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簡易 SSB / CW 信號源

No.44   1996 Sep.   p101~103,   by 鄭英俊 BD5TX, 薛立人 BD5RX,福州市



    在 BY5RSA 推出的積木式收發信機組件中,最具特色的當數「SSB/CW 信號源」了。這套線路擺脫了以往「焊機派」熱衷的 MC1496 平衡調制或二極管平衡調制的電路形式,而將廉價的調頻接收集成電路應用到 SSB 領域中。圖 1 是該「SSB/CW 信號源」的線路圖。為了讓大家更容易了解作者的設計意圖,我們將部分功能的線路簡化等效為圖 2。

    電報工作:IC2 的原靜噪放大電路 10、11 腳與外圍 C16、C17、C18 和 R15、R16 等移相網路配合,構成 800 ~ 1000Hz 音頻振盪器。振盪的幅度受 IC2 14 腳原靜噪開關控制。其振盪輸出經 R17、C19 送往平衡調制電路,原 IC1 的中放部分用作反相器。當電鍵按下時,IC1 5 腳低電位,9 腳跳變為高電位,電壓經 D4 加到 IC2 12 腳,迫使原靜噪開關 14 腳呈現高阻狀態,音頻振盪電路起振;抬鍵時 IC2 14 腳對地呈現低阻狀態,破壞了振盪電路的幅度條件而使其停振,音頻無輸出。

    收發轉換:按下電鍵或 PTT 開關,都將使 C8 對地放電,當 C8 上的電壓下降到不能擊穿 D2 時,IC1 12 腳變為低電位,經反相後在 IC1 13 腳輸出高電位,鍵控管 Q1 得到正向偏置而導通,收發繼電器 J 吸合,同時還通過 Q2 輸出 9V 電壓去控制功放部分;抬鍵或鬆開 PTT 開關時,正電源通 R6、R7、W2 對 C8 充電,經過一定的時間 (可由 W2 調節) 後,C8 上的電壓上升到使 D2 擊穿,IC1 12 腳高電位,13 腳變為低電位,鍵控管 Q1 截止。

    在電報方式下,收發轉換動作同時還借助於 IC1 14 腳的原靜噪開關將 MIC 的偏置電壓對地短路掉,防止話音串入;SSB 話務方式時「延時調節」電位器 W3 被短路,轉換動作延時很短。

    單邊帶話務:壓下 PTT 開關後,IC1 13 腳高電位,經 R8、R9 為駐極體話筒提供偏置電壓。IC1 10、11 腳的原靜噪放大器用來作 MIC 放大,增益可通過改變 R5 來調節。話音信號經 C6 饋入第 10 腳,放大後由 11 腳輸出經 C5 送往平衡調制電路。

Fig 01
圖 1:「SSB/CW 信號源」的線路圖。

Fig 02
圖 2:簡化的收發轉換、MIC 放大、音頻振盪部份工作原理圖。

    平衡調制:IC1 (MC3361) 1、2 腳與 Y1 等外圍元件做成電容三點式振盪電路,產生載頻信號。FM 用途的 MC3361 其混頻級的載頻抑制指標不能滿足 SSB 平衡調制的要求。我們外加了一個偏置電路,由 R1、W1、R2 分壓經 R3 饋送一個約 1.7V 的直流偏置來改善原混頻級的平衡指標。音頻信號由 IC1 的 16 腳輸入,在 3 腳獲得 DSB 輸出。

    邊帶濾波:Y2~Y5 構成梯形濾波器。按圖中的數值,其通帶寬度約 2KHz。調節 T1 將載頻下拉到邊帶濾波器通帶的低端 (一般可調在過渡帶中部) 便能得到 9MHz 的 USB 信號;若將 T1 換成可變電容,並把載頻調到邊帶濾波器通帶高端,所獲得的將是 LSB 信號。

    平衡變頻:平衡變頻是利用 IC2 中的混頻級電路來完成的。1、2 腳內部的二極管與 Y6 等外圍元件構成頻率為 16MHz 的電容三點式振盪器。振盪信號與 16 腳輸入的 9MHz 單邊帶信號混頻後出 3 腳輸出,並由 T2, C24 選頻得到 7MHz 的 SSB 信號。

    激勵電平控制:雙柵場效應管 Q3 在這裡作隔離放大,改變其第二柵的直流偏壓可以平穩地控制放大器增益,調節範圍達 20dB,使激勵電平適應功放級的要求。將 W3 安裝在機器面板上,就能隨時調節輸出功率。

    元件選擇:MC3361 選用貼片封裝或雙列直插封裝的均可。電感線圈用直徑 0.1mm 漆包線在 10K 型電視中週骨架上繞製的,初級 30 匝,次級 9 匝。電報監聽耳機採用壓電式,也可以加隔小電容後接 2K Ω高阻耳機。雙柵場效應管除選用 3SK74 以外,也可選用 3SK122 等。高頻部分的電容採用瓷管或瓷片電容,有雲母電容更好。

    安裝調試:線路結構簡單,元件不多,線路板設計主要應注意要有合理的走線和接地。

    焊接完,檢查接線無誤後,通電測量 9V 穩壓輸出是否正常。按下 PTT 開關或電鍵,收發轉換繼電器應動作,TX 指示燈亮。電報狀態時繼電器延時釋放的時間應能通過 W2 調節;電鍵起落時,監聽耳機應能聽到清晰純正的振盪音頻。

    在 7MHz SSB 輸出端接上 50 Ω左右的無感電阻和示波器探頭,將「平衡調整」 W1 調到任意一端,並把 T1 的磁石退出。這時 IC1 3 腳輸出的載頻頻率會落在 9MHz 邊帶濾波器的通帶內,直接通過邊帶濾波器進入 IC2 的平衡混頻級,與 16MHz 振盪信號混頻。觀察示波器,調 T2、T3 使 7MHz 輸出最大。調節「激勵電平控制」 W3,輸出幅度應有平穩變化。

    接下來將載頻頻率拉低到邊帶濾波器通帶低端。慢慢旋入 T1 的磁石,直到信號幅度明顯下降為止。調節「平衡調整」 W1,使信號幅度最小。接電鍵或按 PTT 對 MIC 講話,檢查調制情況。報務和話務的調制深度可分別通過改變 R17 和 R5 來調節。

    請注意:文中所謂的高、低電位只是為了便於說明工作原理,並非數字電路中的邏輯電平。電報方式不是真正的等幅電報,而是音頻調制的單邊帶報。

Pic 01
左起:BD5RX 與 BD5TX,攝於 BY1PK。

    通過實驗製作,有助於進一步理解單邊帶的工作原理,認識各種調制方式之間的關係。例如將 T1 換成可變電容,逐漸減小容量提高載頻頻率到邊帶濾波器通帶上限,就會通過邊帶濾波器選出 9MHz 下邊帶信號,與 16MHz 差頻得到 7MHz 上邊帶信號;把「平衡調節」調偏些,保留一定比例的載頻,則成為「減幅載波單邊帶」,發射標識 R3E 或 R2A。這樣的信號可被普通的 AM 收音機接收解調;減小 C5~C7 來加大邊帶濾波器通頻帶寬度,乃至用 LC 回路來替代邊帶濾波器,便可能得到 DSB 雙邊帶信號;若再保留一定比例的載頻成分, 那就是名副其實的 AM 信號了。

    此外,這套線路還有改進和變通的餘地,稍加改造,即可產生真正的 CW 信號。採用小型或貼片元件,配合二塊 MC3361 製作的接收電路以及 3~5W 的線性功放線路,做成香煙盒大小的手持機並不困難。

    希望本文能起到拋磚引玉的作用,不斷看到「焊機派」高手們推出更簡潔巧妙、新穎實用的線路來。 END



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