AYN/4B: компактный супергетеродинный CW QRP трансивер
1 мая 2023
Трансивер AYN/DC вышел довольно неплохим. Мне понравился форм-фактор, а также то, что в него удалось уместить четыре КВ-диапазона. Но не обошлось и без дефектов. В частности, приемник явно мог бы быть лучше. А как улучшить приемник? Конечно же, переделать его на нормальный супергетеродин.
Новый трансивер получил имя AYN/4B, что означает «All You Need / 4 Bands». Я отношу его к ряду минималистичных трансиверов, коими были AYN, AYN/DC, AYN/3C, и другие.
Основная проблема заключалась в том, что супергетеродин на плате 100x90 мм наверняка не поместится. Но ведь плата не обязана быть квадратной. Ее можно сделать 115x90 мм со срезанными углами. То есть, в форме восьмиугольника. При этом она будет все так же входить в корпус Hammond 1590BB, но обладать большей площадью. Далее вспоминаем, что компоненты не обязаны быть на одной стороне платы. Кое-какую SMD мелочевку можно припаять и со второй стороны. Вот теперь должно поместиться.
После нескольких вечеров за KiCad я убедился, что это действительно так. В первой версии платы использовалась ПЧ 4.9152 МГц. Результат меня не впечатлил. Приемник ловил довольно громкие наводки около 7.0215 МГц и 14.0437 МГц, притом они были слышны на интервале в несколько килогерц. На изучение проблемы было потрачено немало времени. К сожалению, это не что-то простое вроде приема гармоник VFO в зеркальных каналах. Данный дефект я не смог устранить и переделал плату на проверенную ПЧ 9 МГц.
Внешне трансивер получился похож на AYN/DC, только я добавил тумблеры для отключения подсветки и предусилителя:
А вот что находится внутри:
В отличие от AYN/DC, здесь есть ФНЧ. Это эллиптические фильтры, один на 40 и 30 метров, второй на 20 и 17 метров. Притом, ФНЧ используются как на передачу, так и на прием. На прием они обеспечивают лучшее подавление зеркальных каналов. Сигнал с уровнем S9 в зеркальном канале слышен как едва уловимое присутствие.
За измерение КСВ отвечает мост Стоктона на бинокле BN61-202. Как и ФНЧ, он используется при работе как на прием, так и на передачу. При работе на прием он выполняет функцию дросселя для защиты от статики, так как представляет собой КЗ по постоянному току.
В качестве УМ на этот раз применена схема на BS170 и IRF510. Данный выбор был сделан для удешевления и повторяемости конструкции. На BS170 нанесена термопаста и он придавлен к корпусу. При подаче несущей в течение минуты температура транзистора не превышает 52°C. Эффективность при работе на передачу составляет ~50%. Побочные продукты подавлены на 45+ dB.
Прошивка адаптирована из HBR/8B и имеет соответствующий функционал. В частности, есть возможность записи и воспроизведения сообщений.
Чувствительность приемника составляет по крайней мере -126 dBm, даже при питании от 9 В. Несмотря на то, что в этом случае проседает сигнал опорного генератора, который здесь аналоговый. Было найденно несколько пораженок. Они тихие и находятся далеко от QRP частот, в самом начале диапазонов 40 и 20 метров. Поэтому было решено ничего с ними не делать. Учитывая плотность размещения компонентов и отсутствие экранирования, результат вполне достойный. Паразитные хлопки при изменении частоты или переходе между приемом и передачей отсутствуют.
При питании от 13.8 В на прием AYN/4B потребляет 235 мА с подсветкой и 215 мА без подсветки, а на передачу — от 1.0 А до 1.2 А, в зависимости от диапазона. Это больше, чем у AYN/DC. Напомню, что на прием он потребляет 140 мА.
Зависимость выходной мощности от напряжения питания получилась такой:
Vcc 40m 30m 20m 17m
13.8 7.8 6.9 6.8 4.2
13.0 7.7 6.8 6.5 3.6
12.6 7.6 6.7 6.1 3.3
12.0 7.4 6.4 5.5 3.0
11.0 6.0 5.4 4.6 2.5
10.0 4.8 4.3 3.7 2.0
9.0 3.1 3.0 2.2 1.0
В ретроспективе можно сказать, что AYN/4B получился в чем-то лучше AYN/DC, а в чем-то хуже. Приемник у AYN/4B определенно лучше. Но платить за это приходится большим потреблением тока. Также AYN/4B несколько сложнее в повторении, поскольку нужно измерять и подбирать кварцы. С другой стороны, AYN/4B — это фактически разведенная плата трансивера HBR/8B, который является стационарным. Только в AYN/4B меньше диапазонов, нет S-метра и сделана пара-тройка других изменений. Субъективно, каждый из названных трансиверов хорош по-своему.
Схему AYN/4B, а также прошивку и файлы Gerber вы найдете на GitHub. В том же репозитории находятся скриншоты с измеренными АЧХ фильтров, выходной мощностью и уровнем гармоник.
Дополнение: См также HBR/MK2: коротковолновый CW/SSB QRP-трансивер.
Метки: STM32, Беспроводная связь, Любительское радио, Электроника.
Вы можете прислать свой комментарий мне на почту, или воспользоваться комментариями в Telegram-группе.