Ламповый укв блок с каскодным каскадом на входе От Ернста Рёсслера

Идея разработать и собрать ламповый смеситель для УКВ проекта родилась по причине различных инициатив и дискуссий, которые я удостоился провести с Петером Трейтл, Томасом Мопперт и Ернстом Шлемм во время последней встречи за круглым столом «ламповой обители». Запланированной целью была разработка схемы, обеспечивающей с одной стороны высокую чувствительность и хорошую избирательность, с другой стороны обладающей хорошей повторяемостью. Несмотря на это я должен указать на то, что представляемый смеситель не является проектом для начинающих. Ожидается и будет иметься при дальнейшем описании схемы ввиду наличие определённого опыта в обращении с высокочастотными компонентами.

В предложенной схеме применено реже встречающееся в УКВ технике каскодное включение, после которого следует лампа ECF80. Причём триодная часть этой лампы работает в качестве гетеродина, а пентодная- в качестве смесителя. Для каскодной схемы была выбрана лампа ЕСС2000. Эта лампа как нельзя кстати подходит для данного проекта и не может быть заменена другим типом ламп. Она содержит две неодинаковые триодные системы, одна из которых оснащена так называемым «нейтрализующим экраном». Это славное дополнение обеспечивает одно бесценное преимущество: за счёт него удалось уменьшить анодно-сеточную ёмкость до 0,45 пФ. Этим самым отпадает необходимость в принятии дополнительных нейтрализующих мер.

Гетеродин посредством включения варикапа с опорным напряжением подготовлен для подключения управляющего напряжения АПЧ. УКВ блок имеет четырёхкратную ёмкостную настройку. Требующийся КПЕ, а также каркасы для катушек с сердечниками можно найти у Оппермана.

Дополнительно на плате блока установлен делитель частоты U813BS. Он делит частоту гетеродина на 256, что позволяет подключить подходящий для этого соотношения частот указатель частоты на газоразрядных цифровых индикаторах (например по схеме Дитера Тепель)

Для АПЧ предусмотрен варикап ВВ204, с опорным напряжением в 15В. От этого сдвоенного диода используется только один. Этот тип варикапа был выбран лишь потому, что он находился в моих запасах. Можно применить и другие варикапы, имеющие близкие параметры, например BA121. Важно лишь установить, что управляющее напряжение АПЧ (от ратиодетектора блока УПЧ) не превышает 15В, т.к. более высокое напряжение приведёт к открыванию варикапа.

УКВ блок выполнен на печатной плате размерами 92 х 110 мм. За исключением катушек все не «ВЧ-критичные» элементы расположены на верхней части платы. Обвязка ламповых панелек выполнена со стороны печатных проводников навесным монтажем. При этом необходимо обращать внимание на как можно более короткие выводы элементов, чтобы исключить возникновение нежелательных дополнительных индуктивностей.

Для облегчения постройки детали, находящиеся со стороны печатных проводников, обозначены на схеме красными. Кроме того для этих деталей был составлен отдельный план их расположения на плате. КПЕ содержит к сожалению только для трёх секций встроенные подстроечные конденсаторы. Поэтому на недостающей части (входной контур) прямо к корусу КПЕ мощным паяльником напаивается подстроечный конденсатор диаметром 7,5мм (жёлтый, 10пФ) и соединяется со статором соответствующего сектора КПЕ.

Для экранирования промежуточного полосового фильтра и входного контура применяется белая жесть толщиной 0,3мм. Используется полоска фольги размаром около 15 х 150 мм. Полоска изгибается соответственно плану расположения деталей (синяя линия) и прикрепляется к плате с помощью штифтов, пропаянных с общей массовой дорожкой. Для этого необходимо просверлить в соответствующих местах платы дополнительные дырки. В заключение плата встраивается в кожух из белой жести. Кожух содержит вентиляционные щели по сторонам, непосредственно над платой и два отверстия диаметром 30 мм в верхней части, через которые верхушки ламп высовываются наружу на 8-10 мм. Благодаря этому возникает каминный эффект, обеспечивающий циркуляцию воздуха через кожух.

Связь блока УКВ с «внешним миром» обеспечивается исключительно через проходные конденсаторы и тефлоновые манжеты. Соответствующий монтаж виден по плану расположения деталей для стороны печатных проводников.
Если УКВ блок будет соединяться с УПЧ через достаточно длинный коаксиальный кабель, имеет смысл выпаять параллельно включенный конденсатор в фильтре, с выходной его стороны. На стороне кабеля, подключенной к УПЧ, подключается в этом случае подстроечный конденсатор на 30 пФ, с помощью которого осуществляется оптимизация длины кабеля. Подстроечный конденсатор выполняет в этом случае совместно с ёмкостью кабеля функцию выпаянного ранее конденсатора из выходного контура блока УКВ.

При очень коротком соединительном кабеле до 5 см. эта мера не обязательна. В этом случае придётся лишь при настройке блока немного выкрутить сердечник контура.

Так как тюнер может эксплуатироваться с использованием функции АПЧ, я не брал во внимание при выборе деталей, ответственных за настройку гетеродина, температурную компенсацию параметров. При выключенной АПЧ стабильная частота гетеродина устанавливается по прошествии около 10 минут после включения. Кто имеет возможность достать конденсаторы с различным температурным коэффициентом ёмкости, может попытаться подобрать наиболее оптимальные компоненты для лучшей температурной стабильности.

При первом включении УКВ блока имеет смысл подать сначала редуцированное напряжение питания, при котором гетеродин начинает уверенно генерировать, это что то около 130 вольт. Эта мера уменьшает вероятность самовозбуждения, которое может возникнуть при ненастроенном состоянии контуров. Лампу ЕСС 2000 для начала следует удалить.

Сначала выставляется гетеродин на границы диапазона (98-119 МГц).

Частота может быть измерена или с помощью Grid-Dip измерителя, или с помощью счётчика, подключенного к выходу делителя частоты. В последнем случае необходимо умножить результат измерений на 256.

Затем, как обычно, нижняя частота настраивается с помощью сердечника катушки, а верхняя - с помощью подстроечного конденсатора, установленного на КПЕ. Этот шаг повторяется до тех пор, пока не удастся выставить примерно границы диапазона. Эту настройку придётся повторить позже более точно, после подачи полного напряжения питания.

К блоку УКВ подключается исправный и настроенный УПЧ. Высокоомный вольтметр подключается к ратио- электролиту, для измерения напряжения на нём. Сначала настраиваются оба контура ПЧ блока УКВ. Для этого следует подключить сигнал частотой 10,7 МГц к сетке пентодной части ECF 80. Контура вытраиваются по максимуму напряжения на ратио- электролите.

Затем подключается измерительный передатчик через конденсатор 1-2пФ к «горячему концу» подключенной к сетке смесительного пентода катушке промежуточного полосового фильтра и подаётся сначала достаточно сильный сигнал частотой около 98 МГц. Этот сигнал должен приниматься при соответствующей настройке с помощью КПЕ.
Если имеется возможность промодулировать сигнал (например частотой 1 кГц), это намного облегчит поиск сигнала.

Напряжение на ратио электролите должно в момент настройки несколько приподняться. Сердечник включенной в цепь сетки пентода катушки промежуточного полосового фильтра настраивается грубо по максимуму. Если теперь вместо измерительного передатчика подключить антенну, должны быть слышны при благоприятных условиях приёма некоторые станции.

Для дальнейшей настройки проводятся следующие шаги:

1. 
   УКВ блок выключить и установить ЕСС 2000
   
2. 
   Если имеется Grid-Dip измеритель, в обесточенном состоянии входной контур (L2) и оба промежуточных полосовых фильтра (L3 & L4) при полностью ввёрнутом КПЕ и среднем положении соответствующего подстроечного конденсатора подстроить на 87 МГц, в другом случае сердечники всех трёх контуров полностью вкрутить.
   

Ёмкостная связь промежуточного полосового фильтра должна быть такой, чтобы не возникало сверхкритичной связи. Если при настройке L3 и L4 наблюдаются два лежащих рядом друг с другом максимума, должно быть уменьшено значение ёмкости С8.

При слишком большой ёмкости С8 наблюдалась неустойчивая работа блок, со склонностью к самовозбуждению. Рекомендательно для начала вместо С8 установить подстроечный конденсатор, который после настройки следует заменить постоянным конденсатором соответствующей ёмкости.
Заключительные замечания
Во время разработки и постройки блока я был в постоянном контакте с Петером Трайтл, который компетентно поддерживал меня по всем возникающим вопросам и проблемам.
Это зашло настолько далеко, что Петер собрал одновременно со мной УКВ блок. Благодаря его профессиональной измерительной технике и богатому опыту он очень ощутимо содействовал удачному завершению этого проекта. От него появился также протокол измерений в формате PDF , который даёт информацию о характеристиках УКВ блока.



UKW Eingangsteil - Messprotokoll

Für seine aufwändige Mitarbeit danke ich Peter Treytl an dieser Stelle sehr herzlich!

Alzey, 26.08.2007
Ernst Rößler


Печатная плата блока УКВ


(Mit der Maustaste das Bild anklicken, es wird dann in voller Auflösung dargestellt.)

Das Layout als Postscript-File