Приймачі та трансивери прямого перетворення завдяки своїй простоті, високої чутливості і селективності, хорошою надійності користуються популярністю у радіоаматорів. Але далеко не завжди в апараті, навіть виконаному за добре відпрацьованою схемою, реалізуються закладені в нього спочатку можливості і параметри.
Основна причина незадовільної роботи приймачів і трансиверів прямого перетворення - неоптимальний режим роботи змішувача. Високі параметри досягаються тільки при ретельному підборі гетеродинного високочастотного напруги на діодах змішувача. Воно повинно бути в межах 0,6. 0,75 В на кремнієвих діодах і 0,15. 0,25 - на германієвих. При менших напругах гетеродина зменшується коефіцієнт передачі змішувача. Зменшується він і при великій напрузі, так як діоди виявляються відкритими майже весь час. При цьому зростають шуми змішувача.
Стабільність частоти і амплітуди напруги, що подається на змішувач з гетеродина (особливо на ВЧ аматорських діапазонах), багато в чому залежить від стабільності напруги живлення.
Практично у всіх схемах, наведених в літературі, відсутня ланцюг регулювання гетеродинного напруги на діодах змішувача. Рекомендується підбирати конденсатор зв'язку гетеродина зі змішувачем або змінювати число витків котушки зв'язку. Але цей процес досить трудомісткий і до того ж не дає впевненості в тому, що настройка апарату проведена належним чином.
Недолік цього способу ще й в тому, що в процесі налагодження треба вимикати приймач (трансивер) і перепоювати конденсатор або перемотувати котушку. Але за цей час аматорська станція, по гучності прийому якої ведеться настройка, часто перестає працювати, і тому не можна дізнатися, зростає або падає чутливість налагоджуваного апарату. Доцільніше проводити настройку за сигналами "слабкою" станції під час стабільного проходження радіохвиль, тобто коли не спостерігається помітних коливань рівня сигналу.
Через відсутність необхідних вимірювальних приладів приймачі та трансивери прямого перетворення часто налаштовують "на слух", що не кращим чином відбивається на їх параметрах.
На рис. 1 показана схема вольтметра-пробника, доопрацьованого відповідно до рекомендацій, наведених в [2]. Він дозволяє досить точно виміряти напругу гетеродина безпосередньо на діодах змішувача.
Розглянемо прості способи настройки і доопрацювання приймачів і трансиверів прямого перетворення, які дозволяють усунути зазначені вище конструктивні недоліки.
Перш за все, при доопрацюванні слід ввести ланцюг стабілізації напруги живлення гетеродина. Схема стабілізатора показана на рис. 2. Стабилитрон VD1 вибирають з напругою стабілізації в 1,5. 2 рази менше номінальної напруги живлення приймача (трансивера). Резистором R 1 встановлюють оптимальний струм через стабілітрон. Опір резистора R1 повинно бути таким, щоб струм стабілізації стабілітрона VD1 не перевищував максимально допустимого значення. Конденсатор С1 зменшує "просочування" шумів стабілітрона, в результаті чого знижується шумова модуляція напруги гетеродина, зменшується загальний шум приймача.
Змінювати ВЧ напруга на діодах змішувача зручно підлаштування безиндукціонность резистором, включеним паралельно або послідовно з котушкою зв'язку (R1 відповідно на рис. 3 і 4).
В останньому випадку можна використовувати як трансформаторну (рис. 4, а) зв'язок гетеродина зі змішувачем, так і АВТОТРАНСФОРМАТОРНЕ (рис. 4,6). При більш точного налаштування напруги гетеродина (наприклад, при прийомі сигналів слабослишімих станцій "на слух") ВЧ вольтметр відключають.
Необхідно відзначити, якщо застосовуються наведені доопрацювання, число витків котушок зв'язку слід дещо збільшити, так як введення підлаштування резистора зменшує вихідна напруга гетеродина. Особливо це відноситься до варіанту, схема якого наведена на рис.3. У сукупності число витків котушки зв'язку, опір резистора R1 і ємність конденсатора С2 повинні бути такими, щоб напруга на кремнієвих діодах змішувача можна було регулювати в межах від 0 до 1,2. 2 В, на германієвих - від 0 до 0,5. 1 В. В цьому випадку оптимальне напруга досягається приблизно при середньому положенні движка резистора R1.
Регулювати вихідну напругу гетеродина можна, змінюючи напругу живлення, як це, наприклад, зроблено в [З]. Однак це підходить тільки на частотах до 3. 4 МГц. На більш високих (вище 7 МГц) таке регулювання може призвести до значного догляду частоти гетеродина.
На рис. 5 наведена схема гетеродина з буферним вузлом, в який введена ланцюг регулювання вихідної напруги. При повторенні слід врахувати, що емітерний повторювач не дає посилення по напрузі, і тому високочастотну напругу на котушці зв'язку має бути в два рази більше. ніж потрібно для нормальної роботи змішувача.
У радіоаматорського практиці найбільш широко використовуються діодні балансні змішувачі. Їх основні переваги - простота конструкції і налаштування, відсутність перемикання по високій частоті при переході з прийому на передачу. Балансні змішувачі на польових і біполярних транзисторах застосовуються значно рідше.
Подвійні балансні змішувачі збалансовані по обом входів (виходів). Вони пригнічують не лише коливання гетеродина, а й перетворений сигнал, залишаючи лише продукти їх змішування і забезпечуючи тим самим чистоту спектра. Застосування таких змішувачів дозволяє знизити вимоги до подчістному фільтру, включеному на виході змішувача, і навіть відмовитися від нього зовсім, приєднавши вихід змішувача безпосередньо до підсилювача ПЧ, на виході якого повинен знаходитися фільтр основний селекції (наприклад, ЕМФ або кварцовий фільтр). На подвійний змішувач можна подавати значно більший за рівнем сигнал при прийомі, оскільки він різко послаблює ефект прямого детектування сигналу або перешкоди, тобто не відбувається детектування без участі коливань гетеродина, як це буває в звичайному амплитудном детекторі.
Найбільш часто в радіоаматорських конструкціях застосовується подвійний балансний змішувач, схема якого зображена на рис. 6. Його ще називають кільцевим, так як діоди в ньому включені але кільцю.
Нерідко цей змішувач рекомендують доповнити елементами балансування R 1, С 1, С2 (рис. 7). Причому резистор R1 повинен бути безиндукціонность. Така доопрацювання покращує параметри змішувача.
При роботі на низькочастотних діапазонах високочастотні трансформатори намотують, як правило, на ферритові кільця типорозміру К7х4х2 з магнітною проникністю 600. тисячі трьома скрученими (3-4 скручування на 1 см довжини) між собою проводами ПЕЛШО 0,2. Приблизно роблять близько 25 витків (до повного заповнення кільця). При установці трансформатора його обмотки фазує згідно рис. 6 і 7.
У другому варіанті сигнал в режимі прийому подається на вхід балансного змішувача, а при передачі - на вихід. При такому включенні використовується принцип оборотності змішувача. Так побудований ВЧ тракт трансивера, описаного в [8]. Налагодження змішувача і в цьому випадку зводиться до установки оптимального гетеродинного напруги і його ретельної балансування. Слід особливо відзначити, що операція налагодження не залежить від принципу побудови ВЧ тракту трансивера.
Тепер кілька практичних рекомендацій щодо налагодження ВЧ тракту трансивера.
В першу чергу потрібно налаштувати змішувачі. Попередньо движки балансувальних резисторів в них встановлюють в середнє положення. Далі до антенного гнізда трансивера підключають ГСС і поступово збільшують гетеродина напруга на змішувачах. Сигнал з ГСС подають з рівнем, що перевищує чутливість приймального тракту в кілька разів. Необхідно домогтися прийому сигналу. Вели генератора немає, операцію виконують на слух, приймаючи сигнал радіоаматорського SSB радіостанції або генератора шуму на малопотужному стабилитроне.
Як правило, на виході того чи іншого гетеродина включений емітерний повторювач. В цьому випадку доопрацювання виявляється вельми простий: постійний резистор в емітерний ланцюга транзистора замінюють безиндукціонность підлаштування резистором того ж номіналу, що і постійний.
Після оптимізації гетеродинного напруги потрібно ще раз більш ретельно збалансувати змішувачі. До входу або виходу (в залежності від побудови трансивера) підключають ВЧ мілівольтметр або осцилограф і, переміщаючи движок резистора R1, а потім підлаштовуючи конденсатори С1 і С2 (див. Рис. 7), домагаються мінімуму показань. Якщо використовуються прилади з високим вхідним опором, то до входу і виходу змішувача слід підключити близькі по опору (в межах 50. 100 Ом) резистори.
Перевагу слід віддавати балансуванню в сторону виходу передавального тракту. Різниця в збалансованості входу і виходу змішувача повинно бути невеликим (одиниці децибел). Якщо ж воно досягає 10 дБ і більше, то це, як правило, наслідок того, що гетеродина напруга, подане на змішувач, значно більше оптимального.
Остаточно змішувачі налаштовують після їх установки в трансивер (його переводять в режим передачі). Попередньо апарат повинен бути налагоджений в режимі прийому. Щоб шуми мікрофона не заважали при балансуванню, вхід мікрофонного підсилювача замикають накоротко. Першим балансують самий низькочастотний змішувач, а потім інші по порядку проходження через них сигналу в режимі передачі, домагаючись мінімуму показань ВЧ на еквіваленті навантаження (рис. 10), підключеному до підсилювача потужності трансивера. Після цього коректують настройку інших вузлів. Цю процедуру доцільно повторити два-три рази.
Владислав Артеменко (UT5UDJ) г. Киев. Україна