Предлагаемое устройство предназначено для работы совместно с панорамным индикатором [1]. Однако оно может без переделок применяться с любым другим панорамным индикатором (ПИ), а также с измерителями частотных характеристик (ИЧХ). Устройство значительно расширяет возможности ПИ. Например, если откалибровать горизонтальную линию развертки по частоте, то появляется возможность оперативной перестройки приемника при обнаружении сигнала в эфире.
Для калибровки достаточно подсчитать число участков между метками от обнаруженной станции до частоты настройки приемника. Так, если приемник настроен на частоту 145,5 МГц (имеется в виду "базовый" трансивер, подключенный к трансвертеру), а шаг меток составляет 20 кГц, и отметки от радиостанции появились между второй и третьей метками с правой стороны экрана (при условии установки средней частоты сканирования посредине экрана), то, следовательно, передатчик принимаемой радиостанции работает на частоте 145,55 МГц, на которую можно быстро перестроиться.
Калиброванная частотная шкала "связывает" органы управления ПИ "Частота средняя" и "Масштаб", что улучшает управление прибором. Кроме того, если частотно-управляемый гетеродин ПИ не обладает достаточной термостабильностью, такое схемотехническое решение позволяет быстро установить середину полосы обзора на середину экрана.
Метки на экране ПИ помогут решать и качественные задачи, например, определить полосу пропускания собственного кварцевого фильтра тракта ПЧ панорамного индикатора. При некотором навыке по расширению АЧХ можно определить уровень девиации принимаемой FM-радиостанции (или своей собственной).
Кроме того, можно определить линейность перестройки гетеродина ПИ. При плохой линейности расстояние между метками в левой части экрана будет сжато, а в правой части — растянуто. Такой дефект отображения происходит в том случае, если на нелинейный элемент перестройки частоты гетеродина ПИ (варикап) подается "линейное пилообразное" напряжение. Улучшить линейность отображения можно подавая на варикап напряжение, "искаженно-пропорциональное" изменению его емкости.
Описываемое устройство формирует частотные метки в виде пачек низкочастотных колебаний с быстро спадающей амплитудой (такие же, как в ИЧХ распространенных моделей). Шаг меток - 20 или 100 кГц; метка средней частоты обзора устанавливается посредине экрана. Предусмотрена подача "внешней метки" от ГСС, которая в этом случае может быть "плавающей".
Принципиальная схема блока формирования частотных меток ПИ показана на рисунке 1. На элементе DD1.1 собран задающий генератор частоты меток. Его выходная частота проходит через цепочку делителей DD3 и DD4, включенных параллельно. Сформированные сигналы с частотами 20 или 100 кГц (шаг меток) коммутируются мультиплексором DD5, с выхода которого прямоугольные импульсы подаются на цепочку импульсных усилителей VT1...VT3. Усилители значительно повышают скважность импульсов, и их спектр обогащается гармониками.
С выхода коммутатора DD6 импульсы, частота которых равна шагу меток, а в их спектре присутствуют частоты, кратные входной частоте ПИ, подаются на кольцевой балансной смеситель (VD1...VD4, Тр3 и Тр4). На первичную обмотку Тр3 поступает сигнал от перестраиваемого гетеродина ПИ (правый по схеме в [1, рис.23] вывод конденсатора С23). При каждом совпадении изменяющейся частоты гетеродина ПИ с гармониками сигнала меток, на выходе смесителя выделяется низкочастотное напряжение биений.
Выделить из образующейся "мешанины" сигналов гармонику, кратную 45,5 МГц, довольно проблематично, т.к. ее номер равен 2275 (45,5 МГц/0,02 МГц), и, соответственно, амплитуда очень мала. В данном случае для приема используется принцип прямого преобразования, т.е. с выхода смесителя (средней точки обмотки II трансформатора Тр3) сигнал 34 подается на первый каскад усилителя на транзисторе VT4, нагрузкой которого служит дроссель Др2 (первичная обмотка согласующего трансформатора транзисторных приемников типа "Алмаз", "Селга" и т.д.).
Далее сигнал поступает на ФНЧ, собранный на L1- С14-С15 и выполняющий одну из ключевых задач устройства, т.к. его АЧХ определяет вид меток на экране ПИ. Подбором элементов фильтра следует добиться максимальной полосы пропускания фильтра 1 кГц, в противном случае метки на экране окажутся очень широкими, будут иметь длинные "хвосты" и сливаться друг с другом. По этой же причине наименьший шаг метки выбран 20 кГц, потому что "частые" метки трудно выделить простейшими фильтрами, не говоря уже о проблеме приема гармоник очень высокого порядка.
АЧХ 1-го каскада в области низких частот можно скорректировать подбором емкостей конденсаторов С11, С12 и С13. Регулировкой R16 устанавливают требуемый коэффициент усиления. Однако не следует считать, что шаг меток 20 кГц очень велик и непрактичен. Роль меток меньшего шага выполняет масштабно-координатная сетка перед экраном индикатора ПИ.
Следует заметить, что применение в кварцевом генераторе резонатора на частоту 400 кГц и делителей DD3, DD4 не принципиально — можно использовать кварцы на другие частоты. Важно лишь, чтобы наименьший шаг меток был 15...20 кГц. При условии применения более сложного ФНЧ (например, на ОУ) можно попробовать сделать меньший шаг меток — 5. .. 10 кГц, что естественно, повысит удобство пользования прибором, особенно на КВ-диапазонах.
Пройдя через ФНЧ, сигналы меток подаются на выходной каскад (VT5). Через резисторы R19 "Размер меток" (его желательно разместить на передней панели ПИ) и R20 (он согласует низкое выходное сопротивление каскада с высоким входным сопротивлением НЧ-тракта ПИ) сигналы поступают на вход ПИ (вывод 2 DA2 в [1]).
Задающий генератор метки средней частоты обзора выполнен на VT6. Контур L2-C22 настроен на 5-ю гармонику кварцевого резонатора. В генераторе можно применить резонатор на другую частоту при соответствующей перестройке контура, резонансная частота которого не обязательно должна быть кратна 45,5 МГц. В этом случае метка будет показывать, например, "начало" или "конец" обзора. Не составляет труда подстроить в некоторых пределах выходную частоту генератора.
Амплитуда сигнала на выходе VT5, конечно, несравненно больше, чем амплитуда гармоник частотой 20 кГц, поэтому связь с коммутатором DD6 сделана слабой — через емкостной делитель С19 и С20. Подбором емкостей этих конденсаторов необходимо установить размер "средней" метки на экране ПИ по отношению к меткам других частот. Включается генератор на VT6 с помощью транзисторного ключа VT7 по команде с переключателя меток. На четвертый вход коммутатора (вывод 4 DD6) можно подать сигнал "плавающей метки" от внешнего ГСС. Для этого следует выпаять перемычку К1 и, замкнув S4, включить четвертый режим работы.
Переключатель шага меток выполнен с квазисенсорным управлением на двух элементах — задающем генераторе (DD1.3, DD1.4) и счетчике-дешифраторе DD2. Работа схемы квазисенсорного управления особых пояснений не требует — счет импульсов прекращается при нажатии выбранной кнопки. При этом на выходе дешифратора появляется высокий (активный) уровень. Цепь R6-C3 обеспечивает сброс счетчика в "ноль" при включении устройства. Диоды VD5...VD8 и резисторы R7, R8 образуют простой десятично-двоичный шифратор. Счетчик DD2 считает только до "четырех" и с помощью шифратора перебирает в двоичной форме адреса коммутаторов. Адресные входы последних соединены параллельно. Таким образом, квазисенсорный цифровой переключатель соответствует обычному галетному переключателю на 4 положения и два направления, которым можно заменить рассмотренную схему. Тем не менее, удобство и оперативность управления квазисенсорного управления очевидны.
Конструктивно блок формирования меток разбит на несколько узлов, выделенных на схеме пунктирными линиями. Переключатель меток и задающий генератор выполнены на отдельной плате, которая расположена на передней панели (за кнопками управления). Плата крепится к передней панели при помощи четырех стоек. Смеситель выполнен в виде отдельного блока.
Генератор метки средней частоты также выполнен на отдельной плате. Остальная часть схемы собрана на кросс-плате, изготовленной из двустороннего фольгированного стеклотекстолита. Кросс-плата, смеситель и генератор помещаются в экранированный корпус размером 60x80x25 мм, изготовленный из мягкого железа толщиной 0,5 мм. Вследствие большого усиления по НЧ, блок оказывается чувствительным к наводкам от силового трансформатора. Это следует учитывать при компоновке узла на шасси ПИ. Данные намоточных деталей приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Обозначение |
Число витков |
Провод |
Диаметр, мм |
Магнитопровод (каркас), мм |
Феррит |
L1 |
500 |
ПЭЛШО |
0.15 |
К20х12х6 |
М1500НМ |
L2 |
10 |
ПЭВ-2 |
0,2 |
1/2СБ-0,9 |
- |
L3 |
1 |
ПЭВ-2 |
0,2 |
1/205-0,9 |
- |
Тр1 |
9 (I) |
ПЭВ-2 |
0,3 |
К7х4х2 |
М50ВН-14 |
7 (II) |
ПЭВ-2 |
0,3 |
К7х 4х2 |
М50ВН-14 |
Тр2 |
15 (I) |
ПЭВ-2 |
0,3 |
К7х4х2 |
М50ВН-14 |
2 (II) |
ПЭВ-2 |
0,3 |
К7х4х2 |
М50ВН-14 |
Тр3, Тр4 |
6x3 |
ПЭВ-2 |
0,15 |
К7х4х2 |
М1000НН |
Данные магнитопроводов ТР1, ТР2 — не критичны. Можно использовать "чашки" от катушек тракта ПЧ вещательных приемников 08 мм из феррита 100НН.
Налаживание блока не таит особых "тонкостей". При правильной сборке устройство должно заработать сразу. Если метки не появились, следует с помощью осциллографа убедиться в прохождении сигналов через ключевые точки схемы. Так, при переключении шага меток, на выводе 3 DD5 должны присутствовать прямоугольные импульсы частотой 20 или 100 кГц. На коллекторе VT1 импульсы еще довольно широки, но пройдя через VT2, VT3 (на выходе DD6), они уже приобретают форму "иголок", и для их просмотра в осциллографе необходимо включить "ждущую развертку".
АЧХ ФНЧ L1-C14-C15 можно просмотреть заранее, воспользовавшись генератором 3Ч и осциллографом. Смеситель балансируют при помощи R13 по максимальной амплитуде меток. Генератор меток средней частоты следует настроить отдельно и заранее измерить его частоту.
Описанный блок меток подключается к ПИ с входной частотой 45 МГц по схеме, приведенной в [1, рис.2]. Напряжение питания +12В (+10 В для DD4) поступает от блока питания ПИ.
Ю. Дайлидов (EW2AAA)
Литература:
1. Ю. Дайлидов. Панорамный индикатор. — Радиомир. KB и УКВ, 2002, NN4...6.
2. В. Скрыпник. Прибор для контроля и налаживания радиолюбительской аппаратуры. — М.: Патриот, 1990.
Материал подготовил А. Кищин (UA9XJK).
|