Были когда-то на Украине, в смысле в СССР весёлые люди Юрий Тимошенко и Ефим Березин. К сожалению они уже ушли из жизни. Юрий Трофимович в 1986, а Ефим Иосифович в 2004 г. Светлая им память!!!
И вот тогда, ещё в СССР, на очередном их выступлении они разыграли сцену. Тимошенко (Тарапунька) как бы работает в институте по выращиванию новых пород домашних животных. «Мы, — говорит он, — в институте вывели новую породу, скрестили корову с медведем! Очень удобно. Зимой оно спит, сосёт лапу, а летом даёт молоко! А ещё новую породу тонкорунных собак скрестив собаку с овцой. У них шерсть такая густая, что не поймёшь где перёд, а где зад?!»
— А как же вы определяете?
— Треба ткнути пальцем. Якщо кусить, то там перед!
Так причём Тарапунька и какой-то там ТРАНСИВЕР? Ну, в общем-то как бы не причём?! Но? Но вот ТРАНСИВЕР и есть скрещивание трансмиттера с ресивером! Трансмиттер, от латинского transmittere пересылка, передача. Передатчик, короче. РЕСИВЕР от английского receiver получатель в смысле приёмник. Получилась новая радио-порода ПРИЁМО-ПЕРЕДАТЧИК. Да и раньше были эти приёмо-передатчики, но каждая часть как бы сама по себе и только одна антенна связывала их. Долгое время осуществление связи делалось по одному принципу, ещё со времён Попова-Рыбкина-Маркони естественно... Передатчик отдельно и приёмник отдельно. И если работа предстояла на одной частоте или фиксированных частот, то ещё было терпимо... Но, а если в постоянном поиске как скажем у радиолюбителей, то? Это одна головная боль! И вот в 1970 году в журнале «Радио» №5 появилась статья Юрия Кудрявцева. В этой статье говорилось о новом аппарате со странным названием ТРАНСИВЕР. Да, слышались возгласы, что он слямзил эту американскую идею... Но, нам-то татарам по барабану, лишь бы был толк с этой авантюры?! Так, что же там такого предлагалось, если потом началось столпотворение, бум с этим трансивером?!
На рис.1 мой шаробан ещё 1975-го года рождения! Да у Кудрявцева было примерно тоже самое, но только примерно... Ниже на рис.4 блок-схема почти того Кудрявцевского. Кстати у Юрия как и положено был свой позывной UW3DI. А в наших кругах чаще люди, что-то узнают по позывному, чем по имени да ещё и по фамилии?! Так, что трансиверу тут же не отходя от кассы дали погоняло (как и положено) 3DI. Стоит брякнуть эти: цифру и две буквы, всем всё ясно о чём будет базар?! Так, что же такое заложено в идее если начался такой бум?!
Когда-то в 1965-67 годах кто-то пустил пулю, что у меня на радиостанции (тогда ещё по старинке) передатчик и приёмник автоматически следят за частотами друг-друга?! :-)) И один друг всё меня донимал всей этим фейком?! Потом оказалось, что мы учились в одном и том же институте только в разное время. Так к чему это я? К той работе в эфире с автоматической настройкой передатчика и приёмника на одну частоту! Тем самым методом о котором меня и донимал радиолюбитель из 60-х!
Итак, на блок-схеме чётко просматривается три линейки неких засекреченных блоков. В журнале конечно всё разжёвано более-менее подробно, но? Но, ПРОЗА не то место и не та публика которая шибко сильно будет вникать?! Для любознательных, это журнал «Радио» №5 за 1970 год страница (начало) 17. Кому шибко интересно в подробностях это здесь. http://disk.yandex.ru/i/jPUFI9bx-bJ-Nw Можно бегло поглядеть, но лучше скачать! И там же, в журнале цветные вкладки и сама железяка. Исключая три блока с аббревиатурами: КБРТ, СУ и VOX разделение линеек железное! Верхняя линейка RECEIVER, то бишь приёмник, самая нижняя ТРАНСИТТЕР, стало быть передатчик. Средняя линейка общая на всех, то, что и скрещивает корову с медведем! Теперь сделаем отступление для тех кто ничего до того как не читал и стало быть на данный момент ни бум-бум?!
Краткий экскурс по теме радиоприёмники. Догадываюсь, что большинство владельцев приёмников не вникали в параметры своих РАДИВ?! И ещё меньше соображали чё это такое? Собственно параметров много, но это в ТУ (технические условия). Для нас же чуть-чуть, лишь бы написать, чтобы что-то было написано? Нам же с Вами главное два параметра: избирательность по соседнему каналу и по зеркальному и тоже каналу. Вот только всё зеркальное касается не всех радиоприёмников. Это детекторных и прямого усиления. Начнём с самого понятного для всех ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬ ПО СОСЕДНЕМУ КАНАЛУ. Наверняка Вы считаете, что при огромном количестве работающих радиостанций (и ТВ тоже) должен быть хоть какой-то порядок?! Да, есть всякие международные соглашения по этому вопросу. Итак, независимо от типа модуляции каждая станция должна находиться в эфире в строго отведённым ей месте. Иметь строго определённую полосу частот от сель, до сель и ни-ни ширшее! Плюс (я так думаю) санитарный барьер, отделяющий станции друг от друга (в эфире естественно). Да существуют и территориальные разделения. Это телевизионные станции и служебные работающие в УКВ диапазоне. Это всё с одной стороны, а с другой, радиоприёмник должен принимать станцию так, чтобы принимать только её, а не стоящие по частоте рядом, то есть по соседству. Та самая избирательность по соседнему каналу! Для этого существуют колебательные контура (система контуров). Они-то и обеспечивают ту самую избирательность, но есть проблемы, как примерно для людей с разными размерами обуви втиснуть в один размер?! :-)) Самый лучший вариант получается на низких частотах! Да ещё если бы не вертеть ручку и слушать только одну станцию на одной низкой частоте! Но, увы?! Вот если бы все-все станции да привести к одной частоте? И уже с ней добиваться цели? И вопрос был решён!
Как же осуществить такое? С помощью СУПЕРГЕТЕРОДИННОГО метода. Слово какое-то ругательное?!
Гетеродин, локальный (местный) генератор. Как оказалось всякие электрические цепи делятся на линейные и нелинейные! Линейные это когда, скажем зависимость тока от напряжения выглядит примерно так I=f(x), а нелинейные это когда график зависимости представляет собой не прямую линию, а какую-то загогулину и ток скажем имеет квадратичную зависимость от напряжения. К чему это я Вас склоняю? А к тому, что как оказалось воздействуя на нелинейный элемент сразу двумя переменными токами разных частот, получаем в результате биения с разностной частотой! Fб = F1 - F2. Либо так Fб = F2 - F1. Где Fб — частота биения. Причём если одна частота чистая, а вторая промодулирована, то частота биений в точности повторяет закон изменения второй, промодулированной. А это ведь как раз то, что нам и нужно! Это же перенос сигнала принимаемой станции с одной частоты на другую, более низкую! Ну, а дальше дело техники... Подробнее (с картинками) это здесь: http://proza.ru/2016/03/03/641
Такая, низкая частота была названа промежуточной, так ещё находится между высокой (сигнала, станции) и звука (изображения в ТВ.). А, какая это частота? Вопрос конечно интересный?! Наверное Вы заметили: 1) Лучшее, — враг хорошего! И не всегда в лучшую сторону?! 2) При появлении лучшего к нему прилается бонус со знаком минус! Как вообще в жизни, так и в нашем случае! Это появление ещё одного нехорошего канала, — ЗЕРКАЛЬНОГО! И тут же новые проблемы! Да, Вы сталкивались с ними, только из-за непонимания и не знали кому же дать между глаз?! Применение какой-то конкретной промежуточной опирается на такие показатели как избирательность по соседнему каналу и вновь появившемуся, по зеркальному! Вот на рис.5а объяснение процесса с низкой промежуточной частотой, а на рис.5b с высокой. Палочки с кЭпками, — частоты: в зелёной кЭпке принимаемый сигнал, в красной частота гетеродина, в синей ЗЕРКАЛЬНЫЙ СИГНАЛ. Так ещё принимаемая станция по ЗЕРКАЛЬНОМУ каналу. Если в одном случае промежуточная частота Fп образуется как разность частоты сигнала Fс и гетеродина Fг. Но та жа Fп может получиться и при разности Fг и Fзк. Последняя и есть частота зеркального канала, а сигнал какой-нибудь станции случайно оказавшийся в зеркальном канале ЗЕРКАЛЬНЫМ. В нашем случае это может быть станция-помеха! Вот на рис.5а пурпурным цветом показан уровень зеркального сигнала который пролез через входной контур приёмника. А, если принять за основу более высокую частоту Fп?! На рис.5b Вы и видите, что зеркальный канал отодвинулся от нашего, полезного сигнала в сторону высоких частот. А, уровень зеркального заметно уменьшился! Вот и получается, чем выше промежуточная частота, тем зеркальный канал дальше от настоящего сигнала и дальше от полосы пропускания входных контуров. Так, что же нам выбрать? При Fп низкой частоте фильтры получаются ближе к П-образной форме и лучше ослабляет соседние, станции, но хуже с зеркальными! И наоборот! После переговоров на высшем уровне взяли за основу компромисс (не высокую и не низкую). В радиовещательных приёмниках это 465 кГц. Но это для низкочувствительных бытовых, а вот для серьёзных, связных это не подходит!!! И, что же нам делать? Снять штаны и бегать! :-))
Выход, в применении двух преобразований, и двух промежуточных частот! Первой очень высокой, второй низкой! И всё это называется СУПЕРГЕТЕРОДИН С ДВОЙНЫМ ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ! Так построены все серьёзные аппараты. В том числе и приёмная часть нашего трансивера. Итак наш трансивер имеет 5 диапазонов, причём, последний разбит на два поддиапазона. Так ещё получается как бы 6 диапазонов. Каждый из диапазонов имеет свою полосу частот от и до! Самые большие полосы у высокочастотных, меньше всего у двух низкочастотных. Начнём рассматривать железяку с приёмного тракта по цепочке: УВЧ, — усилитель высоких частот, ПФ, — полосовой фильтр отдельно для каждого диапазона, СМ-1 и СМ-2, — так называемые смесители (преобразователи, те нелинейные элементы) частот сигнала и гетеродина, УПЧ, — (два каскада) усилители промежуточной частоты. Д, УНЧ, — соответственно линейный детектор и усилитель низкой частоты. Плюс громкоговоритель или головные телефоны (наушники).
Перейдём к средней линейки блоков, той, общей для приёма и передачи. После ПФ сигнал попадает на первый смеситель. Туда же напряжение с КвГ, — КВАРЦЕВОГО ГЕНЕРАТОРА, (6 кварцев, один на каждый диапазон и поддиапазон). Получается хитрая штука, — на каждый диапазон и поддиапазон своя промежуточная частота гуляющая в своём диапазоне с 6,0 до 6,5 мГц. С выхода смесителя промежуточная частота (частоты) поступает на ФСС, — ФИЛЬТР СОСРЕДОТОЧЕННОЙ СЕЛЕКЦИИ. Три секции четырёхсекционного конденсатора перестраивают ФСС с 6,0 до 6,5 мГц. Так ещё, для каждого сигнала подбирают свою промежуточную частоту. Это конечно несколько нарушает стандартное понятие стабильной, одной промежуточной частоты, но!?
С ФСС, преобразованные в непутёвые промежуточные частоты сигналы поступают на второй смеситель. Туда же поступает частота от ГПД — ГЕНЕРАТОРА ПЛАВНОГО ДИАПАЗОНА, со своим набором частот от 5,5 до 6,0 мГц. Это тот самый, большую, чёрную ручку которого Вы и видите посередине трансивера на рис.1. Частота ГПД меняется четвёртой секцией четырёхсекционного конденсатора. По-русски, ФСС играет роль входных фильтров для второго смесителя. В результате с выхода смесителя снимается вторая (одна) промежуточная частота 500 кГц. Но 500 кГц. Это лишь, либо начальная частота полосы частот сигнала, либо средняя. Имейте это в виду! Далее вся грязь, всё лишнее отфильтровывается очень жёстким электромеханическим фильтром ЭМФ! Подробнее про фильтры и в частности ЭМФ здесь: http://proza.ru/2020/04/09/391 Далее, через УПЧ на линейный детектор. Туда же и напряжение с частотой в 500 кГц. ОКвГ — ОПОРНЫЙ КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР. Это та печка от которой и будем танцевать, основа всего дальнейшего. Как Вы могли заметить, если раньше детектор был лишь выпрямителем АМ-сигнала, то теперь смесителем (преобразователем). Но все предыдущие только перегоняли спектр сигнала с одних частот на другие и собственно для нас ничего не менялось... А вот детектор-смеситель преобразовывал радиосигнал в звуковой прямым преобразованием и всё усиление доставалось УНЧ! И? То есть это супергетеродин у которого после преобразователя сразу же рождался звук! И такие приёмники называются ПРИЁМНИКАМИ ПРЯМОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ! На схеме трансивера всё это выделено кофейным цветом. И если Вы такой встретите, уже будете знать, что это такое. Кстати и трансивер прямого преобразования тоже! Да, есть и такой! Догадываюсь, что Вы постепенно уже перестаёте что-то соображать?! Потерпите, и всё поймёте...
Перейдём к передающей стороне. Это тот же приёмник, только шиворот-навыворот! А, это как? Если приёмник превращает высокочастотный сигнал в звук и процесс движется слева-направо, то у передатчика справа-налево. Звук превращается в высокую частоту но не напрямую, а через БАЛАНСОВЫЙ МОДУЛЯТОР, БМ. Тот же детектор-смеситель. По цепочке МКФ — микрофон, УНЧ — усилитель низкой (звуковой) частоты, КП — катодный повторитель для согласования УНЧ с БМ. Модулированный сигнал усиливается УПЧ, Фильтруется ЭМФ преобразуется первым и вторым смесителями. Пройдя всю среднюю линейку поступает на УВЧ и оконечный каскад. Далее в антенну! Всё, процесс передачи завершён. Вся фишка в том, что всё происходит НА ОДНОЙ И ТОЙ ЖЕ ЧАСТОТЕ, приёма-передачи! Какие полосы и как проходят на картинке. Красно-синий «бюстгальтер» две боковые полосы, штрихом отсутствующая несущая. Такой режим называется DSB. То есть ди две боковые! В балансном модуляторе происходит как бы амплитудная модуляция, но? Но при хорошей балансировке несущая подавляется. Когда с третьей категорией нужно (можно) было работать АМ, я просто модулятор разбалансировал и всё, я в АМ! ЭМФ (какой паразит?) отрезает вторую боковую...
Теперь о тонкостях поясняющих работу трансивера. Здесь нужно разделить работу в режиме телефона (голосом через микрофон) и телеграфом посредством ТЕЛЕГРАФНОГО ключа. Телефоном означает работа на одной боковой полосе SSB. Вещательные и ранее любительские станции работали с амплитудной модуляцией. Рабочая частота модулировалась амплитудным модулятором и в результате звуковой спектр переносился в радиоспектр, но? Но сигнал АМ представлял собой: несущую (рабочую) частоту и две боковых полосы повторяющие звуковой спектр рис.5с. Красным цветом верхняя полоса, синим нижняя. Они идентичны, но по частотам расположены как бы зеркально друг-другу. SSB-режим это когда из АМ удаляют несущую частоту ту самую палочку с зелёной кЭпкой. Затем удаляют одну из боковых полос. В 3DI изначально выделялась только верхняя полоса шириной 3,1 кГц, рис.5е. Всё это возможно потому как ЭМФ несущую (если бы она присутствовала?) не пропускает. Зато пропускает полосу частот от 500 до 503,1 кГц. В итоге в антенне шастают токи только верхней боковой полосы, но? Но это было только в случае диапазонов 14,21 и поддиапазонов 28-29 мГц. Дипазоны же 3,5 и 7,0 мГц. имеют нижнюю боковую. Всё перевороты происходят с помощью смесителей. Верхняя боковая превращается в нижнюю. Почему? Всё из-за того, что кварцевые частоты по отношению к сигналу отличаются. Для высокочастотных частоты гетеродина ниже, а для низкочастотных наоборот выше. При преобразование на низкочастотных диапазонах сигнал вычитается из частоты гетеродина, в высокочастотных наоборот из сигнала частота гетеродина! Отсюда и переворот боковых полос. На рис.3 и рис.3а как раз видно как всё происходит?! Двойные стрелочки, это разность между: отсутствующей несущей частоты, и гетеродина, между частотой самой нижней (синяя) частотой полосы и верхней (красная) и гетеродина. А, на оси частот они, стрелочки покажут место как нижней, так и верхней частот полосы сигнала. В первом случае картинка повторилась один в один. В смысле полоса какая была (верхняя), так ей и осталась! Во втором случае поменялась. К слову на этих, низкочастотных диапазонах мы работали наравне со служебными станциями (на вторичной основе).
Работа телеграфом была заложена первоначально на допотопном уровне, да собственно всё остальное... Так, работа как в режиме SSB (телефон) так и CW (телеграф) только в режиме монолога. Причём приём-передача происходила либо переключателем вручную, либо педалью! И нет ничего удивительного, что уже к 1972 году появилась куча усовершенствований. Естественно и у меня тоже. На схеме только два момента усовершенствований: калибратор и система управления СУ. Итак, телеграф. Опорный кварцевый генератор (500 кГц.) отключается, а вместо него на приём включались на выбор 2 кварца или 499 или 501 кГц. Так ещё, после детектора присутствовал тон в 1 кГц. А сам сигнал проходил ЭМФ-ы, через один из трёх со средней частотой 500 кГц. С полосами 3,0, 1,0 или 0,3 кГц., по мере надобности?. На рис.5d расстановка полос трёх ЭМФ, а на рис.5f расстановка двух кварцев (499 и 501 кГц.) относительно 500 кГц. самого сигнала. Осталось понять, а как же сигнал передачи посылок? Не буду ругать то, что было заложено Юрой в трансивер, а расскажу свою идею... Хотя, это только половина моя. Задача получить 500 кГц. генерацию и её манипулировать чем-то? Мало того, чтобы во время приёма эта частота не мешала! Управлять генерацией самое последнее дело (для меня)! Как же быть? Вот на рис.2 тот самый телеграфный генератор и? И плюс параметрический делитель! Генератор же генерирует не 500 кГц., а 1,0 мГц, при делении получается заветное 500 кГц. При подаче с СУ напряжений 0 или -70 В. работа делителя срывается или возобновляется в такт телеграфных посылок. Так, что я в паузе между точек и тире слышу эфир как работу кого-то на моей частоте, так и своё эхо!!! Изначальное объяснение это многократное огибание радиоволн вокруг земного шара. Про остальные варианты я не знаю, лишь предположение? Есть у подводников и не только развлекаловка. При гидролокации противник принимает наш запрос и после некоторой задержки посылает как бы отражённый сигнал. И получается, что подлодка находится далеко (по времени ответа), а на самом деле перед нашим носом... Не исключаю и такой вариант! Но есть и другой, отражение от Луны! Ведь работают же радиолюбители (и думаю не только они?!) посредством отражения от поверхности Луны! В общем вопрос конечно интересный?! :-))
Что же ещё такого введено в сырой трансивер 3DI? Это калибратор, S-метр и VOX. Калибратор, подробнее здесь:http://proza.ru/2020/03/17/540 Если кратко, генератор генерирующий множество гармоник. Причём самые высокочастотные видны на всех диапазонах. У меня два варианта: гармоники основной частотой в 100 кГц. либо 5 кГц. На фрагменте моей шкалы рис.2а стрелка стоит на стокилогерцовой отметке. Ниже на шкале отметки, те, что длиннее, 10 кГц. совсем маленькие 5 кГц. Отметки 500 кГц. существуют в начале и в конце шкал даже с выключенным калибратором! Их даёт опорный кварцевый генератор. Шкала, как Вы могли заметить самодельная. Частотные метки, гармоники калибратора.
S-метр. Измеритель уровня сигнала (слышимости). Так себе, игрушка для солидности. :-)) Девятибальная шкала и плюс превышение девяти в децибелах! В основном оценку дают от балды!!! :-)) Индикатор на рис.1 в правой части трансивера. Он же показывает (при переключении) ток в антенне, чаще в режиме малой мощности, QRP.
VOX,-хитрое устройство. Включает (переводит) трансивер в режим передачи SSB голосом, сигналом с микрофона. Причём не даёт это делать в случае сигнала с телефонов либо громкоговорителя. В основном любителям потрепаться... Как только Вы перестаёте говорить, с небольшой задержкой, трансивер переходит на приём. Остальное по мелочи... Измерение тока в антенне, режим QRP, работа малой мощностью примерно с 1ваттом. Нормальная 100 ватт +/-! В отличие от первоначального варианта управление трансивером без применения реле, а стало быть бесшумное. Вот, вкратце и всё!
Конечно, Кудрявцев не единственный и неповторимый со своим 3DI?! Были и другие, но позже, авторы: В. Жалнераускас UP2NV Литва, А. Горощеня UQ2FIK Латвия, Я. Лаповок UA1FA Ленинград и другие. Новый бум, но как-то не очень появился в начале 80-х. В. Т. Поляков издал книгу «Трансиверы прямого преобразования» 1984г. Москва. Издательство ДОСААФ СССР. Кроме того было много статей о методе приёма прямым преобразованием сигнала... А уже потом и до трансиверов дошло дело... А, теперь вишенка на украинский торт из ... Два автора из Донецка С. Бунимович UB5UN и Л. Яйленко UT5AA издали книгу ещё в 1964 году «Техника любительской однополосной радиосвязи». А, в 1970-м уже во втором издании было рассказано о двух вариантах приёмопередатчика. Если посмотреть внимательно, то это и есть трансивер! И хотя книга была довольно популярной, но видно тогда ещё не знали такого поганого слова как трансивер?! И тем более не было какого-то ажиотажа как с появлением UW3DI?!! Может потому как Кудрявцев показал анатомию действующего аппарата со всеми потрохами, а у Бунимовича с Яйленко были только голые схемы!?! Ну, дык!
`