真没想到,再次在此论坛发帖时,曾经那个意气风发的少年,已然成了上有老下还小的油腻中年,虽被磨平了棱角,妥协了生活,但自制手持短波收发机这个念想始终未曾磨灭,奈何时间精力有限,人生处于这个阶段想沉下心来做点事情,确实心有余而力不足。好在最终克服困难坚持了下来,此番才有机会为大家呈上这部陋作。
机器的一般参数
◎接收频率范围:7MHz~22MHz(全段覆盖);
◎发射频率范围:7MHz~22MHz(全段覆盖);
◎工作模式:SSB;
◎发射功率:3~5W;
◎本振:AD9850;
◎电源电压:10.5V~12.6V(低于9V时有报警提示),内置电池仓,可装3节17650电池;
◎待机电流:190mA;
◎三维尺寸:155*76*36mm(不含M座及旋钮高度);
原理框图
电路是传统的以SA602为核心的超外差方案,论坛里也有大量成功的制作实例,引用BD6CR荣老师的话“电路常见到不打算附上”,在此不再赘述,我只是融入了自己擅长的内容,那就是滤波器部分,本机三处位置使用了滤波器,后文会重点介绍。
要实现7MHz~22MHz全段覆盖,除采用DDS数字本振外,收发共用的带通滤波器是关键,其频率必须连续可调,且具有一定的抑制能力,在保证信号通带的情况下,插入损耗尽可能的小。笔者本职工作是跳频滤波器的研发设计,所以此次制作,毫不犹豫引入了跳频滤波器的谐振电路,其基本电路如下:
实质上就是一个频率连续可调的双调谐回路,其振荡频率F= 1/(2 π√(L × C)) ,基本思路是:回路中电感值固定,通过改变回路中谐振电容的值,从而改变频率。因为是双调谐回路,左右两个谐振回路中的电感参数及电容值必须一致,也就是说改变电容时,左右两个回路电容必须同步改变。要改变回路中电容的值,常见方案有3种:
第1种:用继电器触点开关切换回路电容;
当K1闭合K2打开时,C1通过K1到地,从而接入谐振回路,产生第1个频率;当K1打开K2闭合时,C2通过K2到地,从而接入谐振回路,产生第2个频率;当K1及K2都闭合时,C1及C2同时接入谐振回路,从而产生第3个频率;不难看出2路谐振电容通过开关组合就产生了3个频率,如果在多加1路谐振电容增多1组开关的话,会产生多少个频率?以此类推,如果增加更多路谐振电容呢?这些留给大家思考。跳频滤波器通常是10路谐振电容。这种方案,滤波器各方面指标都好,缺点是体积大,切换速度慢,因缺点太突出,不适合现代化的通讯要求,该方案现已很少采用。
第2种:用PIN二极管作开关切换回路电容;
图中VCC端口接固定电压,通常是3.3V;K1及K2端口接驱动电压,驱动电压为0V时,二极管导通,相当于开关闭合;驱动电压为高压时,二极管截止,相当于开关打开;需要哪路谐振电容接入回路,就让其二极管开关导通,其他路二极管截止即可。原理同继电器触点开关方案,所不同的是:开关导通时谐振电容串联C3到地,C3称为旁路电容,其容值远大于谐振电容容值,众所周知电容越串越小,一个大容值电容串一个小容值电容,串联后的容值接近小电容,就相当于谐振电容直接到地了。此种方案,滤波器指标稍差,但体积小,切换速度快,缺点是功耗大,二极管截止时需要高压,这组高压根据承受功率大小而不同,通常情况下:1瓦功率的滤波器高压为85V~120V、10瓦功率的滤波器高压为200V。当前各种频段跳频滤波器基本都是这种方案。
第3种:用变容二极管,改变电压从而改变电容;
如图,谐振频率随VT端电压变化而改变:VT升高,二极管结电容变小,频率变高;VT降低,二极管结电容变大,频率变低;这种方案,滤波器指标最差,同样插损情况下,抑制比上面两种差5dB左右,但其体积小,微功耗,缺点是承受功率低。该种电调谐滤波器通常用于电池供电的手持设备。
再三权衡后,本机最终选用了第3种方案。利用手头现有的壳体及PCB,将此部分单独做成了一个模块,模块尺寸为:34.5*23*12mm。
完成后滤波器指标:
◎频率范围:7MHz~22MHz;
◎调谐电压:2V~7V;
◎插入损耗:<3.4dB;
◎3dB相对带宽:<7%*F0;
◎驻波比:<1.5;
◎偏中心频率10%处抑制:>16dBc;
◎远端抑制:>45dB;
◎阻抗:50欧姆;
◎功率:-9dBm;
未完待续......