Гетеродин для высококачественного конвертера или трансвертера - очень ответственный узел, от него в очень большой степени зависит качество работы всего аппарата.  Гетеродин должен выдавать спектрально чистый сигнал с уровнем, достаточным для работы высокоуровневого пассивного смесителя. А широкое применение цифровых видов работы накладывает высокие требования к долговременной стабильности частоты такого гетеродина.

Очень облегчают построение такого узла появившиеся в продаже и доступные кварцевые генераторы на нужные нам частоты, в данном случае - 116Мгц, по традиции используемые для переноса частот диапазона 2 м на 28 Мгц. (Я делал перенос на 44Мгц - тоже работает. :) )

Мною были приобретены на Ebay вот такие генераторы: TCXO-0-3PPM-116-000MHz-Sine-wave-Ultra-precision-Oscillator - достаточно стабильные и с малым уровнем внеполосных излучений и фазовых шумов. Но при длительной работе в условиях закрытого корпуса и сильного нагрева от усилителя мощности всё равно наблюдался пусть очень небольшой, но заметный уход частоты. Поэтому были проведены эксперименты с помещением генератора в термостат - стабильность заметно улучшилась.

Выходной сигнал генератора имеет амплитуду порядка 1.5в, которая при подключении нагрузки 50 Ом падала до 0.9в. То есть дополнительный усилитель сигнала необходим, особенно в случае применения высокоуровневого пассивного смесителя на диодах или коммутируемых ключах. В результате родились вот такая схема и конструкция.  

Принципиальная схема.

Термостат реализован на микросхеме U1, представляющей собой регулируемый стабилизатор напряжения, нагруженный на резистор R1, используемый в качестве нагревательного элемента. R3 - терморезистор, от степени нагрева которого зависит выходное напряжение. При выбранных номиналах резисторов выходное напряжение составляет 5в (при комнатной температуре), а ток через стабилизатор и нагрузку составляет 100мА, что приводит в выделению 1.3 ватта мощности в виде тепла. Как оказалось - этого вполне достаточно для нагрева имеющегося у меня корпуса.

При нагреве резистора R1 и корпуса стабилизатора U1 сопротивление R3 уменьшается, что приводит к уменьшению напряжения на нагрузке, соответственно - снижению тока и уменьшению нагрева нагрузки и корпуса стабилизатора. При снижении температуры - обратный процесс, чем и достигается эффект стабилизации температуры. Так как мощность нагревательного элемента невелика, а корпус достаточно массивен, выход на режим стабилизации температуры может занять значительное время. Поэтому термостат запитан от отдельной цепи, напряжение на которую подаётся и при выключенном трансвертере. Разумеется, общий блок питания должен работать. При большой необходимости можно запитать термостат от отдельного источника питания, который может быть очень небольшой мощности. (адаптер в розетку)

Модуль кварцевого генератора питается от +5в, поэтому в схему введён интегральный стабилизатор на фиксированное напряжение +5в. в миниатюрном корпусе, дополнительный усилитель питается от 13.8в. Надо отметить, что напряжения для питания всей схемы могут отличаться от используемых мной и лежать в диапазоне от +8 до 14в.  Усилитель выполнен на СВЧ биполярном транзисторе средней мощности VT1 по схеме с ОЭ. Ток покоя его установлен на уровне  50мА, нагрузка - трансформатор Tr1, на выходе - ФНЧ с частотой среза порядка 130МГц. Каскад охвачен очень глубокой ООС через резистор R7, что повышает его линейность. Усиление также снижается, но в данном случае большое усиление и не требуется - 10-12 дб. вполне достаточно. Уровень выходного сигнала может быть весьма большим, до полуватта, и плавно изменяется в широких пределах при помощи С5. 

       Детали, наладка и конструктив..

Типы и номиналы большинства  элементов есть на принципиальной схеме. U1 - версия стабилизатора LM317 в корпусе SOT223. U2 - в корпусе SOT89.  R3 - три smd терморезистора по 10k в параллель, R1 - безиндукционный резистор 50 Ом и мощностью 10 ватт. Выбор такого резистора обусловлен тем, что он имеет очень небольшие габариты и удобен для припайки прямо на корпус, что позволяет эффективно передавать тепло. Разумеется, можно применить и другие резисторы, даже обычные МЛТ, но в этом случае их надо будет изолировать от корпуса и сажать на термопасту. Отвод тепла от стабилизаторов и транзистора усилителя осуществляется через облуженные толстым слоем припоя дорожки печатной платы, а также через тонкий (1 мм) текстолит платы - на корпус. Транзистор усилителя может быть любой СВЧ средней мощности. Трансформатор Tr1 взят готовый, от какой-то техники, представляет собой симметрирующий ВЧ трансформатор на миниатюрном "бинокле". Индуктивность L1 - стандартная, миниатюрная под smd монтаж, 0.82 микрогенри. При наличии места конденсаторы С15 и С16 можно поставить подстроечные, что позволит более точно согласовать выход генератора с нагрузкой.

Все детали - smd, электролитические конденсатор - smd танталовые, остальные - керамика.  Весь узел помещён в подходящий корпус из посеребрённой латуни, питание подаётся через проходные конденсаторы, выходной сигнал - через разъём SMA. 

R1ZH © 2017