Трансвертер на 144 мгц своими руками

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 04.10.2024

. Я не новичек в УКВ,но всякий раз,когда начинаю новый проэкт ,углубляюсь в изучение предмета моего радиолюбительского вожделения,
я понимаю-как мало я еще знаю. Последнее время проэктов этих не густо,хотя были и эпохальные.Взять хотя бы эпопею с антенной решеткой
из 68 зигзагов, которая благополучно закончилась постройкой дипольной решетки. И вот созрел у меня план построить трансвертер на 1296 мгц.
Поскольку я рискую оказаться в положении импотента - ведущего телешоу *про ЭТО*. Дело в том,что всё,что делалось мной до сих пор,
можно охарактеризовать языком искусства: "романтический примитивизм".
Постоянно работающий и надёжный девайс отсутствует.Наступило время БОЛЬШИХ СВЕРШЕНИЙ.
Так вот:решение принято,дело за малым - выработать план действий,т.е. используя старую схему ,намечаем вехи этого СОБЫТИЯ в аматорской
жизни нашего города. Интересующихся приглашаю вместе со мной,так сказать параллельно, воплотить в жизнь мечту укависта-изготовить сей
девайс.Тем самым утереть нос сомневающимся и вообще бесдельникам.А заодно напрячь зарвавшихся соперников.

1.ЧТО делать
2.ИЗ ЧЕГО делать
3.КАК делать
4.А воно мини надо?
Ну,с четвёртым пунктом мы, кажется, разобрались. а что касается пункта первого,на мой взгляд,так об этом уже столько сказано,что не стоит
изобретать вилисапет.Нам чего попроще,потехнологичней,с доступной элементной базой,и главное,чтоб недорого.С последним,оно,конечно,
главное не переусердствовать. Помня о том,что " Радио-это очень просто",и свято веря в торжество ТРЕЗВОГО РАЗУМА.
Короче говоря,я наткнулся (иначе не скажешь) на публикацию в одном из номеров "Дубус".Это была статья DJ9BV ,который представлял
на суд радиолюбительской общественности конвертор на2,4 Гиг.,автор - итальянский аматор I2SG .
Изюминкой проэкта является смеситель RECOVERED YELD TETRA HARMONIC MIXER - Rythm.,что в переводе (вольном) означает
смеситель на субгармониках. Вот схема этого вилисапета

приводятся и эпюры сигналов

а вот схема самого конвертера

Из выше изложеного вытекает,что частота гетеродина ,для этого приёмника в 4 раза ниже,чем у обычного. Т.е. для 1296 это будет 288Мгц.
При этом потери преобразования 8 - 8,5 дб.на частоте 2,4 Гиг. Приводилась печатная плата,и схема,но прикладного значения всё это не имело.
Поскольку пришлось переделать печатную плату, т.к.вопервых частота высокая, а во-вторых передачу нужно еще сюда притулить.
Да и схема не совсем то,что нужно. Элементную базу, конечно же ,нужно адаптировать под наши реалии.
Но привлекает своей новизной,и опять же альтернативностью :-)))) Однако,предвидя возможные трудности и неувязки ,
я решил начать с диапазона 432 мгц.Чтобы ,так сказать ,обсосать вопрос на более низких частотах, разбив процесс изготовления на
несколько этапов.
Вот его схема

Был собран действующий макет,который показал неплохие результаты.
Легко была достигнута мощность необходимая для "раскачки"модуля RA13h4047M.
Чувствительность на приём меня также удовлетворила.
Теперь дело за малым-привести всё в порядок,изготовив плату из стеклотекстлита по УЛ технологии.
Характеристики материала- стеклотекстолит,толщина1.5мм эпсилон-5.6 размер пока что 120мм на 120мм
плата выглядит так

Пустое место-под гетеродин,частота которого 101мгц . Я брал кварц 50,5 и удваивал. Кварц находится в термостате,поэтому это выглядит как
коробочка, прикреплённая к плате.
По окончании экспериментов на 432,сразу приступаю к разработке трансвертера на 1296Мгц,а может и какую другую частоту,
в соответствии с НОВЫМ РЕГЛАМЕНТОМ. Поэтому-продолжение следует.

Трансвертер для портативной Си-Би радиостанции, который был описан в журнале "Радио", вызвал заметный интерес. Выполняя свое обещание, редакция публикует описание трансвертера 144/27 МГц для использования в стационарных условиях и в автомобиле.

Трансвертер предназначен для работы со стационарным Си-Би трансивером, имеющим выходную мощность 2. 6 Вт. В нем применены в основном те же схемотехнические решения, что и в описанной ранее конструкции ("Радио", 1999, № 8, с. 70—72). Отличается он большей выходной мощностью и более высокой чувствительностью. Этот аппарат был испытан с трансиверами "Dragon SS-485", "President Lincoln", "Dragon SY-101+". При напряжении питания 13,5 В выходная мощность трансвертера в диапазоне 2 метра составила 5 Вт. Чувствительность приемного тракта "Трансвертер—трансивер" — не хуже 0,14. 0,15 мкВ. Наличие плавной регулировки усиления УВЧ позволяет адаптировать его к Си-Би трансиверам различной чувствительности. В схеме трансвертера отсутствуют электромагнитные реле, а переход из режима приема в режим передачи происходит автоматически при включении передатчика трансивера.

Разъем XW1 служит для подключения трансивера, разъем XW2 — для антенны диапазона 11 метров, а к разъему XW3 подключают антенну диапазона 2 метра.

Внешнее питание подключают к гнездам Х1, Х2. Когда Трансвертер выключен, трансивер через переключатели SA1.1, SA1.2, SA1.3 соединен с антенной Си-Би диапазона и используется по своему прямому назначению.
При переводе переключателя SA1 в положении "Вкл." на Трансвертер подается питающее напряжение, светодиод HL1 сигнализирует о его включении. При этом антенна Си-Би диапазона замыкается на корпус. Это сделано для того, чтобы сигналы с антенны Си-Би диапазона не создавали помех при приеме станций диапазона 2 метра. В данной конструкции они ослаблены на 65. 70дБ.
В режиме приема сигнал с антенны через контуры L17 плюс емкость диодов VD7.VD8 и L18C37, настроенные на центральную частоту диапазона 2 метра, поступает на УРЧ (транзисторы VT10,VT11). Его коэффициент усиления устанавливают резистором R18 в пределах 15. 30дБ.
С выхода УРЧ сигнал через диод VD4 поступает на полосовой фильтр L6 L7 C7 С9 и далее — на балансный реверсивный смеситель, выполненный на транзисторах VT1,VT2. Смеситель нагружен на контур L4 C5 C6, настроенный на центральную частоту рабочего диапазона трансивера. Через катушку связи L3 и ФНЧ L1L2C2—C4 с частотой среза около 40 МГц сигнал поступает на трансивер.
На затворы транзисторов смесителя подается напряжение гетеродина, выполненного на транзисторах VT7—VT9. Частота опорного гетеродина (VT7) стабилизирована кварцевым резонатором. Каскад на транзисторах VT8, VT9 — умножитель частоты.
В режиме передачи сигнал Си-Би трансивера через ФНЧ и контур L4 C5 C6 поступает на смеситель, где преобразуется в сигнал диапазона 2 метра. Выделенный полосовым фильтром L6 L7 C7 С9 сигнал поступает на двухкаскадный усилитель мощности, выполненный на транзисторах VT3, VT4 и далее на разъем XW3.
Одновременно выходной сигнал Си-Би трансивера выпрямляется диодом VD1 и через стабилизатор на диоде VD2 подается в базовую цепь транзистора VT3, переводя его в режим работы класса АВ. Светодиод HL2, включенный в эту цепь, сигнализирует о наличии сигнала трансивера на входе трансвертера. Транзистор VT4 работает без начального смещения. Светодиод HL3 — индикатор наличия сигнала на выходе трансвертера.
Чтобы при передаче исключить влияние УРЧ на работу усилителя мощности и возможность их совместного самовозбуждения, напряжение, выпрямленное диодом VD1, открывает транзистор VT5, что приводит к закрыванию транзистора VT6. При этом УРЧ трансвертера обесточится. Диоды VD5—VD8 также защищают транзисторы УРЧ от мощного сигнала собственного передатчика. Открывание диодов VD7, VD8 вызовет расстройку входных контуров, а диоды VD5, VD6 ограничат сигнал на базе транзистора VT11.
Все детали трансвертера размещены на двух печатных платах из двустороннего фольгированного стеклотекстолита, эскизы которых показаны на рис. 2 и 3. Вторые стороны плат оставлены металлизированными и соединены тонкой фольгой по контуру с общим проводом первой стороны. Большая плата крепится к теплоотводу, на котором устанавливают транзисторы VT1—VT4. Для этих транзисторов в плате сделаны соответствующие отверстия. В качестве теплоотвода можно применить пластину размерами 100х60 мм из алюминиевого сплава толщиной 3. 4 мм, а также корпус трансвертера, если он будет выполнен из такого же материала.
Плату УРЧ (рис.3)

припаивают перпендикулярно к большой плате, деталями в сторону усилителя мощности, одновременно она служит экранирующей перегородкой. Вторая экранирующая перегородка на плате сделана из полоски луженой жести.

В трансвертере можно применить детали следующих типов: постоянные конденсаторы — К10-17в, К10-42, КЛС, КМ, КД, подстроечные — КТ4-25. Постоянные резисторы — МЛТ, Р1-4, С2-33, Р1-12, подстроечный — СПЗ-19.
Светодиоды — любого типа с рабочим током 10. 20 мА и желательно разных цветов. Переключатель SA1 — типа П2К или ПК-61 с фиксацией. ВЧ разъемы — СР-50.
Допустима замена транзисторов: VT1, VT2 — на КП905А-Б; VT4 — на КТ925Б, КТ934Г; VT8, VT9 — на КТ326А; VT7 - на КТ316А-Б, КТ368А-Б; VT10 - наКТ3123Б-2, КТ3123В-2, КТ363Б,УТ11 -наКТ3101А-2.
О выборе частоты кварцевого резонатора было подробно рассказано в упомянутой выше статье.
Детали размещают со стороны печатных проводников, а их выводы укорачивают до минимально возможной длины. Конструкция трансвертера — произвольная. Например,на передней панели можно разместить светодиоды и кнопку переключателя, а ВЧ разъемы и гнезда питания установить на задней панели корпуса.
Катушки индуктивности L1, L2, L5-L7, L9, L12, L16—L18 —бескаркасные. Они намотаны на оправках диаметром 5 мм. L1 и L2 содержат по 7,5 витка провода ПЭВ-2 0,2. Катушки L6, L7, L16—L18 содержат по 3,5 витка,а L9 и L12 — по 2,5 витка провода ПЭВ-2 0,7. Катушка связи L5 намотана поверх L6 и содержит один виток вдвое сложенного провода ПЭВ-2 0,2. Катушки L7, L18, L19 наматывают с шагом 0,5 мм между витками, оставляя выводы длиной 7. 10 мм. Отводы у L7, L18 сделаны от 0,8 и 2-го витка, считая от "холодного" конца.
Катушки L3, L4, L15 намотаны вдвое сложенным проводом ПЭВ-2 0,2 на пластмассовом каркасе диаметром 5,8 мм. L3 и L4 содержат по 10 витков, L15 — 1,5 витка поверх L14, а сама L14 — 5,8 витка провода ПЭВ-2 0,4. Подстроечник катушек L14 и L15 — марки 7BH типоразмера С2,8х10. Дроссели L8, L10 бескаркасные, намотаны проводом ПЭВ-2 0,2 на оправке диаметром 3 мм и содержат по 15. 20 витков.
Дроссель L11 намотан непосредственно на резисторе R4 проводом ПЭВ-2 0,1 и содержит 30 витков. Дроссель L13 намотан проводом ПЭВ-2 0,2 на кольцевом ферритовом магнитопроводе М1000НМ типоразмера К10х6xЗ мм. Число витков — 10.
Конструкция устройства позволяет налаживать УРЧ и передающий тракт раздельно. Сначала настраивают УРЧ по постоянному току. Для этого подбором резистора R20 устанавливают на эмиттере VT10 напряжение в пределах 5. 6 В. Затем конденсатором С37 предварительно настраивают контур L18 C37 УВЧ на центральную частоту диапазона 2 метра.
Следующим настраивают гетеродин. Подстроечником катушки L14 и конденсатором С32 добиваются устойчивой генерации и максимального напряжения гетеродина на затворах транзисторов VT1, VT2 (не менее 6. 7 В). Контроль напряжения следует вести высокоомным ВЧ вольтметром. Резистором R14 можно изменять значение этого напряжения. Конденсатором С25 точно подстраивают частоту гетеродина. В авторской конструкции был использован резонатор на частоту 58997 кГц (третья гармоника) и частота гетеродина составляла 118 МГц. Если частота кварцевого резонатора будет несколько больше требуемой, конденсатор С25 следует заменить на катушку индуктивности.
На выход трансвертера подключают нагрузку 50 Ом и мощностью не менее 5 Вт. На его вход с трансивера подают сигнал мощностью 4 Вт. Через резистивный делитель 1:10 контролируют широкополосным осциллографом выходное напряжение. Подстроечными конденсаторами С7, С9, С14, С15, С19 добиваются "чистого" сигнала с амплитудой 15. 16 В. При необходимости подстраивают катушки L9, L12 изменением числа витков или изменением шага намотки.
Затем окончательно настраивают УРЧ. Для этого подстройкой катушки L17 и конденсатором С37 устанавливают полосу пропускания УРЧ 5. 8 МГц. Возможно придется уточнить точки подключения отводов у катушки L18.
Все катушки и детали, смонтированные навесным методом, следует зафиксировать небольшим количеством эпоксидного клея, а после его полимеризации произвести окончательную настройку всех узлов.

Трансвертер лучше использовать с трансивером, имеющим большой диапазон рабочих частот (до 10 сеток), что упрощает индикацию частоты настройки и возможность перехода из "нулей" в "пятерки". При их сопряжении резистором R18 устанавливают оптимальный коэффициент усиления УРЧ, который обеспечивает максимальную чувствительность приемного тракта "трансвертер—трансивер" при минимально вносимом уровне шумов. Трансвертер одинаково хорошо работает с ЧМ трансиверами, имеющими выходную мощность от 2 до 8 Вт, однако следует учесть, что излишки мощности будут рассеиваться на его элементах , в первую очередь н полевых транзисторах смесителя.

1. Если купить SunSDR то не выйдет так, что например через полгода Вы выпустите на рынок новый аппарат с лучшими характеристиками?
Алексей RA4SD

Как в воду смотрел - появился SunSDR со встроенной звуковой картой и трансвертером на 144МГц.
Можно узнать о характеристиках трансвертера?
- выходная мощность на 144 МГц?
- диапазон частот 144-146 МГц?
- стабильность частоты 25х10-6. или с опорником 1х10-6 или 0,5х10-6?
- что говорит UA6LGO о работе трансвертера и в целом SunSDR на 144МГц?
- перспектива появления вариантов с трансвертером на 432 и 1296МГц?

RA4SD писал(а):
Как в воду смотрел - появился SunSDR со встроенной звуковой картой и трансвертером на 144МГц.
Можно узнать о характеристиках трансвертера?
- выходная мощность на 144 МГц?
- диапазон частот 144-146 МГц?
- стабильность частоты 25х10-6. или с опорником 1х10-6 или 0,5х10-6?
- что говорит UA6LGO о работе трансвертера и в целом SunSDR на 144МГц?
- перспектива появления вариантов с трансвертером на 432 и 1296МГц?
Алексей RA4SD

Ситуация на сегодняшний день сложилась таким образом, что мы прекратили встраивать трансвертер (не устроил по некоторым причинам) в SunSDR и разрабатываем свой на два диапазона 144/432 МГц. Трансвертер должен был появиться в конце августа, однако мы приняли решение задержать его выпуск для более тщательной проработки конструкции и элементной базы (будет выпущен не раньше 15 сентября).
На данный момент могу сказать о нем следующее:
Номинальная выходная мощность . >8 Вт
Диапазоны РЛ частот . 144 и 432 Мгц
Стабильность будет известна после измерений
Трансвертер на 1296МГц пока не ожидается

Спасибо за ответ.
Вот если бы в новом SunSDR появился еще и диапазон 1296 (хотя бы 0,1-0,5-1Вт), то это было бы хорошим предложением для УКВистов.
Может подумать? Или к нему уже делать трансвертер 144/1296.
Успехов!

Как справедливо заметил Виталий, трансвертер встраиваемый ранее не отвечает всем нашим требованиям и являлся временным решением.
Предполагается трансвертер в виде одной печатной платы с двумя диапазонами на ней. Антенных разъемов под УКВ тоже будет два. Первый - штатный разъем А2 предполагается использовать для диапазона 144МГц. Второй антенный разъем будет выполнен в виде гнезда типа SMA, которое будет установлено в одно из вентиляционных отверстий задней крышки. Предполгаем сделать коммутацию на реле, при помощи которой можно будет включать режим каждое гнездо на свой диапазон, или одно антенное гнездо на два диапазона, т.к. у многих пользователей есть двухдиапазонные антенны.
Ожидаем коэффициент шума трансвертера 1.2-1.4дБ, для тех, кому этого мало предлагаем использовать внешний УВЧ, установленный на антенну.
Вопрос про 1296МГц интересный. На самом деле трансвертер на этот диапазон требует совсем других технических решений и если его делать хорошо, то не дешевый. Нами принято решение пока этот диапазон не осваивать. Можем пойти навстречу и попробовать предусмотреть некоторый интерфейс(ВЧ разъемы, линии управления) для подключения дополнительного трансвертера 144/1296.

Тогда подождем реальной новой конструкции УКВ трансвертера в SunSDR, там видно будет какие в нем будут плюсы и минусы.
Относительно интерфейсов, думаю обязательно должны быть: PTT, Transverter in/out 144 MHz low power.
Выходы в новом трансвертере должны быть раздельные на 144 и 432МГц, мое мнение, BNC или N-connector.
Для фанатов можно и RX/TX разделить на каждом бэнде RX- на SMA разьеме и программно его можно отключать.
Стабильность для цифровыъх связей на УКВ очень важна. Всеми любимый за стабильность TS-2000 имеет 0,5х10-6.
Желаю успехов!

Спасибо за пожелания, Алексей!
Если у кого есть еще какие-то пожелания и предложения по трансвертеру, его архитектуре, внешним интерфейсам и т.п., то сейчас самое время их высказать.

Здесь описан Transverter 23cm US4ICI, не требующий настройки. В основе конструкции разработка UN9GW.
Базовая плата содержит усилители, смесители, ПФ, коммутатор RX/TX, атт TX.

Параметры Transverter 23cm US4ICI:

ПЧ 144 мГц, максимальная мощность по ПЧ 5 Ватт (CW, SSB);
чувствительность не хуже 2 дБ (Кш);
выходная мощность 19 дБм (~90 мВт);
коммутация RX/TX по сигналу PTT (на землю);
в варианте с синтезатором необходим внешний опорный генератор 10-20 мГц кратно 1 мГц*;
подавление LO в выходном сигнала 43 дБ, зеркального канала 47 дБ;
уровень спуров на частотах +-1 мГц от несущей -58 дБ**;
спектральная плотность шума -97 dBc/Hz при расстройке на 10кГц**.

* по умолчанию частота ОГ 10 мГц
** при использовании в качестве LO синтезатора на плате

Принципиальная схема RF части Transverter 23cm US4ICI

Тракт передачи состоит из аттенюатора 30 dB, ПФ (аналогичен приемому), диапазонных ПФ на МПЛ, первого каскада усилителя (IC3) на AG303 и выходного каскада на MMIC AG604-89 (IC4). Параметры каскада следующие: Gain 20 dB, Output P1dB 19 dBm, Output IP3 33 dBm. Общий коэффициент передачи тракта ТХ с учетом потерь в фильтрах составляет около 30dB.

Принципиальная схема синтезатора

Синтезатор частоты (Рис. 2) выполнен на SI4113-D-GT (IC2 Лист N2), управляется PIC18F1320 (IC1). Питание 3.3 В от стабилизатора VR1. Частота ГУН определяется длиной МПЛ линии L-x, перекрытие составляет 300 МГц. Программа позволяет менять частоты LO перемычками S2, S3. Значения выходных частот и частоты опорного генератора (ОГ) определяются прошивкой PIC.

ОГ — 10.000 МГц
F1 (нет перемычек) – 1152 МГц, ПЧ — 144.000 МГц;
F2 (S2 на землю) – 1151 МГц, ПЧ — 145.000 МГц;
F3 (S3 на землю) – 864 МГц, ПЧ — 432.000 Мгц;
F4 (S2 и S3 на землю) – 1246 МГц, ПЧ — 50.000 МГц.

Другие значения частот выполняются на заказ. Возможный шаг 1 мГц, ОГ 10-20 мГц. F3 требует перестройки линии ГУН. Характеристики Transverter 23cm US4ICI с ПЧ 50 мГц по подавлению LO и зеркального канала RX неудовлетворительны. Усилитель LO выполнен на AG303 и обеспечивает на выходе 14 dBm.

Монтаж платы Transverter 23cm US4ICI

Рис.3 Плата Transverter 23cm US4ICI, FR4, 1 mm (с металлизацией отверстий)

Все детали Transverter 23cm US4ICI под SMD монтаж. Резисторы и конденсаторы размером 1206 и 0805, транзисторы в корпусе SOT23, электролитические конденсаторы танталовые, размером В или А. Резисторы аттенюатора ПЧ ТХ SMD резисторы 5 шт. размер 2512.

Маркировка микросхем, тип которых не указан на корпусе, следующая:

BC807 – 5cw;
L78L06 – 8B;
SPF5043z – 1BGY;
AG303-86 – P86;
HSMS8202 – 2RR;

Наладка Transverter 23cm US4ICI

В первую очередь следует собрать все цепи питания и ключи коммутатора. Проверить выходные напряжения стабилизаторов 6В и 3.3В и работу цепи РТТ. Затем установить микросхемы и проверить режим работы усилителей по постоянному току. Напряжение на SPF и AG604 – 5В, на AG303 – 4.5В (+-5%). Подключить ОГ кабелем к плате. При исправно работающем синтезаторе, светодиод после подачи питания должен мигнуть и не гореть (есть захват ФАПЧ). Желательно проверить частоту LO на выходе усилителя LO (при наличии частотомера или анализатора спектра).

Подключив плату к Transverter 23cm US4ICI в режиме SSB, прослушать увеличение шума на выходе приемника при подаче питания. Шум возрастает незначительно до S1 (зависит от трансивера).

Подстройка фильтров ПЧ и ВЧ не требуется. При исправных компонентах и правильном монтаже Transverter 23cm US4ICI должен работать сразу.

Внимание! Подача раскачки с трансивера без коммутации входа РТТ Transverter 23cm US4ICI приводит к выходу из строя смесителя RX. Максимальная мощность раскачки 5 ватт (режим SSB, CW). При подаче большей мощности выйдут из строя резисторы АТТ и смеситель TX.

Читайте также: