Записки программиста

От старых проектов у меня осталось много разных модулей — двунаправленных усилителей, кварцевых SSB-фильтров, паянных-перепаянных смесителей SBL-1, и прочих. Не похоже, что данные модули пригодятся мне в обозримом будущем, а распаивать их нет ни времени, ни особого желания. В итоге они лежат без дела и занимают место. Было решено сделать на основе ненужных модулей простой SSB-трансивер на диапазон 40 метров. Так я хоть изредка буду использовать их по назначению.

По аналогии с предыдущими проектами, такими, как HBR/3B, HBR/8B и AYN/4B, данный трансивер получил имя HBR/40. Это означает «homebrew radio for 40 meters». Заметили, как мастерски я решаю одну из сложнейших проблем в информатике?

В популярном интернет-магазине был найден подходящий пластиковый корпус 200x165x65 мм с откидной ножкой. На практике эта ножка оказалась не так уж полезна. Прорезать ровные квадратные отверстия у меня получается редко. Поэтому передняя и задняя панели были напечатаны на летающем медведе белым пластиком PLA. Белый пластик хорош тем, что с ним неплохо смотрятся надписи, напечатанные на маркираторе. Какого-либо экранирования в данном проекте не планировалось. По моему скромному опыту, оно не так уж и нужно, и чаще приводит к паразитным колебаниям, чем приносит какую-либо пользу.

Внешний вид устройства:

Поскольку стояла задача сделать максимально простой трансивер, то S-метр, индикатор напряжения питания, расстройку и прочие навороты было решено не добавлять. Однако КСВ-метр нужен обязательно, даже в таком простом проекте. Я подумал, что здесь подойдет LED-дисплей на базе MAX7219. В ретроспективе, это было ошибкой.

Оказалось, что MAX7219 генерируют низкочастотный шум. Он подхватывается УНЧ и идет на динамик или в наушники. Переделывать переднюю панель на проверенный ЖКИ 1602 не хотелось. Выяснилось, что шум уходит в неслышимый диапазон ниже 20 Гц, если питать модуль пониженным напряжением около 2.3 В. В схему был добавлен соответствующий потенциометр. При питании от 2.3 В дисплей светится менее ярко, но информация все еще читается. В будущих трансиверах я вряд ли снова воспользуюсь MAX7219.

Структурная схема HBR/40:

ГПД (VFO) — на Si5351, опорный генератор (BFO) — аналоговый, чтобы было меньше пораженок. УМ — класса AB на 2N2219A и IRF510. КСВ/ваттметр — на бинокле BN61-202 по схеме Стоктона. Последний также защищает трансивер от статики, так как представляет собой КЗ по постоянке. ФНЧ используется как на передачу, так и на прием. На прием фильтр обеспечивает лучшее подавление зеркальных каналов.

Коммутация НЧ сигналов — на паре транзисторов 2N7000. Схема переключения RX/TX — на паре IRF4905. В общем и целом, HBR/40 не использует ни одной новой схемы. Все схемы являются проверенными и надежными.

Так компоненты разместились внутри корпуса:

Проект выполнен моим любимым навесным монтажом. Это быстрый, надежный и дешевый способ, позволяющий легко вносить изменения в схему. Очень удобно при прототипировании и/или когда не планируется серийное производство.

Мне хотелось использовать большие семисегментные индикаторы 0.56". Однако на руках были только модули MAX7219 с маленькими индикаторами. Маленькие индикаторы я выпаял и подпаял проводами большие. Поэтому на фотографии вы видите кучу проводов.

Кусок текстолита был приклеен к корпусу при помощи эпоксидки. Это намного проще и быстрее, чем что-то там сверлить, а по надежности не уступает. Платы модулей на Si5351 и MAX7219 были установлены вертикально, также при помощи эпоксидки. Это позволило сэкономить место на текстолите. Наконец, эпоксидкой дополнительно закреплен радиатор транзистора IRF510, чтобы не качался.

На прием HBR/40 потребляет 230 мА. Вывод частоты можно отключить при помощи кнопки DISP. В данном режиме потребление тока составляет 194 мА. Если отключить еще и RFAMP, ток падает до 183 мА. Чувствительность HBR/40 составляет -126 dBm. На передачу трансивер потребляет 1.2 А, при этом в эфир идет около 6 Вт или 38 dBm. Все гармоники на 0-150 МГц подавлены на ≥ 44 dB. В SDR-приемнике сигнал выглядит законно и звучит разборчиво. Корреспонденты дают нормальные рапорты для QRP.

Из дефектов удалось найти две пораженки. Они негромкие и находятся по краям диапазона, на 7.005 МГц и 7.198 МГц. Было решено ничего с ними не делать. Ночью трансивер может перегружаться сигналами от мощных AM-радиостанций. Проявляется не постоянно, а только при особенно хорошем прохождении до этих радиостанций. Перемещение тумблера RFAMP в нижнее положение устраняет проблему.

Схему трансивера можно скачать здесь [PDF], а исходники прошивки — здесь. Субъективно, получился неплохой однодиапазонный SSB трансивер. Проект рекомендуется для повторения начинающим радиолюбителям-конструкторам. Трансивер можно долго дорабатывать. Например, добавить S-метр, поддержку телеграфа и дополнительных диапазонов, попробовать АРУ по ВЧ, и так далее.

Дополнение: Продолжение истории ищите в статье HBR/MK2: коротковолновый CW/SSB QRP-трансивер.

Метки: STM32, Беспроводная связь, Любительское радио, Электроника.