Трaнcивер Raisin (Изюминка)

[Relayeer]

...

Изменено 10 августа, 2020 пользователем UT3FT

[Relayer]

Листал старые журналы, попалась на глаза схема минитрансивера "Изюминка" конструкции UT5LP. При своей простоте в схеме продуманы вопросы согласования кварцевого фильтра и реализована эффективная АРУ. Транисвер содержит реверсивные узлы и его можно рассматривать как некую альтернативу распространенному Клопику, у которого, к сожалению, есть различные недостатки.

 

 

За прошедшие с момента публикации 10 лет существенно расширилась доступная элементарная база. Это позволяет некоторые узлы выполнить более компактно и эффективнее. Оставив общую концепцию реверсивных каскадов на полевых транзисторах я модернизировал схему. Что было сделано:

1. Использование сегодня смесителей на диодах выглядит анахронизмом. Поэтому смеситель выполнен на коммутаторе 74LVC1G3157. Это снизило требования к мощности "раскачки" и позволило отказаться от драйвера сигнала ГПД.
2. Первый каскад УПЧ (post-mixer amplifier) выполнен на J310. Немного проигрываем по динамике, но отказываемся от малодоступных ныне КП903.
3. Второй смеситеь выполнен на SA612, что позволило получить лишние 20дб усиления в тракте и отказаться от микрофонного усилителя
4. Предварительный УНЧ и активный ФНЧ выполнен на ОУ. Оконечный УНЧ выполнен на TDA7052A. Отсутствие электролитов на выходе УНЧ устраняет щелчки при переключении прием/передача.
5. Реализована быстрая АРУ
6. Реализова электронный переключатель RX/TX
7. Схема была максимально упрощена и полностю переведена на импортные комплектующие

 

 

Фрагмент схемы от антенного входа до второго смесителя включительно является полностью реверсивным и работает как на прием, так и на передачу. Первый и второй каскады УПЧ охвачены АРУ на диодах D2D3, работающими в режиме управляемого сопротивления.

С антенного входа до входа второго УПЧ на транзисторе Q3 усиление составляет около 14dB. Второй УПЧ резонансный и совместно со второым смесителем дает еще порядка 45dB усиления.

На ОУ NE5532 выполнен предварительный УНЧ и активный ФНЧ. Резистором R49 устанавливают порог срабатывания системы АРУ. Резистор R43 задает максимальную громкость в наушниках/динамике, т.к. при работе АРУ напряжение на выходе предварительного УНЧ составляет порядка 600-700мв, что много для TDA7052 у которой Кус составляет 40dB.

В трансивере применен самодельный 10ти кристальный QER-фильтр на резонаторах на частоту 11.059MHz с характеристическим сопротивлением 200ом.

Трансформаторы T2T3 намотаны скруткой в два провода и содержат 8 витков на кольцах K7 проницаемостью 1500. Трансформатор T4 - скруткой в три провода 10 витков на кольце К10 проницаемостью 1500.
L4 - стандартный дроссель. L1 - 32 витка на кольце T37-6

Конденсатор C9 подбирают при настройке по максимуму сигнала на выходе тракта в режиме приема.

В разъем P7 подключается резистор 100к для регулировки громкости. Разъем P12 можно использовать для отключения АРУ или для снятия сигнала на S-метр. Электретный микрофон подключается к разъему P10. Для перехода в режим передачи на вход P1 надо подать низкий логический уровень либо замкнуть его на землю.

В качестве ГПД используется синтезатора на SI5351, который генерирует так же частоту второго гетеродина (вход BFO)

Основная плата трансивера собрана с использованием SMD компонент типоразмера 1206/0805 и имеет размеры 75мм на 85мм. Печатная плата односторонняя. Вторая сторона залита "землей". Цепи питания и АРУ разведены перемычками

 

 

 

Печатка доступна на сайте EasyEDA https://easyeda.com/ban.relayer/trx-raisin-1-0

 

Домашняя страница проекта

 

[Relayer]

Мерял динамику. Намерял IP3 19.5dBm. Чувствительность в полосе 3кГц и С/Ш 10дб примерно 0.3 мкв. Итого динамический диапазон по интермодуляции третьего порядка 98дб. Очень неплохо как для такой простой конструкции. Более подробно цифры по тракту выложил на хоумпейдже проекта

[serk]

Поздравляю. Интересно, сколько имеют предыдущие Ваши аппараты для сравнения.

Ну и конечно, классики правы. Рэд писал, что высокие параметры имеют как правило очень простые схемы.

Не ошибся.

 

И ещё интересно, что у него по забитию.

 

Дело ведь в том, что Си5351 не является супер-синтезатором, 

да и особых мер по его чистейшему сигналу здесь не наблюдается. 

Также и всяких изголений в схеме и питании мы не находим, 

экранировка тоже здесь не супер-пупер. Параметры будут может быть

зависеть сильно и от конструктивных мер или отсутствия таковых.

Конечно, СМД-элементы тоже способствуют успеху, они маленькие

 

Тем не менее, мы видим, что ведь всё очень и очень даже неплохо.

 

Интересно бы узнать и чем измеряли, Скрипником или чем по-круче,

ведь всегда есть варианты, хотя как бы и так число под сотню говорит само за себя.

[Relayer]

Если смущают шумы SI5351 никто не запрещает взять SI570 и наслаждаться жизнью

 

Для измерения точки перехвата третьего порядка вполне достаточно двухтонального генератора. ДД который я привожу соответствует общемировым  методикам и отличается от методики Скрыпника, которая по сути является "отсебятиной" придуманной потому что так проще мерять в домашних условиях Расхождение между "Скрыпником" и нормальным методом составляет около 7дб - для одного и того же аппарата "Скрыпник" покажет результат на 7дб меньше чем стандартная формула DR3=(IIP3-MDS)*2/3

По остальным трактам - стараюсь везде все что можно измерить и опубликовать вместе со схемой.

 

PS Кстати "Скрыпник" не определяет полосу в которой идет измерение. А ведь это критично. Если вы откроете таблицы измерений ARRL то там полоса указана. Обычно меряют в телеграфной полосе 500гц. А это дает 7дб ниже уровень MDS и на 5дб больше ДД

Я у себя меряю всегда в полосе 3кгц. Так что если мои 98дб пересчитать к полосе 500гц то получим ДД равный 103дб

[serk]

Спасибо. Но при такой методике измерений, на ДД никак не влияют шумовые свойства синтезатора, что однако наводит на определённые мысли.  Вообще, ключевые смесители имеют удивительно хорошие параметры, начиная со смесителей Мединца  1975 года, они же в трансивере Фогеля, хотя если подумать, то спектр на выходе такого смесителя будет по-хуже чем от "стандартного нелинейного элемента", или же я чего-то не понимаю. Во всяком случае, мои попытки понять что происходит в ключевом смесителе с точки зрения математики не увенчались успехом, то ли спектр получается лучше в ключевом смесителе то ли хуже я так и не понял. Если есть какие-то ссылки на такой материал, был бы весьма признателен, если бы Вы ткнули меня туда не то чтобы носом, но хотя бы ссылкой.

 

Однако же, вообще и в частности у нас, ключевой смеситель будет всегда более чувствителен к шумам гетеродина чем неключевой, это классика жанра, а у Вас сразу после смесителя стоит усилитель первой ПЧ с весьма приличным усилением, как я это понимаю.   То есть конструкция Ваша очень простая и удачная, сразу хочется собрать её и наслаждаться очень высоким динамическим диапазоном, но вот здесь закрадываются нехорошие сомнения.

 

Впрочем, я давно уже понял, что высокие динамические характеристики не так уж важны в жизни как мы об этом думаем.

Потому что когда появился приёмник Р-399 с ДД в 90 дБ, то старые радисты никак не хотели слазить с Р-250, ДД которого оценивается в 60 дБ в среднем и лучшем случае, и часто они были правы по реальной работе в эфире. 

 

Ну и так вот ещё добавлю: я никак не мог понять, почему когда передатчик излучает 1кВт и это точно так и никак иначе,

его не слышат на приёмник Р-160 на расстоянии 25км, тогда вообще вся теория идёт к чертям.  Но вот сам видел.

Так что теория это теория, а практика это практика. И практически оказалось, что получить 100 дБ интермодуляции

как раз плюнуть.

 

С уважением, Сергей

 

PS: не, я не против, пусть будет. Просто когда профессиональная аппаратура стоит десятки тысяч долларов, мы получаем здесь за копейки лучшие результаты, то сразу думается, либо мы, радиолюбители, такие умные, либо профессионалы зря едят свой хлеб. И ведь едят они его давно и успешно.  А пытливый ум, он сравнивает, и естественно сомневается, всё ли правильно в королевстве, и куда смотрят придворные.   И обычно, увидев в журнале Радио, Мясникова, с его динамикой, затем HDK-97, подумав что к чему, сразу понимаешь, что лучше будет работать трансивер с заявленной более низкой динамикой, это в случае этих двух трансиверов.

 

А вот в Вашем случае я ещё не разобрался. Но хочу.

 

Ещё раз с уважением. Потому что Вы эти трансиверы выдаёте как с конвейера, что конечно не может не радовать. Целеустремлённость Ваша и работоспособность в наше время заслуживают более чем уважения.

[Relayer]

Шумовые свойства синтезатора конечно же ограничивают ДД, но делают они это по соседнему каналу. Тоесть совсем рядом от частоты приема. Я делаю измерения двухтональником с разносом в 10кгц - шумы синтеза при такой отстройке уже не влияют.

 

Идеальный смеситель перемножает входной сигнал с сигналом гетеродина. Прямоугольный меандр разлагаем в ряд Фурье по гармоникам и перемножаем на входную синусоиду. Получаем результат - все вполне согласуется с теорией. Все искажения - от неидеальности процесса перемножения.

 

Касательно вашего тезиса что ключевой смеситель более чувствителен к шумам гетеродина - я не согласен. Чувствителен точно так же как и неключевой. Но у ключевого есть преобразования на гармониках с достаточно высоким уровнем. Например на третьей гармонике коэф.преобразования всего на 10дб меньше чем на основной. Но с другой стороны при раскачке меандром (или сигналом близким к нему) четных гармоник нет

 

По поводу проф.аппаратов. Не забывайте что больше половины начинки такого аппарата это всякие примочки без которых в принципе спокойно можно прожить бедному радиолюбителю. Это поддержка разных мод (ФМ, АМ), DSP,. Noise blanker, всякие крутилки, вертелки и прочий сервис. Это как с авто - жигуль точно так же доставит вас из пункта А в пункт Б. Но на мерсе - комфортнее и безопаснее Но в условиях зимы оба едут одинаково хреново потому что привод задний. А вот Таврия - едет Потому что перед ведущий.

Я копался в импортной схемотехнике трансиверов. В первую очередь уделяют внимание сервисным плюшкам. Остальное - как получится.

 

По поводу динамики в любительских трнасиверах. Уже более 10 лет как начали применять ключевые смесители на коммутаторах и детально исследовали их параметры. Смеситель сейчас не является узким звеном. Достаточно не сложно сделать его с высокой динамикой. А вот что дальше стоит за ним - тут вот и начинаются проблемы. Собственно в post mixer amplifier и гробится чаще всего динамика.

 

И еще одно важное замечание. Говорить о ДД в отрыве от полосы частот и методике измерений некоректно. Я выше показал что значение может отличаться на 12дб. То же самое и чувствительность без указания полосы - цифра ниочем

[Relayer]

По поводу тракта Мясникова. Не совсем понимаю что вас в нем смущает. Обратите внимание что там смеситель накачивается от "болтика" КТ904. Я вчера вечером "мучал" изюминку - варьировал смеситель и каскад за ним. Так вот диодное кольцо как у Мясникова по два диода с накачкой меандром от 74AC почти ничем не уступает примененному смесителю на коммутаторе 74LVC1G3157. Расхождение на уровне погрешности измерений. Так что для 1990 года тракт Мясникова очень даже очень. И АРУ там правильная. Хотя морально тракт за 30 лет безнадежно устарел

[serk]

Спасибо за ответ. Вы - интересный человек, если стали ещё и со смесителем на куче диодов пробовать, это уже фанатизм Тут есть об чём подумать, потому что я тоже стал разлагать меандр в ряд гармоник, потом перемножать синусы на синусы, запутался в рассуждениях и бросил всё это к ...  Решил что есть какой-то другой путь анализа, но я его не знаю.    

Но здесь есть о чём подумать.  Про Мясникова и Гладкова я что имел ввиду: смесители то у них одинаковые, но усиление распределено по тракту по-разному.  И поэтому один считал свой ДД от сотых долей микровольта, а другой от десятых (чувствительности), и получились у них разные ДД.  Потому что там где усиление до смесителя большое, заткнётся оно раньше и реальный ДД будет хуже.  Ну не зря же аттенюаторы придумали на входах.

 

И ещё, про Р-160. Интересная же ситуация получается: люди просидели в наушниках более 40 лет, и это чего-то стоит! И они отдают предпочтение Р-250 а не даже Р-399, который и по названию сделан для разведки. Есть прогресс, новейшие разработки и всё такое, но есть и здравый смысл, который подсказывает верить человеку без образования высшего, а не мне - молодому хотя и где-то в чём-то выдающемуся инженеру в 1990 году.  А ведь тогда ещё не сделали приёмник Р-170 !!!    И что получается: что Р-250 имеет хорошенький такой себе преселектор на входе, УВЧ, и ещё хорошенький преселектор после него, а новейший крик моды аки Р-399 имеет ключевой смеситель (на КП305), тот же крик моды Р-160 имеет уже и не помню но кучу полосовых фильтров на входе субоктавных прямо по Рэду, и на них старые к 1990 году радисты плюются... я же верю старым радистам, потому что знаю их сколько себя помню... и не верить радиотехнике как науке я при том тоже не могу. 

 

И разгадка для меня лично наступает уже в наше время, когда на сцену выходят Р-170 российского уже производства! И что оказывается? Что там стоят по входу высокодобротные резонансные цепи, которые переключаются с помощью РЕЛЕ матрицей С-2С конденсаторов, тоже слюдяных и высокодобротных, и мы имеем фактически возврат к Р-250 схемотехнике, но уже на новом, более высоком витке развития технологий!!!

 

Я ударился не туда, отошёл от Вашей темы, но очень надеюсь, что данное может быть станет Вам полезно, и Вы выдадите нам ещё много хорошего.   Спасибо за внимание.

Опять же, с уважением к Вашим трудам, они наверняка заинтересовали не только меня.

[serk]

И чуть не забыл: Там ещё контакты реле во входных цепях "обтекаются постоянным током", чтобы контакты  всегда хорошо контачили и не проявляли нелинейных свойств.   Оказывается, всё это давно известные факты, по контактам в том числе, и по тому, что лучше резонансных входных цепей ещё ничего никто не придумал. И там конечно микроконтроллер следит за точным сопряжением всех контуров, потому что при настройке это всё зашили в ПЗУ.

И без УВЧ никуда, потому что шумы синтезатора, и УВЧ отключаемый, потому как аттенюаторы тоже есть, и после УВЧ тоже резонансные цепи, потому что УВЧ какой бы он ни был "линейный" лучше тоже подчистить.  И всё это давным-давно известно, и вот к тому и вернулись. Аж прикольно. Если бы не так поучительно...

 

А ещё я с грустью смотрел на трансивер Фогеля, где и резонансные входные цепи, и линейный УВЧ, и опять резонансные цепи, и ключевой смеситель, и правильно распределено усиление, и очень простая конструкция, и полностью доступная элементная база на 1978 год,  и очень хорошие отзывы. И журнал "Радио" не опубликовал это, потому что это был шедевр,  легко повторимый при том шедевр схемотехники, сделал который не кандидат наук Лаповок, а простой ПТУ-шник из глубинки.  И сколько будущих радиохулиганов и радиолюбителей не повторили из-за этого сей шедевр. 

 

Желаю Вам сделать тоже шедевр, который смогут повторить очень многие, и любимый мной некогда журнал Радио уже не станет препятствием для такого повторения. Интернет, видите ли...

[Anatol68]

Андрей, здравствуйте! Чем вызвано использование кварцевых резонаторов именно на 11.059MHz? Просто дешивизной и наличием в "закормах" или ...? Почти все добыл для сборки вашей Изюминки, за исключением полевиков в коммутаторе RX/TX  и кварцевых резонаторов. Купить на Али такие кварцы не проблема, однако в наличии есть порядка 300 резонаторов-лодочек на 8.867238...

[Relayer]

Выбор ПЧ равной 11.059 обусловлен двумя причинами:

1. Чем выше частота ПЧ тем дальше отстоит зеркальный канал приема и тем сильнее он подавлен.

2. Частота 8.86 достаточно близко расположена к частоте 40ка метрового диапазона что может создавать проблемы с пролазом помех по частоте ПЧ. 11MHz ближе к 30ти метровому диапазону, но лучше пожертвовать телеграфным варком чем 40кой.

 

А применить можно ЛЮБОЙ кварцевый фильтр на ЛЮБУЮ частоту. Если его характеристическое сопротивление лежит в диапазоне 150-300 ом то никаких изменений в схему вносить не нужно. Если существенно отличается то надо менять схему согласования с каскадами на полевиках, у которых входное/выходное равно 50 ом. Тут можно и трансформаторами и Г-цепочки в RFSimm посчитать. В общем есть варианты

 

SI2301 есть в имраде и космодроме. Вместо них можно применить любые ключевые P-канальные МОП транзисторы с малым сопротивлением канала в открытом состоянии. У SI2301 это сопротивление составляет 0.1ом, соответственно на них практичеcки не рассеивается мощность

 

В принципе можно не паять коммутатор RX/TX а поставить реле. Или сделать коммутатор на биполярных транзисторах как в Стрекозе

[serk]

Вместо этих ключей вполне можно взять в РКС е что-то вроде IRML6xxx дешевое и подходящее, лично я так и делал.

 

И все-таки я не узнал из сайта проекта DD2, прошу прощения если прощелкал

 

И что-то мне подсказывает, что не факт, что приемник даст фору р-250 как приемник

но как простая и хорошая для повторения конструкция он вне конкуренции,

придется попробовать!

А что скажет нам сам автор, ведь можно как то с чем то сравнить без приборов?

Отзывы автора, они многого стоят, ведь были и другие самоделки, разные входные цепи и разные синтезаторы,

разные антенны и разные люди все это повторяли наверное уже. Ведь сайт читает весь рл мир, а не только Одесса.

Лично мне приятно, что столь удачные конструкции исходят из нашего города.

Автору респект, как сейчас говорится.

 

PS: а меньше всего я хочу услышать что-то вроде: 'да все они работают почти одинаково"

[Relayer]

Я 250й слушал в конце 80х Тогда и эфир был другой и трава зеленее Поэтому сравнивать сложно. Но надо понимать что реинкарнация Изюминки - это попытка создать ПРОСТОЙ аппарат в противовес Клопику. Нельзя сравнивать его с промышленными стационарами - не та весовая категория.

[serk]

Хотя и много воды утекло, сравнивать хочется.

Особенно с классикой и с японцами.

Хочется, потому что не понятно кто победит.

Если бы было сразу и все понятно, то никто бы и не паял!