На главную

В. Рубцов (UN7BV)
"КВ-журнал" №2 1996г.

Электронный коммутатор сигналов

Трансиверы, построенные по схеме, аналогичной "Радио-76", обладают, как известно, рядом преимуществ: схемной простотой, небольшим числом примененных деталей, большим коэффициентом их использования при работе, как на прием, так и на передачу, и хорошими техническими характеристиками. Есть, однако, у подобных трансиверов и существенный недостаток: для коммутации сигналов гетеродинов при переходе с приема на передачу необходимо специальное устройство. Применение для этой цели электромагнитных реле упрощает схему, но одновременно приводит к снижению надежности устройства в целом из-за невысокой надежности механических контактов. Кроме того, наличие емкости между контактами реле создает положительную обратную связь между смесителями, из-за чего могут самовозбудиться усилительные каскады трансивера при работе на передачу (особенно сильно этот нежелательный эффект проявляется на высокочастотных диапазонах). А наличие наводок от выходного каскада усилителя мощности на коммутируемые с помощью реле цепи приводит к появлению дополнительных гармоник в частотном спектре гетеродинов из-за смешивания сигналов на нелинейных элементах.

Избавиться от этих недостатков можно применением электронного коммутатора, как это сделано в трансивере "Радио-76М2". Однако наличие в нем четырех эмиттерных повторителей существенно усложняет схему: число элементов становится соизмеримым с числом деталей основного тракта трансивера.

Предлагаемый вниманию читателей электронный коммутатор на высокочастотных диодах лишен недостатков, присущих релейным коммутаторам, и значительно проще коммутатора, примененного в "Радио-76М2". На рис. 1 изображена схема коммутатора на четырех кремниевых диодах.

В режиме передачи напряжение +12 В подано в точку А [ +12 В (ТХ)], напряжение в точке Б равно 0. Положительное напряжение через резистор R2 поступает на анод диода VD1 и открывает его, при этом диод VD2 закрывается. Это же напряжение через резистор R4 открывает диод VD4 и закрывает VD3. В результате сигнал генератора плавного диапазона (fгпд) через конденсатор С3, открытый диод VD1 и конденсатор С1 поступает на смеситель 1, а сигнал кварцевого генератора (Fкг) -через С6, VD4 и С8 - на смеситель 2.

В режиме приема напряжение +12 В снимается с точки А и подается в точку Б [ + 12 В (RX)]. В результате диоды VD1, VD4 закрываются, а VD2, VD3 открываются, и сигнал Fгпд поступает на смеситель 2, a fкг - на смеситель 1.

Электронный переключатель, схема которого изображена на рис. 2, отличается от описанного тем, что последовательно с каждым из кремниевых диодов (VD2, VD4, VD5, VD7) включен германиевый (VD1, VD3, VD6, VD8).

Обратное сопротивление закрытого германиевого диода составляет несколько сотен кило-ом, поэтому при подаче на его катод закрывающего напряжения +12 В на его аноде появляется некоторое напряжение, зависящее от сопротивлений элементов, входящих в состав образовавшегося делителя (в режиме передачи - это сопротивление резистора R2, прямые сопротивления диодов VD1, VD2, сопротивление резистора R1, обратные сопротивления диодов VD3, VD4, сопротивление резистора R3 и сопротивление утечки цепей, подключенных к точке Б). И хотя это напряжение относительно невелико (около 1 В), его хватает, чтобы надежно закрыть включенный последовательно кремниевый диод (в данном случае VD4). Последовательное включение двух диодов не только уменьшает проходную емкость, но и почти полностью отсекает "нерабочие" участки соединительных проводов, на которых может наводиться паразитная ЭДС от оконечного каскада усилителя мощности (в режиме передачи).

При монтаже диоды VD1, VD3 необходимо разместить непосредственно у входа смесителя 1, VD6 и VD8 - у входа смесителя 2, а VD2, VD5 и VD4, VD7 -соответственно рядом с ГПД и КГ.

На рис. 3 показана схема аналогичного коммутатора, но в нем германиевые диоды заменены кремниевыми.

Поскольку обратное сопротивление кремниевого диода намного больше, чем германиевого, изоляция отключенных цепей, а следовательно, и технические характеристики коммутатора оказываются значительно лучше. Для получения закрывающего напряжения вторых диодов (VD4, VD6, VD7, VD9) пришлось использовать дополнительные резисторы сопротивлением 1 МОм (R2, R3, R8, R9). Подаваемое через них положительное напряжение надежно закрывает вторые диоды, но в то же время его не хватает для открывания первых диодов (VD3, VD5, VD8, VD10), поэтому они тоже оказываются закрытыми. Диоды VD3 - VD10 располагают, как и в предыдущем случае, рядом с соответствующими смесителями и гетеродинами. Развязывающие диоды VD1, VD2 предотвращают подачу положительного напряжения на аноды закрытых диодов, а также из цепей +12 В (ТХ) в цепи +12 В (RX), и наоборот, через резисторы R2, R3, R8, R9.

Последний коммутатор несколько сложнее предыдущих, но обеспечивает наиболее полную развязку гетеродинных и смесительных цепей. В отличие от примененного в "Радио-76М2" в диодном коммутаторе можно ограничиться всего двумя эмиттерными повторителями (для согласования с балансными смесителями).

Вместо диодов КД503А в описанных устройствах можно применить КД504А, КД510А, КД512А, Д104А, Д105А. Д106А, а вместо Д18 - Д20, Д9А-Д9М, Д2Е.


Проектирование и изготовление козырьков из поликарбоната в Москве.