Перший приймач: 40 метрів витої пари і круглий стіл Волині
Мені хотілося почути ефір апаратом, який я перед тим тримав у руках розібраним. Не купити готове й увімкнути, а спаяти, налаштувати, підняти дріт на шість метрів і зловити живі голоси. Вийшло на 80 метрах, у неділю вранці.
Що саме я збирав
«JUNIOR» — радіоконструктор Сергія Беленецького, US5MSQ: КВ-приймач початківця на два діапазони, 80 і 20 метрів. Тільки приймач: передавального тракту в ньому немає взагалі — антена на вході, навушники на виході, і нічого назад в ефір. Я прочитав його статтю про збірку і купив набір напряму в автора.
Вибір комплекту, а не власної конструкції з нуля, був свідомий. У першого приймача є одна пастка: він мовчить, і незрозуміло чому. Схема? Монтаж? Деталі? Антена? Проходження? Готовий набір викреслює з цього списку схему й деталі. Лишається моє паяння і моя антена — рівно те, чого я хотів навчитися.
Схема в одному абзаці
Супергетеродин з одним перетворенням. Сигнал з антени йде через регульований атенюатор і двоконтурний смуговий фільтр на перший змішувач SA612. Гетеродин — ГПД на 8,5–8,8 МГц для 80 метрів або 9–9,35 МГц для 20; діапазони перемикає реле. Проміжна частота 5 МГц проходить чотирирезонаторний кварцовий фільтр смугою 2,4 кГц, підсилюється одним каскадом на транзисторі й потрапляє на другий SA612, який тут працює змішувальним детектором з опорником на 4998 кГц. Далі LM386 і навушники. Настроювання — варикапом від потенціометра, тобто ручка крутить не конденсатор, а напругу.
| Параметр | Значення |
|---|---|
| Діапазони | 3,5–3,81 і 14–14,35 МГц |
| Проміжна частота | 5 МГц, кварцовий фільтр 2,4 кГц за рівнем −6 дБ |
| Смуга звукових частот | 300–2700 Гц |
| Чутливість | 0,6 мкВ при S/N 10 дБ |
| Дзеркальний канал | не менше 40 дБ |
| Глибина АРУ | не менше 50 дБ |
| Вихідна потужність НЧ | не менше 300 мВт на 8 Ом |
| Живлення | 9–12 В |
| Плата | 89×66 мм |
Це цифри автора з опису конструкції, а не мої виміри. Своїх я тоді ще не вмів робити.
Три вечори з паяльником
12 листопада 2023-го, гола плата версії 2.5. Двосторонній склотекстоліт з маскою і повною шовкографією: кожна позиція підписана, шукати нічого не треба. Обидва змішувачі в корпусах SOIC уже стояли на платі — SMD автор запаює сам, і для набору початківця це правильне рішення: найтонше вже зроблено, а все, що лишилося, паяється звичайним жалом.
Порядок автора: спершу резистори й конденсатори, потім дроселі L1–L4 на висоті 1–1,5 мм над платою, L6 вертикально, далі роз'єми, реле, транзистори, мікросхеми останніми.
Вимога про 1–1,5 мм виглядає як педантизм, який хочеться проігнорувати. Не варто: L1–L4 — це не «дроселі по живленню», а індуктивності вхідного смугового фільтра. Те, як високо вони стоять над суцільним полігоном землі, входить у контур разом із ними.
14 листопада плата зібрана. Чотири кварци фільтра ZQ1–ZQ4 лежать плазом у ряд посередині, п'ятий, опорний, — окремо, біля котушки L6. Єдина мікросхема в панельці — LM386, і це теж зрозуміло: якщо початківець щось спалить, то підсилювач НЧ.
17 листопада — роз'єми. Уся зовнішня комутація на клемниках, жодного дроту, припаяного просто в отвір: плату можна вийняти з корпусу, не вмикаючи паяльник. На етапі, коли ще не знаєш, що саме доведеться перевіряти, це рятує.
Налаштування: чотири кроки і викрутка
Тут стає видно, чим набір від автора відрізняється від «зібрав по журналу». Уся процедура описана як послідовність, у якій кожен крок перевіряється до наступного.
- Режими. Напруги в контрольних точках, допуск ±10 %. Якщо десь не так — далі йти не можна, бо решта кроків міряє наслідки.
- Опорна частота. Тримером C37 виставити 4998,00 кГц. Це та підстройка, яка вирішує, як звучать люди: кварцовий фільтр стоїть нерухомо, а куди в його смугу сяде нуль звукової частоти — визначає опорний генератор. Помилка на пару сотень герців не ламає прийом, вона робить голоси або гугнявими, або тонкими.
- Укладання діапазонів. На 20 метрах верхній край — сердечником L5, нижній — резистором R9; на 80 нижній край — тримером C15.
- Вхідні контури. На 80 метрах тримери C6 і C14 за максимумом сигналу десь на 3650 кГц, на 20 — C4 і C13 на 14150 кГц.
Приладів, крім самої цифрової шкали, не знадобилося: вона ж і частотомір.
Корпус
28 листопада, монтаж у корпус. Плата стоїть у дальньому куті на стійках, попереду неї — цифрова шкала A16-PLL. Отвори в панелях розмічаються за трафаретом з комплекту, зверху наклеюється самоклейна фальшпанель. Виглядає це незрівнянно краще, ніж заслуговує мій рівень слюсарних робіт, — саме тому в наборі й лежить трафарет.
Зелений індикатор PLL TUNING — це ЦАПЧ шкали. ГПД тут на котушці й варикапі, і він повзе: перші хвилини після ввімкнення частота пливе помітно. Шкала не тільки показує, а й підтягує гетеродин, і з нею апарат стоїть на станції, поки станція говорить.
Скільки він їсть
12,8 В, 0,06 А. Шістдесят міліампер разом зі шкалою — і це лягає в паспорт: автор дає 30 мА на 80 метрах без шкали плюс до 40 мА на саму шкалу.
Цифра важлива не сама по собі. Приймач із таким апетитом працює від павербанка добу й не залежить від того, чи є світло.
Антена: 40 метрів витої пари
Найцікавіше в цій історії коштувало дешевше за роз'єми на задній панелі.
Два плеча по 20 метрів звичайної витої пари, підняті на шість метрів. Разом сорок метрів полотна.
Тепер порахуймо, що з цього вийшло. На 3,605 МГц довжина хвилі — 83,2 м, півхвилі — 41,6 м; з поправкою на укорочення реальний резонансний диполь виходить близько 39–40 м. Тобто «просто дріт, який був» виявився майже точним півхвильовим диполем на 80 метрів. Резонанс стався сам, без жодного мого наміру.
Шість метрів висоти — це 0,07 довжини хвилі. За будь-яким підручником це «низько», і за будь-яким підручником це погано. Для того, що я хотів почути, це якраз добре. Діаграма антени не залежить від того, в який бік іде сигнал: диполь, який на такій висоті світив би майже вертикально вгору, так само й чує переважно згори. А згори на 80 метрах приходить те, що відбилося від іоносфери майже прямовисно, — станції за тридцять-сто кілометрів. Рівно на такій відстані й сидять абоненти обласного круглого столу.
Порахувати кут неважко. Уранці на 3,6 МГц сигнал повертає шар на висоті двохсот-трьохсот кілометрів; для кореспондента за сто кілометрів це прихід під кутом близько вісімдесяти градусів до горизонту, а для того, хто за тридцять, — практично вертикально. Найближчих чути ще й земною хвилею, яка на 80 метрах дотягується на кілька десятків кілометрів, але решта приходить саме звідти, згори.
Тут і ховається підступ поради «вішай вище». Вона про DX, тобто про низькі кути, а щоб отримати їх на 80 метрах, диполь треба піднімати на пів хвилі — на сорок метрів. Саме на такій висоті в зеніті з'являється провал, і сусіда за тридцять кілометрів така антена чує гірше, ніж моя на шести. Усе, що я програв низькою підвіскою, — це не напрямок, а втрати. Англійською такий режим називають NVIS, і моя антена — його класичний випадок, зроблений без жодного наміру.
Втрати в ґрунті під таким низьким полотном помітні. На прийомі це майже не має значення: на 80 метрах поріг ставить не приймач, а атмосферний шум, і приходить він тією ж антеною. Втрати однаково давлять і сигнал, і шум — відношення між ними не змінюється.
На 20 метрах те саме полотно — це вже 1,9 довжини хвилі: багатопелюсткова антена, чутлива до низьких кутів. Тому 14 МГц теж чути, тільки напрямки вона обирає за себе, а не за мене.
Круглий стіл
Ліга радіоаматорів Волині збирається щонеділі о восьмій ранку на 3,605 МГц.
24 грудня 2023-го, 8:43, неділя. Шкала показує 3.605.00, поруч розгорнутий блокнот, у якому я записував позивні, поки вони звучали: UR3PD, UR4PWL, UT1PA, UR3PF, UT1PQ, UR3PBW. Нижче на тій самій сторінці — рядок «750 річниця»: у круглому столі говорять не тільки про апаратуру.
Ось це і був той момент, заради якого все. Не «приймач працює» — він працював і на порожньому шипінні. А коли з навушників пішли голоси, які кличуть один одного на ім'я і домовляються про наступну неділю, стало ясно, що дріт надворі й коробка на столі підключені до чогось живого.
Що я з цього зрозумів
Селективність робить залізо. Смугу 2,4 кГц задає кварцовий фільтр, і її не можна «підкрутити». Вузько чи широко — вирішено тоді, коли я клав чотири кварци в ряд.
Опорна частота вирішує, як звучать люди. Один триммер, дві сотні герців, і тембр цілого діапазону інший. До «Юніора» я вважав, що бічна смуга — це щось про теорію.
Атенюатор — не декорація. Увечері на 80 метрах сусідня потужна станція забиває вхід, і ручка RF потрібна не «на всяк випадок», а щовечора.
Стабільність — окрема інженерна задача. ГПД на котушці й варикапі повзе, і жодна якість паяння цього не виправляє. Виправляє ЦАПЧ — тобто цифра поверх аналогу.
Антена — половина приймача. Сорок метрів витої пари на шести метрах дали більше, ніж будь-яке підкручування тримерів усередині коробки. Це найдешевший урок з усіх, і найважливіший.
Чого він не робить
Сказати чесно, щоб ніхто не купував набір із хибними очікуваннями:
- не передає — це приймач, і крапка;
- одна смуга на всі випадки: ні вужчого фільтра під телеграф, ні ширшого;
- немає S-метра, гучність кореспондента оцінюється вухом;
- два діапазони, 80 і 20, і більше нічого.
Це не претензії. Це межі, за якими починається наступний апарат — і саме тому наступним у мене стоїть приймач прямого перетворення, зібраний уже з нуля, без набору й без чужої плати.
Джерела
- Радіоконструктор. Приймач початківця-короткохвильовика JUNIOR — опис, схемотехніка, порядок збірки й налаштування від автора, US5MSQ.
- Ліга радіоаматорів Волині — частота, день і час обласного круглого столу.