Трансиверы с использованием двунаправленных усилителей включают в свой состав гораздо меньше радиодеталей по отношению к другим конструкциям, потому, что большинство из них используются как на передачу, так и на прием. Аппарат получается более компактным и дешевым. Однако такие каскады не всегда являются оптимальными в свете согласования входных и выходных сопротивлений в режимах приема и передачи. И, как правило, они уступают по параметрам одиночным каскадам. В этой статье предлагаются для внимания двунаправленные каскады, приближающиеся по параметрам к одиночным каскадам за счет лучшего согласования.
Как правило, при использовании реверсивных каскадов в трансиверах приходится согласовывать кольцевые диодные смесители, имеющие низкое выходное сопротивление с ФСС, имеющими относительно высокое сопротивление, по данному параметру, чтобы получить максимально возможный коэффициент полезного действия примененных каскадов, причем в режиме передачи по отношению к режиму приема приходится делать то же самое, но в обратном направлении.
Рис.1. Принципиальная электрическая схема двунаправленного усилительного каскада, выполненного на полевом и биполярном транзисторах.
Двунаправленный усилительный каскад, в котором вышеназванная проблема сведена к минимуму, показан на рисунке 1. Он выполнен на полевом КП302Б и биполярном КТ342А транзисторах. В режиме приема на резисторы R5, R6 подается напряжение +12 вольт (на R1 напряжение питания не подано!). В этом случае прохождение сигнала осуществляется слева направо, работает транзистор VT2, включенный по схеме с общей базой. Входная обмотка I трансформатора Т1 подключается к диодному балансному смесителю. Путем подбора емкости С3 или количества витков обмотки III Т1 можно оптимально согласовать выходное сопротивление смесителя с входным усилительного каскада. Нагрузкой каскада является контур С6, С7, L1. Подбором емкостей этих конденсаторов производят согласовку выходного сопротивления усилителя с нагрузочным контуром. Суммарная емкость С5, С6 при этом должна оставаться около 2300 пФ. Данный контур настроен на частоту 500 кГц. Согласовку сопротивления контура с последующими каскадами можно осуществить при помощи отвода катушки L1 (количество витков отвода подобрать экспериментально).
При прохождении сигнала справа налево (режим передачи) напряжение +12 вольт подается на резистор R1 (с резисторов R5, R6 напряжение питания снимается!). При этом работает транзистор VT1. Его затворная цепь имеет высокое входное сопротивление, поэтому мало шунтирует контур C5, C6, L1. Согласовка по сопротивлениям оптимальна. Выходное сопротивление каскада с входным диодного смесителя можно согласовать подборкой емкости С1 и количества витков обмотки II трансформатора Т1.
Следует обратить внимание, что когда работает транзистор VT1, то напряжение, присутствующее на его истоке через R3 воздействует на эмиттерный переход VT2, подпирая его, а когда работает VT2, аналогичным образом запирается VT1, тем самым уменьшается воздействие одного транзистора на другой при различных режимах, чем достигается большая устойчивость усилителя. Каскад устойчиво работает даже без применения развязки по ВЧ в питающих цепях.
Следует отметить, что при коммутации режимов не используются переключающие диоды, вносящие нелинейность, что выгодно отличает данную схему от других.
Настройка усилителя производится путем подстройки контура С5, С6, L1 на частоту 500 кГц по максимуму сигнала и согласовки сопротивлений как указано выше и проверке – не расстраивается ли данный контур (а, так же L1, C2 на рис.2) при переходе из режима приема в режим передачи. При оптимальной согласовке этого не происходит.
Параметры этого усилительного каскада в обоих режимах примерно аналогичны параметрам усилителей, выполненных на одиночных транзисторах при таких же схемах включения. Вместо подключения диодного смесителя к левой части каскада может быть подключен и контур, как это показано на схеме рис.2.
Рис.2. Принципиальная электрическая схема двунаправленного усилителя, выполненного на двух полевых транзисторах.
На рисунке 2 показан двунаправленный усилитель аналогичный описанному выше, но отличающийся тем, что второй транзистор тоже полевой (КП302Б). Он содержит меньше радиодеталей, его работа аналогична вышеописанному каскаду, но коэффициент усиления при прохождении сигнала слева направо в несколько раз меньше.
Катушки L1 (рис.1), L1, L4 (рис.2) намотаны на каркасах от контуров ПЧ радиоприемника «Селга» и содержат по 70 витков провода ПЭЛ-0,16, L2 и L3 (рис.2) по 30 витков того же провода (намотаны бифилярно – двумя скрученными между собой проводами с шагом 3 мм). Трансформатор Т1 (рис.1) намотан на ферритовом кольце К10х5х4 600НН. Обмотки намотаны тремя скрученными между собой проводами ПЭЛ-0,18 с шагом 3 мм и содержат по 40 витков каждая.
Рис.3. Принципиальная электрическая схема двунаправленного усилителя с раздельными регулировками по усилению.
На рисунке №3 показана схема двунаправленного усилителя, выполненного на полевом транзисторе КП350Б и биполярном КТ342А. Работа этой схемы аналогична схеме, показанной на рисунке №1, но в управляющие цепи транзисторов введены элементы регулировки усиления, причем - раздельные по направлениям прохождения сигнала. Вместо ручной регулировки можно использовать и автоматическую. При этом на затворе КП350Б напряжение при регулировке должно изменяться в пределах 0...+5 вольт, а на базе КТ342А - в пределах 0...+2 вольта. Намоточные данные этой схемы такие же, как и схемы, показанной на рисунке №1 (катушка L2 - 30 витков провода ПЭЛ-0,16 внавал поверх L1).