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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Reversible Breitbandkaskade. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Zivile Funkkommunikation Der vorgeschlagene Artikel befasst sich mit dem Design einer reversiblen Stufe bei Breitband-HF-Verstärkern, die in beiden Richtungen des Signaldurchgangs den gleichen Wert des Übertragungskoeffizienten haben. Es kann in einem Amateurfunk-Transceiver zwischen dem ersten Mischer und dem Hauptauswahlfilter (FOS) installiert werden. Die Umkehrkaskade besteht aus zwei nicht umkehrenden Verstärkern auf Basis der Transistoren VT1 und VT2 (Abb. 1), von denen jeder nur für seine eigene Signalflussrichtung arbeitet. Wenn der Verstärker beispielsweise mit VT1 betrieben wird (+12 V werden an seinen Stromanschluss C angelegt), werden die HF-Signale in der Richtung von Anschluss A zu Anschluss B verstärkt.
Die Verstärker werden nach dem Schema mit einer gemeinsamen Basis und negativer Rückkopplung auf nicht rauschenden reaktiven Elementen (der sogenannten X-Typ-Rückkopplung) hergestellt, was einen optimalen Dynamikbereich und eine hohe Empfindlichkeit ermöglicht [1]. Verstärker dieses Typs mit Verstärkungen von 4,5 ... 9,5 dB neigen praktisch nicht zur Selbsterregung, selbst wenn sie an die Anschlüsse A und B von Lasten (Transceiver-Knoten) angeschlossen werden, deren aktiver Widerstand deutlich von 50 Ohm abweicht, und das Vorhandensein einer großen reaktiven Komponente. Verstärker sind über kurze Koaxialkabel miteinander verbunden. Um den Einfluss eines derzeit inaktiven Verstärkers (z. B. auf VT2) auf einen funktionierenden Verstärker (auf VT1) zu eliminieren und dadurch die Möglichkeit einer Selbsterregung der gesamten Umkehrstufe in der Schaltung auszuschließen, sind die Schlüsseldioden VD3VD4 und VD7VD8 vorhanden Eingerichtet. Eine Kette aus Dioden VD1VD2 und Widerstand R2 legt den Ruhestrom des Transistors VT1 fest, und eine Kette aus VD5VD6 und Widerstand R6 legt den Ruhestrom VT2 fest. Die Widerstände R1, R3, R5, R7 und die Drosseln L2, L4 wirken antiparasitär, bei zu hoher Induktivität wird jedoch der Frequenzgang im HF-Bereich blockiert. Auch der Anschluss der Transceiver-Knoten an die Ports A und B muss mit kurzen Kabellängen erfolgen. Konstruktiv ist die Umkehrkaskade auf zwei Leiterplatten (jeder Verstärker separat) aus einseitiger Glasfaserfolie aufgebaut. Es sollte die größtmögliche Fläche der gemeinsamen Drahtschiene bereitgestellt werden. An jede Verstärkerplatine ist um den gesamten Umfang ein Abschirmstreifen aus verzinntem Blech mit einer Breite von 20 mm angelötet, der mit seinen Kanten symmetrisch über die Ober- und Unterseite der Platine hinausragt. In Verstärkern werden weit verbreitete Funkkomponenten verwendet: Widerstände - MLT-0,25, Kondensatoren - KM, K10-17. Die Dioden KD522A können durch jedes Silizium ersetzt werden. Die Induktoren L1 und L4 sind mit PEV-2 0,2-Draht in einer Lage Windung um Windung gewickelt, bis sie gefüllt sind, auf ringförmigen Ferrit-Magnetkernen mit einer Permeabilität von 1000–2000 NM, Größe K10 x 6 x 4 mm. Ihre Induktivität sollte im Bereich von 100 ... 220 μH liegen. Die Induktivitäten L2 und L3 sind auf ringförmige Ferrit-Magnetkerne mit einer Permeabilität von 1000 NM und der Größe K7x4x2 mm gewickelt. Ihre Wicklungen enthalten zwei Windungen PEV-2 0,25-Draht. Drosseln werden direkt an den Anschlüssen von Transistoren montiert. Die Transformatoren T1 und T2 sind mit PEV-2 0,25-Draht auf M2000NM-A-Ringferrit-Magnetkernen der Größe K16x10x4,5 mm gewickelt. Die Wicklungen I und II des Transformators enthalten jeweils 10 Windungen und die Wicklung III - 2 Windungen. Um die Isolierung des Drahtes nicht zu beschädigen, schneiden (füllen) wir vor dem Wickeln der Transformatoren an den Magnetkreisen mit Hilfe eines Schleifsteins die scharfen Kanten außen und innen ab. Indem wir zwei Drahtstücke mit der Berechnung von 3 ... 4 Drehungen pro Zentimeter zu einem „verdrillten Paar“ verdrillen, wickeln wir 10 Windungen gleichmäßig um den Umfang des Rings. Dies sind die Wicklungen I und II der Transformatoren. Um Wicklung III hinzuzufügen, wickeln wir zwei Windungen des „Twisted Pair“ von beiden Seiten des Rings und wickeln den gewickelten Teil mit einem dritten Draht mit demselben Durchmesser und in derselben Richtung um. Gleichzeitig machen wir pro Zentimeter des „Twisted Pair“ zwei Windungen des Wickeldrahtes III. Als nächstes stellen wir die vollständige Wicklung des Transformators wieder her. Bei der Installation von Transformatoren auf Verstärkerplatinen müssen nur noch die Wicklungsleitungen gelöst und beim Entlöten korrekt phasengesteuert werden. Generell gilt für den Einbau von Verstärkern, dass die Leitungen der Funkelemente eine Mindestlänge aufweisen müssen. Die Transistoren VT1 und VT2 haben Kühlkörper mit einer Fläche von etwa 50 cm2. Wir bauen die zusammengebauten Verstärker separat nach der folgenden Methode auf (wir betrachten das Beispiel eines Verstärkers auf VT1). Auf der Platine löten wir einen der Anschlüsse des Kondensators C2 ab und schließen die Wicklungen der Drosseln und Transformatoren mit Drahtbrücken. Wir legen eine Versorgungsspannung von +12 V an Port C an. Durch Auswahl des Widerstands R2 stellen wir den Strom durch den Transistor VT1 auf 45 ... 50 mA ein. 10 Minuten nach dem Anlegen der Spannung überwachen wir diesen Parameter erneut und korrigieren ihn gegebenenfalls. Schalten Sie die Stromversorgung aus. Wir entfernen die Jumper von den Induktivitäten und löten C2. Essen erneut servieren. Wir sind davon überzeugt, dass es aufgrund des fehlenden Anstiegs des verbrauchten Stroms zu keiner Selbsterregung des Verstärkers kommt. Sowohl bei Vorhandensein von Lastwiderständen am Ein- und Ausgang als auch bei deren Abwesenheit sollte keine Selbsterregung auftreten. Andernfalls sollten Sie die Windungszahl der Induktivität L2 leicht erhöhen und/oder den Widerstandswert der Widerstände R1 und R3 verringern. In der Praxis tritt Selbsterregung am häufigsten auf, wenn die Phasenlage der Transformatorwicklungen falsch ist. An Port A schließen wir das GSS mit Rout = 50 Ohm und an Port B ein HF-Voltmeter mit Rin = 50 Ohm an. Wir entfernen den Frequenzgang des Verstärkers. Dann schließen wir im Gegenteil das GSS an Port B und ein HF-Voltmeter an Port A an. Die Eigenschaften der Verstärker in beide Richtungen und untereinander sollten möglichst identisch sein. Nach Abschluss des Aufbaus werden die abgeschirmten Verstärkerplatinen zusammengelötet. Ihre Ein- und Ausgänge sind durch Segmente eines Koaxialkabels gemäß Abb. miteinander verbunden. 1 und externe Schaltkreise (Transceiver-Knoten). Der Frequenzgang der Autorenversion der Verstärker ist im oberen Teil von Abb. 2 dargestellt. XNUMX.
Unten sind zwei Kurven dargestellt. Einer von ihnen Ku (rev.) zeigt den Dämpfungskoeffizienten an, der vom Verstärker bei fehlender Versorgungsspannung eingeführt wird (d. h. er kann auch als Dämpfungsglied verwendet werden), der zweite Ku (razv.) - der Entkopplungskoeffizient zwischen den Anschlüssen abhängig von der Frequenz. Bei „echten“ Transceivern ist es wünschenswert, im Empfangsmodus eine höhere Stufenverstärkung zu haben als im Sendemodus, da das Signal beim Senden mit höheren Pegeln gebildet wird. Das Schema dieser Umkehrstufe ermöglicht es Ihnen, die erforderlichen Verstärkungen für verschiedene Richtungen des Signaldurchgangs zu implementieren, indem Sie nur die Anzahl der Windungen der Wicklung des OOS (III) des entsprechenden Transformators auswählen. Literatur
Autor: V.Artemenko
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