УКВ передатчик 38-40МГц с АМ и ЧМ на лампах ГУ-32, 6Ж8, 6П9, 6Н8С (35Вт)
Передатчик предназначен для работы как в телеграфном, так и в телефонном режимах. В последнем случае возможна работа с амплитудной и частотной модуляцией. Частотный модулятор выполнен на двух лампах.
При работе в режиме амплитудной модуляции модулированные колебания подаются на сетку оконечной лампы передатчика. Сеточная модуляция позволяет ограничиться модулятором малой мощности.
При частотной модуляций и телеграфировании незатухающими колебаниями оконечный каскад работает в режиме максимальной мощности. При этом подводимая мощность равна 35 вт.
При переходе на амплитудную модуляцию оконечный каскад в режиме несущей частоты потребляет мощность 18 вт. Передатчик обеспечивает достаточно высокую стабильность частоты.
Оконечный каскад отдает в антенну не менее 10 вт колебательной мощности. Передатчик вместе с выпрямителем содержит восемь ламп, из которых пять работают в генераторе колебаний высокой частоты.
Некоторые трудности вызывают выделение в анодном контуре задающего генератора 3-й гармоники и настройка контура удвоителя. Практически настройка контуров без волномера невозможна.
Принципиальная схема передатчика
Собственно передатчик имеет три каскада: задающий генератор, выполненный по схеме с электронной связью на пентоде 6П9 (Л1), анодный контур которого L2, С9, С10 настроен на 3-ю гармонику (19,5 Мгц), удвоитель — на лампе 6ПЗ, усилитель мощности — на двойном лучевом тетроде ГУ-32.
Кроме этих основных каскадов, передатчик содержит двухтактный реактивный модулятор, собранный на лампах 6Ж8; усилитель низкой частоты — на двойном триоде 6Н8С; выпрямитель — на лампе 5ЦЗС со стабилитроном СГ-4С и выпрямитель смещения — на лампе 6Н8С.
Контур задающего генератора L1, С1, С2, С3, С4 настраивается при помощи конденсатора С1 на любую частоту, лежащую в пределах 0,33—6,67 Мгц. Такая низкая частота обеспечивает высокую стабильность генерируемых колебаний. Для термокомпенсации в контур поставлен керамический конденсатор С3 с отрицательным температурным коэффициентом.
Экранирующая сетка лампы задающего генератора питается стабилизированным напряжением от стабилитрона СГ-4С (Л9). Контур L2, С9, С10 настраивается при помощи полупеременного керамического конденсатора С10. В анодной цепи стоит развязывающий фильтр R3, С12. В цепь катода включены дроссель Др1 с индуктивностью не менее 250 мкгн и ключ.
Удвоитель частоты собран на лучевом тетроде 6ПЗС. В анодную цепь этой лампы включен колебательный контур L3, С15, настроенный на частоту 39 Мгц, т. е. на 6-ю гармонику задающего генератора. Контур настраивается при помощи полупеременного конденсатора С15. Развязывающий фильтр Др2, С10 предохраняет каскад от самовозбуждения.
Усилитель мощности работает на лучевом тетроде типа ГУ-32. В сеточный контур его включена катушка L4, а в анодный — катушка L5. Между удвоителем и усилителем мощности применена индуктивная связь.
Сеточный контур настраивается на частоту 39 Мгц при помощи полу-переменных конденсаторов С17 и С18. Контур имеет заземленную по высокой частоте среднюю точку и позволяет получить два противофазных напряжения для возбуждения двухтактного усилителя мощности.
Благодаря применению трансформаторной связи можно легко подобрать необходимую величину возбуждения для оконечной лампы и нагрузку для удвоителя. В анодной цепи усилителя мощности включен контур L5, С22, настраиваемый также на частоту 39 Мгц.
Рис. 1. УКВ передатчик 38-40МГц с АМ и ЧМ на лампах.
В анодную и сеточную цепи оконечной лампы включены развязывающие фильтры — соответственно Др4 , С21 и ДР3. При отсутствии этих фильтров возможно самовозбуждение.
В цепь сетки и катода лампы Л3 включены сопротивления, параллельно которым при помощи переключателя П2 подключается миллиамперметр. При его помощи можно контролировать режим работы усилителя мощности. Шунты к прибору подобраны так, чтобы пределы измерения соответственно были равны 10 и 100 ма.
В передатчике применен метод непосредственного получения узкополосной частотной модуляции при помощи реактивных ламп. Так как однотактные реактивные модуляторы весьма сильно ухудшают стабильность частоты задающего генератора, то в данной конструкции применен двухтактный реактивный модулятор.
Это позволяет значительно снизить влияние нестабильности питающих напряжений реактивных ламп на частоту генерируемых колебаний и одновременно подавить паразитную частотную модуляцию, вызванную фоном переменного тока, так как все эти колебания при наличии симметрии схемы взаимно компенсируются. Кроме того, двухтактная схема позволяет получить относительно большую девиацию частоты.
В реактивном модуляторе применены два пентода типа 6Ж8: один пентод работает как лампа-емкость (Л5), другой— как лампа-индуктивность. Вносимые лампой Л5 емкость и лампой Л4 индуктивность одновременно либо уменьшаются, либо увеличиваются, что и вызывает увеличенную девиацию частоты.
Модулятор работает следующим образом. Высокочастотное напряжение от контура L1, С1 задающего генератора через конденсатор С29 подается на аноды обеих модуляторных ламп и одновременно через конденсатор С 0 и цепочку R13, С39 на управляющие сетки этих же ламп.
Теория показывает, что если сопротивление цепочки R13, С39 берется больше, чем емкостное сопротивление конденсатора С26, включенного между сеткой и шасси, то внутреннее сопротивление лампы носит индуктивный характер. Величина этого сопротивления зависит от крутизны лампы, крутизна же лампы в свою очередь зависит от напряжения, смещения на сетке.
Если в цепочке R, С взять конденсатор, емкостное сопротивление которого будет больше, чем величина сопротивления R, то лампа будет эквивалентна некоторой емкости, величина которой также определяется смещением на сетке.
В схеме рис. 1 в цепочке С0, R10, С2Л как раз выполнено такое условие: емкостное сопротивление конденсатора С40 в несколько раз больше общего сопротивления R10 и С24 Следовательно, лампа Л5 вносит некоторую эквивалентную емкость.
Как видно из рис. 1, на сетки модуляторных ламп от фазоинверсного каскада (Л6) через дроссели Др5 и Дре подается низкочастотное противофазное модулирующее напряжение.
Так как модулирующее напряжение подается в противофазе, то это означает, что если на сетке одной из ламп низкочастотное напряжение растет, то на сетке другой лампы оно будет падать.
Таким образом, получается, что крутизна одной лампы растет, а другой — падает. Эквивалентная емкость прямо пропорциональна крутизне, а эквивалентная индуктивность обратно пропорциональна ей.
Следовательно, если увеличивается емкость, то увеличивается и индуктивность, что и приводит к уменьшению частоты генерируемых колебаний, причем изменение частоты будет более значительным, чем в случае применения однотактного модулятора, так как оно вызывается одновременным изменением емкости и индуктивности.
Режим работы пентодов 6Ж8 выбран так, чтобы рабочая точка находилась посредине прямолинейного участка характеристики. При этом получается наиболее линейная зависимость между приложенным звуковым напряжением и девиацией (отклонением) частоты.
Для получения девиации частоты передатчика на выходе, равной ±15 кгц, к сеткам реактивных ламп достаточно подвести два противофазных напряжения звуковой частоты с амплитудой в 1 в.
Нагрузкой реактивных ламп является дроссель Др7 с индуктивностью 3 мгн. Звуковое напряжение от угольного микрофона через микрофонный трансформатор подается на сетку однокаскадного усилителя напряжения низкой частоты на двойном триоде 6Н8С. При частотной модуляции эта лампа работает как фазоинверсный каскад.
Между анодами лампы 6Н8С и сетками ламп реактивного модулятора включены высокочастотные дроссели Др5 и Др6. Они преграждают путь токам высокой частоты, имеющимся в цепях сеток реактивных ламп.
В цепи усилителя низкой частоты стоят переключатели П1А П1Б. Они позволяют изменять вид модуляции (AM—ЧМ). При переключении в положение «АМ» (амплитудная модуляция) реактивные лампы остаются подключенными к контуру задающего автогенератора, но их сетки отключаются от усилителя низкой частоты.
При этом один из триодов лампы 6Н8С не используется. Второй триод из реостатного превращается в реостатно-трансформаторный каскад усиления низкой частоты.
С вторичной обмотки выходного трансформатора звуковое напряжение с амплитудой 14 в подается через сопротивление Rт и дроссель Др3 на управляющие сетки двойного лучевого тетрода ГУ-32.
Питание передатчика
Блок питания передатчика содержит два выпрямителя, работающих от одного трансформатора. Один выпрямитель служит для питания анодных цепей, второй — для получения напряжения смещения. Оба выпрямителя собраны по двухполупериодной схеме.
Анодный выпрямитель позволяет получить после фильтра 400 в выпрямленного напряжения и работает на кенотроне 5ЦЗС.
Фильтр этого выпрямителя — двухъячеечный. С этого же выпрямителя снимается 150 в стабилизированного напряжения (со стабилизатора СГ-4С) для питания экранирующих сеток ламп задающего генератора (Л1) и реактивного модулятора (Л4, Л5).
Выпрямитель смещения работает на двойном триоде 6Н8С. Он предназначен для получения только напряжения смещения на сетки лампы ГУ-32. Применение лампы 6Н8С вызвано необходимостью иметь два отдельных катода.
При этом с одной повышающей обмотки силового трансформатора питаются оба выпрямителя. Все четыре диода (5ЦЗС и 6Н8С) образуют мостовую схему двухполупериодного выпрямителя с заземленной средней точкой повышающей обмотки.
Эта схема дает возможность получить два одинаковых по величине выпрямленных напряжения, но противоположной полярности, что позволяет исключить из блока питания один силовой трансформатор.
Коэффициент пульсаций в цепи питания управляющей сетки усилителя мощности радиотелефонного передатчика не должен превышать 0,05%. Согласно этим требованиям был выбран трехзвенный Г-образный сглаживающий RC-фильтр. Нагрузкой для этого выпрямителя является потенциометр Д26-
Детали и конструкция
Контурная катушка L1 намотана на ребристом полистироловом каркасе (от коротковолновой катушки приемника «Балтика») с удаленным сердечником. Ее индуктивность 2,06 мкгн.
Катушка содержит 12 витков провода ПЭ 0,9, намотанного виток к витку. Отводы от катушки к катоду 6П9 и лампам реактивного модулятора сделаны соответственно от 3-го и 11-го витков, считая от заземленного конца.
Анодная катушка L3 имеет индуктивность 2,65 мкгн. Катушка бескаркасная, содержит 16 витков голого медного провода диаметром 1,5 мм. Диаметр катушки 20 мм, длина намотки 30 мм.
Катушка L3 выполнена без каркаса и имеет 10 витков провода диаметром 1,5 мм. Диаметр катушки 25 мм, длина намотки 32 мм, индуктивность катушки 0,34 мкгн. Сеточная катушка L4 имеет 12 витков провода диаметром 1,5 мм, диаметр катушки 25 мм, длина намотки 38 мм.
Отвод сделан от середины. Индуктивность катушки 0.76 мкгн. Катушка анодного контура лампы выходной ступени L5 имеет четыре витка; ее индуктивность 0,98 мкгн. Катушка этого контура выполнена из медной трубки диаметром 6 мм; диаметр катушки 50 мм. Настройка контура производится при помощи керамического подстроечного конденсатора типа КПК-2.
Конденсаторы С17 и С18 — типа КПК-1, конденсаторы С9, С19, С41—типа КСК-1, С,0-—типа КПК-2.
Высокочастотные дроссели Др2 и Др4 наматываются на сопротивлениях ВС-2 величиной не менее 100 ком. Они намотаны виток к витку в один слой проводом ПЭЛ 0,35 на всей длине сопротивления.
Высокочастотный дроссель Дрз изготовляется аналогичным образом на стержне сопротивления ВС-1 с номинальным значением не менее 50 ком, намотка производится проводом ПЭЛ 0,18.
Микрофонный трансформатор Тр1 имеет коэффициент трансформации, равный 20. Он намотан на сердечнике сечением 1,5 см2. Первичная обмотка имеет 200 витков провода ПЭЛ 0,35, вторичная — 4 000 витков провода ПЭЛ 0,12. Для питания угольного микрофона используется один элемент из батарейки от карманного фонаря.
В качестве модуляционного трансформатора Тр2 использован выходной трансформатор от приемника РСИ-4. Переключатели П1А, П1Б, П1В объединены на одной оси и служат для изменения рода работы («АМ — ЧМ»),
Панельки ламп задающего генератора, удвоителя, усилителя мощности и реактивного модулятора должны быть керамическими. Силовой трансформатор Тр3 может быть использован от телевизора типа КВН-49.
Дроссели фильтра Др8 и Др9 берутся от телевизора того же типа. Передатчик собран на коробчатом шасси из листового алюминия (рис. 2). Различные каскады смонтированы на пяти алюминиевых пластинах.
На первой: задающий автогенератор, двухтактный реактивный модулятор, усилитель низкой частоты и относящиеся к ним детали. На второй, третьей и четвертой пластинах смонтированы соответственно удвоитель, усилитель мощности, стабилитрон и относящиеся к ним детали. На пятой пластине смонтированы лампы обоих выпрямителей.
На передней стенке смонтированы: сетевой выключатель Вк1 переключатели миллиамперметра П2А — П2Б, миллиамперметр, регулятор усиления модулятора, переключатель рода работы П1Д, П1Б, П1В, верньерно-шкальное устройство с фиксатором, колодка для включения микрофона и два антенных зажима.
Монтаж цепей питания и микрофонного усилителя желательно выполнять на монтажных планках жгутовым способом. Готовый передатчик помещается в кожух из листового железа размерами 195 Х 195 X 425 мм.
Рис. 2. Вид на шасси передатчика сверху.
Налаживание передатчика
Налаживание передатчика необходимо начинать с проверки режимов работы ламп. Нормальные режимы работы ламп приведены в табл. 1.
Затем настраивается задающий генератор. Так как он маломощен, то для контроля частоты лучше всего пользоваться гетеродинным волномером или подходящим коротковолновым приемником. Одновременно подбирается температурная компенсация путем поочередного вращения керамического (С3) и воздушного (С4) полупеременных конденсаторов.
Таблица 1. Нормальные режимы работы ламп передатчика(при нажатом ключе):
Потом частота генератора устанавливается равной 6 500 кгц, и анодный контур лампы 6П9 при помощи полупеременного конденсатора С10 настраивается на частоту 19 500 кгц.
Затем настраиваются анодный контур удвоителя и сеточный контур усилителя мощности на частоту 39 Мгц при помощи полупеременных конденсаторов С15, С17 и С18. Резонанс контура L3, С15 обнаруживается волномером.
Настройка сеточного контура усилителя мощности производится при снятом с анодов лампы Л3 напряжении. Переключатель прибора П2А—П2Б ставится в положение Іс (ток сеток), а переключатель рода работы П1В— в положение ЧМ» и при помощи подстроечных конденсаторов С17, С18 настраивают сеточный контур на максимальный сеточный ток, который должен быть равен 5—6 ма.
При перестройке задающего генератора на краевые частоты диапазона (38, 40 Мгц) показания прибора не должны меняться более чем на 2—2,5 ма. Если наблюдается более резкий спад тока, то необходимо увеличить связь между катушками L3 и L4 и на частоте 39 Мгц вновь подстроить сеточный контур до получения максимального тока.
Затем на лампу Л3 следует подать необходимое анодное напряжение, переключатель прибора поставить в положение Іа (ток анодов) и конденсатором С22 настроить анодный контур L5, С22 на минимальный анодный ток, который при отключенной от передатчика антенне должен быть равен 18—25 ма.
В заключение подбирается связь с антенной. В описываемом передатчике антенна выполнена в виде симметричного полуволнового вибратора, в качестве фидера применен кабель типа КАТВ.
Следует учесть, что при применении другой антенны данные катушки связи изменяются. Подбор связи производится путем сжатия или растягивания витков катушки связи. В некоторых случаях бывает целесообразным настроить в резонанс всю антенно-фидерную систему.
В зависимости от длины фидера настройка производится по параллельной (рис. 3,а) или последовательной (рис. 3,б) схеме. Для контроля настройки фидера в каждый провод включается лампочка от карманного фонаря (3,5 в, 0,28 а).
Рис. 3. а — настройка фидера параллельно включенным конденсатором; б — настройка фидера при помощи последовательно включенных конденсаторов.
При частотпой модуляции они должны гореть почти полным накалом. После этого при помощи лампового вольтметра типа ВКС-7 необходимо проверить симметрию выходных напряжений фазоинверсного каскада, работающего на лампе Л6.
При отсутствии симметрии следует опытным путем так подобрать величину сопротивлений R14 и R15, чтобы вольтметр, подключаемый поочередно к точкам Д и Е, показывал относительно шасси одинаковые напряжения.
Последним этапом регулировки является проверка амплитудной сеточной модуляции. Переключатель рода работы ставится в положение «АМ». регулятор усиления (R21) — в положение, соответствующее максимальному усилению, переключатель миллиамперметра — в положение Iа (ток анода), и перед микрофоном произносится протяжный звук «а—а—а...».
При этом анодный ток должен возрасти на 15—20%, а лампочки в фидере загораются ярче. Если глубина модуляции мала, то необходимо проверить лампу 6Н8С (Л6) усилителя низкой частоты и модуляционный трансформатор Тр2.
Кроме того, необходимо проверить, соответствует ли напряжение микрофонной батареи той величине, которая необходима для примененного микрофона. На этом налаживание передатчика заканчивается. Лампочки из фидера удаляются, отмечаются нормальные показания прибора, и в дальнейшем контроль за работой передатчика ведется только по показаниям прибора.
Автор: В. Шейко.