UR5FFR

Радиолюбительские конструкции и программы
It is currently 20 Aug 2018, 06:57

All times are UTC + 2 hours




Post new topic Reply to topic  [ 1 post ] 
Author Message
PostPosted: 30 Dec 2017, 17:50 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 21:00
Posts: 387
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Что можно разместить на плате размером 8 на 9 см? Оказывается очень многое. Особенно если делать все на SMD компонентах. Основные фичи которые были заложены в конструкцию:

- два кварцевых фильтра в режиме приема
- изменение полосы пропускания в втором (подчисточном) фильтре
- высокодинамичный post-mixer amplifier
- трехкаскадный УПЧ
- глубина АРУ не менее 90dB
- микрофонный усилитель с АРУ
- ВЧ-ограничитель при передаче
- полностью электронная коммутация RX/TX, отсутствие реле

Получилась следующая схема:

Attachment:
Schematic.png
Schematic.png [ 261.7 KiB | Viewed 3355 times ]


Смеситель на FSA3157 работает как в режиме приема так и в режиме передачи. После него сигнал поступает на диплексор L2C14L3C15 и далее на post-mixer усилитель, который выполнен на Q3. Он работает при токе коллектора 40mA и охвачен ООС эмиттер-база через трансформатор T2. Такой каскад имеет практически постоянное входное сопротивление равное 50om в широкой полосе частот и низкие интермодуляционные искажения. Более подробно он описан в [2].

После усилителя сигнал поступает на 8-ми кристальный кварцевый фильтр, выполненный по топологии QER [3]. Далее расположен 3х каскадный УПЧ на транзисторах Q11Q6Q7. Первые два каскада работают на резонансную нагрузку и имеет цепочки АРУ на диодах D2D3. Изменяя ток протекающий через эти диоды система АРУ изменяет их проводимость и обеспечивает глубину регулировки усиления не менее 45dB на каскад. Последний каскад УПЧ на Q7 необходим для корректного согласования со вторым кварцевым фильтром. Он так же выполнен по топологии QER и содержит варикапы для изменения полосы пропускания.

Второй смеситель выполнен на SA612 в типовом включении. УНЧ реализован на U2.1, оконечный УНЧ на U3. Система АРУ включает в себя буферный каскад на U2.2, детектор D4D6 и цепь быстрой АРУ (БАРУ) на D5C31R34Q8. Переключение между режимами быстрой и медленной АРУ происходит путем подачи управляющего сигнала на разъем P3.

В режиме передачи сигнал с микрофона поступает на усилитель с АРУ выполненный на U5 BA3308 в типовом включении (используется только один канал). Далее сигнал поступает на второй смеситель U1 SA612 который выполняет в режиме передачи роль модулятора. После смесителя сигнал подается на на Q10, усиление которого регулируется с помощью Q14, который работает как управляемое сопротивление. При увеличении усиления сигнал ограничивается диодами D7D8. При минимальном сопротивлении регулятора уровня ограничения R80 ограничения сигнала не происходит. Далее сигнал через кварцевый фильтр и усилитель на транзисторах Q4Q5 поступает на первый смеситель.

На транзисторах Q1Q2 собран узел формирования сигналов приема/передачи. Примененные полевые транзисторы Si2301 обладают очень низким сопротивлением канала в 0,2 ома и выдерживают ток до 2А.

Трансивер собран на плате размерами 8х9см (для сравнения трансивер Стрекоза [1] собран на плате размерами 14х9см) . Основной монтаж с нижней стороны. Верхняя сторона - земля и несколько перемычек. Типоразмер применяемых SMD компонент - 1206 и 0805.

Attachment:
DSC06574.jpg
DSC06574.jpg [ 283.14 KiB | Viewed 3769 times ]


Attachment:
DSC06573.jpg
DSC06573.jpg [ 305.2 KiB | Viewed 3769 times ]


Конструкция и детали

Все резисторы и конденсаторы типоразмера 1206. Электролиты обычные выводные. SA612 и NE5532 - планарные. BA3308 - SIP9, TDA7052A - DIP8.

Трансформаторы T1T3 намотаны скруткой в два провода на кольцах К10 1500НН и содержат по 10 витков.
Трансформатор T2 выполнен на трансфлюкторе ("бинокле") BN43-2402. Обмотка 1-3 содержит один виток, обмотка 2-4 - два витка. Начала обмоток (на схеме не указаны) соответствуют выводам 1 и 4. При неправильной фазировке каскад может самовозбудится.
Трансформатор T2 можно так же выполнить на кольце К10 1500НН скруткой в три провода. Два из них включается последовательно и формируют обмотку 2-4. Третий провод - обмотка 1-3. Обязательно соблюдаем правильную фазировку обмоток, иначе каскад будет работать некорректно.
Дроссели 100uH - стандартные аксиальные. Номиналы диплексера C13L3C14L2 зависят от промежуточной частоты и рассчитываются стандартно например с помощью программы [5]. Полоса частот диплексера при расчете берется 15-20% от центральной.

Катушки контуров УПЧ L4L5 наматываются на колечках проницаемостью 50-100. C61C74 подбираются по резонансу - подключаем переменный конденсатор, добиваемся максимального усиления, впаиваем постоянный требуемого номинала.

Диоды BA591 можно заменить на любые другие switch-диоды. Из отечественных хорошо работают КД409. В случае отсутствия можно применить любые ВЧ, например LL4148.

Диоды D2D3 в цепи АРУ используются в режиме управляемого сопротивления. Я использовал S07M [4]. Но можно использовать BA591, КД409 или LL4148.

Транзисторы S9018 можно заменить на любые маломощные ВЧ с Ft>=1GHz. Вместо 2SC3357 можно применить любой транзистор с Ft>=1GHz и работающий при токе коллектора 40-50мА. Например 2SC5551, BFQ19, BFQ540. R19R20 являются антипаразитными и предназначены для устранения самовозбуждения каскадов в СВЧ области. Лучше всего вместо них применить специальные ферритовые бусинки в SMD исполнении.

Характеристическое сопротивление кварцевых фильтров должно быть учтено при сборке. Для первого КФ R21 должен быть равен его сопротивлению, а R23 = 1/(1/R21 - 1/1500). Аналогично для второго (подчисточного) КФ R54 равен сопротивлению. фильтра, а R57 = 1/(1/R54 - 1/1500). На схеме приведены номиналы для КФ с сопротивлением 500 ом.

Варикапы во втором подчисточном фильтре выбираются исходя из требуемого диапазона изменения его полосы пропускания. При настройке подбираем R67R68 таким образом чтобы обеспечить требуемое изменение полосы.

Управление RX/TX и AGC Fast/Slow осуществляется активным низким уровнем. Сигнал для S-метра можно снять с технологического разъема P12 AGC Off

Несмотря на кажущуюся простоту конструкция достаточно сложная и рассчитана на подготовленного опытного радиолюбителя. Не надо надеяться запустить ее с один только тестером. Потребуются ГСС, осциллограф и желательно NWT для проектирования КФ. А так же понимание процессов происходящих в различных узлах схемы.

В качестве гетеродина можно использовать любой синтезатор или аналоговый ГПД. Раскладка формируемых частот стандартная - первый гетеродин выше принимаемой частоты при приеме LSB и соответственно ниже - при приеме USB. Второй гетеродин на нижнем скате КФ (выделяется USB).

Схема и печатка доступна для клонирования/модификации на сервисе EasyEDA. Страница проекта DragonFly Pro

Литература
1. Трансивер DragonFly (Стрекоза)
2. Усилитель KD7O
3. Кварцевые фильтры Cohn minimum-loss и QER Quasi-Equi-Ripple
4. Datasheet for S07B, S07D, S07G, S07J, S07M
5. The Windows ® program for diplexer design and analysis


Attachments:
TRX Стрекоза Pro.9.02.2018.zip [493.42 KiB]
Downloaded 227 times
Top
 Profile  
 
Display posts from previous:  Sort by  
Post new topic Reply to topic  [ 1 post ] 

All times are UTC + 2 hours


Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 2 guests


You cannot post new topics in this forum
You cannot reply to topics in this forum
You cannot edit your posts in this forum
You cannot delete your posts in this forum
You cannot post attachments in this forum

Search for:
Jump to:  
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group