Встроенный в радиостанцию S-метр позволяет выполнить обычную со стороны корреспондента просьбу: оценить его сигнал в баллах S-шкалы. Соответствующие ей уровни высокочастотного напряжения на 50-омном антенном входе принимающей радиостанции приведены в таблице 3.
К сожалению, в связной аппаратуре, поступающей к нам из-за рубежа, S-метры остаются, как правило, «сырыми», не выставленными.
Хотя привести показания S-метра к норме несложно* (в станциях есть для этого специальный регулировочный резистор), но сделать это можно лишь при наличии высокочастотного генератора, имеющего хороший аттенюатор. Такой техникой радиолюбитель, как правило, не располагает.
На рис. 25 показана принципиальная схема генератора, пользуясь которым можно проверить, а при необходимости — откорректировать показания S-метра своей радиостанции в домашних условиях.
Частота генератора (VT1 и др.) задается кварцевым резонатором ZQ1. Она должна быть, конечно, в диапазоне рабочих частот станции. Лучше — в его середине.
Напряжение высокой частоты на эмиттере транзистора VT1 зависит от напряжения питания генератора, которое можно изменять подстроечным резистором R3.
Резисторы R4…R12 представляют собой аттенюатор — нормированный ослабитель высокочастотного сигнала, снижающий Uвх=0,85 В уровень сигнала на своем входе — до Uвых=25 мкВ — уровня сигнала на выходе (с подключенной к нему 50-омной нагрузкой — входным сопротивлением радиостанции).
Таблица 3
S, баллы
Uвх,мкв
9+60 дб
50000
9+50 дб
15800
9+40 дб
5000
9+30 дб
1580
9+20 дб
500
9+10 дб
158
9
50
8
25
7
12
6
6,0
5
3,0
4
1,5
3
0,8
2
0,4
1
0,2
Рис. 25. Принципиальная схема калибратора S-метра
Таким образом, подключив к антенному входу станции такой генератор, мы подадим на нее 8-балльный сигнал и нам останется лишь выставить эти 8 баллов на шкале ее S-метра. В радиостанции Yosan 2204, например, это делают регулировкой подстроечного резистора VR602.
Если радиолюбитель не располагает высокочастотным вольтметром, позволяющим выставить нужное напряжение на входе аттенюатора, то такой вольтметр нетрудно сделать. Его принципиальная схема показана на том же рис. 25 (элементы С2, VD1, VD2, С5, R13, VT2, R14, R15 и PV1). PV1 — обычный цифровой или стрелочный вольтметр, имеющий входное сопротивление не менее 100 кОм. На его шкале «=U» регулировкой R3 и выставляют нужные 0,85 В.
На рис. 26 показана печатная плата генератора с ВЧ вольтметром, изготовленная из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Фольгу со стороны деталей используют лишь в качестве экрана и нулевого провода (к ней подключен «-» источника питания). Для пропуска выводов деталей в ней травлением или зенковкой делают кольцеобразные выборки. Места соединения с нульфольгой «заземляемых» выводов показаны черными квадратами.
Все резисторы в калибраторе — МЛТ 0,125 или им подобные тойже мощности (С2-23, ОМЛТ и др.). Использовать в аттенюаторе R4…R12 проволочные резисторы (вообще — резисторы с проводящим слоем в виде спирали) нельзя: их индуктивность внесет в делитель неконтролируемую составляющую. Нужные сопротивления для аттенюатора подбирают с помощью цифрового омметра.
Рис. 26. Печатная плата калибратора
Установка случайных резисторов, лишь номинально имеющих нужное сопротивление, может привести к тому, что ослабление аттенюатора будет отличаться от расчетного на 30…40% и более.
Аттенюатор отделяют от других элементов генератора экраном жестяной выгородкой или коробкой высотой 7…8 мм, припаянной к нуль-фольге. На рис. 26 его положение на плате показано штриховой линией.
Конденсаторы СЗ и С4 здесь — типа КД, С1, С2 и С5 — КМ-6.
Кварцевый резонатор ZQ1 должен работать на основной частоте (в таких резонаторах частоту указывают в кГц, а не в МГц, как в возбуждаемых на гармонике основной). Во избежание возможного срыва колебаний корпус резонатора лучше ни с чем не соединять.
Смонтированную плату нужно поместить в металлическую коробку подходящих размеров; годится, например, жестяная коробка из-под бульонных кубиков.
Рис. 27. К расчету аттенюатора
Генератор подключают к антенному входу радиостанции коротким коаксиальным кабелем с соответствующим разъемом на конце.
Конечно, уровень сигнала на выходе калибратора может быть и другим. Но для этого в его аттенюатор потребуется внести изменения.
Таблица 4
Ослабление
Ra, Ом
Rb, Ом
в дб
в «разах»
1
1,122
2,9
433,9
2
1,259
5,7
215,2
3
1,413
8.5
132,0
4
1,585
11,3
104,8
5
1,778
14,0
82,2
6
1,995
16,6
66,9
7
2.239
19,0
55,8
8
2,512
21,5
47,3
9
2,818
23,8
40,6
10
3,162
26,0
35,0
11
3,548
28,0
30,6
12
3,981
30,0
26,8
13
4.468
31,7
23,5
14
5,012
33,3
20,8
15
5,622
35,0
18,4
16
6,308
36,3
16.2
17
7,080
37,6
14,4
18
7,943
38,8
12,8
19
8,911
40,0
11.4
20
10,000
41,0
10,0
Представим тот же аттенюатор в другом виде (рис. 27, а). В нем легко просматриваются четыре Т-секции. Первая, несимметричная, составлена из резисторов R4, R5 и R6. Имея 50-омную нагрузку на выходе (входное сопротивление следующей секции), она понизит Uвх=0,85 В — уровень сигнала на своем входе — до 25 мВ на этой нагрузке. Следующие три секции симметричны и одинаковы: каждая из них имеет Rвх=Rвых=50 Ом и с 50-омной нагрузкой на выходе вносит в общее ослабление свои 20 дб (см. рис. 27, б и таблицу 4).
Любая из этих 3-х секций может быть перестроена на какое-то другое ослабление. Потребуется лишь в соответствии с таблицей 4 заменить в ней Ra и Rb. Поскольку входное-выходное сопротивление секции при этом остается неизменным (это те же 50 Ом) появление новых Ra и Rb никак, очевидно, не скажется на ослаблениях, вносимых другими секциями аттенюатора. Т.е., так или иначе изменив ослабление в секции, мы точно также, на эту же самую величину изменим ослабление и всего аттенюатора.
Так, уменьшив вдвое ослабление лишь последней секции аттенюатора (с 20 до 14 дб), установив в ней в соответствии с таблицей 4:
R10= R12=33,3 Ом и R11=20,8 Ом, мы поднимем тем самым уровень сигнала на входе радиостанции до 50 мкВ, т.е. до 9 баллов.
После внесения в секции тех или иных изменений можно вернуться к прежней структуре аттенюатора. Нужно лишь просуммировать номиналы последовательно включенных резисторов, заменив их одним. Так калибратор, показанный на рис. 25, станет 9-балльным, если в нем изменить номиналы 3-х резисторов, установив R10=74,3 Ом (41+33,3), R11=20,8 Ом и R12=33,3 Ом. Без сделанного выше топологического преобразования все это пришлось бы принять на веру.
Довольно высокое напряжение на выходе калибратора — 25 или 50 мкВ — выбрано здесь потому, что по мере его снижения, в попыт ках, например, проверить показания S-метра в середине S-шкалы или даже в ее начале, все более и более важной становится экранировка всех элементов калибратора, даже отдельных секций его аттенюатора. Могут сказаться здесь и внешние наводки на станцию (собственная экранировка многих из них далека от идеала); во всяком случае эти наводки должны быть на 2…3 балла слабее сигнала, поступающего с калибратора.
Отметим в заключение, что хотя описанный калибратор предназначен для коррекции показаний уже имеющегося в радиостанции S-метра, он может быть полезен и в градуировке самодельных S-метров. Нужно лишь дополнить его аттенюатором с переменным ослаблением сигнала (см. Радио, №11, 1997, с. 80), приняв, конечно, меры к тщательной экранировке всего этого тракта.
*) Если шкала S-метра лишь смещена. Но встречаются S-метры, показания которых удается совместить с таблицей 3 лишь в отдельных позициях. Это конструктивный дефект. В современных радиостанциях он, как правило, неустраним.