик-80"

Технические характеристики трансивера «Полевик-80»:

Напряжение питания 10 – 14 В

Потребляемый ток (при 12В)

– в режиме приема 15-20 мА

– в режиме передачи 0.5 – 0.7 А*

Диапазон частот: 3500 – 3580 кГц**

Чувствительность (при 10 дБ С/Ш): около 10 мкВ

Выходная мощность: 3 Вт*

* – зависит от цепи согласования с антенной;

** – зависит от перекрытия частот гетеродином.

При необходимости этот трансивер можно переделать и на другие диапазоны. На ВЧ диапазонах следует обратить особое внимание на качество и стабильность гетеродина и смесителя

В режиме приема сигнал с антенны через ФНЧ на L2, L3, C3, C6, C8, C9 поступает на смеситель на полевых транзисторах (отсюда и название трансивера) VT3, VT5. Переходы исток-сток транзисторов включены параллельно, а на затворы через трансформатор T1 подается противофазное напряжение гетеродина. За один

период гетеродинного напряжения проводимость транзисторов изменяется дважды. При этом происходит преобразование сигнала: F = Fsig ± 2Fosc.

Гетеродин работает на частоте в 2 раза ниже принимаемой. Как и в случае со смесителями на встречно-параллельных диодах, это выгодно по нескольким причинам: гетеродин с низкой рабочей частотой имеет меньший «уход» частоты, а его гармоники подавляются входным фильтром. Низкочастотный ФНЧ L4, C11, C12 выделяет звуковой сигнал, который усиливается двухкаскадным УНЧ на транзисторах с высоким коэффициентом передачи тока. В качестве наушников можно использовать высокоомные телефоны или низкоомную гарнитуру с согласующим трансформатором (рис. 1).

Гетеродин выполнен по классической схеме Хартли на транзисторе VT1 и особенностей не имеет. Буферный каскад (VT2) служит для развязки гетеродина.

Выбор для смесителя мощных полевых транзисторов RD15HVF1,

предназначенных для ВЧ и СВЧ усилителей, продиктован исключительно их хорошими параметрами и доступностью. Имея малую емкость затвора, они незначительно нагружают гетеродин, что повышает его стабильность. Переходы транзисторов RD14HVF1 начинают проводить при напряжении на затвор-исток +3…4 В. В режиме приема истоки транзисторов VT3, VT5 по постоянному току отключены от «земли» через закрытый переход управляющего транзистора VT4, но замкнуты по переменному току через конденсатор C11. При этом полевые транзисторы VT3, VT5 ведут себя как управляемые сопротивления и обладают

высокой линейностью.

В режиме передачи при нажатом ключе S1 открывается управляющий транзистор VT4, который замыкает на «землю»

низкочастотный тракт трансивера и пропускает через себя истоковые токи смесителя значительной величины. Через

трансформатор T2 на смеситель, который теперь играет роль усилителя-умножителя, поступает напряжение питания. А через конденсатор C9 сигнал передатчика поступает на согласующий

чтобы согласовать низкое выходное сопротивление полевых транзисторов с сопротивлением антенны. При монтаже ВЧ транзисторов RD15HVF1 следует минимизировать длину соединительных проводников, предусмотреть экранирование. Это поможет избежать самовозбуждения на ВЧ, а также снизит уровень побочных излучений. Транзисторы VT1, VT2 можно заменить другими маломощными полевыми ВЧ транзисторами с небольшим напряжением отсечки. Вместо ВЧ транзисторов VT3 и VT5 можно использовать другие полевые транзисторы с как можно меньшей

емкостью затвора, например BS170. Если применить широко распространенный «полевик» IRF510, то из-за значительной емкости затвора, буферный каскад гетеродина на VT2 будет сильно нагружен, и напряжения на трансформаторе T1 окажется недостаточно для работы смесителя. В этом случае придется добавить в гетеродин еще один каскад усиления. Вместо управляющего транзистора VT4 можно использовать мощный

переключающий «полевик» другого типа, например IRF630. Транзисторы УНЧ VT6, VT7 следует подобрать по максимуму коэффициента передачи тока h21э (он должен быть не менее 800).

Катушки индуктивности можно намотать на имеющихся каркасах диаметром не менее 6 мм. Конкретные значения индуктивностей подбираются при согласовании ВЧ цепи. Трансформаторы T1 и T2 наматывают на тороидальных сердечниках с проницаемостью 1000…2000 сложенным втрое толстым проводом в изоляции

(например, годится жила от кабеля UTP, применяемого для прокладки компьютерных сетей). Обмотка содержит 5…8 витков. Средний вывод симметричной обмотки трансформатора T1 получается соединением начала одной обмотки с концом другой. Все три обмотки трансформатора T2 соединяются аналогично. В качестве согласующего НЧ трансформатора можно

использовать трансформатор из «радиоточки» или от старого радиоприемника.

Питать трансивер лучше от аккумулятора, тогда возможный фон переменного тока не будет мешать приему.

Наладка трансивера сводится к установке режима работы УНЧ резистором R7, при этом напряжение на коллекторе VT7 должно быть близким к половине напряжения питания. Подстройкой сердечника катушки L1 «вгоняют» гетеродин в нужный диапазон. При нормальной работе, ВЧ напряжение на затворах VT3, VT5

должно достигать 4…5 В на пиках. Подключив вместо антенны ее эквивалент, и нажав на ключ, подстраивают выходной ФНЧ, добиваясь максимальной мощности на эквиваленте антенны Действующее значение напряжения (Vrms) равно 12.1 В, что при

нагрузке 50 Ом соответствует почти трем ваттам (3 Вт). Улучшив согласование можно повысить КПД и даже получить QRP

трансивер! (два транзистора RD15HVF1 способны «отдать» в

антенну до 36 Вт!). В процессе разработки и наладки этого трансивера у меня случился один веселый казус: когда еще на макете не был спаян УНЧ, я подключил к ФНЧ L4, C11, C12

21наушники, а к антенному разъему – укороченный вертикал на 80м, и глубокой ночью, когда все спят, в тихой комнате из наушников услышал сигналы любительских телеграфных радиостанций! Если прислушаться, можно было распознать и далекие грозовые разряды, и очень слабенький фоновый шум

помех. И все это даже без УНЧ! Получилось этакое «детекторное прямое преобразование». Дмитрий Горох UR4MCK

Конечно, в схеме можно использовать и обычный высокочастотный n-p-n транзистор типа КТ603 , КТ646 , КТ606 , но мощный полевой транзистор работает более устойчиво, менее подвержен эффекту прямого детектирования сигнала и позволяет повысить выходную мощность трансивера. Частота гетеродина стабилизирована широко распространенным кварцевым резонатором на частоту 3579 кГц. Также можно применить и керамический резонатор.

Конденсатор переменной емкости позволяет в небольших пределах сдвигать частоту, что облегчает настройку на вызываемую станцию. При использовании кварцевого резонатора частоту можно сдвинуть на 1,5-2 кГц. Если применить два или три кварца, включенных параллельно, то частоту можно будет изменять до 4-5 кГц.

При применении керамических резонаторов диапазон перестройки частоты составляет несколько десятков килогерц.

В режиме приема сигнал с антенны проходит через фильтр нижних частот L1L2C5C6C7 , затем – через согласующих трансформатор 1:4 , и поступает на сток транзистора. Сопротивление канала полевого транзистора меняется с частотой, определяемой кварцевым резонатором. В результате, сигнал разностной частоты между приемной и генерируемой частотами выделяется на резисторе R3 .

Через разделительный конденсатор C9 он подается на усилитель звуковой частоты. Он может быть выполнен на 2-3 транзисторах или микросхеме типа LM386 . На входе УНЧ желательно использовать НЧ фильтр (узкополосный или нижних частот) , это значительно повысит избирательность приемника.
При нажатии на телеграфный ключ транзистор переходит в режим усиления. Трансформатор обеспечивает согласование с 50-омной нагрузкой (антенной) , а фильтр нижних частот – фильтрацию гармоник в излучаемом сигнале. Выходная мощность может достигать 6 ватт, а потребляемый от источника питания ток – до 1 ампера.

Высокочастотный дроссель должен быть рассчитан на ток не менее 1-го ампера.
Согласующий трансформатор можно намотать на ферритовом кольце диаметром 12-16 мм проницаемостью 600-1000 . Намотка ведется двумя предварительно скрученными проводами 0,4 мм, шаг скрутки10-12 мм. Число витков – 10 .

После намотки, конец первой обмотки соединяется с началом второй и припаивается к стоку полевого транзистора.
Катушки L1 и L2 также желательно намотать на ферритовых кольцах типа 20ВЧ или 50ВЧ диаметром 10-12 мм.
Полевой транзистор необходимо устанавливать на радиатор через прокладку из слюды.

На изображении ниже показан возможный вариант собранного CW трансивера.

Как видно на фото, в трансивере присутствует индикатор поля в антенне. Сделать это не трудно на нескольких деталях (рис.1 , рис.2) . Трансформатор намотан на кольце 20х10х5 магнитной проницаемостью 1500-2000 . Трансформатор Т1 состоит из контурной катушки (5 витков*) и катушки связи (2 витка*) .

Ю. Лебединский UA3VLO

QRPP трансивер "Комарик" и мои эксперименты с ним.

До последнего времени я с большим недоверием относился к возможностям QRPP на низкочастотных диапазонах. Мощностью 5-10 ватт работать приходилось, ведь в семидесятые годы, когда я начинал работать в эфире, это было обычным делом. А вот работать мощностью менее одного ватта, да еще на простейших самодельных трансиверах типа "МИКРО-80", "PIXIE" с выходной мощностью 0.3 - 0.5 ватт считал делом несерьезным. Конструкции таких трансиверов, найденные в интернете, зачастую размещались в мыльницах, телеграфных ключах, а то и в консервных банках, что больше было похоже на сувенир-игрушку, чем на работающий аппарат. Да и результаты работы на них, найденные на форумах в интернете, не внушали большого оптимизма. Поэтому, когда я решил попробовать в таком трансивере в качестве ГПД кварцевый генератор с уводом частоты, особых надежд не испытывал.

Экспериментируя с кварцевым генератором на полевом транзисторе с двумя параллельно включенными кварцевыми резонаторами (такие генераторы иногда называют "Super VXO"), и добавляя к резонаторам последовательно индуктивность и переменный конденсатор, мне удалось добиться перестройки частоты вниз на 40 - 60 КГц от основной частоты кварцевого резонатора с устойчивой генерацией, стабильной амплитудой и, что самое важное, с очень хорошей стабильностью частоты. Кварцевые резонаторы у меня были на частоту 7033 КГц и, поэтому, без труда перекрылся диапазон 7000 - 7033 КГц, то есть практически весь телеграфный участок. За основу трансивера взял трансивер "МИКРО - 80" , переделанный на диапазон 7.0 МГц, но так УНЧ у него рассчитан на высокоомные телефоны, которые сейчас не так то просто найти, решил УНЧ сделать на имеющейся в наличии ИМС LM386, как это сделано в трансивере "PIXIE", но для повышения чувствительности включить ее, как в трансиверах "КЛОПИК", "STEP". Ну и мой ГПД с уводом частоты на полевом транзисторе с истоковым повторителем.

Основной целью было послушать эфир и оценить стабильность частоты такого ГПД в простейшем трансивере, ну и попробовать провести QSO. Собираю все на макете. В качестве конденсатора настройки использую КПВ-50 (для упрощения конструкции без верньерного устройства, ведь предел изменения частоты всего - 35 КГц, что, в принципе, и как показала дальнейшая эксплуатация, оказалось вполне оправданным). Проверяю по приборам работу ГПД, УНЧ, настраиваю приемный тракт - все работает. Несмотря на то, что подключен сетевой стабилизированный блок питания , фона переменного тока почти не слышно. Теперь можно послушать и эфир. Подключаю антенну (у меня W3DZZ), любимый телеграфный ключ, привезенный еще из армии, и включаю питание. Шум эфира буквально оглушает. Срочно меняю наушники на компьютерную гарнитуру с регулятором громкости (кстати, на мой взгляд, регулятор громкости на наушниках более удобен, чем если бы он был встроен в этом маленьком аппарате). Кручу ручку настройки и слушаю эфир. Простые приемники прямого преобразования имеют двухполосный прием и это сразу ощущается. Сказывается отсутствие телеграфного фильтра, полоса широкая и поэтому прослушивается сразу несколько станций. Настраиваюсь на самую громкую, некоторое время слушаю ее, проверяя стабильность частоты, затем настаиваюсь на другую и опять проверяю стабильность частоты. Все отлично - частота стоит как вкопанная. Теперь можно попытаться и провести QSO. Ищу громкую станцию, дающую общий вызов. А вот и она - это RA3VMX дает общий вызов. Волнуясь, вызываю его. На простом ключе не работал очень давно, поэтому передача с непривычки получается не очень качественная. Передаю несколько раз на медленной скорости de UA3VLO/qrpp и перехожу на прием без всякой надежды на ответ. И вдруг слышу свой позывной. Я в эфире более 40 лет, но удивления, радости и восторга от того что мне ответили было столько, как при проведении первого в жизни QSO. Рапорт для меня 579-589. Даю ответный рапорт, благодарю за QSO и мы прощаемся. Есть первое QSO на простейшем трансивере прямого преобразования и всего лишь с транзистором КТ603 на выходе! Эйфория немного проходит, успокаиваюсь, и тут только до меня доходит - RA3VMX это же Саша Семенихин, молодой парень из Владимира с которым я лично знаком. Записываю в аппаратный журнал дату - 29.05.2014 года и время 17.58 UTC этого первого для меня QRPP QSO. Позже, за это первое QSO, я Саше отправил специальную памятную QSL.

Счастливый, снова кручу ручку настройки в поисках новой станции. Но новой станцией оказалась "Народное Китайское радио", начавшее АМ-вещание на русском языке с 22.00 MSK. Станцию слышно с QSB, но временами сигнал забивает весь диапазон, создавая такую помеху, что прием невозможен. Слышу мировые новости, затем урок обучения китайскому языку. Но китайская грамота как то не очень интересовала и, как только станция ушла в QSB, снова пытаюсь найти радиолюбительскую станцию, дающую общий вызов. Громко слышу EW1EO , вызываю и снова сразу получаю ответ. Белоруссия - это уже намного дальше, чем Владимир. Сергей слышит меня на 599, что очень удивило. Но, увы, Сергей был последним корреспондентом, с кем мне удалось связаться в этот день. Другие станции, которых я громко слышал, и пытался вызывать, больше мне не отвечали. Но даже эти две связи доставили мне огромное удовлетворение

Работа малой мощностью настолько увлекла меня, что я забыв про свой основной трансивер FT-840, полностью переключился на QRPP. И, несмотря на то, что каждая связь доставалась с большим трудом, и вечерами за 1.5 - 2 часа долгих вызовов удавалось провести 1-2 QSO, каждый новый корреспондент и новая область доставляли истинное удовольствие. Для облегчения работы простой ключ заменил на электронный с памятью и включил на нем самопрослушивание. При работе с этого ключа звук самопрослушивания напоминает комариный писк. Так и родилось название трансивера - "КОМАРИК".

О своем новом увлечении и скромными результатами поделился с R3VL - Михаилом Ладановым, с которым мы часто общаемся и попросил послушать меня в эфире, а также оценить работу моего трансивера "КОМАРИК". Он живет недалеко и слышать меня должен очень хорошо. Созваниваемся, включаемся и проводим QSO. И тут выясняется, что я его вызываю на 700 - 900 Гц выше. А если становлюсь точно на его частоту, то у меня прием идет практически в нулевых биениях. Стало сразу понятно, почему мне так плохо отвечали даже очень громкие станции - просто я звал их в стороне. Выявив этот недостаток, проверяем стабильность частоты на краю диапазона, где самый наибольший увод частоты кварцевого ГПД. Здесь все в порядке, частота стоит очень хорошо, тон чистый, кварцевый. Проведенные испытания выявили следующие важные моменты:

1.Стабильность кварцевого генератора очень хорошая даже при уводе частоты более 40 КГц.

2.На передачу необходимо сделать сдвиг частоты вниз на 800 - 1000 Гц - на тон, который комфортный для приема.

3.Так как трансивер имеет двухполосный прием то, чтобы попасть в нужную полосу приема, настраиваться на станцию нужно выше нулевых биений на частоту сдвига.

Теперь, когда стало ясно, что прием корреспондента должен быть практически в нулевых биениях, пробую провести такое QSO. Практически все станции с громкостью 9 баллов стали отвечать, и даже удалось провести самое дальнее для меня на тот момент QSO с YU1DW. Но принимать с тоном около 50 Гц и ниже очень тяжело и трудно, поэтому решаю срочно делать сдвиг частоты на передачу. Перепробовав несколько вариантов, остановился на варианте, сделанном в трансивере "PIXIE - 3". Сдвиг частоты электронный. При приеме подбирается тон привычный для своего слуха в пределах 600 - 1000 Гц, а при нажатии на ключ происходит сдвиг частоты вниз на эту величину. И не надо никаких реле и переключателей на передачу. Устанавливаю этот узел навесным монтажом. Опять прошу Михаила R3VL провести QSO. Все отлично. Частоты совпадают при комфортном для меня приеме около 800 Гц. Опасался, что при манипуляции из-за переключений ГПД будет "чирикающий" сигнал, но опасения оказались напрасными. Тон сигнала чистый и кварцевый. Снова пытаюсь провести QSO. И все пошло! Если раньше за вечер с трудом удавалось провести 1 - 2 QSO, то теперь 6 - 10 за те же 1,5 - 2 часа. Осталась только проблема с прямым детектированием АМ от китайской радиостанции, но к счастью она появляется только после 22.00 MSK и идет с QSB и иногда даже ее практически не слышно, но все равно было немало случаев, когда связи из-за этой помехи срывались. Но не смотря на эти трудности, география моих QSO стремительно расширялась, все более удивляя меня возможностями QRPP.

По совету Михаила R3VL решил попробовать поработать в соревнованиях. Ближайшие и удобные для меня были соревнования "Партизанский радист", в которых и принял участие. Результаты впечатлили. За 3 часа провел 18 QSO, что, наверное, неплохо для "партизанской мощности" - 0.3 ватта. Этим летом работало много станций со специальными позывными. Практически все, кого хорошо слышал, мне отвечали. Начала отвечать и Европа. Очень порадовало QSO с F2DX - он стал для меня на этот момент времени не только новой страной, но и самым дальним корреспондентом. И хотя он принимал меня на 529, QSO прошло без проблем и, я думаю, что это из-за хорошей стабильности ГПД. Да и другие корреспонденты, как бы слабо не принимали, никогда не теряли мой сигнал из-за нестабильности частоты. Периодически слушал и пытался давать общий вызов на QRP-частоте 7030 КГц, но никого не слышал. Удалось провести только 1 QSO с Сергеем UR7VT/QRP и еще 2 QSO, но не на QRP частоте, а когда операторы просто снижали мощность до QRP. Любопытно, но около половины операторов принимали меня как UA3VLO/QRP, а не UA3VLO/QRPP. Наверное, не у всех укладывалось в голове, что в наше QRO время можно работать мощностью менее 1 ватта. Каждая новая страна, новая область, новый корреспондент приносили удовольствие и удивление. Простейший трансивер с транзистором КТ603 на выходе, обычная антенна, а отвечают и неплохо. За три летних месяца (кстати, это не очень хорошее время для прохождения на НЧ диапазонах), на моем "Комарике" я провел, включая соревнования, 194 QSO с 22 странами по списку диплома DXCC: UA3, EW, YU, OH, SM, UR, YL, LY, HA, SP, RA9, OK, S5, F, ON, DL, OM, LZ, OZ, SV, ES, YO. С некоторыми корреспондентами проводил повторные связи через неделю, месяц и практически всегда повторные связи удавались. Мечтал о QSO с японцами, которых частенько и хорошо слышал, но все мои попытки были безуспешными. Но и на основании проведенных связей я убедился в том, что на диапазоне 7.0 МГц в радиусе 2000 км мощности 0.3 ватта и моей антенны W3DZZ достаточно для проведения устойчивой связи. Окончательно убедился в этом, участвуя 30-31 августа 2014 года в соревнованиях "YO-CONTEST". За три часа в контесте удалось провести 28 QSO. Привожу выписку из отчета этого контеста:

Но, самый "звездный" час для моего "Комарика" был 2 сентября . В этот вечер было хорошее прохождение и, несмотря на периодически возникающие помехи от китайской АМ станции, удалось провести несколько интересных QSO. Время около 18 UTC. В начале диапазона слышу негромкий вызов OD5OZ . Это же Ливан - DX, а ему никто не отвечает. Пробую звать и тут же получаю ответ с подтверждающим радиосвязь рапортом 599. Радуюсь DX и новой стране, еще несколько минут, странно, но почему-то, не смотря на длительное CQ OD5OZ, больше никто не слышит. Продолжаю слушать диапазон дальше и провожу для себя новые интересные QSO: OV2V - 539, PI4DX - 599 - это еще одна новая страна, TM14JEM - снова подтверждающий радиосвязь рапорт - 599. Неожиданно слышу FK8DD/M - Новая Каледония, дающего общий вызов. Он, также как и Ливан, проходит негромко 579. Так как я привык звать всех, дающих общий вызов, зову и его. Слышу ответ UA3... и в это время опять выплывает из QSB АМ помеха китайской радиостанции и полностью глушит окончание позывного. Просто так даю подтверждение QSO. Даже мысли не возникло, что это мог быть мой позывной. Простейший трансивер с мощностью 0.3 ватта, низкочастотный диапазон - 7.0 МГц, обычная, ненаправленная антенна W3DZZ, и чтобы меня услышали в Новой Каледонии, которая рядом с Австралией, это даже не смешно. А UA3... мало ли их у нас, поэтому я даже не расстроился. АМ помеха ушла только минут через пять. За это время я уже ушел с частоты в начало диапазона, где помеха была поменьше, и мне удалось провести QSO с M0UNN - рапорт для меня 579, Англия - еще одна новая для меня страна. Три новых страны за вечер - это очень хорошо, так подумал я. Но когда через несколько дней зайдя на e-QSL бюро в свою почту и увидел QSL карточку FK8DD/M , подтверждающую QSO, у меня было состояние шока, а не радости.

Не может быть, это, наверное, чья-то шутка, такая мысль пришла в голову. И только когда на сайте FK8DD в его логе нашел подтверждение этого QSO, понял - связь все-таки была. Несмотря на чувство радости, у меня до сих пор в голове не укладывается, как с такой мощностью и на низкочастотном диапазоне 7.0 МГц меня услышали в далекой Океании. Знаю, как непросто даются связи с Океанией на этом диапазоне даже с мощностью 100 ватт, а тут мощность менее одного ватта. Мечтал о QSO с Японией, а удалось с Новой Каледонией, о такой связи даже и не пытался мечтать. Так что, за тот вечер у меня получилось четыре новых страны, да еще какие DX!

На электронную почту FK8DD пишу письмо с благодарностью о QSO, с параметрами моего трансивера и прикладываю два фото. Буквально через несколько часов получаю ответ:

"It"s incredible!!! copy you very nicele here, WX here that day was very nice, no wind and temperatyre 25^C, no QRN in my "Mobile" station. (Это невероятно!!! Я принимал вас хорошо погода в этот день была хорошей, температура 25C и не было QRN на моей "мобильной" станции).

Вот такие иногда бывают возможности QRPP.

Как-то вечером, общаясь по Скайпу со своим хорошим товарищем Сергеем Савиновым RA6XPG из города Прохладного, показал ему свой "Комарик" и попросил послушать меня в эфире. Он тут же включил трансивер и сразу же услышал меня с громкостью 5 - 6 баллов, и я сам через Скайп смог в этом убедиться. Расстояние между нами более 2000 км, что явилось еще одним подтверждением устойчивой связи на диапазоне 7.0 МГц с мощностью менее 1 ватта. Проведённые QRPP QSO изменили мое скептическое отношение к работе такой мощностью. Это оказалось очень увлекательным и интересным занятием с неограниченными возможностями и, самое главное, интересные QSO можно проводить даже на простейших аппаратах, чего я никак не ожидал.

А теперь подробнее о самом трансивере "Комарик". Его схема приведена на Рис1.

Кварцевый ГПД с уводом частоты собран на транзисторе VT1. Увод частоты вниз кварцевых резонаторов, включенных параллельно, осуществляется с помощью индуктивности L1 и дросселя L2. Конденсатор C1 для перестройки внутри диапазона. Сигнал ГПД через истоковый повторитель, собранный на транзисторе VT2, поступает на вход усилителя мощности, собранный на транзисторе VT3 (он же является и смесителем принимаемого сигнала). В коллекторную цепь VT3 включен контур L4,C10, настроенный на середину диапазона. С контура L4,C10 через согласующие с антенной конденсаторы C13,C14 усиленный сигнал поступает в атенну. На транзисторе VT4 собран узел сдвига частоты вниз в режиме передачи. Конденсатором C2 подбирается сдвиг частоты между приемом и передачей в пределах 600 -1000 Гц с тоном привычным для приема. Усилитель НЧ собран на ИМС LM386. Для повышения чувствительности схема включения несколько отличается от типовой. Как я уже указал, такая схема используется в трансивере "Клопик". Резистор R13 определяет чувствительность УНЧ. В качестве телефона BA1 лучше использовать телефоны от компьютерной гарнитуры с регулятором громкости. Если используются другие телефоны, то последовательно с ними необходимо установить переменный резистор с сопротивлением 200 Ом, как это сделано в трансивере "Клопик".

КОНСТРУКЦИЯ И ДЕТАЛИ. Трансивер собран на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Вид платы со стороны элементов показан на Рис 2.

Рисунок печатной платы приведен на Рис 3.

В качестве конденсатора настройки используется конденсатор КПВ-50. Катушка L1, с подстроечным сердечником, намотана на каркасе диаметром 12 мм проводом ПЭВ-2 0.2 виток к витку. Число витков 60-80. Ее индуктивность около 30 МКГ. L2 - высокочастотный дроссель и для получения лучшей стабильности ГПД выбирается наибольшего размера. Кварцевые резонаторы одинаковые, на частоту 7030 - 7050 кГц. В последней конструкции я использовал резонаторы на частоту 7050 кГц. На нижнем краю диапазона частота оставалась такой же стабильной, но стало сложнее настраиваться на станцию, да и 50 кГц перекрытия для телеграфного участка на этом диапазоне ни к чему. Поэтому, если не использовать верньерное устройство, параллельно конденсатору C1 желательно поставить дополнительный конденсатор емкостью 20 - 24 пФ, чтобы уменьшить верхнюю частоту до 7035 - 7040 кГц. Дроссель L3 - любой стандартный 100 МКГ. Катушка L4 намотана виток к витку на каркасе диаметром 8 мм (от ПЧ старых телевизоров) и содержит 24 витка провода ПЭВ-2 0.35 с отводом от 6 витка сверху. Конденсатор 5-50 ПФ малогабаритный подстроечный, у меня TZ03. Вид собранного устройства показан на ФОТО 4

НАЛАЖИВАНИЕ . При исправных деталях и отсутствие ошибок в монтаже, как правило, все работает сразу. УНЧ проверяется по характерному рычанию при поднесении руки к входу (вывод 3 ИМС) Уменьшая номинал резистора R13, добиваются максимального усиления, но, не доводя УНЧ до возбуждения. ГПД, как правило, тоже работает сразу. Подключив осциллограф или ВЧ вольтметр к выходу истокового повторителя (параллельно резистору R6), проверяется работа ГПД. Если сигнала нет, по очереди проверяется каждый резонатор, закоротив его нижний вывод на корпус. Если все работает, к резонатору подключается дроссель L2, и его нижний вывод закорачивается на землю. Генерация не должна срываться. Далее подключают катушку L1, и опять проверяется наличие генерации. И, в последнюю очередь, подключается переменный конденсатор C1. Если ГПД работает нормально, к выходу истокового повторителя (параллельно резистору R6) подключается частотомер для установки границ диапазона. Вращая сердечник катушки L1, устанавливают нижнюю частоту ГПД с запасом 1-2 кГц, т. е. 6998 кГц. Устанавливают конденсатор C1 в минимальное положение. Частота ГПД может быть на 1-2 кГц выше частоты кварцевых резонаторов. Для настройки выходного каскада вместо антенны подключают её эквивалент - нагрузочный резистор с сопротивлением 50-75 Ом и параллельно ему ВЧ вольтметр. Устанавливают частоту ГПД в середине диапазона. Замыкают контакты КЛЮЧ. Вращая сердечник катушки L4, настраивают контур в резонанс и подбирают оптимальную связь с антенной подстроечным конденсатором C14 по максимальному напряжению на эквиваленте антенны. И в заключение, настаивается узел сдвига частоты. В режиме приема напряжение на коллекторе VT4 должно быть равным нулю. При нажатии на ключ напряжение на коллекторе VT4 должно быть близким к напряжению питания. Подключив частотомер параллельно резистору R6 на выходе истокового поторителя, измеряют частоту и замыкают ключ (эквивалент нагрузки должен быть при этом подключен). Изменяя емкость конденсатора C2 в пределах 3.9-5.6 пФ подбирают сдвиг частоты вниз на 800-1000 Гц, соответствующий тону комфортному для приема. Подключается антенна и при необходимости подстраивается связь с антенной конденсатором C14 по максимальной громкости удаленных радиостанций.

Этот трансивер простейший и мощность у него всего 0.3 ватта, и имеется ещё много недостатков. К примеру, нет телеграфного фильтра, нет узла самоконтроля, двухполосный прием, прямое АМ детектирование мощных вещательных станций, но удовольствие, которое получаешь при проведении интересных QSO на таком аппаратике, перекрывает все недостатки.

И в заключение хочу выразить благодарность RA3VX Сильченко Вячеславу за помощь в оформлении дизайна QSL-карточки.

Юрий Лебединский UA3VLO г Александров 2015 г.

Для тех, кто интересуется применением микроконтроллеров в радиосвязи, предлагается экспериментальная платформа для отработки цифровых узлов трансиверов: цифровых фильтров, шумоподавителей, автоматических телеграфных ключей и т.д. Эта простая конструкция послужит хорошим полигоном для отработки собственных идей, а также послужит в QRP-радиоэкспедициях.

• (328 кб)

Зачем все делалось и делалось именно так…

Места творчеству для радиолюбителей становится все меньше – это стоит признать. Все меньше людей могут понять романтику живого общения сквозь треск эфира. Технологии сухие и безжалостные, но обличенные в форму одной простой кнопки, порождают лень, убивающую творчество.

Но поиск приключений на свою голову не истребить в радиолюбительской среде.

Появилось много нового в радиотехнике за последнее время, и постепенно схемные решения уходят за рамки любительской квалификации в сторону профессиональной схемотехники, особенно в области связи. Цифровые технологии неумолимо теснят аналоговые во многих областях, и надо стараться идти в ногу со временем.

Предлагаемая Вашему вниманию конструкция носит экспериментальный характер и предназначена, прежде всего, для тех, кто начинает осваивать современные микроконтроллеры.

При разработке этого трансивера я придерживался следующих принципов:

1. Максимальная простота конструкции;
2. Повторяемость;
3. Минимум наладки с аналоговыми приборами;
4. Минимум деталей;
5. Невысокая стоимость, доступность компонентов;
6. Максимально возможное использование узлов микроконтроллера.

В основу конструкции лег микроконтроллер Atmega 8535 производства компании Atmel. Это распространенные, дешевые и простые в программировании контроллеры вполне подходят для старта и отработки цифровых функциональных блоков.

Трансивер можно использовать для экспериментов с различными алгоритмическими реализациями цифровых узлов. Он не задумывался как законченная конструкция, поэтому в нем минимум функций. Основная цель – не пытаться повторить выпускаемые промышленностью аналого-цифровые аппараты, а создать модель для понимания работы цифровой техники связи и обработки сигналов. Поэтому здесь не приводятся технические характеристики конструкции (чувствительность, избирательность и т.д.) – в них нет ничего выдающегося. Программный код прост и доступен для понимания начинающим программистам. Он не предназначен для действий «запрограммировал-забыл», а скорее «запрограммировал-разобрался-улучшил». Потому и назван этот проект трансивера «Полигон».

Что нового в конструкции?

Не имея возможности построить на выбранном микроконтроллере полнофункциональный SDR (Software-Designed Radio, полностью цифровой радиотракт) здесь использовано гибридное решение – радиосигнал преобразуется в сигнал звуковой частоты в гетеродинном приемнике, а далее обрабатывается микроконтроллером. Для приема радиосигналов использована простая схема приемника прямого преобразования на ИС К174ХА2, предложенная Владимиром Тимофеевичем Поляковым («Радио», №12, 1997г., стр.34). Техника прямого преобразования проста, но при правильном использовании очень эффективна. Благодаря именно простым схемам она стала стартовой площадкой для целого поколения радиолюбителей. Сейчас есть возможность существенно усилить разработанные когда-то решения современными технологическими достижениями и вернуть трансиверам прямого преобразования новизну и привлекательность.

Что нового и оригинального в конструкции? Вот несколько особенностей:

1. В трансивере всего три микросхемы – стабилизатора напряжения, приемника и микроконтроллера (а всего около 60 деталей);

2. На микроконтроллере реализованы: узкополосный ФНЧ, автоматический ключ, гетеродин с цифровой перестройкой частоты (не путать с цифровым синтезатором частоты) и АПЧ.

3. Гетеродином служит тактовый генератор микроконтроллера, работающий на частоте 14 МГц. Это главное, ужасающе-кощунственное с точки зрения цифровой техники решение. Но оно упростило конструкцию и прекрасно работает! Вспомним, что цифровая техника – это только частный случай аналоговой, так что изменение в пределах 0,5% задающей частоты микроконтроллера вполне допустимо. Критически-важные процессы, жестко привязанные ко времени (такие, как оцифровка звукового сигнала), тактируются отдельным 32кГц-генератором, реализованным тут же, в микроконтроллере.

4. В трансивере использовано два колебательных контура (один из них П-контур включен всегда, а в режиме приема подключается еще параллельный колебательный контур), а использование перестраиваемого кварцевого гетеродина позволяет настроить его без использования ВЧ-генератора.

5. Для наладки устройства из измерительных приборов требуется тестер, ВЧ-вольтметр, нагрузка 50 Ом. Крайне желателен также контрольный приемник.

6. Трансивер легко превратить в однополосный телефонный трансивер, а при некотором усложнении - сделать его многодиапазонным. Тактовая частота 14 МГц, так что только перенастроив входные фильтры можно легко создать конструкцию на диапазоны 20, 40, 80, 160 м не меняя номинала кварцевого резонатора (но следует учесть, что на частотах выше 10 МГц характеристики К174ХА2 ухудшаются).

7. Также легко можно добавить цифровую регулировку усиления по НЧ и шумоподавление (опять же без изменения схемы).

Определенно, этот микротрансивер относится к «конструкциям выходного дня», практически не требующим наладки и «будучи правильно собранным, работающим сразу после включения», но его функциональность позволяет провести много интересных экспериментов.

Конструкция позволяет перейти на однополосный прием, где выделенные ВЧ-фазовращателем квадратурные сигналы подаются на цифровой НЧ-фазовращатель, реализованный все в том же микроконтроллере, а также реализовать (почти без изменения схемы!) режим передачи телефоном. Об этом – в последующих статьях.

Цифровая шкала и управление через меню усложняют ПО, поэтому они не реализовывались. Повторюсь – основная цель этой конструкции – простая реализация цифровых узлов приемно-передающего тракта, отработка собственных алгоритмов и фрагментов кода. То есть это - полигон с минимальным набором функций, открывающий широкие возможности для экспериментов на пути к пониманию работы SDR.

Структурная схема

Функциональная блок-схема трансивера приведена на рис.1

В режиме приема входной сигнал радиочастоты подается с антенны на антенный коммутатор (реле), и далее – на П-контур и одноконтурный полосовой фильтр ПФ. После этого отфильтрованный сигнал проходит тракт преобразования на микросхеме К174ХА2, включающий усилитель высокой частоты (УВЧ), балансный смеситель, фильтр низкой частоты (ФНЧ) на простейшей интегрирующей RC-цепи, и усилитель низкой частоты (УНЧ). Роль гетеродина выполняет сигнал генератора тактовой частоты микроконтроллера, прошедший через делитель. Сигнал с него подается на смеситель приемного тракта.

После УНЧ К174ХА2 сформированный и усиленный НЧ-сигнал подается на коммутатор, отключающий последующие узлы от приемного тракта в режиме передачи. Далее, принимаемый сигнал подается на узкополосный фильтр низкой частоты (УФНЧ) с возможностью цифрового усиления сигнала. УФНЧ представляет собой два последовательных фильтра с конечной импульсной характеристикой (FIR - Finite Impulse Response) 30-ого порядка. Затем, отфильтрованный сигнал поступает на дополнительный простой ФНЧ в виде RC-цепи, и, наконец, – на высокоомные головные телефоны. Используемый микроконтроллер не имеет встроенного цифро-аналогового преобразователя, но имеет три независимых таймера с функцией управляемых генераторов ШИМ, что позволяет создать ЦАП. Один генератор ШИМ используется для формирования выходного звукового сигнала, второй – для формирования сигнала перестройки по частоте и автоподстройки частоты ГПД. Третий таймер используется как тактовый генератор выборки сигнала и других привязанных ко времени процессов.

Тактовый генератор микроконтроллера работает на частоте 14,308 МГц (с учетом сдвига частоты резонатора LC-цепочкой, сам резонатор возбуждается на 14,320 МГц). Встроенный программируемый делитель выдает сигнал требуемой частоты (14,308/4=3,577 МГц – частота, используемая для «круглых столов» и проведения соревнований клубом RU-QRP). В качестве частотозадающего элемента используется один керамический резонатор, нагруженный емкостью варикапа и дополнительной индуктивностью. При изменении выходного сигнала перестройки частоты от 0 до 5В, частота изменяется в пределах 3,567-3,587 МГц.

Перестройка частоты гетеродина осуществляется при помощи двух кнопок «частота вверх» и «частота вниз» - при удержании одной частота ГПД плавно возрастает, другой - плавно уменьшается. Отсутствие ручки «Настройка» позволяет еще боле упростить конструкцию трансивера и увеличить стабильность работы ГПД. Автоподстройка частоты ГПД работает следующим образом: таймер 32кГц обеспечивает подсчет импульсов тактового генератора 14МГц за равные промежутки времени (около 0,2мс); если число импульсов отличается от зафиксированного при перестройке, блок АПЧ корректирует сигнал перестройки частоты соответственно произошедшему смещению. Коррекция происходит с частотой 5кГц, т.е. практически непрерывно. При перестройке частоты ГПД, АПЧ не препятствует изменению частоты, поскольку устанавливаемая частота служит внутренней уставкой АПЧ и этот блок отслеживает только смещение частоты относительно установленной в результате перестройки.

Переключение режимов приема и передачи осуществляется автоматически при нажатии на телеграфный ключ, обратный переход из режима передачи в прием осуществляется при отсутствии нажатий на ключ в течение заданного времени (в приведенной программе около 1 с).

Рис. 1 Функциональная блок-схема QRP ТПП «Полигон»

В режиме передачи сигнал ГПД подается с делителя частоты микроконтроллера на усилитель мощности на одном полевом транзисторе. Манипуляция ГПД осуществляется программным полуавтоматическим телеграфным ключом, управляемым телеграфным манипулятором. На головные телефоны в режиме передачи подается сигнал с генератора самоконтроля. Антенный коммутатор кроме переключения антенны коммутирует также и питание выходного каскада передатчика. Чтобы не происходило подгорания контактов реле, в алгоритме коммутации предусмотрен защитный временной интервал длительностью в одну «точку», который позволяет сначала сработать реле, а уже затем подать ВЧ сигнал на вход усилителя мощности.

В режиме передачи АЦП остановлен.

Принципиальная схема

На рис.2 приведена электрическая принципиальная схема микротрансивера. Большинство номиналов элементов некритично (кроме номиналов колебательных контуров). Питание конструкции подается с аккумулятора или сетевого источника питания с выходным напряжением 12…14В на анод диода VD1, служащего защитой от случайного изменения полярности питающего напряжения (очень актуально для полевых условий!). Напряжение с катода защитного диода (его тип не критичен, лишь бы он мог пропускать максимальный ток около 1,5 А) подается на микросхему стабилизатора DA2, обеспечивающую напряжение на выходе 5 В для питания DA2 и DA3, а также на дроссель L2 в цепи стока VT1 и на реле К1. Транзистор VT2 можно исключить из схемы, если использовать реле К1, срабатывающее при напряжении на обмотке 5В, тогда им можно управлять непосредственно с выхода микроконтроллера (драйверы его портов выдают в нагрузку ток до 30 мА), внеся инверсию в логику коммутации в программе.

Рис. 2 Принципиальная схема QRP ТПП «Полигон»

Следует обратить внимание, что микроконтроллер имеет два типа «земли» и «питания» - цифровую пару (VCC, GND) и аналоговую (AVCC, GND). Чем меньше связаны эти пары, тем лучше, поскольку помехи цифровых цепей через цепи питания и «землю» проникают на вход приемного тракта, снижая чувствительность приемника. Хорошим вариантом, видимо, будет трансформаторная гальваническая развязка цепей подачи сигнала гетеродина на смеситель приемника DA1 и усилитель мощности VT1, но этот вариант пока не апробировался. В отношении предела чувствительности можно сказать, что минимальный уровень слышимого сигнала составляет около 0,5 мкВ. Соединения между выводом 4 DA3, DA1 и VT1 следует выполнять экранированным кабелем для минимизации наводок в схеме. Аналоговая «земля» обозначена на схеме белым значком, цифровая – черным.

В режиме приема, с антенны сигнал поступает на П-контур, служащий для фильтрации сигнала и согласования выходного сопротивления усилителя мощности с сопротивлением антенны в режиме передачи. Через дроссель L2 в цепь П-контура подается питающее напряжение 12В, коммутируемое на сток VT1 при переключении в режим передачи. Конденсатор C4 служит для изоляции цепи антенны от постоянного питающего напряжения. Далее сигнал поступает через полосовой фильтр L3C12 на вход 1 микросхемы приемника DA1. Подробно конструкция приемного тракта рассмотрена в статье В.Т.Полякова «Приемник на одной микросхеме» («Радио», №12, 1997г., стр.34), поэтому останавливаться на ней не будем. Заметим лишь, что в отличие от оригинала, в данной схеме отсутствует гетеродинный контур, а ВЧ напряжение гетеродина (тактовая частота микроконтроллера, деленная на 4) после сглаживания цепочкой R5C17 подается на вывод 5 DA2.

Резистор R2 регулирует усиление по ВЧ DA1. Подача небольшого положительного напряжения на вывод 3 или отсутствие R2 ведет к резкому падению общего усиления тракта.

После преобразования в DA1, НЧ сигнал, выделенный на С19R7 после предварительной фильтрации R6C7, поступает на вывод 40 DA3 – канал «0» АЦП микроконтроллера. Остальные каналы коммутатора АЦП заземлены для снижения шумов.

Питание на аналоговую часть трансивера подается через фильтр L5C21.

Цепочка ZQ1L6VD2 задает тактовую частоту микроконтроллера и гетеродина трансивера. Управляющее напряжение подается на катод варикапа через резистор R8 с фильтра R9C26 генератора ШИМ. Этот генератор используется как для перестройки частоты гетеродина при нажатии на кнопки «частота вверх» и «частота вниз» (выводы 22, 23 DA3), так и для формирования сигнала АПЧ. При переходе в режим передачи, микроконтроллер автоматически производит отстройку частоты на 700 Гц (частота CW-фильтра приемника).

Телеграфный ключ подключен к выводам 14,15 микроконтроллера. Активированные при программировании внутренние «подтягивающие» резисторы обеспечивают высокий уровень напряжения на этих дискретных входах, т.е. нормальный уровень на них – логическая «1». При замыкании на «землю», уровень на входе падает до логического «0», что обрабатывается программой соответствующим образом.

Выходной сигнал звуковой частоты выделяется фильтром R11C27C28BA1 из ШИМ второго генератора Таймера1 (вывод 19 DA3).

ZQ2 позволяет использовать Таймер2 DA3 в качестве опорного генератора для критически важных процессов обработки – выборки и фильтрации входного сигнала.

Светодиод VD4 служит для индикации работы при включении трансивера и в режиме передачи.

Катушка L1 намотана на каркасе диаметром 5 м без сердечника и содержит 30 витков провода ПЭВ0,3. Катушки индуктивности входного контура L3 и L4 намотаны на каркасе диаметром 5 мм с подстроечным сердечником, L3 имеет 25 витков, L4- 5 витков провода ПЭВ 0,3. Дроссель L6 намотан на каркасе диметром 5 мм с латунным сердечником и содержит 40 витков провода ПЭВ 0,3. Его индуктивность (стало быть, и количество витков) не критична, но не должна превышать 10 мкГн, иначе генератор DA3 не возбуждается. Чем больше индуктивность L5, тем больше будет диапазон перестройки. При указанных параметрах и диапазоне управляющего напряжения 0…5В, перестройка на 3,5 МГц составляет до 20 кГц, но отличается существенно нелинейной зависимостью частоты генерации от управляющего напряжения. В конструкции использовано реле типа РЭС49 с одной переключающей группой контактов, рассчитанное на напряжение переключения 12В.

В режиме передачи микроконтроллер формирует «паузу», давая возможность переключиться реле, а затем подает сигнал гетеродина на затвор транзистора VT1, работающего как усилитель мощности. Указанный на схеме транзистор развивает на нагрузке 50 Ом мощность около 1,5 Вт. При этом амплитуда напряжения на нагрузке, подключенной к антенному входу, составляет 12В. Подключение к антенне типа «длинный провод» осуществлялось через согласующее устройство MFJ-941E.

Программирование

Для того, чтобы запрограммировать микроконтроллер Atmega8536 16PU, необходим программатор (например, простейший «5 проводов» для LPT-порта ЭВМ) и среда программирования. Рекомендую начинать с Code Vision AVR, приведенный ниже код именно для него. Бесплатная версия, которую можно скачать здесь http://www.hpinfotech.ro/cvavre.zip имеет ограничения, не существенные для данного проекта. Тем, кто первый раз сталкивается с микроконтроллерами, очень рекомендую прочитать Интернет-самоучитель http://123avr.nm.ru/. Очень легко читать, масса полезных ссылок! Тем, кто знаком с языком программирования С и общей архитектурой микроконтроллеров (описание МК ATmega8535 можно найти по адресу ), можно начать с седьмой главы http://avr123.nm.ru/07.htm , где рассказывается, как за 5 минут сделать программатор и настроить CodeVisionAVR.

Внимание! Будьте осторожны с фьюзами! Фьюз – это бит (флаг), позволяющий сконфигурировать работу отдельных узлов микроконтроллера на этапе программирования. После завершения программирования в процессе работы программы эти биты недоступны. Опасность их использования кроется например в том, что можно выбирать тип тактового генератора. Если выбранный тип не соответствует воплощенному в схеме, то микроконтроллер не стартует, пока не будет реализована схема, соответствующая конфигурации фьюзов. Прочитайте внимательно их описание в datasheet и упомянутом выше учебнике. В проекте «Полигон» использованы следующие настройки фьюзов (в правом нижнем углу формы, установки фьюзов соответствуют кварцевому тактовому генератору):

Помните – фьюзы самостоятельно лучше не трогать до тех пор, пока с ними полностью не разберетесь!

Код программы в основном написан на языке С, но процедура цифровой фильтрации написана на Ассемблере, поскольку требует высокой скорости работы – она должна успевать выполняться между выборками входного сигнала, которые происходят с частотой 3 кГц.

Ниже приводится полный код микропрограммы, он содержится в одном файле и после компиляции CodeVisionAVR занимает около 1700 байт в памяти микроконтроллера.

Этот код может быть скопирован во вновь создаваемый проект CodeVisionAVR, скомпилирован и загружен в микроконтроллер «Полигона». Папка с проектом должна размещаться в той же директории, куда установлен CodeVisionAVR. При компиляции CVAVR выдает четыре предупреждения (warnings), они связаны с тем, что часть переменных находится в ассемблерном коде и не видна компилятору, а часть переменных зарезервирована под дальнейшее развитие проекта. Не нужно обращать внимания на эти предупреждения компилятора, на работе программы это не сказывается.

Наладка

При первом включении рекомендую отключить выход DA2 от остальной схемы и убедиться, что на выходе стабилизатора присутствует напряжение 5В. После этого можно подавать питание на DA1 и DA3. Питание выходного каскада на VT1 через L2 лучше отключить во время настройки во избежание случайного выхода на передачу в отсутствие антенной нагрузки.

Внимание! Перед программированием микроконтроллера отключайте питание трансивера, после этого подсоединяйте программатор, и лишь затем подавайте питание снова! После окончания программирования, сначала снимите питание со схемы, затем отсоедините программатор, только после этого опять включайте трансивер. Не ленитесь это делать каждый раз, если не имеете программатора с гальванической развязкой, иначе можно вывести из строя LPT-порт ЭВМ или соответствующие линии микроконтроллера!

Если все правильно собрано и скомпилировано – конструкция начнет работать, надо лишь настроить входные контура.

При включении питания трансивера светодиод VD4 должен моргнуть. Если этого не произошло, значит, микроконтроллер не запустился. Можно попробовать временно исключить из схемы варикап и дроссель L6, замкнув начало и конец этой LC-цепи.

Для контроля работы DA3, можно прикоснуться пинцетом к выводу 40 микроконтроллера – в головных телефонах должен прослушиваться фон наводки 50 Гц. Если так, значит, микропрограмма работает и все в порядке. Можно также, отсоединив выход DA1, и подав напряжение на вход 40 АЦП DA3 с генератора звуковой частоты, снять АЧХ фильтра микроконтроллера.

После того, как разобрались с трактом НЧ, можно настраивать тракт ВЧ. На выводе 4 DA3 при нормальной работе присутствует меандр частотой около 3580 МГц. Чудес здесь не бывает – если микроконтроллер работает с указанным на схеме кварцем, значит частота на выводе 4 также имеет нужный номинал. Можно использовать сигнал гетеродина для настройки входных контуров, подав его с выхода цепочки R5C17 на антенный вход приемника и измеряя ВЧ напряжение на контуре L3C12. Перемещением сердечника катушки L3 или подбором емкости конденсатора C12 нужно добиться максимального значения ВЧ напряжения на этом контуре.

Теперь можно подключить нагрузку 50 Ом к антенному входу, подключить к ней ВЧ вольтметр, подать напряжение на выходной каскад через L2 и нажать на ключ. Амплитуда ВЧ напряжения должна быть около 12В, соответственно при нажатии на «тире» ВЧ вольтметр должен показывать около 8В.

Не переходите в режим передачи без согласованной антенны или антенной нагрузки!

Конструкция

Предложенная схема была воплощена в небольшой конструкции полевого микротрансивера.
Для экспериментов удобнее использовать ATMega8535 в корпусе DIP40 – он имеет стандартное для макетных плат расположение выводов через 2,5 мм, что удобно и для ручной пайки. Печатная плата специально не разводилась, межэлементные соединения сделаны расплетенными жилами из многожильного монтажного провода, а также проводом МГТФ (в основном разводка питания и соединения с разъемами) и коаксиальным кабелем. Для монтажа использовались компоненты для поверхностного монтажа (SMD), за исключением электролитических конденсаторов, микросхем, кварцевых резонаторов. Все уместилось на макетной плате из текстолита 75х60 мм. На фото кнопки управления частотой еще не вынесены на переднюю панель, а размещаются на самой плате.

Рис.3 Конструктивное исполнение ТПП «Полигон».

Результаты испытаний

При помощи «Полигона» с антенной типа «длинный провод» (60м), растянутой на высоте 6м над землей, из Москвы успешно осуществлялись связи с QRP-радиостанциями Европейской части России. Конечно, 1,5 Вт – это очень небольшая мощность, так что требуется изрядное терпение для работы на «Полигоне».

Планы на будущее

Что можно реализовать в данной конструкции и как бы хотелось ее изменить? Можно добавить такие функции:

• сделать конструкцию многодиапазонной;
• добавить индикатор;
• научить трансивер работать цифровыми видами связи;
• реализовать однополосный приемный тракт с цифровым преобразованием квадратурных сигналов;
• добавить SSB-режим.

Ну, и конечно, пробовать различные способы фильтрации (например, IIR-фильтры) и алгоритмы шумоподавления.

Автор будет приветствовать любые изменения в конструкции и коде программного обеспечения «Полигона», повышающие его характеристики и функциональность. «Полигон» - это абсолютно открытый проект, и его привлекательность как раз и заключается в возможности развитии творчества в новых направлениях.

Удачи в конструировании и полевой работе!

• Скачать все описание в одном PDF файле (328 кб)

73!
С уважением,
Юрий, RX3AEW

В 2001г. мной был разработан портативный телеграфный очень простой трансивер на 7-и транзисторах, 3 из которых на передачу, и 4 на приём. Размер трансивера (вместе с блоком питания) получился 100x50x150 мм, вес не более 500 гр. В походных условиях он мог питаться от набора аккумуляторов 12 вольт (10 пальчиковых аккумуляторов ёмкостью по 850 мА/ч) или литиевых батареек. Этот трансивер был собран всего за 4 дня, из которых день ушел на разработку схемы и поиск радиодеталей.

Не смотря на малую выходную мощность трансивера (3...5 ватт), на нем я провёл более 2000 радиосвязей со всеми континентами в течении одного года. Примерно 100 связей с США, 150 с Японией, около 30 с африканским континентом, 10 с Австралией и около сотни связей с Азией и т.д. Основная масса моих корреспондентов была из Европы (европейские страны на этом трансивере переработал все) и европейской части России. А также Урал и Дальний Восток.

Всё зависело от того, какая у меня антенна использовалась в данный момент, и в какую сторону было направлено максимальное излучение. Трансивер работает в 15-метровом радиолюбительском диапазоне, на фиксированной частоте 21001 кГц. Частота стабилизирована кварцем для предотвращения зависимости частоты от температуры и просадки напряжения питания при работе от батарей и аккумуляторов.

Применение кварцевого резонатора в схеме дало возможность получить наибольшую мощность на задающем генераторе и уменьшить число каскадов (транзисторов) в передающей части трансивера.

Рис. 1. Принципиальная схема трансивера на семи транзисторах Дениса Титова.

К этому трансиверу был собран электронный телеграфный ключ, опубликованный в журнале «Радио» на 3-х микросхемах К176ЛЕ5, К176ТМ1, К176ЛА7. Но лучше применять микросхемы серии К561. Вы вправе сами выбрать схему электронного телеграфного ключа, только он должен иметь внутренний тон-генератор для самоконтроля.

На фиксированной частоте надо работать на общий вызов. Но постоянно передавать на ключе CQ с QRP-мощностью было трудно, и мне быстро надоедало. В связи с этим я записал на магнитофон свой общий вызов таким образом: 3 раза даётся CQ, потом 5 раз свой позывной и PSE К. После паузы в 10 секунд всё повторяется заново (до конца кассеты).

Поставил переключатель на выходе магнитофона (который идет на динамик), и с его помощью переключал выходной сигнал либо на динамик, либо на детектор системы VOX, идущий на трансивер. Сигнал с магнитофона попадал на детектор, собранный на 2-х диодах и конденсаторе примерно 0.1 мкФ, далее уже были импульсы, повторяющие форму сигнала, записанного на кассете. Потом эти импульсы подавались на базу транзистора, в коллекторе которого было включено герконовое мини реле РЭС55, и оно замыкало контакты в такт записи на ленте.

Рис. 2. План расположения деталей трансивера.

Эти контакты реле были подключены параллельно коммутационным контактам от электронного ключа. Так выглядел у меня процесс автоматизации передачи общего вызова. У данного трансивера нет переключателя «приём - передача», поэтому вызывающих корреспондентов я слушал в 10-секундных паузах между CQ.

Когда был услышан очередной ответ на мой вызов, «автопилот» можно было отключить и взять управление на себя.