Ламповые модели высокой частоты
Самодельные ламповые КВ приемники высокой частоты включают в себя контактные преобразователи и датчики с низкой проводимостью. Некоторые специалисты положительно отзываются о данных устройствах. В первую очередь они отмечают возможность подключения трансиверов. Триггеры под модификации подходят контроллерного типа. Наиболее часто встречаются устройства с полупроводниковыми резисторами.
Если рассматривать стандартную схему, то компаратор имеется регулируемого типа. Резисторы на выходе устанавливаются с емкостью не менее 3.4 пФ. Проводимость при этом не опускается ниже отметки 5 мк. Регуляторы устанавливаются на три или четыре канала. В большинстве приемников используется только один фазовый фильтр.
Вертикальный диполь
Хорошо известно, что для работы на дальних трассах вертикальная антенна имеет преимущество, так как её диаграмма направленности в горизонтальной плоскости круговая, а главный лепесток диаграммы в вертикальной плоскости прижат к горизонту и имеет малый уровень излучения в зенит.
Однако изготовление вертикальной антенны сопряжено с решением ряда конструктивных проблем. Применение алюминиевых труб в качестве вибратора и необходимость для его эффективной работы установить в основании «вертикала» систему «радиалов» (противовесов), состоящую из большого числа проводов длиной в четверть волны. Если использовать в качестве вибратора не трубу, а провод, мачта, его поддерживающая, должна быть выполнена из диэлектрика и все оттяжки, поддерживающие диэлектрическую мачту, также диэлектрическими, либо разбиты на нерезонансные отрезки изоляторами. Всё это связано с затратами и часто невыполнимо конструктивно, например, из-за отсутствия необходимой площади для размещения антенны. Не забываем, что входное сопротивление «вертикалов» обычно ниже 50 Ом, а это ещё и потребует его согласования с фидером.
Устройства на 300 МГц
Самодельный КВ приемник на любительские диапазоны с частотой 300 МГц включает в себя две пары резисторов. Компараторы у моделей встречаются с проводимостью 40 мк. Некоторые модификации содержат проводные расширители. Данные элементы способны значительно снимать нагрузку с конденсаторов.
Если верить отзывам специалистов, то модели данного типа выделяются повышенной чувствительностью. Самодельные устройства производятся без тетродов. Для улучшения проводимости сигнала применяются только транзисторы. Также надо отметить, что существуют устройства с канальными фильтрами.
Приемники высокой чувствительности
Устройство высокой чувствительности работает при частоте 300 МГц. Если рассматривать простую модель, то она собирается на базе компаратора с проводимостью от 4 мк. При этом фильтры под нее разрешается применять с обкладкой.
Транзисторы на приемник устанавливаются однопереходного типа, а фильтры используются на 4 пФ. Довольно часто встречаются проводные трансиверы. Они обладают хорошей проводимостью и не требуют больших энергозатрат.
Модулятор разрешается применять только с одним варикапом. Таким образом, модель способна работать на разных каналах. Для решения проблем с отрицательным сопротивлением используется расширительный конденсатор.
Полуволновый диполь (вибратор Герца)
Полуволновой диполь
Древнейшая антенна (диполь Герца). Фактически это развернутый колебательный контур. Входное сопротивление полуволнового диполя на резонансной частоте в свободном пространстве 72-73 Ом (реально с учетом земли получается около 60 Ом). Подвешивать диполь можно практически как угодно (вернее, как получится), но оптимальнее размещать его горизонтально на высоте полуволны (при этом главные лепестки в вертикальной плоскости направлены под углом 30 град к горизонту, а зенитное излучение отсутствует). Также следует учитывать влияние земли и окружающих предметов. Чем ниже антенна, тем меньше её входное сопротивление.
Диаграмма направленности диполя при полуволновой высоте подвеса
При малой мощности диполь можно непосредственно подключать к коаксиальному кабелю 75 или 50 Ом. Если мощность велика, то сильнее проявляется асимметрия токов (начинает заметно излучать оплетка кабеля), что приводит к искажению диаграммы направленности, помехам телевидению и радиоприему (TVI) и снижению КПД всего антенно-фидерного устройства (АФУ). В этом случае, необходимо между коаксиальным кабелем (фидером) и антенной включить симметрирующее устройство. Чаще всего радиолюбители используют так называемый «запорный дроссель» (balun 1:1) — несколько витков коаксиального кабеля наматывают на ферритовый сердечник. Такой дроссель не симметрирует антенну, а подавляет синфазные токи в оплетке коаксиального кабеля.
Сборка многополюсных приемников
Какие преимущества имеет многополюсный детекторный КВ приемник на любительские диапазоны? Если верить отзывам экспертов, данные устройства выдают высокую частоту и при этом потребляют мало электроэнергии. Большинство модификаций собираются с дипольными контакторами, а переходники применяются проводного типа. Разъемы под устройства подходят разных классов.
Некоторые модели содержат фазовые фильтры, которые снижают риск сбоев от волновых помех. Также надо отметить, что стандартная схема приемника предполагает применение регулятора для настройки частоты. Компараторы у некоторых экземпляров имеются канального типа. При этом триод используется только с одним изолятором, а проводимость у него не опускается ниже 45 мк. Если рассматривать приемники на расширителях, то они способны работать только на низких частотах.
ПЧ-усилитель
Характеристики ПЧ-усилителя в супергетеродинном приемнике лучше всего описываются с точки зрения коэффициента усиления (КУ) и селективности. Вообще говоря, эти параметры определяются усилителем ПЧ. Селективность ПЧ-усилителя должна быть равна ширине полосы входящего модулированного РЧ-сигнала. Если она больше, то любая смежная частота пропускается и вызывает помехи. С другой стороны, если селективность слишком узкая, некоторые боковые полосы будут срезаны. Это приводит к потере четкости при воспроизведении звука динамиком или наушниками.
Оптимальная полоса пропускания коротковолнового приемника равна 2300–2500 Гц. Хотя некоторые из более высоких боковых полос, связанных с речевыми сигналами, выходят за пределы 2500 Гц, их потеря существенно не влияет на звучание или информацию, передаваемую оператором. Селективность 400–500 Гц достаточна для работы ДВ. Эта узкая полоса помогает отклонить любой сигнал соседней частоты, который может мешать приему. В любительских радиоприемниках, цена которых выше, используются 2 и более каскада ПЧ-усиления с предшествующим высокоселективным кристаллическим или механическим фильтром. При такой компоновке между блоками используются LC-контуры и преобразователи ПЧ.
Выбор промежуточной частоты определяется несколькими факторами, которые включают: усиление, селективность и подавление сигнала. Для низкочастотных диапазонов (80 и 40 м) ПЧ, используемая во многих современных радиолюбительских приемниках, равна 455 кГц. ПЧ-усилители могут обеспечить превосходный коэффициент усиления и селективность 400–2500 Гц.
Модифицированная широкополосная антенна T2FD
Предложена модификация известной многим антенны T2FD, которая позволяет перекрыть весь диапазон радиолюбительских КВ частот, совсем немного проигрывая полуволновому диполю в 160 метровом диапазоне (0,5 дБ на ближних и около 1,0 дБ на DX трассах). При точном повторении, антенна работать начинает сразу и в настройке не нуждается. Подмечена особенность антенны: не воспринимаются статические помехи, и по сравнению с классическим полуволновым диполем. В таком исполнении приём эфира получается довольно-таки комфортный. Нормально прослушиваются совсем слабые DX станции, особенно на низкочастотных диапазонах.
Длительная эксплуатация антенны (более 8 лет) позволила заслуженно отнести её к малошумящим приёмным антеннам. В остальном, по эффективности, эта антенна практически не уступает диапазонному полуволновому диполю или Inverted Vee на любом из диапазонов от 3,5 до 28 МГц.
И ещё одно наблюдение (основанное на отзывах дальних корреспондентов) — во время проведения связи отсутствуют глубокие QSB. Из произведённых 23 вариантов модификаций этой антенны, предложенный здесь, заслуживает особого внимания и может быть рекомендован для массового повторения. Все предложенные размеры антенно-фидерной системы рассчитаны и точно выверены на практике.
Полотно антенны
Размеры вибратора приведены на рисунке. Половины (обе) вибратора симметричны, лишняя длина «внутреннего угла» урезается на месте, там же крепится и небольшая площадка (обязательно изолированная) для соединения с питающей линией. Балластный резистор 240 Ом, плёночный (зелёного цвета), рассчитанный на мощность 10 Вт. Можно также использовать любое другой резистор той же мощности, главное, чтобы сопротивление было обязательно безиндукционное. Медный провод — в изоляции, сечением 2,5 мм. Распорки — деревянные рейки в разрезе с сечением 1 х 1 см с лаковым покрытием. Расстояние между отверстиями равно 87 см. На растяжки применяем капроновый шнур.
Воздушная линия питания
Для линии питания применяем медный провод ПВ-1, сечением 1мм, распорки винипластовые. Расстояние между проводниками составляет 7,5 см. Длина всей линии равно 11 метров.
Авторский вариант установки
Применяется металлическая, заземленная снизу, мачта. Мачта установлена на 5-этажном доме. Мачта — 8 метров из трубы Ø 50 мм. Концы антенны размещены в 2 м от крыши. Сердечник согласующего трансформатора (ШПТР) сделан из строчного трансформатора ТВС-90ЛЦ5. Катушки там удалены, сам же сердечник склеен клеем «Супермомент» до монолитного состояния и с тремя слоями лакоткани.
Намотка произведена в 2 провода без скрутки. Трансформатор содержит 16 витков одножильного изолированного медного провода Ø 1 мм. Трансформатор имеет квадратную (иногда прямоугольную) форму, поэтому на каждую из 4-х сторон наматывают по 4 пары витков — наилучший вариант распределения тока.
КСВ во всем диапазоне получается от 1,1 до 1,4. ШПТР помещается в хорошо пропаянный с оплёткой фидера экран из жести. С внутренней стороны к нему надёжно припаивается средний вывод обмотки трансформатора.
После сборки и установки антенна будет работать сразу и практически в любых условиях, то есть располагаясь низко над землей или над крышей дома. У неё отмечен очень низкий уровень TVI (телевизионных помех), и это дополнительно может заинтересовать радиолюбителей, работающих из сёл или дачников.
RK1AC
Антенна Loop Feed Array Yagi на диапазон 50 МГц
Антенны Yagi (Яги) с рамочным вибратором, расположенным в плоскости антенны называются LFA Yagi (Loop Feed Array Yagi) и характеризуются большим, чем у обычных Яги рабочим диапазоном частот. Одной из популярных LFA Yagi является 5-элементная конструкция Джастина Джонсона (G3KSC) на 6-метровый диапазон.
Схема антенны, расстояния между элементами и размеры элементов, показаны ниже в таблице и на чертеже.
Размеры элементов, расстояний до рефлектора и диаметров алюминиевых трубок, из которых выполнены элементы согласно таблицы: Элементы установлены на траверсе длиной около 4,3 м из квадратного алюминиевого профиля сечением 90×30 мм через изоляционные переходные планки. Вибратор питается по 50-омному коаксиальному кабелю через симметрирующий трансформатор 1:1.
Настройка антенны по минимальному КСВ в середине диапазона производится путем подбора положения торцевых П-образных частей вибратора из трубок диаметром 10 мм. Изменять положение этих вставок нужно симметрично, т.е., если правую вставку выдвинули на 1 см, то и левую нужно выдвинуть на столько же.
Антенна имеет следующие характеристики: максимальное усиление 10,41 дБ на 50,150 МГц, максимальное отношение фронт/тыл 32.79 дБ, рабочий диапазон частот 50,0-50,7 МГц по уровню КСВ=1,1
«Prakticka elektronik»
Автоматическая регулировка усиления
Целью узла АРУ является поддержание постоянного уровня выходного сигнала, несмотря на изменения входного. Радиоволны, распространяющиеся через ионосферу, то ослабляются, то усиливаются из-за явления, известного как замирание. Это приводит к изменению уровня приема на антенных входах в широком диапазоне значений. Поскольку напряжение выпрямленного сигнала в детекторе пропорционально амплитуде принятого, часть его может использоваться для управления коэффициентом усиления. Для приемников, использующих ламповые или npn-транзисторы в узлах, предшествующих детектору, для уменьшения КУ подается отрицательное напряжение. Усилители и смесители, использующие pnp-транзисторы, требуют положительного напряжения.
Некоторые радиолюбительские приемники, особенно лучшие транзисторные, имеют усилитель с АРУ для большего контроля над характеристиками устройства. Автоматическая регулировка может иметь разные временные константы для сигналов различных типов. Постоянная времени задает продолжительность контроля после прекращения трансляции. Например, во время интервалов между фразами КВ-ресивер немедленно возобновит полное усиление, что вызовет раздражающий всплеск шума.
Измерение силы сигнала
В некоторых приемниках и приемопередатчиках предусмотрен индикатор, указывающий относительную силу трансляции. Обычно часть выпрямленного сигнала ПЧ от детектора подается на микро- или миллиамперметр. Если у приемника есть усилитель АРУ, то этот узел также можно использовать для управления индикатором. Большинство измерителей калибруются в S-единицах (от 1 до 9), которые представляют приблизительно 6-дБ изменение мощности принимаемого сигнала. Среднее показание или S-9 служит для индикации уровня в 50 мкВ. Верхняя половина шкалы S-метра калибруется в децибелах выше S-9, обычно до 60 дБ. Это значит, что сила принятого сигнала на 60 дБ выше 50 мкВ и равна 50 мВ.
Индикатор редко бывает точным, поскольку на его работу влияют многие факторы. Однако он очень полезен при определении относительной интенсивности входящих сигналов, а также при проверке или настройке приемника. Во многих приемопередатчиках индикатор служит для отображения состояния функций устройства, таких как конечный ток радиочастотного усилителя и выходная мощность РЧ.
Модели с двухпереходным преобразователем
Приемники КВ на любительские диапазоны с двухпереходными преобразователями способны стабильно поддерживать частоту на уровне 400 МГц. У многих моделей применяется полюсный стабилитрон. Он работает от преобразователя и имеет высокую проводимость. Стандартная схема модификации включает в себя контроллер на три выхода и конденсатор. Усилитель для модели подходит с варикапом.
Также надо отметить, что высокочастотные устройства с преобразователем данного типа могут отлично справляться с импульсными помехами от блока. Компараторы применяются с сеточными и емкостными резисторами. Параметр сопротивления на входе цепи равняется около 45 Ом. При этом чувствительность приемников может сильно отличаться.
Модификации на 200 МГц
Самодельный КВ приемник на любительские диапазоны с частотой 200 МГц является очень распространенным. В первую очередь надо отметить, что модели не способны работать на компараторах. Линейные модификации часто встречаются. Однако наиболее распространенными устройствами принято считать модели с переходными декодерами. Устанавливаются они с набором переходников. Резисторы в начале цепи применяются высокой емкости, а сопротивление у них равняется не менее 55 Ом.
Усилители встречаются с фильтрами и без них. Если рассматривать коммутируемые модификации, то у них применяются дуплексные конденсаторы. При этом стабилизатор используется с регулятором. Для настройки каналов необходим модулятор. Некоторые приемники работают с ресиверами. У них имеется разъем серии РР.
Однополюсные устройства
Легко настраиваются именно однополюсные самодельные ламповые КВ приемники. Своими руками модель собирается с переменными компараторами. Большинство модификаций устроены со стабилизаторами низкой проводимости. Стандартная схема приемника предполагает применение дипольных резисторов, у которых емкость на выходе равняется 4.5 пФ. Проводимость при этом может доходить до 50 мк.
Если самостоятельно собирать модификацию, то компаратор надо заготавливать с трансивером. Резисторы напаиваются на модулятор. Сопротивление элементов, как правило, не превышает 45 Ом, однако есть исключения. Если говорить про приемники на реле, то у них используются регулируемые триоды. Работают данные элементы от модулятора, и они отличаются по чувствительности.
Антенна наклонная рамка
Горизонтальные рамки весьма популярны. Рик Роджерс (KI8GX) провел эксперименты с «наклонной рамкой», крепящейся к одной мачте.
Для установки варианта «наклонной рамки» с периметром 41,5 м, необходима мачта высотой 10…12 метров и вспомогательная опора высотой около двух метров. К этим мачтам крепятся противоположные углы рамки, которая имеет форму квадрата. Расстояние между мачтами выбирают таким, чтобы угол наклона рамки по отношению к земле был в пределах 30…45°.Точка питания рамки расположена в верхнем углу квадрата. Питается рамка коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. По измерениям KI8GX в этом варианте рамка имела КСВ=1,2 (минимум) на частоте 7200 кГц, КСВ=1,5 (довольно «тупой» минимум) на частотах выше 14100 кГц, КСВ=2,3 во всем диапазоне 21 МГц, КСВ=1,5 (минимум) на частоте 28400 кГц. На краях диапазонов значение КСВ не превышало 2,5. По данным автора некоторое увеличение длины рамки сместит минимумы ближе к телеграфным участкам и позволит получить КСВ меньше 2 в пределах всех рабочих диапазонов (кроме 21 МГц).
QST №4 2002 год
Вертикальные антенны
Выбор вертикальных антенн не особо большой. В основном это различные модификации классической Ground Plane (GP), вертикального диполя, коаксиальной антенны и J-поля. Т.к. для низкочастотных диапазонов высота таких антенн слишком большая, то вертикальные антенны в основном применяются на высокочастотных диапазона (выше 14 МГц). Многодиапазонность GP достигается в основном введение дополнительных вибраторов и «емкостей/индуктивностей», работающих как удлиняющие или режекторные элементы.
Основное достоинство вертикальных антенн — низкий угол излучения к горизонту. Основной недостаток — требуется «хорошая земля».
Устройства с трехпроводным преобразователем
Самодельный КВ приемник на любительские диапазоны с трехпроводным преобразователем имеет один контактор. Разъемы используются с обкладкой и без нее. Также надо отметить, что резисторы применяются разной проводимости. В начале цепи имеется элемент на 3 мк. Как правило, он применяется однополюсного типа и пропускает ток только в одном направлении. Конденсатор за ним располагается с линейным проводником.
Также надо отметить, что резисторы на выходе цепи обладают невысокой проводимостью. Во многих приемниках они используются переменного типа и способны пропускать ток в обоих направлениях. Если рассматривать модификации на 340 МГц, то в них можно встретить компараторы с сеточными триодами. Они работают при повышенном сопротивлении, а напряжение составляет целых 24 В.
Устройства низкой частоты
Схема самодельного КВ приемника низкой частоты включает в себя управляемый модулятор, а также набор конденсаторов. Резисторы для устройства подбираются на 4 пФ. У многих моделей имеются контактные триоды, которые работают от преобразователей. Также надо отметить, что схема приемника включает в себя только однополюсные трансиверы.
Для настройки каналов применяются регуляторы, которые устанавливаются в начале цепи. Некоторые модели делаются только с одним переходником, а разъем под них подбирается линейного типа. Если рассматривать простые модели, то у них используется сеточный усилитель. Он работает при частоте 400 МГц. Изоляторы устанавливаются за модуляторами.
Параметры СВ передатчика
Передатчик работал на частоте около 1000 кгц. Все это конечно условно – по стрелке приемника в середине диапазона СВ. Прием я вел на радиоприемник «Селга 405» — в основном при испытаниях передатчика. Включал после 12 ночи магнитофон с музыкой, подключенный к передатчику и выходил на улицу с «Селгой», спрятанной под куртку. Прослушивание велось на один наушник. И вот так ходил я по ночному городу, как спец агент с секретным заданием — проверяя дальность и качество приема. С таким же заданием ходил иногда и мой друг, но в своем районе – 1 км от меня. Чтобы контролировать качество передачи можно было дольше – я замедлял двигатель магнитофона. Так время проигрывания кассеты увеличивалось с 30 минут до 1 часа. Результатами испытаний мы остались довольны. Во всех частях нашего района был прием. Правда, на окраинах намного хуже. Вероятно, из за не очень хорошей антенны. Помех в те времена на СВ диапазоне было мало – не то что сейчас, с массовым появлением импульсных блоков питания и прочей излучающей гадости. Так что в принципе наш передатчик покрывал запланированную территорию.
Ламповые устройства низкой чувствительности
Ламповый КВ приемник на любительские диапазоны низкой чувствительности способен работать на разных каналах. Стандартная схема устройства предполагает применение одного стабилизатора. При этом переходник используется открытого типа. Проводимость резистора должна составлять не менее 55 мк
Также важно отметить, что приемники производятся с обкладками. Чтобы собрать устройство своими руками, заготавливается набор конденсаторов
Емкость у них обязана составлять не менее 45 пФ. Отдельно важно отметить, что приемники данного типа выделяются наличием дуплексных адаптеров.
Детали и конструкция
Конденсатор выполняется в виде двух неподвижных систем и одной общей подвижной пластины (в виде пропеллера). Расположение пластин, их форма и размеры указаны на фиг. 4.
Неподвижная система 1 состоит из двух пластин с расстоянием между ними в 3 м. Пластины изготовлены из алюминия толщиной в 1 мм. При помощи винтов, гаек, шайб и прокладок они укреплены «а прямоугольной текстолитовой панели 2 размерами 100Х92Х5 мм.
Подвижная пластина 8 располагается между неподвижными, закреплена в центре на оси 4, проходящей через втулку 5. (Ось, втулку и крепежный материал к ним можно использовать от старого переменного сопротивления.)
Фиг. 4, Устройство агрегата переменных конденсаторов и механизма настройки.
На конце оси 4 укреплен диск 6 из миллиметровой латуни, имеюшѳй три выреза а, б и в, на которые наклеиваются бумажные шкалы. Диск сцепляется с резиновой шайбой 7, туго насаженной на укрепленную на шасси ось 8 ручки настройки приемника.
Таким образом, вращая ручку настройки, приводим в движение диск со шкалами и подвижную пластину конденсатора настройки. Благодаря значительной разности диаметров диска и ведущей его резиновой шайбы получается достаточно хорошее замедление и настройка на станции происходит очень плавно.
Выводными концами неподвижных систем являются лепестки 9. Выводной конец подвижной части (на фигуре не указан) имеет вид двойного лепестка, поджатого под гайку втулкой 5. Один из концов этого лепестка соединен гибкой перемычкой с лепестком, поджатым под гайку подвижной пластины.
Крепление блока к шасси производится двумя угольниками 10.
Выше было указано, что вырезы а, б и в — в диске 6 заклеены бумагой, на которой чертятся шкалы. Всех шкал шесть. В каждом вырезе чертится по две шкалы — одна в верхней части выреза, другая — пониже.
Пять шкал, градуированных по частоте, соответствуют 5 диапазонам приемника, а шестая имеет просто 100°-ную шкалу. Указанные шкалы вращаются вместе с диском.
Отсчет по любой шкале производится по совпадению деления шкалы с неподвижной полоской (риской из проволоки), расположенной по середине каждого отверстия на лицевой панели против соответствующих шкал.
Описанное устройство шкалы является несколько сложным. Можно сделать более простую шкалу, например, так: ось конденсатора удлиняется и пропускается через лицевую панель. На оси укрепляется стрелка (указатель настройки).
Шкала обычного типа, на несколько диапазонов, укрепляется на лицевой панели. Шкалы поддиапазонов нумеруются в соответствии с положением указателя переключателя диапазонов.
Остальные детали приемника — фабричные. Величины сопротивлений и конденсаторов указаны на схеме фиг. 1. Переключатели П1, П2, Пз и П4 объединены в один общий переключатель, состоящий из двух плат; на каждой плате расположено по два переключателя на пять положений каждый. Такой переключатель лучше приобрести готовый.
