А. Груздев (RV3DPD)
Электромагнитные реле широко применяют для коммутации цепей трансивера. Но как грамотно организовать порядок их переключения в аппарате? Как исключить пригорание контактов, особенно при коммутации ВЧ цепей усилителя мощности? Решить эту задачу поможет предлагаемое вашему вниманию устройство, которое дополняет схему управления трансивером.
При использовании одной и той же антенны как на прием, так и на передачу коммутация высокочастотных цепей отдельного усилителя мощности осуществляется. как правило, по схеме, показанной на рис. 1.
При замыкании контактов переключателя "Прием/Передача" (педали) трансивер включается на передачу и срабатывают реле К1 и К2. Электромагнитные реле обладают инерционностью — на их переключение требуется некоторое время, поэтому ВЧ напряжение на входе усилителя мощности появляется раньше, чем реле успеют переключиться. Иными словами, переключение обоих реле происходит при наличии на их контактах ВЧ напряжений. Коммутация токов высокой частоты вызывает гораздо большее подгорание контактов по сравнению с коммутацией постоянного тока или тока промышленной частоты. По этой причине ВЧ реле (особенно реле К2 на выходе усилителя мощности) часто выходят из строя.
Устранить подгорание контактов реле можно, если при переходе радиостанции с приема на передачу подавать ВЧ напряжение на их контакты с некоторой задержкой относительно момента подачи напряжения на их обмотки. И наоборот, при переходе с передачи на прием обесточиваться реле должны лишь после того, как ВЧ напряжение на их контактах будет уже отсутствовать.
В большинстве трансиверов коммутация ВЧ цепей осуществляется электронными коммутаторами и электромагнитными реле. Как правило, электромагнитные реле коммутируют мощный выходной сигнал трансивера и усилителя мощности, а электронные коммутаторы — напряжения в трактах формирования сигнала. Поэтому большие ВЧ напряжения на контактах реле могут быть только тогда, когда электронные коммутаторы уже переключены на передачу, а при работе телеграфом еще и замкнута цепь телеграфного ключа.
Исходя из этого, предлагаю разделить цепи управления трансивером и усилителя мощности на две части. Первая — это обмотки электромагнитных реле. Вторая — управляющие цепи электронных коммутаторов и цепь телеграфного ключа трансивера. Во многих трансиверах это разделение уже заложено в схеме — первые цепи управляются внешним переключателем "Прием/Передача" (педалью), вторые — телеграфным ключом; а в некоторых трансиверах реле нет вообще. Поэтому, чаще всего, сам трансивер модифицировать не надо. При переходе с приема на передачу необходимо вначале переключать первые цепи (реле), а затем (в задержкой) вторые (электронные коммутаторы и цепь телеграфного ключа). При переходе с передачи на прием, наоборот, вначале необходимо переключать вторые цепи, а затем, с задержкой, первые (рис. 2).
Длительности задержек должны превышать соответственно время срабатывания tcраб время отпускания toтп самого инерционного реле ВЧ тракта (как правило, это реле на выходе усилителя мощности).
Устройство, представленное на рис. 3, позволяет управлять переключением радиостанции с соблюдением указанных выше условий.
Его применение полностью исключает наличие напряжений на контактах реле в момент их переключения, в том числе и при ошибочных действиях оператора. Она обеспечивает работу радиостанции телеграфом и телефоном как с использованием переключателя "Прием/Передача" (педали), так и с автоматическим переключением (полудуплекс. VOX). При этом устройство минимизирует число переключении реле высокочастотного тракта радиостанции — при работе в телеграфе полудуплексом не происходит переключения радиостанции с передачи на прием в коротких паузах между телеграфными посылками, знаками и словами.
На входы устройства подаются сигналы от телеграфного ключа, переключателя "Прием/Передача" (педаль) и от системы голосового управления (VOX) трансивера. Все электромагнитные реле как усилителя мощности, так и самого трансивера подключаются к выходу 1 устройства ("Реле"). С выхода 2 ("Электронные коммутаторы") напряжение подается на вход трансивера "Телеграфный ключ", а также на все электронные коммутаторы трансивера, которые осуществляют переключение общих для приема и передачи цепей (они в трансивере чаще всего, уже подключены ко входу "Телеграфный ключ"). Выход 3 используется тогда, когда для переключения электронных коммутаторов трансивера необходим сигнал, инверсный по отношению к сигналу на выходе 2. Активные уровни как для входов, так и для выходов схемы низкие (замыкание на общий провод).
Элементы DD1.1, DD1.2 и DD1.4 управляют электронными коммутаторами и цепями телеграфного ключа трансивера (производят манипуляцию). При замыкании телеграфного ключа на входе 2 элемента DD1.1 появляется низкий логический уровень. Элемент DD1.3 управляет работой реле. При нажатии на педаль на входе 9 элемента DD1.3 будет низкий логический уровень. Из схемы видно, что реле радиостанции срабатывают тогда, когда на выходе 10 микросхемы D01 имеется высокий логический уровень (логическая "1"). В свою очередь, электронные коммутаторы переключены в режим "Передача" тогда, когда на выходе 11 элемента DD1.2 имеется низкий логический уровень (логический "0"). Необходимым условием наличия низкого логического уровня на этом выводе является наличие на его входе 13 напряжения высокого логического уровня. Он возникает на этом выводе лишь после появления высокого логического уровня на выходе 10 элемента DD1.3 с задержкой, определяемой постоянной времени цепи R7C4C5.
Таким образом обеспечивается с необходимой задержкой указанное выше условие включения манипуляции и переключения электронных коммутаторов на передачу лишь после переключения на передачу электромагнитных реле. В свою очередь, когда замкнута цепь телеграфного ключа трансивера, а также электронные коммутаторы переключены на передачу (что является условием наличия ВЧ напряжения на выходе передатчика как в телефонном, так и в телеграфном режимах), напряжение низкого логического уровня с выхода 11 элемента DD1.2 через диод VD4 подается на вход 8 элемента DD1.3. В результате этого на выходе 10 этого элемента даже при отпущенной педали будет оставаться высокий логический уровень, а значит, переключение реле на прием будет невозможно до тех пор, пока на выводе 11 микросхемы не будет высокого логического уровня. При прекращении манипуляции
и при отпущенной педали переключение реле на прием произойдет не сразу, а через промежуток времени, необходимый для зарядки конденсатора С7 через резистор R8.
Постоянная времени цепи R8C7 выбрана большей, чем постоянная времени цепи R7C4C5. Ее значение выбрано с таким расчетом, что если оператор случайно (или, быть может, преднамеренно для повышения оперативности в работе) отпустит педаль до окончания передачи ключом, то он все равно закончит передачу не только текущей телеграфной посылки, но и знака, буквы, фразы. И при работе полудуплексом переключение реле не происходит в паузах между телеграфными посылками, знаками и словами, что уменьшает износ контактов электромагнитных реле и избавляет от неприятных хлопков в такт манипуляции.
При работе в телефонном режиме переключатель SA1 замкнут. Сопротивления резистора R2 намного больше сопротивления резистора R6. Поэтому, благодаря диоду VD2, логический уровень на входе 1 элемента DD1.1 повторяет логический уровень на входе 9 элемента DD1.3. В результате, при нажатии педали, на выходе 3 этого элемента будет высокий логический уровень, как при замыкании (нажатии) телеграфного ключа. При работе с использованием системы голосового управления VOX сигнал от этой системы с активным низким уровнем следует подать на вход 9 элемента DD1.3.
При работе телеграфом в режиме полудуплекса (контакты переключателя SA2.1 замкнуты) нажатие на ключ, кроме прочего, вызывает также то действие, что возникает при нажатии на педаль. Для того. чтобы при работе полудуплексом не происходило заметного укорочения длительности первой телеграфной посылки, уменьшена задержка между моментом подачи напряжения на обмотки реле и моментом включения манипуляции. Переключатель SA2.2 отключает конденсатор С4, который в остальных режимах включен параллельно конденсатору С5. Использование на выходе усилителя мощных инерционных реле не является препятствием к тому. чтобы радиостанция могла работать полудуплексом. В этом случае контакты переключателя SA2.2 следует заменить перемычкой и конденсатор С4 будет постоянно включен в цепь. Но тогда для переключения с приема на передачу начинать передачу ключом нужно с лишней точки (буквы "Е"), которая в эфир передаваться не будет.
Элементы R3. С1, R4, С6 защищают схему от ВЧ наводок на провода ключа и педали, а также снижают влияние дребезга контактов.
Емкость конденсаторов С4, С5 и С7 (рис. 3) подбирается в зависимости от быстродействия реле, установленных на выходах трансивера и усилителя мощности. В качестве транзистора VT3 можно использовать любой кремниевый п-р-п транзистор с максимально допустимым током коллектора, не меньшим, чем суммарный ток всех реле, подключенных к выходу 1.