从矿石收音机到边带电台 第13章 [复制链接]

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怎么感觉等着吃肉的人不少，杀猪的没有！！
如果什么东西都翻译好了，我也犯不着这么辛苦了！

因为工作的压力，暂时只先翻译最感兴趣，最重要的这一章！希望得到大家的帮助！！

学习了 楼主辛苦

下载了，好文章！

楼主辛苦了

昨天，2007年国庆节的最后一天，终于完成了第13章的最后一页的翻译。按照我的习惯，公布中间结果如下：
crystal sets to sideband 20071008 0947.zip   40页的翻译（其中第22页丢失了，很奇怪？只好从本网站复制下来，又生成了它）

chap13.pdf   英文原文，大家可以非常方便地对照看。因为是按页翻译，并且生成文件的！！（超过尺寸限制了。请自行下载）地址：

http://www.hanssummers.com/downloads/index.htm

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使用线形电源，不要用开关电源

  我在接收机里尝试过开关电源，但是开关电源的噪音削弱了接收，它使得每一个火腿波段都出现了嗡嗡声和嘶嘶声。rf滤波器是一个巨大的改进，但是还不够。做一个不产生内部噪音的低噪音接收机是如此的难。

摘要：

  假如你做好了发射机，你将发现做接收机比做你的多波段、vfo受控的cw发射机简单。最难的部分是80米波段的预选器、混频器和if放大器。之后，它是如此的简单易懂。接收机不需要rf功率增益级，因此需要的电流很小，电路板的布局变得更宽松。

  最后，记住，当你做了一个发射机，你将听到关于你的信号的无数抱怨，直到你修正了所有bug。但是，当你使用你的自制接收机通连后，你的通连者决不会抱怨你的接收机，或者至少你永远也听不到。

第1339页




给接收机供电

  接收机里的vfo的电源与第10章描述的相同。你也能够使用第8章描述的线性电源。我的电台使用12v的电池，因此，我只需要下述的ldo就可以了。接收机的电源与发射机的低功率级相似。我使用了在第8章的qrp模块所设计的电源。对接收机来说，这个电源是超安全标准设计，它能够提供至少几安培的电流。

  通过使用一个不用的运算放大器作为比较器来实现静音能力。静音输入负载来自发射机。或者对我而言，在我的自制bug里，它来自发射/接收切换。在发射期间，静音线被拉低到地。在接收期间，12k与47k的电阻把静音线拉高到12v。

  提到下面的运算放大器，接到5v参考电压的正输入的电压高于静音线，运算放大器的输出，即第14脚，升高至12v。这导致电流流经二极管到上面的运算放大器的正输入，第5脚。当正输入（第5脚）的电压高于在第6脚的5v的参考电压，上面的运算放大器输出（第7脚）升高至12v，从而关闭功率mosfet，关断接收机电源。

红色的静音指示灯

  当接收机被静音，晶体管2n3906的基极被拉低，因此，晶体管被导通，红色的led被点亮。我使用的led是超高亮型，仅仅需要1ma电流来驱动它。如果要使它更亮，你可能需要比12k更小的电阻。

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波段开关

  在我接收机里，第一个工作正常的模块是15米波段的转换器。我通过把我的旧接收机调谐到80米波段来检验它。我立即注意到，它比我的旧接收机调谐到15米波段工作得更好。后来，当新的80米波段的接收机开始工作后，我通过使用唱机插头同轴电缆，把80米波段的接收机直接插到15米波段转换器上，这样就能够收听15米波段了。接下来，我为10米波段与40米波段做转换器。只要我切换波段，我就像使用老式的电话交换机那样切换插头。

  最终，当我做了越来越多的转换器，这个过程变得日益累赘。最后，我忍着牙痛，花了一个周六的下午来为上述的波段开关配线。从一个波段切换到另外一个，旋钮开关为每一波段选择了设计的输入滤波器/rf放大器与本地振荡器。像前述的bfo设计，每个本机振荡器与rf前置放大器的12v电源提供，依靠本机振荡器生成rf信号到混频器。换句话说，一个单独的开关电路传送本机振荡器信号与12v电源。即使通过这样来降低复杂性，9波段的旋转开关仍然使一堆rg-174同轴电缆变得像意大利面条。确保给每个插头和插座贴标签。我在电缆上使用折叠的白塑料带，并使用细点的永久性标记笔标示它们。

接收机噪音抑制电路

  在发射时，在接收机里将会听到非常分散的自己的信号在冲击你的耳朵。甚至当天线切换到发射状态，接收机将仍然被你自己的强信号所掩盖。cw信号通常将会畸变，并会干扰你发射。我发现，最好就是在发射时完全地关掉接收机。那就是在我的电子bug里做一个摩尔斯码发声器的理由，那样当我发射时，就有一个清晰的环境来听。

  用手关接收机太慢，因此，你将需要做一个噪音抑制电路。我触发我的电台，通过使用同样的发射/接收信号线来打开发射机。我发现最简单的方案就是关闭部分或者全部的电源。我开始尝试着调小音频与if增益器，通过拉低pot wipers到地，即晶体管的集电极。这样做还不够，因此，自从我转到键控接收机电源开或者关，就像我在发射机做的那样。我仍然给接收机的vfo供电，以预防由于vfo电路反复地降温与升温而发生任何漂移。

第1337页



商业化的转换器

  我用双面pc板做转换器。小块的pc板被焊接在主板上，用来提供隔离并划分为鸡蛋箱的小格。使用折叠的铝板覆盖它们以防止rf干扰。如下组装，包括20米波段、40米波段、30米波段与12米波段的4个转换器。这看起来工程浩大，但是我在过去几个月里一次做一个波段。当我要听一个新波段时，我仅仅是做了另外一个转换器。

20米波段、40米波段、30米波段与12米波段的转换器模块

这个模块包含160米波段和17米波段的转换器

第1336页




晶体振荡器的数据表

hamband   crystal freq.   t1 primary   primary tap   secondary
(mhz)   total turns turns   turns
160 meters 5.600   39 8 7
40 meters 11.000   30 7 6  
30 meters 13.800   26 6 5
20 meters 18.000   28   5   4  
17 meters 21.900   20 4 4
15 meters 25.000   20 4 4
12 meters 24.800   17 4 4  
10 meters 32.000   14 3 3

全部使用cws（amidon）t50-6铁氧体磁芯

  自从我转换到80米波段，我的接收机使用了与我的cw发射机相同的本地振荡器频率，那里面有个80米波段的vfo。对于大多数波段，我使用微处理器晶体来产生高于设计的火腿波段的下端4.0mhz的频率。例如，我在40米波段使用11mhz，，在20米波段使用18mhz，在15米波段使用25mhz，在10米波段使用32mhz。

  你也可以使用频率低于设计波段的本机振荡器。例如，要覆盖15米波段，你可用17.5mhz的晶体振荡器，这可转换15米波段的范围为3.5mhz到3.95mhz的。注意，vfo调整的方向与使用的本机振荡器频率高于设计频率的情况刚好相反。不管怎样，使调谐方向与标度一致是好的习惯。同样，假如本机振荡器频率取的是整数，像11、18、25与32mhz，vfo的小数也一样标度。不幸的是，为了在warc波段获得优质无漂移的晶体，我定制了这个频率的晶体。有些时候，价格不是问题了。

第1335页


  上述设计是一系列的4个串联的lc电路，每个都被焊接在pc板上鸡蛋盒那样的隔间里。使用.001μf的穿心式电容把信号从一个隔间反馈到另外一个隔间。焊接到上面的额外的电容是为了得到上面所列的值。这些滤波器被调谐良好，我对接收机在40米波段及其以上的波段的性能没有怨言。但是80米和160米波段非常困难，这在以前讨论过，下面也会继续讨论。

160波段困难重重

  在160米波段上出了两个问题。首先，标准广播信号太强了，正好在1.800mhz下。假如你不削弱广播波段的信号，你可能会烦恼出现在的你的if里的最强的本地am电台。你可能会发现在第7章描述的am广播滤波器的用处。当它被置于160米波段预选器与80米波段接收机板输入处时，工作得最好。与接收机外面的天线插孔串联没用。我的160米波段预选器主要是个高通滤波器。

  160米波段的第二个问题就是它接近于80米波段。当我第一次让160米波段的转换器工作时，我立刻听到ham了，我想我成功了。过了几个晚上，我才发现那些ham中的一些实际上是在80米波段。oops！当我收听ham时，我会切换到80米波段以确认他是不是仍然在那里。假如他消失了，我就知道他确实是在160米波段。不是吗？自从我的的核心接收机被设计为80米波段，在160米波段的转换器的带通滤波器的选择性必须非常好，以便过滤广播信号与80米波段的信号。我对预选滤波器还是不满意。因为别处的讨论，当你使用你的发射机“t-匹配”天线调谐器来收听它们时，80米波段和10米波段工作工作得好一些。

  很难为160米波段找到一个合适的并且便宜的晶体。5.5mhz可用做基准频率，看起来也很完美。不幸的是，在2.00mhz处，它产生了巨大的人造的口哨声。5.6mhz也工作得很好，因为噪音是在2.1mhz，完全在1.8到2.0mhz的火腿波段之外。

  160米波段还有一个问题，那就是，假如你做了一个多级滤波器，像那些为40米波段和30米波段所显示的那样，可变电容的体积将会很大。我没有空间来容纳如此大的预选器，但是，假如你开始的时候就有一个大底座，这就不成问题了。按比例放大40米波段的滤波器为160米波段的，每个电容与电感的值将会放大4倍。好运！

转换器使用的晶体振荡器

  这些振荡器与前述的bfo振荡器几乎完全相同。每个振荡器所需要的12v的电源来自波段开关并经由同轴电缆输送。

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前置预选器（没有放大器的情况下）的值的表

hamband c1 c2 c4 c5 c6 c7 l1   l3
c3 c10 c8 c9 l2 l4
(pf) (pf) (pf) (pf) (pf) (pf) (μh)   (μh)
 
30 meters 300 600 32 180   50   4.1 0.68     1.16    
  cws (amidon) t50-6   (13 turns) (17 turns)
40 meters 430 860 42 180     50   4.6 1.16   2.50    
  cws (amidon) t50-6   (17 turns) (25 turns)
160 meters 1720 3440 none 250   120 20 4.64     30
  cws (amidon) t68-2   (29 turns) (79 turns)  
 
  我的160米波段的滤波器与手册的原始设计相似，并由此推断出40米波段的值。对于30米和40米波段，我使用了下述滤波器设计，它是由qex上面的一篇文章改编而得。

预选滤波器元件的值的表

hamband   c1, c2   c3, c4, c5, & c6 c7,c8   l1,2,3     l4
(pf) (pf)   (pf) (μh) (μh)
30 meters 710   33   2000 3.5 4.6

    cws (amidon) t50-6 (30 turns)   (34 turns)
40 meters 1000 47   3000 5.0   6.6
    cws (amidon) t50-6 (35 turns) (41 turns)

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转换前置放大器与滤波器的值的表

hamband c1 c2 c3 c4 c5 l1 l2 l3    
  c6   l4
  (pf) (pf) (pf) (pf) (pf) (μh) (μh) (μh)
30 meters 300 680 33 33 4.1 0.68 3.36 1.16
  t50-6 cws (amidon) toroids (13t) (29t) (17t)
20 meters 220 500 22 27   4 0.58   2.50   1.16
  t50-6   (12t) (25t) (17t)
17 meters 180 390 none 22 3.9 0.40 1.94 1.44
  t50-6   (10t) (22t) (19t)
15 meters 150 330 none 20 3 0.40 1.60 1.44  
  t50-6   (10t) (20t) (19t)
12 meters 120 200 none 12 2.1 0.26 1.44 0.58
  t50-6   (8t) (19t) (12t)
10 meters 110 250 none 12 1.6 0.26 1.16 0.40
  t50-6   (8t) (17t) (10t)  

低火腿波段的前置放大器

  如前所述，低于30米波段的火腿波段不需要rf前置放大器。前置放大器唯一用处是限制特定的火腿波段的输入信号。下述设计由w7zoi与k5irk推荐。

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每个ham波段都需要它自己的hf转换器

  在过去使用真空管的日子里，它们既大又贵，因此在自制电台里为每一波段使用单独的转换器是非常奢侈的。我的那个老式的自制真空管接收机里面有一个单独的多波段转换器，它需要为每一个上波段手动调谐。在我收听弱电台时，我每次都要旋转三个可变电容与三个独立的增益控制器。

  晶体管和铁氧体磁芯都很小，因此，现在我们能够很容易地把一个完整的hf转换器做成只有几立方英寸。此外，每个转换器都工作在低dc电压下。这就意味着，可以使用同样的同轴电缆线给转换器输送能量并接收它的输出。由于每个转换器只为一个波段优化，因此它只需要调谐一次，以后就不用管了。

  我所有的转换器都共享着上述的同样的转换混频器。旋转波段开关控制了滤波和放大在上波段输入的火腿波段的rf信号。从本地的晶体振荡器为每一波段的rf接收下波段输入。此外，下波段“输入”也为那个波段的振荡器与前置放大器输出12v的电源。

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可选的外部放大器驱动外部的喇叭

  你可能会觉得大喇叭的效果好。小得可以塞进接收机的喇叭的听起来“tinny”。最后，我把喇叭接到外面了，使用了一个12英寸的大喇叭。

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其它hf波段的转换器

hf火腿波段转换器的方块图

  我使用了由w7zoi与k5irk设计的rf放大器与晶体振荡器。我参照手册上描述的做了这些模块，它们立马就能够工作。我的混频器模块使用了同样的双路mosfet电路，就像我在80米波段接收机所使用过的。我在做低频预选滤波器时碰到一些困难，因此，我使用了将会在以后描述的其它的设计。

  在我的接收机里，除80米波段外的其它波段都需要的转换器共享同样的双路mosfet混频器。假如每个转换器有它自己的混频器，波段切换将会更容易些。在另一方面，那些双路mosfet都很贵，因此根据需要选用。每波段都需要它自己的受控晶体振荡器与预调谐带通滤波器，或者“前置选择器”来限制所需要的波段的输入。30米波段或者40米波段以上的波段都需要rf放大器。低于30米波段或者20米波段，信号与噪音都要强一些，在天线输入端的rf放大器就不再需要了。我在处理30米波段的弱信号时碰到了一些困难，因此，在30米波段，我可能需要额外的rf放大器。在另一方面，可能信号只是简单地弱而已。

第1330页



想要怎样的hi-fi？

  原始电路设计布满了0.1μf的旁路电容，设计者好象要试图消除所有的高频噪音，把它们中的大多数旁路到地。因为我试图要得到所能够达到的更多的增益，所以去掉了那些旁路电容。放大器没有它们也工作得很好，但是静电噪音令人厌恶，刺耳的高音惹火了我。我放回了那些旁路电容，正如我希望的，音频听起来更“原始”且变得有些弱。但是，为了避免刺耳的静电嘶嘶声，牺牲少许增益是值得的。经验之谈！

  原始设计也没有发射极的旁路电容，那个横跨过220欧姆的电阻的10μf的电容。因为一些音频的电压信号通过了220欧姆的发射极电阻而被浪费了，所以不用这个旁路电容减少了增益。因为我需要更多的增益，我放置了这个电容，增益显著地提高了。我能够检测到这个旁路电容没有缺点。

灵敏的音频滤波器

  许多接收机有音频滤波器，它限制通过耳机的音频信号。这对隔离同样频率附近的cw信号有用。假如我没有多晶体滤波器选项，我将直接要音频滤波器。但在实践中，当qrm（干涉）发生了，带来干扰的那个人，通常和我尝试着去听的那个人有着同样的音调。在这种情况下，明显地，音频滤波器就没用了。但是，假如你以后想要加一个上去，永远不会太迟。不像if晶体滤波器，音频滤波器可加到接收机的外部。在第7章有一个700hz的音频滤波器的例子。

驱动喇叭

  假如你不需要喇叭，就不需要第3个放大级。同样地，插入8欧姆的耳机孔的8欧姆的喇叭得到的输出太弱了。同样地，0.6v的峰值电压远远不够驱动一个喇叭。

  在手册里的af放大器的原始设计里，第3级的射级输出器用来驱动喇叭或者低阻抗耳机。本设计的优点是，射级输出器直接驱动喇叭，不需要fir一个高-低阻抗匹配变压器。当集电极被连接到电源正极时，喇叭被置于发射机与地之间。它看起来简单易懂，我就做了一个。不幸的是，射级输出器失真严重，在强信号时出现“motorboated”。换句话说，声音中夹有“putt-putt”的爆炸声。我尝试了几种修正方案来解决这些问题，但是解决不了。我放弃了射级输出器，使用了另外一种阻抗降压音频变压器来驱动低阻抗喇叭。在我的变压器废品箱里，我记得我有不少小喇叭变压器，因此，这对我来说，解决起来太容易了。

第1329页


  检波器输出的音频信号需要被放大才能够驱动耳机或话筒。大多数的arrl设计使用了标识为“音频放大器”的ic，。lm386是一个典型的单芯片音频放大器。我用过的这些都工作得很好。当然，我从经验里什么也学不到。因此，这次我使用了分立器件做音频放大器，它是来自我的1986的手册上面的一个例子。它看起来就像两个串联在一起的直接“r-c耦合放大器”。但是，设计使用了我所不明白的额外的滤波器。不懂的每一部分都被放到一边，这是我的学习方法。音频放大器是死寂的，当我第一次打开它时。

音频agc

  我尤其对低频反馈环感到困惑，r1、r2与c1。我不明白设计者想要实现何种“低频滤波器”。但是，放大器似乎完全死寂。当我把这些神秘的器件放回电路里。voila！耳机活过来了。结果就是，对于弱信号，这个环“开”放大器的偏置，而对于强信号，它“关”放大器的偏置。它是音频agc电路的一种。

  回忆起，输入信号必须高于0.6v才能够导通三极管，否则，就没有电流流入基级。在一个“a类”放大器里，dc信号被加到基级，这就使得抬高的基极电压高于0.6v，以至三极管总是导通的。在这种情况下，a类放大器能够放大远小于0.6v的信号。低频反馈根据强弱信号调节适当的偏置。当信号比较弱时，第二个晶体管关闭，集电极电压恒高。大的集电极电压漏进c1，为它自己的基极提供正向偏压，这样就会打开偏置且提高灵敏度。相反，当信号比较强时，集电极有一个大电流，但是集电极对地的平均dc电压低，这个低电压偏置晶体管更加“关”。

在收到强信号时保护好你的耳朵

  当你碰到强信号时，音频放大器会冲击你的耳朵。因此，基本都要加一个钳位电路来限制输出给耳机的电压不要超过大约1v。首先，我通过横跨耳机插孔的背靠背的5v齐纳二极管来实现的。实践中，使用现代灵敏的8欧姆耳机，对我来说，不超过1v的峰值也够了。幸运的是，我把两个普通的硅二极管1n914在相反的方向“短接”在一起横跨过耳机。这就可以限制+/-声音的峰值到仅仅+/-0.6v，我的耳朵从此就不会再受到冲击。

第1328页



使用检波器，任何事都起了点作用

  以我的经验，接收机的rf混频器产生的if输出质量的要求极端苛刻，经常用低灵敏度来折磨人，且在波段上/下摆动。相反，检波器的要求是惊人地宽松。我不是在鸡蛋里挑骨头，但我对仍然可以听到信号不会感到惊讶。

  例如，我做了一个新的if strip与检波器，希望能够改善噪音问题。它能够工作，但是我对它的灵敏度有些失望。当我检查了我的双路mosfet检波器后，我意识到我把mosfet焊接成了90度而不是成直线。换句话说，漏极被连接到了rf输入门，源极被连接到了漏极电路，bfo输入被连接到了源极。我很高兴发现了问题，换了新的晶体管并正确地焊好后，它工作良好——而不是大幅提高。

  在另外一个实验里，我断开rf输入，以便检波器的输入刚好偏离if strip的偶合。尽管信号很弱，但它仍然工作得令人惊讶的好！最终，我断开rf输入。我放心地确认，它不再调谐和接收火腿波段的信号。相反，它工作起来像一个矿石收音机，接收在/接近火腿波段输入最强的信号。例如，在17米波段，它响亮且清晰地收到了the deutsche welle（德国之声）。

第1327页



检波器

  我的检波器电路和混频器的基本相同。检波器是“直接转换混频器”，它混合rf的bfo信号与if频率来产生音频信号的差频。470μh的rf扼流圈从声音信号里过滤掉了rf。换句话说，当音频通过af放大器时，扼流圈与0.1μf的电容过滤掉rf。

  注意，bfo振荡器的12v的dc电源通过另外一个扼流圈，在前面板上的bfo振荡器盒穿出去。那就是，bfo的dc电源输入与bfo的9mhz的rf输出共享同样的线。470μh的扼流圈阻止9mhz信号，从短路到电源线。

  检波器是cw或者ssb正好需要的。然而，当你听am广播台时，它将有口哨声的泛音，直到你完美地调节bfo来避免口哨声。假如你照例听短波am广播台，你将可能想要短接if晶体滤波器。我通过简单短接来设置我的晶体滤波器旋转开关。此外，3khz宽的单晶体将会太狭窄，声音将会“低保真”。另外一个改变就是你想切换到旁路检波器，为am信号使用一个普通的二极管检波器。前述的四个双路mosfet类型晶体管的任何一个将工作良好，作为一个检波器。这是一个工作良好的jfet版本。

第1326页


  起初我使用了一个数字显示的强度计，看起来非常好。不幸的是，就像所有的数字设备一样，在换档时它产生了多余的嘶嘶的无线电噪音。我努力尝试着去滤掉它，照旧，没有成功。我最终使用一个老式的模拟强度计取代了它，噪音消失了。

agc

  agc工作原理是通过取样最后的if放大器级的输出级。像使用矿石收音机一样，用一个二极管来检测信号，使用一个电容为if信号强度产生dc级均衡。通过偏置if放大器，dc级被放大。例如，上述电路上述电路可提供正向偏置电压，在由双路mosfet组成if放大器级。或者，假如if放大器由场效应管组成，同样的电路就能够使a类偏置电流注入到晶体管的基级。对于大信号，agc会自动关闭偏置，使晶体管工作在“c类”。当信号变弱时，基级被偏置“on”，以便信号不用超过0.6v的输入导通电压。