Автор Тема: Обзор популярного трансивера CW-2015. Часть 1  (Прочитано 11085 раз)

Оффлайн Alexey support

  • Супервизор
  • Любитель
  • *****
  • Сообщений: 190
  • Голоса 1
Обзор популярного трансивера CW-2015 (часть 1)

Обоснование выбора реальной чувствительности приёмника современного КВ трансивера

   Вот уже свыше 5 лет ведутся работы по построению трансиверов серии SW20** (Short waves -  короткие волны). Изначально, они разрабатывались как походный вариант и как достойная альтернатива зарубежным трансиверам класса  FT-817 и им подобным.
   Современная обстановка в эфире говорит о том, что для диапазона 14 МГц нет смысла делать чувствительность радиоприёмного тракта в городе лучше 2-3 мкВ в городе и 1-2 мкВ в сельской местности, где уровень шумов определяется лишь космическими шумами и атмосферными помехами. А на 160 и 80 метровых диапазонах, из-за особенностей этих диапазонов, вполне достаточно чувствительности 20-30 мкВ.
   Исходя из этих соображений, советские радиоинженеры всегда старались выполнить входную часть и первый смеситель из малошумящих, качественных элементов и получить приемлемые параметры при минимуме каскадов, как например, выполнен смеситель в популярной конструкции RA3AO.  Наши конструкторы измеряли реальную чувствительность приёмника при превышении сигнала над шумом в 3 раза (10 дБ SINAD). Это позволяло довольно комфортно принимать телеграф, и почти без потери информацию SSB. При отношении сигнал/шум 6 дБ, информация уже начинает теряться, при 3-х дБ приём корреспондентов был уже  значительно затруднён, а при 0 дБ можно только определить присутствие станции, но понять и разобрать что-либо уже просто невозможно. При этом же отношении сигнал/шум измеряется реальная чувствительность на КВ и на фирменных аппаратах, но у многих трансиверов таких известных фирм, как  KENWOOD, ICOM или YAESU, избыточное усиление по ПЧ. Поэтому, они даже при отключенной антенне, закороченном входе и при полностью открытых регуляторах ПЧ и НЧ довольно прилично шумят. Правда, при подключении антенны, собственный шум маскируется шумом эфира, а сам трансивер, при этом, начинает чуть ли не реветь. Что в этой ситуации рекомендует инструкция пользователя? Для комфортных условий приёма достаточно поставить регулятор НЧ на минимум. С помощью ручки регулировки ПЧ необходимо установить стрелку S-метра на 5-7 делений (при этом, он уже не будет показывать что угодно, только не  реальный уровень принимаемого сигнала). Включить на входе приёмника один, двух-, а лучше сразу 3-х ступенчатый аттенюатор с ослаблением 40 дБ. В результате, из-за избыточного шума, сигналов слабых радиостанций просто не слышно! Учтите ещё дополнительный шум, который принимают простые ненаправленные антенны, такие, как Ground Plane или Long Wire, на которых работает много радиолюбителей.


Результаты сравнений SW-2015 и IC 760 PRO

  При сравнении трансиверов SW2015 с IC 760 PRO на антенны Long Wire (диапазон 40 метров) и трёхэлементный волновой канал (диапазон 20 метров) первое впечатление было такое, что в SW2015 явно занижена чувствительность, шума практически нет и абсолютно прозрачный эфир. Но станции идут вполне разборчиво. Переключаем антенну на Icom. Эфир буквально взрывается, а на диапазоне сплошная «каша». Опять подключаем SW2015 и находим корреспондента с низким уровнем сигнала. Переключаем антенну на Icom и… среди шума не слышно даже присутствия этой радиостанции. При переходе с диапазона 40 метров на диапазон 20 метров (на разные антенны), особой разницы на приём SW2015 не наблюдалось, хотя эти диапазоне на фирменном аппарате звучат совершенно по-разному. Что и требовалось доказать…

Сравнение SW2015 с предыдущими версиями SW20**

  Трансивер SW2015 представляет собой модернизированный вариант предыдущих версий. Следует отметить, что в новой версии трансивера сделано много изменений и доработок.
•   По сравнению с предыдущими версиями от SW2011-RDX и старше введен 8-кристальный телеграфный фильтр вместо 4-кристального подчисточного. Для тех, кто чтит телеграф, это приятный суперприз! Все-таки подчисточный фильтр на 700 Гц не очень хорошо справлялся со своими задачами. 8- кристальный фильтр на 500 Гц, включаемый вместо штатного на 2,7 кГц, делает прием морзянки намного комфортнее. Причем при необходимости, по отдельной просьбе, трансивер может быть изготовлен с 8-кристальным фильтром на 300 Гц.


•   В полной версии SW2013_v5 вместо блока УКВ установлены диапазонные ФНЧ, что позволило значительно улучшить линейность тракта при передаче, и достигнуть хорошей формы сигнала на выходе.
•   В усилитель мощности КВ добавлен КСВ-метр. Более того, на дисплее отображается и уровень выходной мощности. Это очень удобно при работе в полевых условиях. Теперь, как минимум на один прибор (КСВ-метр) приходится брать меньше.
•   Увеличена мощность выходного каскада до 50 ватт. Выходные транзисторы передатчика не боятся ни короткого замыкания, ни обрыва антенны.
•   Применен мощный радиатор с установленным на него вентилятором. Теперь допускается длительная работа на передачу при полной мощности 40-50 ватт. Вентилятор работает только при передаче, но можно его переключить и на постоянный режим вращения. Он автоматически включается при переходе трансивера на передачу, но, при желании, может работать постоянно. Помех приему вентилятор не создает. Такое решение обусловлено тем, что в трансивере, наряду с облегченным режимом, реализован режим повышенной мощности. Для этого на основной плате размещен преобразователь напряжения, позволяющий подавать на выходной каскад удвоенное напряжение питания. Облегченный режим в дальнейшем будем именовать LP - от "Low Power". Он обеспечивает выходную мощность 15-18 ватт. Усиленный, или полный, режим назван HP – от "High Power". Он позволяет достичь выходной мощности в 50 ватт. Следует при этом помнить, что если для работы на передачу в облегченном режиме потребляемый ток составляет 3-4 ампера. Для усиленного режима необходимо обеспечить ток более 15 ампер, поскольку для работы преобразователя напряжения необходим как минимум удвоенный ток выходного каскада. При этом не следует забывать, что режим HP реализован для того, чтобы радиолюбитель имел возможность раскачать внешний усилитель мощности. В повседневной же работе разница между мощностью в 15 ватт и 50 ватт составляют 4,77 дБ. То есть для вашего корреспондента при переходе с LP на HP разница в уровнях сигнала будет менее чем в один балл. Потребляемый ток в режиме приёма не превышает 380 мА, а это ниже потребляемого тока таких известных моделей, как китайские Х-108 (G) или Х-1М. В стационарных условиях режим HP позволяет работать большей мощностью. В полевых же условиях нужно позаботиться о хорошем источнике питания.
•   В схеме изменилось управление мощностью и формирователя посылок телеграфа. Плавная регулировка мощности (от нуля до максимальной), позволяет улучшить форму посылок телеграфного сигнала, настроить работу манипулятора или опробовать различные режимы  встроенного телеграфного ключа без выхода в эфир. С другой стороны, любители QRPP могут легко выставить выходную мощность в доли ватта.
•   Хотя были внесены изменения в цепи АРУ и S-метра, при быстрой перестройке по диапазону она не всегда успевает правильно отработать, поэтому необходимо уменьшить время срабатывания АРУ.
•   Улучшена стабильность работы САТ системы. Это изменение чувствуется буквально после первого подключения трансивера к компьютеру. Раньше, порой, приходилось несколько раз включать-выключать трансивер, чтобы он был распознан как USB Serial Port. Сейчас никаких проблем при подключении не возникает.
•   Добавлено количество кнопок для более удобного доступа к функциям. Добавились кнопки выбора мощности и блокировки валкодера. 
•   Монохромный дисплей, хорошо знакомый многим пользователям трансиверов серии SW** версий до 2012 года опять радует глаз. Цветной дисплей, возможно, более красив зрительно, но за все нужно платить. В случае с цветным дисплеем в трансивере шумовые характеристики были несколько хуже, под прямыми солнечными лучами цветной дисплей становился практически не читаемым. Кроме этого переход на монохромный дисплей вызван прекращением производства цветных дисплеев, которые можно было использовать без кардинальной переделки конструкции, схемотехники и программного обеспечения трансивера.
•   В трансивере введен режим бесшумного переключения при переходе с приема на передачу и обратно. Устранены неприятные щелчки, сопутствовавшие переключению RX/TX. Работать стало гораздо комфортнее.
•   Добавлена опция перехода подсветки дисплея в "ждущий режим". Очень удобно при работе в полевых условиях. В меню можно задать время, в течение которого оператор не пользуется органами управления трансивера и через которое подсветка дисплея становится не такой яркой. Это позволяет экономнее расходовать заряд аккумулятора. Причем, если мы продолжаем работать в эфире, не прикасаясь к валкодеру или кнопкам, подсветка остается приглушенной.
•   Часть транзисторов в коммутации заменена на цифровые, в которых цепь базы имеет 2 встроенных резистора.
•   Выводные диоды в ВЧ коммутаторах RX-TX заменены на диодные сборки BAS70-05.
•   Вместо кварцевого резонатора 39 МГц установлен генератор.
•   Микросхема смесителя ADG774 заменена на меньший корпус QSOP16, так как в корпусе SO16 пошли китайские подделки.
•   Для повышения надёжности, питание драйвера BFG591осуществляется стабилизированным напряжением, уровнем 8 вольт.
•   Уменьшена величина обратной связи на выходном каскаде RD16HHF1.
•   Стало удобнее заменять оконечные транзисторы в случае ремонта. КСВ-метр сейчас на основной плате, и не мешает, как раньше при демонтаже.
•   Антенный разъём теперь один, а вместо разъёма УКВ располагается клемма для заземления, но, в частности, в сравнении с SW2013, в новой модели отсутствует разрядник, защищающий входные цепи трансивера от попадания высоковольтного импульса.


Особенности построения схемы трансивера SW-2015

•   Даже беглый взгляд на схему говорит о продуманном распределении усиления по каскадам. Их оптимальное согласование позволило обойтись минимумом при минимуме деталей. Основное усиление реализовано по НЧ. Однако регулировка НЧ осуществляется не от нуля, а от некоторого порогового уровня, что не совсем удобно при работе с этим трансивером.
•   Отсутствие мощного УПЧ на контурах, которые сами сильно по себе шумят (причём шум их не мягкое шипение как на НЧ, а более резкое и вызывающее), приводит к низкому уровню собственных шумов.
•   Трансивер содержит две микросхемы тракта УПЧ, которые одновременно являются и смесителем и усилителем и детектором. Первому смесителю и синтезатору было уделено самое серьёзное внимание, а очень эффективная работа АРУ, делающая эфир «мягким» и комфортным по приёму, хотя и имеет некоторые недостатки, позволила отказаться от ручки «усиление ПЧ».
•   В трансивере применяется качественный малошумящий синтезатор и высоколинейный ключевой смеситель. И как следствие – прозрачность звучания эфира. Вот про синтезатор хотелось бы сказать отдельно. Трудно переоценить его значение, он по своей значимости может быть даже важнее основного тракта, и та эволюция за пять лет, что с ним произошла, заслуживает высшей оценки и автора трансивера Александра Шатуна (UR3LM) и особенно его программиста Геннадия Завидовскиого (UA1ARN). А если учесть, с какой внимательностью и оперативностью оказывалась помощь строившим аппараты радиолюбителям в случае затруднений, удовлетворялись все пожелания в программном  обеспечении, то тут однозначно заслуживают самой высокой оценки.
•   Грамотное построение схемы, продуманное распределение Кус по каскадам. При оптимальном коэффициенте усиления и высококачественном ключевом коммутаторе в 1-ом смесителе, а также малошумящем синтезаторе картина получилась очень благоприятная. Перегружаться там нечему, и, даже простенький каскад на полевом транзисторе по 1-ой ПЧ, в условиях правильного согласования вполне справляется с поставленной задачей.  В итоге динамический диапазон по блокированию (ДДБ) довольно превышает 90 дБ.
•   Оптимальный выбор чувствительности приёмника, исходя не из условий получения максимальной чувствительности, как это реализовано в большинстве импортных трансиверов, а из реалий современного эфира, отсутствие переизбытка усиления, присущего фирменным аппаратам, и, как следствие, низкий шум эфира.
•   Выбор чувствительности, исходя из реалий современного эфира, отсутствие переизбытка усиления, присущего фирменным аппаратам, как следствие низкий шум эфира.
•   Регулировки практически никакой - настроил в резонанс единственный на весь трансивер контур и пять потенциометров да померял уровни.
•   В трансивере применён SMD монтаж, нет никаких межблочных соединительных шлейфов, хорошая экранировка и качественная трассировка печатных двухсторонних плат.
•   Выбор комплектующих компонентов с низкими шумовыми характеристиками.
•   Простой и в то же время очень эффективный тракт формирования SSB, по качеству и «пробивной» способности такой сигнал  в эфире спокойно конкурирует с обычными стоваттными трансиверами.
•   Прошивка процессора  подходит предыдущая от SW2013, просто там необходимо выключить в меню неиспользуемые диапазоны УКВ.


Конструкция трансивера

  С левой стороны, сразу за фальшпанелью,  расположена плата синтезатора. Справа находится плата усилителя мощности. На основной плате слева – видны два кварцевых фильтра и диапазонные ФНЧ, на радиаторе установлена плата УМ.
   Первое, что бросается в глаза, - отсутствие в трансивере каких-либо жгутов, длинных проводов через всю плату и прочих, присущих другим конструкциям, "хвостов". Второе – нет привычного нагромождения контуров входных и выходных фильтров. Объясняется это тем, что трансивер работает по принципу "преобразования вверх": первая промежуточная частота у него выбрана 45 МГц, что позволяет без полосовых фильтров избавиться от зеркальных каналов приема. И усилитель мощности имеет достаточно высокую линейность.



   Кабель питания подключается к двум стандартным клеммам, установленным на задней поверхности радиатора. В нижней части усиленного радиатора расположены аудио разъем и разъем САТ-интерфейса.


  Аккуратно закрываем коробку, что не представляет особого труда: две половинки корпуса просто соединяются четырьмя саморезами. В днище кроме сверлений под местом крепления громкоговорителя и вентиляционных прорезей больше ничего интересного нет. Несмотря на то, что материал корпуса пластик, он обладает достаточным запасом прочности.


   Для подключения удобно использовать USB кабель к принтеру. Данный интерфейс применяется для стыковки трансивера с компьютером и позволяет работать цифровыми видами связи, передавать данные о частоте и виде работы в программу аппаратного журнала. Аудио-разъем используется для подключения трансивера к звуковой карте компьютера. Через аудио-кабель сигнал с линейного выхода трансивера передается на компьютер и обратно. Это необходимо и для работы цифровыми видами связи, и, например, для записи сигнала корреспондента с линейного выхода трансивера. Ниже приведена распайка штекера, который подключается к трансиверу:


1. Линейный вход трансивера, от него провод идет к выходу звуковой карты.
2. Линейный выход трансивера, соответствующий провод идет к микрофонному вводу звуковой карты.
3. Общий провод.


  Кабель раздваивается и заканчивается двумя штекерами, которые подключаются к входу и выходу звуковой карты компьютера.
  Все разъёмы внешних подключений в этом  трансивере удачно выведены на одну сторону боковой стенки трансивера. Единственный недостаток – нет маркировки, но назначения разъёмов указаны в приложенной инструкции.



Перед началом работы

   Первым делом подключаем тангенту. Подвергнутая небольшой доработке автором, в сочетании с удачным схемным решением она отлично работает в эфире. Причем не за счет какого-то специфического эффекта как, например, в капсюле ДЭМШ, а за счет очень приличной частотной характеристики. К трансиверу можно подключить и внешний электретный микрофон.


    Автор советует брать высокоомные головные телефоны. При работе телеграфом с узкой полосой пропускания по ПЧ и с одетыми низкоомными наушниками не следует устанавливать максимальный уровень громкости: появится неприятный свист.
   Подключение телеграфного ключа ничем особым не отличается: если подключаем манипулятор для встроенного электронного ключа, то задействуем все три контакта штекера. Если подключаем обычный механический ключ или выход собственного электронного ключа, используем общий провод и один из контактов штекера. Не забывайте, при этом, в меню выбрать какой тип ключа будет использоваться.
   Гнездо подключения педали кроме своего прямого назначения может использоваться для управления внешним усилителем мощности (УМ). Для управления внешним усилителем на контакт "Управление УМ" подается управляющий сигнал низкого уровня ("логический ноль"). Желательно при этом не забывать, что это всего лишь сток транзистора и максимальный ток через него не должен превышать 0,18A, а напряжение не должно быть более 12 Вольт. Не подключайте, пожалуйста, к этому выводу мощные реле! Хотя трансивер изначально задуман как походный, его усилитель мощности доведен до такого уровня линейности, что внеполосные излучения не превышают допустимых величин. При подключении трансивера к внешнему усилителю мощности необходимо обратить внимание на его качественное заземление и надежность. Очень часто именно неисправность усилителя является причиной выхода из строя трансивера. Для повышения надёжности в нашем случае в трансивере предусмотрено, что сначала включается внешний УМ на передачу и только потом подается ВЧ сигнал с трансивера. Единственное, что все-таки следует учитывать, это так называемый "человеческий фактор". Очень тяжело защититься от случая, когда вы еще передаете последнее тире, а ногой уже отпускаете педаль. Программа, конечно же, защитит вашу технику, но последнее тире окажется обрезанным.




   
« Последнее редактирование: Декабрь 07, 2015, 03:45:44 pm от Alexey support »

Оффлайн TuhMelody88

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 1
  • Голоса 0
  • Пол: Мужской
Обзор популярного трансивера CW 2015 Часть 1
« Ответ #1 : Апрель 17, 2016, 09:57:02 pm »
Хороший обзор, а будет следующая часть?
« Последнее редактирование: Апрель 27, 2017, 10:54:09 am от mihey »