КОРОТКОВОЛНОВЫЕ КОНВЕРТЕРЫ

 Конвертером называют дополнительное устройство к приемнику, преобразующее частоту принимаемого сигнала в некоторую промежуточную частоту, значение которой находится в пределах диапазона приемника. В результате такого преобразования появляется возможность с помощью приемника, имеющего, например, только средневолновый диапазон, принимать передачи коротковолновых радиостанций.

 Основной частью конвертера является преобразователь частоты, принцип работы которого аналогичен принципу работы преобразователя частоты приемника супергетеродинного типа. Отличие состоит лишь в выборе значения промежутечной частоты конвертера.

В сочетании с приемниками прямого усиления, имеющими низкую чувствительность и избирательность по соседнему каналу, конвертеры применяются редко.

По структурной схеме конвертеры можно условно разделить на две основные группы. К первой, наиболее распространенной группе, относят конвертеры, не содержащие органов плавной настройки. На рис. 7 приведена структурная схема конвертера первой группы. Он содержит входное устройство (ВУ) 1, преобразователь частоты и источник питания 4. Преобразователь частоты, в свою очередь, состоит из сместителя 2 и гетеродина 3. В простейших преобразователях частоты функции смесителя и гетеродина выполняет один и тот же транзисторный или ламповый каскад.

Таблица 1

Граничные частоты основных KB диапазонов

Примечание. В соответствию с ГОСТом 5651 — 76 «Приемники радиовещательные. Общие технические условия» работа приемников возможна в KB диапазоне, занимающем полосу частот, 3,95 — 12,1 МГц (75,9 — 24 8 м). Этот диапазон обычно делится на отдельные растянутые диапазоны (поддиапазоны) 75, 49, 41, 31 и 25 м, охватывающие участки частот, близкие к указанным.

ВУ служит для выделения сигналов радиостанций, работающих в определенной полосе частот, и содержит обычно одиночный резонансный контур. На коротких волнах (KB) полоса пропускания 2Af этого контура, зависящая от его добротности Q и частоты настройки f₀, получается широкой

Обычно, если ширина диапазова частот f_un — fci, в котором должен работать конвертер, составляет не более 2 — 3 % от средней частоты диапазона f_cp(f_cp = (f_с1+f_cn)/2) то полоса пропускания 2Дf ВУ мало отличается от ширины диапазона. Поэтому ВУ не вносит существенного ослабления сигнала в полосе пропускания и, следовательно, практически отсутству-.ет необходимость в подстройке входного контура на частоту принимаемой радиостанции.

Рис. 8. Образование первой промежуточной частоты в конвертере с фиксированной настройкой

В табл. 1 приведены границы частот основных KB диапазонов, отведенные Международным союзом электросвязи для радиовещания. Там же указаны границы KB диапазонов, выделенные Министерством связи СССР, для радиолюбительских связей. Из приведенных в таблице данных следует, что подавляющее большинство KB диапазонов укладывается в «норму» 2 — 3 %. Лишь диапазоны 10, 49, 80 и 160 м превышают эту норму и, следовательно, можно ожидать лекоторого ослабления сигнала на граничных частотах: 28 и 29,7 МГц; 5,95 и 6,2 МГц; 3,5 и 3,65 МГц; 1,85 и 1,95 МГц.

Вернемся, однако, к рассмотрению структурной схемы (см. рис.7). С выхода ВУ принятые сигналы с частотами f_c1, f_с2 — f_сn поступают на вход смесителя. Одновременно на смеситель поступает сигнал от гетеродина, работающего на фиксированной частоте f_г. В результате работы преобразователя частоты на его выходе формируются сигналы с различными промежуточными частотами:

f_н1=f_c1 — f_г; f_П2 = f_С2 — f_г; f_пз=f_сз — f_г ... f_Пn = f_cn — f_г, которые называют сигналами первой промежуточной частоты. Каждый из этих сигналов несет информацию, передаваемую .. соответствующей радиостанцией. Значение первой промежуточной частоты является, очевидно, величиной переменной, поскольку каждому из KB радиосигналов, поступившему на вход смесителя, соответствует «своя» промежуточная частота. Образование первой промежуточной частоты в конвертере с фиксированной настройкой легко уяснить из рис. 8.

С выхода преобразователя частоты (см. рис. 7) сигнала первой промежуточной частоты f_н1, f_п2, f_п3... f_пn поступают на вход приемника, работающего в диапазоне указанных промежуточных частот, совпадающих, как правило с частотами СВ диапазона. Настраивая приемник на сигнал определенной промежуточной частоты, можно осуществлять прием программ интересующих нас радиостанций.

Таким образом, конвертер в совокупности с приемником, к которому он подключается, образует приемное, устройство с двойным преобразованием частоты. При этом первая промежуточная частота оказывается переменной (от fm до fnn), а вторая — фиксированной и равной промежуточной частоте, используемой в приемнике (обычно 465 кГц).

Следует отметить, что применение конвертера, выполненного по структурной схеме рис. 7, с приемником, рассчитанным для работы с ферритовой антенной, в диапазоне СВ иногда оказывается невбзможным, так как на вход приемника помимо сигналов с частотами fa — fan будут воздействовать сигналы радиостанций СВ, что приведет к взаимным помехам. В таких случаях .применяют различные схемные решения, уменьшающие этот вид помех или полностью их устраняющие.

Конвертеры, выполненные по структурной схеме рис. 7, отличаются простотой налаживания и наличием растянутой настройки. Они нашли- широкое распространение среди радиолюбителей-конструкторов, увлекающихся радиоприемными устройствами. Недостатками конвертеров этой группы являются некоторое ослабление сигналов принимаемых радиостанций на краях диапазонов (из-за фиксированной настройки ВУ), возможность помех от радиостанций, работающих в полосе промежуточных частот получающихся на выходе преобразователя, и др.

Рис. 9. Структурная схема конвертера с плавной настройкой:

1 — входное устройство с плавной настройкой (ВУ); 2 — смеситель; 3 — гетеродин с плавной настройкой; 4 — источник питания; 5 — приемник;

Конвертеры второй группы строятся по структурной схеме (рис 9) и содержат элементы плавной настройки (блоки переменных конденсаторов или ферровариомет-ры) в ВУ и гетеродине. Про принципу действия эти конвертеры не отличаются от преобразовательного каскада, приемника супергетеродинного типа. Здесь также частота гетеродина конвертера f_r отличается по значению от частоты сигнала f_c принимаемой радиостанции на промежуточную частоту f_п (f_п=fc — f_r или f_п=f_c+f_r), которая в пределах рабочего диапазона остается постоянной. Частоту гетеродина конвертера выбирают выше или ниже частоты принимаемого сигнала.

Таким образом, приемник, работающий совместно с таким конвертером, имеет фиксированную настройку на промежуточную частоту f_ш а поиск нужной радиостанции производится путем плавной настройки конвертера, например, как показано на рис. 9, с помощью блока конденсаторов переменной емкости С1, С2.

В сравнении с конвертерами первой группы, устройства, строящиеся по структуре рис. 9, менее критичны к выбору значения промежуточной частоты и обеспечивают более равномерную чувствительность в сравнительно широком диапазоне частот. Их применение наиболее целесообразно с приемниками, имеющими магнитные антенны, а также в тех случаях, когда использование конвертеров с переменной промежуточной частотой неприемлемо из-за помех со стороны мощных радиостанций. Однако в радиолюбительской практике конвертеры с фиксированной промежуточной частотой применяются реже, так как их конструкция сложнее (приходится устанавливать блок переменных конденсаторов или ферровариометров, шкалу настройки, верньер и т. д.).

На практике встречаются варианты схем конвертеров обеих групп. Так, например, конвертеры первой группы могут содержать ВУ с плавной подстройкой на частоту принимаемых радиосигналов, что позволяет повысить чувствительность всего приемного устройства на краях диапазона. Для упрощения конструкции конвертеров второй группы ВУ часто выполняют с фиксированной -настройкой на среднюю частоту диапазона. Но такое решение, хотя и позволяет упростить конструкцию и налаживание конвертера, оправдано лишь в том случае, если предполагается работа в сравнительно узком диапазоне частот. Несколько общих замечаний, относящихся почти ко всем схемам конвертеров, которые будут рассмотрены ниже

Наиболее часто конвертеры с фиксированной настройкон, т. е. с переменной промежуточной частотой, работают с приемниками, имеющими диапазон СВ. Если приемник имеет магнитную антенну, то желательно предусмо_; треть возможность ее отключения и замены такой антенны эквивалентной индуктивностью (прием ведут на внешнюю антенну). Если этого не сделать, то, как уже указывалось, в процессе настройки приемника на нужную KB радиостанцию могут наблюдаться помехи от СВ радиостанций, работающих на частоте настройки приемника (из рис. 8 следует, что такие помехи возможны на участке частот от f_n1 до f_пn).

Для уменьшения помех от -GB радиостанций соединение выхода конвертера со входом приемника следует выполнять отрезком коаксиального кабеля длиной не более 20 — 25 см. Кроме того, катушки входного контура СВ диапазона желательно экранировать.

Следует иметь в виду, что качественная настройка любого конвертера возможна только с применением измерительной аппаратуры. Поэтому приведенные ниже методики налаживания конвертеров базируются на использовании таких приборов, как сигнал-генератор (СГ), гетеродинный индикатор резонанса (ТИР), генератор стандартных сигналов (ГСС) и т. п. В том случае если радиолюбитель не имеет этих приборов, он может воспользоваться измерительными приборами, имеющимися в лабораториях спортивно-технических клубов ДОСААФ, радиотехнических школ ДОСААФ и радиокружков

При налаживании конвертеров с помощью СГ (ГCC) во всех случаях должна быть включена внутренняя модуляция Настройку колебательных контуров следует производить при минимальном уровне входного сигнала: в противном случае в приемнике сработает система АРУ и точная настройка контуров будет невозможна. Большие уровня сигнала от СГ (ГСС) на вход конвертера допустимо подавать только при ориентироврчном определении частоты настройки отдельных контуров, укладке частоты гетеродина.

Рассмотрение таких вопросов, как принцип действия отдельных узлов, порядок налаживания, касается не только ламповых конвертеров, но и транзисторных. Поэтому радиолюбителям, решившим построить транзисторный конвертер, автор рекомендует предварительно ознакомиться с описаниями схем ламповых конвертеров.