Простой CW-передатчик на диапазон 40 метров | DevsDay.ru

IT-блоги Простой CW-передатчик на диапазон 40 метров

eax.me 16 сентября 2020 г. Aleksander Alekseev aka R2AUK


Ранее в этом блоге был рассмотрен приемник прямого преобразования на диапазон 40 метров. Теперь пришло время сделать передатчик на этот диапазон. Мощность передатика будет небольшой. Естественным выбором в плане вида связи является телеграф, поскольку он эффективнее телефона. Кроме того, телеграфный передатчик сделать проще. От читателя ожидается знакомство со схемой приемника, так как в передатчике будут переиспользованы некоторые его компоненты.

Примечание: Для повторения проекта не требуется какое-либо сложное оборудование. Вполне достаточно мультиметра и RTL-SDR v3, ну и по мелочи немного аттенюаторов, коаксиальных кабелей и так далее. Если у вас еще нет радиолюбительской лицензии, это не страшно. Вы можете совершенно легально передавать все что захотите на ваш RTL-SDR по коаксиальному кабелю. Главное, чтобы ничего не излучалось в эфир.

Теория

В сущности, CW-передатчик — это просто генератор с усилителем и фильтром для подавления гармоник. Подключаем/отключаем схему к источнику питания, и в эфир уходит морзянка. Но есть пара нюансов. Во-первых, сам генератор лучше постоянно держать включенным. При включении генератору может требоваться некоторое время на стабилизацию, в течение которого частота будет немного меняться. В эфире это будет звучать, как «чириканье» (chirp). Во-вторых, подавать питание непосредственно через телеграфный ключ нежелательно. Контакты на ключе, а также идущие к нему провода, могут иметь сопротивление в несколько Ом, что приведет к падению напряжения и расходу энергии впустую. К тому же, телеграфный ключ и его провода не предназначены для того, чтобы через них протекал большой ток.

Поэтому применяются схемы вроде следующей:

Keying схема простого CW передатчика

Когда ключ разомкнут, напряжения на базе и эмиттере PNP-транзистора Q1 одинаковые благодаря подтягивающему резистору R2. Ток с эмиттера на базу не течет и транзистор закрыт, коллектор обесточен. Когда ключ замкнут, ток начинает течь с эмиттера на базу. Величина этого тока определяется резистором R1 и по закону Ома составляет около 0.2 мА. Для транзистора 2N3906 значение hFE (beta) составляет не менее 100, значит с коллектора мы можем снять не менее 20 мА. О роли конденсатора, обозначенного звездочкой, мы поговорим позже.

Пока же посмотрим, куда течет ток с коллектора Q1:

Схема каскада с общим эмиттером

Узнали? Это каскад с общим эмиттером из статьи про приемник прямого преобразования. Схема уже была подробно рассмотрена, поэтому не будем на ней задерживаться. Напомню лишь, что здесь сигнал от генератора переменной частоты, в роли которого был использован Super VXO, усиливается на 11 dB.

Эти 11 dB нужны для того, чтобы обеспечить необходимый уровень входного сигнала для усилителя:

Схема усилителя CW-передатчика

Усилитель класса C состоит из двух компонентов — это R6 и Q3. Катушка L3 препятствует протеканию ВЧ сигнала на остальную схему через шину питания. C2 и L4 выполняют двойную роль. Во-первых, это фильтр нижних частот. Он подавляет гармоники, коими богаты усилители класса С. Во-вторых, это схема согласования импеданса, преобразующая что-то около 150 Ом на выходе усилителя в 50 Ом.

Конденсатор C3 размыкает цепь по постоянному току, не особо портя при этом согласование импеданса. Этот конденсатор нужен обязательно! Дело в том, что антенна может представлять собой КЗ по постоянке, или иметь дроссель для защиты от статики. Как результат, мы получим КЗ источника питания. Хорошо, если им окажется не Li-Ion аккумулятор.

Q3 сильно греется и ему обязательно нужен радиатор. В качестве радиатора мной был использован небольшой отрезок медной трубы диаметром 10 мм. Конечно же, между радиатором и транзистором была нанесена термопаста. При нормальной работе на передачу температура транзистора не превышала 50°C. При передаче несущей в течение одном минуты температура не превышала 62°C.

Наконец, с усилителя сигнал идет на фильтр нижних частот. Схема фильтра такая же, как в статье про приемник прямого преобразования.

Домашнее задание: Как вы думаете, почему на транзистор Q3 постоянно подается питание 12 В? Есть ли причины, почему его нельзя включать и выключать так же, как Q2?

Практика

Окончательный вид передатчика получился таким:

Самодельный CW-передатчик на 40 метров

Выходная мощность была проверена при помощи модифицированного MFJ-971, а также при помощи осциллографа:

Осциллограмма сигнала самодельного CW-передатчика

Здесь цена одного деления по вертикали составляет 2 V. Получается около 12 Vpp в эквивалент нагрузки 50 Ом, что соответствует:

>>> from math import sqrt
>>> Vpp = 12
>>> Vrms = Vpp/(2*sqrt(2))
>>> pow(Vrms,2)/50
0.35999999999999993

… около 0.35 Вт, или 25 dBm:

>>> from math import log10
>>> P = 0.35
>>> 10*log10(1000*P)
25.440680443502757

Мощность, конечно, очень небольшая. Однако незамысловатыми расчетами можно показать, что снизив мощность со 100 Вт (50 dBm) до 0.35 Вт (25 dBm) вместо рапорта S9+20 вы получите S8, а вместо S9 — рапорт S4-S5. Звучит как что-то, на что вполне реально провести QSO.

Обратите внимание на острые края в сигнале, особенно в начале точек и тире. В эфире это будет звучать как клики (clicks), слышимые на ±1 кГц от частоты, на которой вы работаете, а то и дальше. Вот для сглаживания этих острых краев и нужен конденсатор со звездочкой на первой схеме. Мне показалось, что конденсатор на 22 мкФ неплохо сглаживает сигнал. Конечно, форму сигнала как у FT-891 такой простой схемой вы никогда не получите. Но и помех другим радиолюбителем скорее всего не создадите.

Домашнее задание: Спаяйте передатчик. Сравните спектр сигнала в RTL-SDR с конденсатором на 22 мкФ и без него. Попробуйте конденсаторы других номиналов. Что будет, если использовать конденсатор на 47 мкФ или 100 мкФ? Объясните результат.

С помощью анализатора спектра было установлено, что любые гармоники подавлены более, чем на 55 dB:

Гармоники в сигнале самодельного CW-передатчика

Здесь сигнал подается через аттенюатор на 20 dB. Типичный аттенюатор с eBay рассчитан на мощность до 2 Вт, так что вполне годится для задачи. Вертикальная шкала была нормализована по следящему генератору с уровнем 0 dBm. Таким образом, мы получили подтверждение, что мощность передатчика составляет чуть больше 25 dBm.

Для выхода в эфир потребуется антенный переключатель, приемник — самодельный, RTL-SDR или радиолюбительский трансивер, и, конечно же, антенна. Переключаться между приемником и передатчиком предстоит вручную. Это не очень удобно, но жить можно. Долго искать корреспондента, способного услышать мои 0.35 Вт, не пришлось. Им оказался Александр, UA1OJL/P. Александр работал из полей где-то под Архангельском, примерно в 950 км от меня. Был получен рапорт 599, но он скорее всего является символическим. По e-mail Александр рассказал, что в этот день работал на антенну диполь, а также вспомнил, что «слышал меня вполне прилично».

Заключение

Несмотря на небольшую мощность, передатчик оказался пригоден для проведения радиосвязей. Его не сложно повторить. Все использованные компоненты легко доступны и не стоят больших денег. Передатчик может быть использован, как основа для будущих экспериментов. Например, можно увеличить его мощность хотя бы до 5 Вт. Или оставить текущую мощность, и превратить передатчик в радиомаяк. Передатчик и ранее описанный приемник недаром используют одинаковые компоненты. Вместе они могут быть переделаны в трансивер.

Можно ничего и не менять. Работа в QRPp тоже интересна. Можно ли провести радиосвязи мощностью менее 1 Вт на 3000 км? А на 5000 км? 10 000 км? Представьте, как отвиснет челюсть у корреспондента из Новой Зеландии, когда ему придет QSL-карточка с фотографией передатчика.

Fun fact! Приведенная схема безусловно не является самой простой из возможных. В радиолюбительской литературе можно найти передатчики на двух транзисторах, способные выдавать 1-1.5 Вт. Однако в них используются компоненты, которые трудно достать в наши дни. Следует также учесть, что экономия на транзисторах происходит за счет буферов. Снижение изоляции между генератором и нагрузкой — верный способ получить «чирикающий» передатчик. Учитывая стоимость транзисторов, такое упрощение неоправданно.

Модель приведенного передатчика для LTspice вы можете сказать здесь. Как обычно, буду рад любым вашим вопросам и дополнениям.

Метки: , , .

Поддержи автора, чтобы в блоге было больше полезных статей!

Также подпишись на RSS, ВКонтакте, Twitter или Telegram.

Источник: eax.me

Прочее Беспроводная связь Любительское радио Электроника

Читайте также


Как составить сопроводительное письмо к резюме и обратить на себя внимание

SEO postium.ru 24 сентября 2020 г. 7:50
Мы уже писали, как составить резюме, а сегодня поговорим о такой важной вещи, как сопроводительное письмо. Оно может, как увеличить ваши шансы на получение желаемой должности, так и уничтожить все старания на корню. Поэтому важно уметь правильно сост...... читать далее
Карьера Маркетинг

Как разводят пользователей PayPal

Безопасность Блог Касперского 23 сентября 2020 г. 20:06
Наиболее распространенные способы отъема денег у пользователей PayPal с помощью спама, фишинга или разнообразных махинаций прямо на самой площадке.... читать далее
Угрозы paypal мошенничество обман спам угрозы фишинг

Разработка techrocks.ru 23 сентября 2020 г. 19:41

Специалисты по информационной безопасности рассказали, как они пришли в профессию и в чем состоит их работа. Запись Как работают специалисты по информационной безопасности впервые появилась Techrocks.... читать далее

Работа primary

SEO postium.ru 23 сентября 2020 г. 14:29

Галерея в Яндекс.Дзен — это публикация, состоящая из картинок и подписей к ним. Можно сказать, галереи пришли на смену нарративам. Формат галереи удобен для читателей тем, что его можно посмотреть прямо в ленте Дзена, не открывая канал. Разбираемся,...... читать далее

Яндекс.Дзен Блогерство

Разработка dou.ua 23 сентября 2020 г. 13:00

«Я знаю, что ничего не знаю» © Сократ Для кого: для IT-шников, которые плевали на всех разработчиков и хотят поиграть в свои игры! О чем: о том, как начать писать игры на C/C++, если вдруг вам это надо! Зачем вам это читать: разработка приложений...... читать далее

GameDev GCUP 23 сентября 2020 г. 12:13

Платный сервис Xbox Game Pass теперь имеет 15 миллионов подписчиков. При чём, 5 млн. подписчиков он набрал с 30 апреля 2020 года, когда было отмечено преодоление планки в 10 млн. Нет сомнения, что с выходом консолей нового поколения и новых игр, на д...... читать далее

Прочее

Разработка Блог Евгения Левашова 23 сентября 2020 г. 9:16

Как бы это печально ни звучало, безопасность в интернете должно обеспечиваться самим пользователем. Именно здесь отлично работает шутливое правило про спасение утопающих — это, как говорится, дело рук самих утопающих. Чтобы личные данные не утекли к...... читать далее

Безопасность

Популярные темы

ux (288) design (245) новости (241) новость (175) web dev (158) devops (151) ux-design (149) security (144) ubuntu (142) javascript (141) headline (114) python (107) tutorial (106) ui (98) статьи (93) user-experience (84) api5 (76) seo (76) testing roundup (73) java (71) игровые проекты (70) дизайн (69) software testing (68) programming (68) primary (63) product-design (62) design-thinking (61) ui-design (57) laravel (54) windows 10 (54) uncategorized (52) прочее (51) google (51) español (49) working in tech (47) турбо-страницы (47) работа (44) навыки алисы (43) обучение (43) web design and applications (42) бизнес (42) technology (42) движки и конструкторы игр (40) дайджесты вакансий от new.hr (40) covid-19 (40) case-study (40) publication (39) мероприятия (38) wp (38) технологии (37) тестирование (36) полезное (36) vue.js (36) aspnet (36) css (36) hardware (36) debian (35) networking (35) docker (35) kali linux (35) machine learning (35) инструкции (34) home page stories (34) навыки (33) powershell (33) google ads (33) web (33) angular (32) android (32) windows (31) wordpress (31) art (31) ux-research (31) алиса (31) .net (31) интервью с экспертами (30) linux mint (30) inspiration (30) apple (29) creativity (29) data (29) без рубрики (28) c# (28) dotnet (28) cloud (28) api4live (27) api (27) tutorials (27) chrome (27) ios (27) user-research (27) web-design (26) job hunting (26) события (26) linux (26) автоматизация (26) kubernetes (25) vmware (25) школа алисы (25) tools (25)