GPA по схемата Вакар
Запознайте се лично с GPA на Вакар
Търсите VFO с високочестотна стабилност? Страхувате се да изскочите извън обсега? За готин телеграфист, за работа без "цвъркане" с минимален дългосрочен дрейф на честотата е предназначен този GPA. Флойд Е. Картър, K6BSU (От QST септември 1978 г., стр. 15…18).
Специализираният CW оператор трябва да има много строги изисквания към своето оборудване. Той знае, че не може да поиска от оператора на рядка DX станция да настрои честотата на неговия сигнал, който се носи в честотната лента, или да го упреква за "чуруликащия" сигнал. Но въпреки това за CW оператора е важно сигналът на неговия предавател да е стабилен и да звучи приятно, тези две характеристики образуват един вид телеграфен "глас" (почерк), по който дори и най-отдалечените станции ще го разпознаят. Съвременните електронни ключове превръщат в реалност „машинното“ (подобно на други, без индивидуални характеристики, накрая „бездушно“) манипулиране на предавателните сигнали. Добавете висококачествен VFO към такъв ключ и DX станцията няма да устои на предизвикателството ви - определено ще отговори!
При разработването на този GPA от типа смесване беше поставена задачата: да се създаде такъв манипулиран генератор, в който няма да има и най-малкото "чуруликане" на сигнала и дрейфа на честотата. Манипулирането на индустриалния GPA неизбежно води до нестабилност на генерирания от него сигнал, тъй като по време на продължителността на предните и задните фронтове на манипулационните импулси във веригата на генератора се нарушава точният баланс между DC и AC компонентите и при всяко натискане на клавиш такъв баланс трябва да се поддържа. По време на този преходен период честотата се променя значително, причинявайки ефект на "чуруликане". Манипулация, последвана от GPA буферкаскада, обикновено допринася за преминаването на част от сигнала на постоянно работещ GPA към входа на приемника (което маскира сигнала на кореспондента в паузата между телеграфните колети), ако радиостанцията е включена в полудуплексен режим (слушане на въздуха в паузата между колетите). Екранирането на VFO не елиминира напълно този ефект, а само намалява интензивността на директното излъчване на VFO, което обаче не е достатъчно за високочувствителен приемник, за който сигналът така или иначе "надниква" дори когато клавишът не е натиснат. Използването на честотен смесителен генератор напълно елиминира проблема, тъй като GPA работи на честота, която не е равна на изходната работна честота на предавателя и дори не на нейния хармоник, но която впоследствие се прехвърля към работната честота в миксера или балансирания модулатор.
Ориз. 3 Блокова схема на смесителен тип GPA.
И двата - и манипулирания кристален осцилатор и GPA работят на честоти, които са далеч от работните. Следователно, въпреки факта, че VFO постоянно работи, не се усеща присъствие на неговата работа в изходния сигнал на предавателя.
На фиг. Фигура 3 показва блокова диаграма на GPA, работеща на принципа на смесване с честотни стойности за нашия пример за приложение.
Нормалният миксер или небалансиран модулатор съдържа най-малко четири честотни компонента на изхода - две входни честоти, тяхната сума и разлика в честотите. В зависимост от необходимостта, сумата или разликата в честотата се разделят от лентов филтър на изхода на миксера. По-сложно решение и подобрение на обикновен миксер е балансираният миксер, тъй като в него трептенията на двете входни честоти по време на смесване са потиснати и на изхода му има само трептения на сумата и разликата в честотите. И накрая, филтриране на изходамиксерът е по-лесен за изпълнение.
Ориз. 4. Схематична диаграма на типа смесване на GPA (схема Wakara). Всички резистори имат мощност на разсейване от 1/4 вата и допустимо отклонение от 5%.
Снимката показва един от вариантите за изпълнение на GPA. За случай на евентуална модификация и експерименти, прототипът на GPA беше монтиран в модулен корпус, оборудван с конектори. Само няколко условия трябва да се спазват при разработването на дизайна на GPA: първо, както при всеки GPA, механичната якост и стабилност са от първостепенно значение.
Ориз. 4 (Продължение).
За монтажа на GPA е избрана основа - дебел алуминиев валцован (плоча). Компонентите на веригата се завинтват към тази плоча, а останалите части на GPA се поставят върху печатна платка, завинтена към единия ръб на плочата. За свързване на елементите на осцилаторната верига е използвана дебела медна жица, за да се предотвратят промени в разпределените капацитети във веригата, когато GPA е подложен на удар и вибрации. Интегралните схеми имат по-широк работен честотен диапазон от необходимия и могат да се самовъзбуждат при VHF честоти. Следователно разделителните кондензатори се монтират възможно най-близо до клемите на IC и късите клеми. Оста на кондензатора за настройка на променлив капацитет е свързана с копчето за настройка с помощта на нониус на планетарната система. Това не е най-доброто решение на проблема с фината настройка, тъй като не ви позволява да поставите скала на дръжката поради завъртането на топките в нониуса в края на хода на KPI, но все пак е по-добре от нищо ... Въпреки че може би фината настройка за GPA не е толкова необходима, колкото наличието на добри кварцови калибратори-маркери в краищата на (аматьорските) диапазони, особено за тези, които обичат да "балансират над бездната" (работа на ръба на диапазона).
Проверка и настройка
Единственият нерегулируем филтър в устройството е лентов филтър с честота на настройка 3 MHz, състоящ се от бобина L2 и кондензатор C19. Този филтър се настройва в началния етап на настройка с помощта на GIR, броят на завъртанията на неговата намотка, навита върху пръстена, се определя предварително: намотката се навива с излишен брой завъртания, след което се отстранява от пръстена с един оборот, докато намотката във веригата резонира на желаната честота (3 MHz). Филтърът елиминира хармониците на кварцовия резонатор и намалява проникването на паразитни трептения на входа на балансирания модулатор.
При работещ и манипулиращ GPA е необходимо да се контролира сигналът на изхода U1, докато подстригващият резистор R21 регулира изходното напрежение до нула (балансиране) и при двете честоти от 3 и 4 MHz. Нулевата стойност на изходното напрежение трябва да се появи едновременно и на двете честоти. След това измерете изходното напрежение на гнездо J2, въпреки факта, че свързващият кабел е свързан към, например, предавател. Наличието на кабел е задължително, тъй като неговият капацитет е включен във веригата L4C38 и е част от общия капацитет на настройката му. Регулирайте намотките L3 и L4 за максимално натрупване на предавателя.
Ориз. 5. GPA захранване. Схематична електрическа верига. U4 - диоден мини-монтаж MDA-950-2 или еквивалентен.
Когато бързо манипулирате кварцов осцилатор, като изберете капацитета на кондензатора C14, регулирайте формата на предните ръбове на манипулационните импулси (очевидно трябва да стартирате „точките“ от електронния ключ и да видите формата на сигнала на екрана на осцилоскопа). И накрая, кондензаторът C1 задава припокриването на диапазона 4,0 ... 4,1 MHz. Операцията се извършва чрез преструктуриране на кондензатора C3 и огъване - огъване на плочитекондензатор C1, за да се получи пълно и равномерно припокриване на всички горепосочени честоти, когато оста на KPI се завърти до пълния си работен ъгъл.
Ако имате спектрален анализатор, крайната настройка може лесно да бъде постигната за максимално отхвърляне на нежелани честотни компоненти. В прототипа VFO нежеланите странични честоти се потискат с поне 40 dB. Когато клавишът не е натиснат, изтичането на 4 MHz VFO сигнал е по-малко от 30 dB. Такова ниво на сигнала не се разпознава вече с помощта на собствен приемник и настроените вериги в предавателя, люлеещи се от GPA (като блок), накрая ще изрежат компонента с тази честота.
С помощта на превключвател S2, който се поставя в положение "Настройка", захранването от буферния усилвател се изключва и кристалният осцилатор се манипулира. В същото време на приемника на радиостанцията може да се наблюдава слаб сигнал на честотата на настройка на кореспондента (т.е. честотите на приемане и предаване се комбинират по този начин - приемането, използвано от собствениците на отделен приемник и предавател, тази функция се изпълнява автоматично в трансивъра - UA9LAQ). В положение на превключвателя "Работа" управлението се прехвърля към манипулатора. Всеки произведен в търговската мрежа електронен ключ с отворен изход за слаботоков колектор ще работи заедно с този дизайн на GPA. Ако имате някакви съмнения относно това, проучете подробно дизайна на ключа или се свържете с неговия производител за помощ.
Ориз. 6. Платка на кварцов осцилатор и балансиран смесител. Малката намотка на осцилаторната платка, навита около пръстена, е L2. Балансираният миксер (10-пинов IC) се намира на основната платка. U2 и Q6 са най-вляво. Както обикновено, на платката се виждат следи от надстройки. GPA по схемата Вакармонтирани върху дебели валцувани продукти (профил). Всички негови части са свързани с дебел едножилен проводник (опашка). Бобината L1 е навита върху керамична рамка и покрита с епоксидна смола. C1 - KPI с добро качество, двусекционен, броят на плочите, останали във всяка секция: една в статора и една в ротора.
Разбира се, изходът на ключа с релето ще работи добре с този GPA. Номиналната изходна мощност на управляван от смесен тип GPA е приблизително 20 mW при натоварване от 75 ома. Люлеещият се предавател работи директно (без преобразуване) в диапазона от 40 метра (7,0 ... 7,1 MHz = 3 MHz - кристален осцилатор + 4,0 ... 4,1 MHz GPA). Когато се използват умножители, е възможно да се работи с GPA в диапазоните от 14 MHz (14,0 ... 14,2 MHz) и 28 MHz (28,0 ... 28,4 MHz). Въртящият се предавател трябва да бъде оборудван с фиксирано преднапрежение, за да се предотврати прегряване на крайното стъпало, когато ключът е отворен (трябва да бъде заключен в пауза). В предаватели с катодно или емитерно превключване (манипулация в катодната или емитерната верига) е необходимо отклонение, за да се изключи крайният усилвател в изключено положение.
Описаният смесителен GPA работеше с предавател Viking II на радиостанция, оборудвана с телеграф за пълнокръвна работа в ефир. Това е единственият тип GPA, който използвам от години и не се притеснявайте, че по време на провеждане на дълга QSO в DX секцията на обхвата, честотата на моя предавател ще излезе извън обхвата.
Данни за бобината: L1 - 19 uH - 31 навивки на тел #22, дължина на намотката 7/8" върху керамична сърцевина с диаметър 1". L2 - върху пръстеновидно феритно ядро (Ferroxcube № 1041TO60/4C4), приблизително 50 навивки от #28 проводник за намотаване. L3 - Miller no. 42A000CB1-2 - 26 навивки от #24 намотаващ проводник. L4 -Милър бр. 42A000CB1-2 - първична - 26 намотки от #28 намотаващ проводник, 3/8" дълга намотка, вторична - 12 навивки от същия проводник над L4. (Номерата на продуктите са посочени според унифицирани ценови листи за радиокомпоненти, по-лесно е, трябва да вземете обикновена рамка на намотка с феритно ядро за настройка и индивидуален екран и да приложите - UA9LAQ).