Листая старые журналы QRP Quarterly (США) встретил интересную статью радиолюбителя Уэса Хейворда (Wes Hayward) W7ZOI о в общем-то рядовой схемы ГПД. Но были в ней и интересные моменты.
Уэс пишет, что ему довелось собирать самые разнообразные типы генераторов: емкостные и индуктивные трехточки, а так же генераторы Клаппа. И, что интересно, особых различий в работе этих генераторов не было: стабильность и спектральная плотность шумов были примерно одинаковы. Значения имеет не столько схема генератора, сколько ее практическая реализация, т.е. используемые компоненты.
Наиболее простым и легким в наладке Уэс считает индуктивную трехточку на полевом транзисторе, имеющую очень слабую связь с колебательным контуром через конденсатор малой емкости.
Минималистический вариант схемы такого генератора приведен на рис. 2. Конденсатор связь транзистора с контуром имеет емкость всего 2,7 пФ, хотя это зависит от частоты генератора. Диод создает на затворе транзистора отрицательное смещение за счет частичного выпрямления колебаний генератора. Это смещение уменьшает усиление каскада: чем выше уровень колебаний, тем больше смещение и тем меньше усиление, за счет чего уровень колебаний уменьшается и стабилизируется. Если уровень нужен большой, то можно включить два диода последовательно.
Катушка, как видно на схеме, намотана на ферритовом сердечнике и отвод делается примерно от 20% витков катушки, но можно и от меньшего количества, но тут требуется более тонкая настройка. Для частоты 7 МГц хорошей отправной точкой является катушка с реактивным сопротивлением 100 Ом, около 2 мкГн.
Лучшим материалом для сердечника катушки Уэс считает феррит Amidon из материала №6 (красные кольца). Этот феррит имеет температурный коэффициент +30 ppm/градус Цельсия, что вполне сравнимо с керамикой. При намотке следует следить, чтобы провод как можно плотнее прилегал к кольцу, а диметр провода нужно выбирать побольше.
Конденсаторы автор рекомендует брать керамические типа NPO. Керамический конденсатор NPO представляет собой однослойный сверхстабильный конденсатор, изготовленный из смеси титанатов. Эти конденсаторы имеют емкость до 100 пФ и практически независимый от частоты ESR, а также очень высокую добротность (более 1000 в диапазоне до 30 МГц). Но достать их трудно, поэтому Уэс рекомендует использовать конденсаторы из полистирола. У них номинальный температурный коэффициент. -150 ppm/град.C., и они могут очень хорошо работать с сердечниками Amidon-2, которые имеют положительный ТК аналогичной величины.
Снимать сигнал Уэс рекомендует снимать непосредственно с контура через конденсатор малой емкости, о чем и я все время пишу.
Для конструкций прямого преобразования не стоит выбирать частоту генератора, равной выходной частоте передатчика, так как в этом случае возможны нежелательные наводки и повышение нестабильности генератора. Лучше выбрать частоту генератора в два раза ниже выходной частоты трансивера и использовать удвоение частоты, а также экранировать генератор.
В качестве удвоителей лучше использовать балансные схемы, но схема на диодах требует довольно большой входной мощности сигнала, поэтому лучше использовать схемы на транзисторах. А вот Уэс выбрал в качестве удвоителя интегральный УПЧ МС-1350, что меня несколько озадачило. Видимо, он использует его в режиме усилителя-ограничителя.
Вот схема его ГПД на диапазон 7 МГц.
А вот номиналы деталей для двух приведенных схем.
Генератор на транзисторе Q2 работает в диапазоне 3,5 - 3,55 МГц, соответственно, частота на выходе гетеродина будет 7,0 - 7,1 Мгц. Управление частотой генератора - с помощью воздушных КПЕ небольшой емкости: грубо - конденсатором С3, точно - конденсатором С22.
Так как ГПД предназначен для телеграфного трансивера, то при переходе с приема на передаче требуется сдвиг частоты. В данной конструкции он осуществляется очень оригинально (видимо связано с конструктивными особенностями): изменяется емкость цепочки С8, С10. При передаче на выход ГПД подается постоянное положительное напряжение, которое прикладывается к базе транзистора Q3, он открывается и шунтирует С10. В результате емкость контура увеличивается и частота сдвигается вниз на 400 Гц, а после удвоителя - на 800 Гц.
Отбор мощности от генератора проводится через конденсатор довольно таки большой емкости С9=22 пФ (почти в 10 раз больше, чем переходный конденсатор С6=2,7 пФ). Это объясняется довольно низким входным сопротивлением микросхемы и наличием конденсатора С11 емкостью аж 1000 пФ. Вместе с С9 конденсатор С11 образует делитель примерно 1:50 (емкостное сопротивление С9 - 2067 Ом, а С11 - 45 Ом)
МС1350 и сейчас еще волнует сердца радиолюбителей, но использование ее в качестве удвоителя встречаю впервые. Так как вывод 5 соединен с общим проводом, то усиление максимально (около 50 дБ), а на вход Уэс предлагает подавать сигнал амплитудой 150 мВ. Дифференциальный выход микросхемы не используется (выводы 1 и 8 замкнуты), нагрузкой является контур, состоящий из первичной обмотки Т2 и конденсаторов С17, С18, настроенный на частоту 7 МГц.
Выходной каскад на транзисторе Q4 (2N3904, средней мощности, fт<300МГц) является усилителем мощности, охваченным двумя ООС по переменному току.
Вот такая интересная схема.
Всем здоровья и успехов!