收发信机DIY实战
进入单边带通信的世界
和大家二样我也是个单边带
迷,而且我也明白这个连载的主
要目的是展示人们将会从无线电通信用
得到何等的乐趣,而不是按部就班地介
绍某款电路的结构。
有位初学者朋友问我,如果调幅
或调频可以传送语音信号,那么为什么
还要花费更大的精力去研究单边带通信
模式币在回答这个问题之前,不如先谈
谈单边带是什么D
r 给等幅发射机加上 E
A 平衡调制 (DSB)
从更广泛的意义上说,单边带也
是调幅的种。从信号频谱上看1 调幅
波主要自 3 个部分组成(两个边带分量
和载波)。占调幅波一半功率分量的是
载波,而这个载波却不含有任何我们需
要传送的信息叮这的确令人沮丧。无线
电先辈们肯定和我们想的一样,如果可
以仅仅发射我们需要传送的信息,那么
就可以把发射机的输出功率降低→半而
继续完成通信。真的可以吗?你打赌吧。
。时刻 (BA6BF)
编前语:对于无线电爱好者而言,自己动手制作一台收发信机,总是克满乐趣的
、件事情。上期,时刻老师为我们介绍了几款等幅发射机的基本电路,希望大家能从
等幅发射机开始,通过这个系列的文章,逐步体会自制收发借机的各个环节的乐趣e
[lj1JS斤示的这种二极管平衡调和i
器有 个很特别的脾气,色有两个输入
端和一个输出端。高频载波门从一个
输入端进入:音频 f2 从另一个输入端
进入。在输出端输出的信号有(载波频
率+音频频率)内十 f2 和(载波频率~
音频频率)月 f2, 而载波 f1 却不见了。
这很神奇,但平衡调制器的确可以把无
用的载波消除在发射之前。
这个简单的平衡调制器从原理上
说将会很复杂叮也许涉及到许多繁琐
的数学公式。但我想说的是,即使我
们仅仅知道这种电路形式,也丝毫不
妨碍将它应用于我们的DIY活动中来。
如果愿意的话,不妨尝试动手做一个
微功率的双边带 (DSB) 发射机(见图
2) 0 当用这个电路发射信号的时候,
用普通的收音机将无法正确解调出语
音信号。因为它输出的信号中没有调
幅解调揭必须的载波分量,所以j忽听
到的将会是非常含糊的"呜哇呜哇"
的声音。 是牛所但率'功觉易出察容输法当的无相{巳乎来于几MM
由到
路鉴嚣电载带个响边远怦股
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国波
046 无线电
[ 把阿射机
滤除一个边带~
DSB 电路输出的信号没有载波
存在,但是官却有两个携带完全相同
信息的边带,事实上只要发射出任何
一个边带,就仍然可以传送我们需要
传送的音频。那么下面需要解决的问
题就很清楚了,在我们消除了载波以
后,继续努力消除掉两个边带中的
个就成为实现真正的单边带通信所必
须的技术难题了。
这个问题之所以被称做难题,
难就难在这两个边带的频率仅仅相差
3kHz左右。在RF波段要把频率相差
极小的两个频率分量选出一个,在60
年前那可真不是一件容易的事情。理
论上最单纯的办法是使用-种带宽极
窄的滤波器直接把其中 个边带滤除
以如果有一部单边带 搏, LC滤波器显然满足不了这种要
接收机,那可能要把 求,它的Q值很难做得很高,所以带宽
它的输出非常靠近建 也不可能做到在RF5,皮段达到3kHz的指
收机的天线输入口才 标。于是在单边带通信模式诞生的初
可以清晰地听到。不 期,曾经有过~一种移相式产生单边带
用难过,古仅仅是我 信号的方法。当然,移相式单边带电
们介绍单边带发射机 路无论载波抑制或是边带抑制的指标
电路的开始。 在当时都无法做得很高,所以在机械
滤波器和晶体滤波器发明以后,移相
式单边带发射机逐渐被滤波式取代。
早期的专用单边带滤波器是一种
非常精密而且昂贵的器材,事实上直
到今天,一只高性能的机械或晶体滤
波器的价格也相当高。幸运的是 1 我
们所处的年代已经远不是几十年前的
情形,虽然高性能的滤波器仍然是
般爱好者消费不起的,但是自棋一只
性能不是那么富的晶体滤波器再也不
是天方夜谭。
图 3 是←个简单的 T 型单边带晶
体滤波器,虽然指标不是很高,但是可
以用它来做一个简单的并且可以实用
的单边带发射机。石英晶体的频率可以
在 4 - 12MHz 之间选取,图中的 27pF
配谐电容可以在实验中选择最佳的容
量,它的大小会影响滤波器的带宽。实
际上滤波器的节数还可以增加,会在一
定程度上提高滤波器的性能。比如可以
使用 6 晶体甚至 8 晶体,只要依次串
联进去即可,如图 4 所示。
在商品晶体滤波器中,大多采用
4MHz 4MHz 4MHz 4MHz
一斗B卡一?一咀f---~O~~- -t一--lOf一
中 27p ".27p
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差接桥式电路,可以有更好的特性。
但是,差接桥式边带滤波器对石英晶
体的要求比较高,在一般业余条件下
自制,难度是很大的。而业余条件下
寻找几只频率基本一致的石英晶体则
是再容易不过的事情,而且晶体频率
稍有不同也不至于太影响效果。
好了,把边带滤波器力日进前面介
绍的DSB电路的后面,让我们来产生真
正的单边带信号吧。
读者可能已经注意到了,在图5电
路中振荡器增加了 个电感和可变电
容器,这是为了把4MHz的晶体振荡频
率下拉2-3kHz o joE:频率拉至1距离边带
滤波器中心频率2-3kHz,这是正确产
生单边带信号的关键。
实际上我们可以用频谱分析的方
法来理解单边带信号的产生原理。在
图6中, 是原始的载波频率即
振荡器的振荡频率, LSB和USB分别是
经过平衡调制过后带有相同信息的下
边带和上边带频率分量。梯形是边带
滤波器的通频带, 4MHz指的是边带滤
波器的申心频率,而这个边带滤波器
的通频带般为3k忖z左右。我想可以
这样通俗地理解 边带滤波器的通频
带是-个宽度一定的大门,它固定的
率分量相当于均匀直线行驶在路上的
汽车,于是在门宽度和位置内的汽车
被放行通过,而在门宽度和位置以外
的车辆贝IJ被阻挡不能通过。在这个电
路中,由于USB (上边带)频率落在了
滤波器的通带范围内,于是它正常的
通过了滤波器进入下一级电路。而LSB
(下边带)贝IJ不在滤波器的通带范围
内,于是它受滤波器阻挡而不能进入
下 级处理。这就是滤波法产生单边
带信号的原理,当读者正确理解了这
个原理,那么对于该如何调整单边带
电路就显得很容易了。
显然,边带滤波器的中心频率
在电路和晶体定好以后,就无法做任
何调整了。所以,对于单边带的调整
就只能依靠调节载波频率来完成。应
该可以看出,上下两个边带对称的分
布在载波频率两侧,所以如果我们可
以把载波频率调整到距离边带滤波器
上沿或下沿的某个地方,那么我们就
可以从滤波器的输出端得到正确的边
带信号。这很有趣,由于边带信号和
输入的音频信号相关,所以在调整载
波频率的时候,由于边带滤波器的存
在,可以感觉到明显的音域和音色的
变化。在业余条件下,我们通常把声
位于路的 侧。而上边带和下边带频 音调整圭IJ清晰悦耳就算大功告成。单
4MHz 4MHz 4MHz 4MHz 4MHz 4MHz 4MHz 4MHz
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!~ !~ !~ !~
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9V
图
图4 8晶体
T型边带滤
波器
边带电路的调整简直就是←种艺术,
仔细体会载波频率变化带来的声音特
征的变化,那将其乐无穷。
[ 让~发射机
工作到你想要的频率上
如果 部电台只能工作在一个频
率上,是不是有点无聊?我不知道会
不会有人只在一个频率上工作,但是
肯定我不会。让电台工作在尽可能宽
的业余频率上,也许是一项很重要的
工作。很显然,为每 个工作频点准
备 个边带滤波器是不现实的。起外
差电路又一次拯救了无线电通信,这
的确是我们的幸运,让我们 起来感
无线电 047
MICIN 卢斗卡一一「
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9V
4MHz 4MHz 4MHz 4MHz
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|γ7MH
谢阿姆斯特朗先生吧。
如果把图5中的4MHz上边带信号
作为超外差电路的中频、那么只要再
增加一个变频器和←个本地振荡器,
我们就可以把这个单边带频率搬移到j
任何我们想要的频率上。
图7申新增加的本机振荡器工作在
,这样它可以正好与4MHz
的中频减出 的工作频率,
而这个频率完美地落在国内最常用的
40m业余波段,在这个波E呈上,从早
到晚都聚集着不知疲倦的HAM。从这
μi
才叫:
图B 便
个波段开始业余短波通信,是多数单 的零件都是最喜易买到的,比如4M陆
边带爱好者常用的做法。图7中使用 和 忖z的石英晶体在市场上
孚幽幽竭地喝幽幽幽二也邮副部必"如牛幽幽也;;>.. 叫也且也... .;","",~也吨,品主"",., ""νω、电"' ...... "".,..灿的 W 始句自世-,,,,,.,,,,,与叫马也 .. ~-~",,".骨W豆、世也出也倍、毒品炮制叫、
采用NE602的直接变频接收机 ;
一一摘自《射频电路设计实战宝典}} (即将出版i'h
这个接收机的基础是一块NE602 (或 40m波段 O 如果你要试试其他的波段 需要 E
NE612) 的集成电路。这个芯片易于使用且 改变两个电感摇。将μH的电感器增加 各
在低电流接收机中表现优异。 NE602内有混 为 μH. 会使接收机工作频率正好降至 f
频器和振荡器,这两个部件在接收机中至 80m波段,带波段开关的接收机是可以实现 i
关重要。在直接变频接收机中的混频器能的:
把天线接收的外差信号直接变 阿布破43蔽立了寸士对 ν吨 -一一一←一I ~.
ZZZZZTii 盘踞噩黠费川一!
振荡) , NE602中的振荡器后 锢E墨酣睡盟挥霍?除〈耀龄坏 I f
跟随缓冲放大器。 NE602中的 愿噩噩噩噩诞,跚窥.. 鳞跑黯酶醺段恩惠型的理峰.远一凝主 I r.
混频器则是一个如Gilbert Cell 殴题...罩黯哥:锚脱锚提嘿应黯鲤阳E噩噩器翻 t
(吉尔伯特单元)一样众所周 朦噩-噩噩噩噩噩矗噩醺珊圈院部麟2嚼蜡慧飘蜘喝 E
知的双平衡电路。 藤瀑黯嚣噩噩隘罐噩噩黯黯楼u. .J但却噎品露谧黯制 E
附图申的接收机工f作午在 F撼附蹒酶跚窥懈掷挪蜘5ιιι合ι←←:ι~…i
1L句阳附攒棚畴哺咖挣M悻仰啤归惕叫命机舟伊忡胁归嘿,-句时叫叫"'.,吼叫慨'吼'川F 肌问悔梅、叩"'*"'*.... ... ""~节『叩?叫,.".~响阳帽号亏 f
048 无线电
随处可见。如果幸运一些,可以买到
10. 245MHz附近的晶体,那么还可以让
这个电路QSY到 ,而14MHz
是国际上最常用的DX黄金波段,在这
个波段,一年四季从早到晚都有可能
进行越洋通信。
在上期的文章中,我们了解了
NE602这个集成电路。 NE602内部集成
了本机振荡器,并且还具备18dB的变
频增益,如果可以找到两块NE602,那
么我们可以用更简单的方式完成图7的
工作,见图80
感谢现代电子工业的发达,让我
们可以充分展示自己的想象力和创造
力。几乎所有在60年前困扰无线电通
信先辈们的技术和器件难题如今都不
再成为问题,在下期申,我们将让本、
期介绍的有关单边带电路成为真正意
义上的单边带发射机。@