схеме рис. 9 одновременно с переходом на прием надо коммутировать ветви одного из фазовращателей.

Рис. 10. Обратимый фазовый формирователь

Схема полностью обратимого устройства, выделяющего и при передаче, и при приеме одну и ту же боковую полосу, приведена на рис. 10. Здесь ВЧ фазовращатель установлен в цепях SSB сигнала, а напряжение гетеродина подается на балансные модуляторы (смесители) в одной и той же фазе. При работе устройства на передачу к смесителям U2 и U3 от НЧ фазовращателя подводятся сигналы Ас cos Ш и Лс sin Ш соответственно. На выходе смесителя U2 образуется сигнал

АСАГ cos Qt-cos - -I-2- [cos (<o - Q) t -f- cos (со + Q) t] t

а на выходе U3 соответственно

A0APsm Q*.cos со/ = --[-sin (<»- Q) i + sio (ш + Q) t],

После сдвига на 90° в ВЧ фазовращателе синусы соответствующих аргументов превращаются в косинусы с изменением знака и сигнал, поступающий от смесителя U3, приобретает вид:

-j1- [cos (со - Q) £ - cos (со -f Q) (].

Складывая выходные сигналы фазовращателей, получаем:

Uc=AcApC03 (о>-ft)/,

т. е. нижнюю боковую полосу сигнала. Легко также убедиться, что переключение ветвей одного из фазовращателей меняет знаки у одного из слагаемых, т. е. приводит

к выделению верхней боковой полосы. При приеме сигнала с частотой, лежащей в пределах верхней боковой полосы, к смесителю U2 от ВЧ фазовращателя подводится сигнал A cos(w+Q)t, а к смесителю U3 сигналс sin(w + Q)t. После преобразования на выходах смесителей получаются сигналы:

А сАр 2

[cos Qt -f cos (2ш -f Й) t] - [sin Ш + sin (2a -f Q) t].

AcAr cos (со -f- Q) t- cos ш/ = и АСАГ sin (со + Q) t-cos Ш =

Составляющие с удвоенными частотами отфильтровываются, а НЧ компоненты складываются после прохождения через НЧ фазовращатель, где функция sin Qt после сдвига по фазе на 90° превращается в - cos Ш. В результате выходной сигнал оказывается равным нулю. При приеме нижней боковой полосы на выходах смесителей U2 и U3 получаются сигналы:

А сАг cos (й - Q) i - cos Ш - АЛАТ sin (со - Q) t cos ю/ =

[-sin £W + siri (2u) + Q) t]>

ф) = cos ф, тогда как sin ф - нечетная функция и

iQJIf 3JJJ ЛН -* - **V« W** -g

(Напомним, что cos ф является четной функцией и cos( sin( - ф) = - sin ф) После сдвига последнего сигнала по фазе на 90° и сложения получим инч = AsC):, т. е. демодулированный НЧ сигнал Устройство по схеме рис. 10 особенно удобно для трансиверов, поскольку требует минимального числа переключений при переходе с передачи на прием. Рассмотрим теперь возможные структурные схемы телефонных однополосных трансиверов прямого преобразования.

4. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ ОДНОПОЛОСНЫХ ТРАНСИВЕРОВ ПРЯМОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Когда-то любая радиостанция включала в себя два независимых устройства - передатчик и приемник. Стремление упростить станцию и уменьшить количество органов управления привело к разработке трансиверов - универсальных аппаратов, содержащих и передатчик и приемник. Трансиверы обладают характерной особенностью - некоторые узлы используются и при передаче и при приеме. К ним относятся гетеродины, фильтры, фазовращатели, усилители и, разумеется, источник питания. Общий гетеродин значительно упрощает процесс настройки - ведь и передатчик и приемник перестраиваются по частоте одновременно. Наряду с очевидными достоинствами «трансиверизация» аппаратуры имеет и ряд недостатков. Становится невозможной передача и прием на различных частотах или даже на различных диапазонах. Хотя такой вид связи и используется радиолюбителями не часто, для его осуществления в трансивер вводят два, а иногда и более задающих генераторов с возможностью их переключения, что усложняет трансивер и уменьшает выигрыш от «трансиверизации». Другой и, пожалуй, самый существенный недостаток трансивера состоит в невозможности прослушивать собственный сигнал в процессе передачи. Это особенно необходимо при доработке, налаживании или подстройке передатчика, а такие работы проводятся на любительской станции почти постоянно. Поэтому как дополнение к трансиверу обязательно нужен хотя бы простейший независимый контрольный приемник, хорошо заэкранированный, с аттенюатором на входе. Разумеется, при наличии раздельных передатчика и приемника для контроля может служить и основной приемник станции. Приемник и передатчик можно объединить конструктивно в один блок, разделив их электрические цепи. Правда, в этом случае необходимо позаботиться о хорошей развязке цепей передатчика и приемника, особенно входных и выходных, чтобы избежать перегрузки приемника при самоконтроле и, как следствие этого, больших искажений сигнала.

Рис. 11. SSB трангивер с раздельными трактами передачи и приема

На рис. 11 показана структурная схема однополосного трансивера прямого преобразования с раздельными

трактами передачи и приема. Принимаемый сигнал из антенны W1 поступает через антенный переключатель S1 на усилитель высокой частоты Л1. УВЧ одновременно обеспечивает и предварительную селекцию, ослабляя сигналы внедиапазонных станций. На низкочастотных диапазонах можно обойтись и без УВЧ, а преселектор целесообразно выполнить в виде двух-, трехконтурного полосового фильтра. Усиленный сигнал поступает на однополосный фазовый смеситель UJ, который можно выполнить по схеме рис. 9 или рис. 10. Фазовращатели однополосного смесителя приемника не должны значительно ослаблять сигнал, иначе чувствительность и реальная селективность приемника резко ухудшатся. Из этих соображений в блоке VI целесообразно применить LC или LCR низкочастотный фазовращатель, а ВЧ фазовращатель установить в цепи гетеродина (см. рис. 9). Преобразованный в звуковую частоту сигнал проходит через ФНЧ приемника Z1, определяющий селективность по соседнему каналу, и далее поступает на УНЧ А2. Воспроизводится сигнал громкоговорителем или телефонами BL Для преобразования частоты на однополосный смеситель подается сигнал гетеродина от одного из двух генераторов G1 или G2. Генератор G1 независим, и при его подключении приемная часть трансивера становится совершенно автономной. Генератор G2 служит задающим генератором передатчика, и при его подключении радиостанция превращается в трансивер. Тракт передачи также несложен. Звуковой сигнал от микрофона В2 усиливается микрофонным усилителем А4 и через ФНЧ Z2 поступает на однополосный смеситель U2. ФНЧ Z2 необходим из следующих соображений: сигнал микрофонного усилителя может содержать широкий спектр частот, простирающийся до 6... 10 кГц, а иногда и выше. Особенно вредны различные шумы, шорохи и шипящие звуки, спектр которых концентрируется в области высоких частот. Высокочастотные гармоники появляются и при ограничении НЧ сигнала. При модуляции ВЧ несущей таким сигналом спектр высокочастотного модулированного сигнала также оказывается излишне широким. А поскольку НЧ фазовращатель обычно проектируется лишь на диапазон частот до 3 кГц, более высокие частоты модуляции и в подавляемой боковой полосе подавлены не будут.

Как иллюстрация сказанного, на рис. 12 показан спектр излучаемых частот при наличии ФНЧ Z2 (сплошная линия) и при его отсутствии (штриховая линия). Рисунок ясно показывает, что ФНЧ в передатчике совершенно необходим. Учитывая, что высокочастотные компоненты звукового сигнала относительно невелики по амплитуде, а также то, что чувствительность большинства микрофонов уменьшается на высоких частотах, вполне достаточно одного звена LC фильтра. Можно использовать и активные RC фильтры 3-го - 4-го порядков.

Однополосный модулятор передатчика U2 (рис. 11) выполняется по любой из структурных схем рис. 9 или рис. 10. В случае выбора схемы рис. 9 ВЧ фазовращатель можно сделать общим для передатчика и приемника, но это вряд ли целесообразно. Упрощение схемы при этом невелико, а раздельные фазовращатели обеспечивают большую свободу регулировки и позволяют лучше подавить нежелательную боковую полосу как при передаче, так и при приеме.

Рис. 12. Спектр излучаемых частот

Рис. 13. SSB трансивер с обратимым модулятором-демодулятором