Актуальная задача получить коротковолновый рабочий трансивер с малым количеством деталей, на котором можно проводить связи - сохраняется. Наверняка вы все уже хорошо знакомы с трансивером Pixie, которым забит AliExpress, однако почему он продается только на диапазон 40М? Ответ прост - дешевизна кварца 7023 кГц, который в нем используется. Если же рассмотреть сам диапазон 40М, легко обратить внимание, что
1) 40М очень узкий, в CW часто бывает такая толчея, что даже с фильтром 300 Гц работать сможет не каждый. А сам Пиксик пропускает вполне себе под 3 кГц частоты, причем это DSB трансивер, т.е. слышно сигналы и выше и ниже опорного генератора.
2) 40М достаточно шумный, атмосферные помехи, импульсные блоки питания, прекрасно создают смог в этом диапазоне.
Все это означает, что вероятность провести QSO дальше соседнего дома с таким трансивером невысока. Однако Пикси - трансивер с хорошим КПД на передачу - почти 50%, с малым уровнем гармоник: 2-я всего 0.02, третья 0.002 от мощности первой гармоники.
Гораздо перспективнее для проведения QSO диапазон 20М. Шире CW участок, меньше индустриальных помех, более активное QRP сообщество (по тем же причинам).
Посмотрим на схему 40М, переделки в которой я отметил зеленым цветом.
Резистор R2 - можно исключить, его назначение в схеме не ясно
Индуктивность L2 в коллекторе Q2 увеличена до 47 мкГн
Резистор R4 в эмиттере Q1 уменьшен до 70-100 Ом. Чем меньше сопротивление, тем больше выходная мощность, но примерно ниже 70 Ом генерация на Q1 сорвется.
Выходной П - контур можно перестроить примерно как 200 пФ - 0.5 мкГн - 200 пФ, однако лучше настраивать индивидуально, например по максимуму выходной мощности. На данной схеме я привел свои значения: индуктивность 0.2...0.5 мкГн и емкость со стороны трансивера 82 пФ, со стороны антенны емкость не потребовалась.
Кварц для диапазона 20М: 14058, 14060 кГц, на крайний случай можно попробовать 14000 кГц (будете работать в DX зоне), или совсем от безнадеги - 14318 кГц (их много, есть даже в платах компьютеров)!
Для работы в боевых условиях желательно разместить плату трансивера в надежном корпусе, и не использовать сменные детали, а только пайку!
Пример собранного трансивера:
.jpeg)
Внутренняя компоновка трансивера:
Теперь проведем лабораторные измерения полученной конструкции:
Используем источник питания Instek PSP-603, и анализатор спектра R&S FSW13.
Я хочу посмотреть сигналы во время приема (гетеродинный сигнал / дежурный режим), и во время передачи.
Начальное и базовое напряжение = 12В.
Приём, 12В:
Передача, 12В:
В анализаторе имеется функция поиска пиков на графике и сведения их в таблицу, при работе данной опции картинки выглядят так
Приём, 12В:
Передача, 12В:
Обращу внимание, что на показанных изображениях частота измеряется не очень точно, но здесь нам важно понять только уровень гармонических составляющих. Значения по частоте гетеродинные и передатчика здесь показаны одинаковыми, что на самом деле не так: они близкие, но не одинаковые.
Теперь посмотрим более точно частоту первой гармоники.
Приём, 12В:
Передача, 12В:
Здесь хорошо видно, что гетеродин работает на частоте 14.062.820 МГц, а передатчик на частоте 14.061.392. Обеспечен сдвиг для приема 1428 Гц, именно с такой частой должен быть слышен аудио сигнал в наушниках, если собеседник ответит точно на вашей частоте 14.061.392 МГц. Гетеродин работает выше частоты передачи, т.е. это режим приема CW-LSB.
Кварц установлен 14.058.000 МГц, т.е. генерация в трансивере происходит еще на 2-4 кГц выше!
Для измерения мощности в анализаторе спектра предусмотрена опция, в которой можно указать измерение мощности как одной, так и нескольких гармоник.
Передача, 12В, Первая гармоника:
Передача, 12В, Три первых гармоники:
Приём, 12В, Три первых гармоники:
Схема Pixie/Микро-80 использует в качестве задающего - транзисторный генератор, который обеспечивает достаточно хороший синусоидальный сигнал, поэтому основной вклад в побочное излучение дает вторая гармоника. (при использовании цифрового генератора или синтезатора с сигналом меандр, обычно лидирует третья гармоника).
Рассмотрим теперь рабочие пределы по напряжению у данного трансивера.
При напряжении 2В начинает работать гетеродин на Q1, но как передатчик схема не работает. При попытке включить передачу происходят срывы генерации, слышны как щелчки в наушниках, такая картина сохраняется до напряжения 4В. Приемник не работает, т.к УЗЧ на LM386 не хватает напряжения.
Приём, 4В:
Передача, 4В:
При напряжении 5В работает гетеродин на Q1, и передатчик начинает давать небольшой прирост мощности.
Приём, 5В:
Передача, 5В:
При напряжении 9В начинает работать УЗЧ на LM386, появляется характерный шум в наушниках. Выходная мощность меньше, чем при напряжении 12В.
Приём, 9В:
Передача, 9В:
При напряжении 14В выходная мощность преодолевает порог в 100 мВт.
Приём, 14В:
Передача, 14В:
Теперь полученные данные приведу в виде таблицы:
Здесь сразу видно, что КПД (отношение мощности первой гармоники к потребляемой мощности) низкий, около 13% для напряжения 12 В, и уменьшается с уменьшением напряжения питания. Напомню, что для Пикси на 40М КПД был около 48%! Вторая гармоника обладает серьезным весом: почти 20% от мощности первой, для Пикси на 40М это значение было около 2%, но данная величина сильно зависит от настройки выходного ФНЧ, и я не исключаю, более удачной настройки, чем сделано в данном опыте. Полученная мощность даже не достигает 0.1 Вт при питании 12В. Со слов Олега RX3G (ex.RV3GM), изобретателя трансивера Микро-80, прообраза Pixie, "сколько я ни пытался, но на 20 м мощности больше 80-90 мВт никогда не получал на Микро-80. Ситуация получалась всегда примерно такой же как у тебя. На НЧ диапазонах чуть ли не до полуватта, а начиная с 20-ки резко падает. Скорее всего, это связано с недостаточным уровнем возбуждения РА каскада."
Остается опытным путем ответить на вопрос: "Где проще провести связь? На 40М с 0.5 Вт, или на 20М с 0.1 Вт?!"
Что можно сделать ещё:
1. Добавить тумблер вкл/выкл и лампочку индикации питания;
2. Добавить зуммер самоконтроля;
3. Добавить тумблер и последовательный кварцу конденсатор для выбора одной из двух рабочих частот;
4. Добавить второй конденсатор в параллель первому и последовательно к ним переменный конденсатор, для организации "SUPER VFO" что может расширить перестройку частоты до нескольких десятков кГц.
Дополнение. Прием эфира
С подключенной антенной типа LW длина около 40М. Связь через трансформатор. Земля от отопления.
Питание от АКБ или ИП. Возможет прием на слух в полосе +/- 5 кГц. Слышен фоновый гул 50 Гц. Гул устраняется отключением НЧЗ (батареи) от трансформатора 2:10 (кольцо, 38х24х7 мм, М2000НМ) https://lavrinenkov.blogspot.com/2023/04/hf-broadband-transformer-and-resistors.html
Дополнительные материалы:
[1] Перестройка трансивера Пикси на 20М https://lavrinenkov.blogspot.com/2017/09/20.html
[2] Простые схемы генерации от R2AJA https://lavrinenkov.blogspot.com/2016/11/cw-r2aja.html
Для связи с автором есть почта: R2AJA at MAIL RU
