Входной блок для ATS-20+: УВЧ + аттенюатор + фильтры

Главные проблемы ATS-20+ на входе: Si4732 подключён к антенне почти напрямую, без фильтров и защиты. Мощные сигналы перегружают чип, появляются «призраки» и искажения. Внешний блок решает это. mysku.club +1

Структура блока

Сигнал проходит по цепочке:

Антенна → ФНЧ (30 МГц) → Аттенюатор → УВЧ (истоковый повторитель) → Выход на приёмник

Каждый узел — отдельная плата или секция в общем корпусе. Блок вставляется между антенной и BNC-разъёмом приёмника.

1. ФНЧ 30 МГц (фильтр нижних частот)

Задача — отсечь всё выше 30 МГц: FM-радио, ТВ, мобильную связь, 3.4 ГГц от внутреннего VCO Si4732. Без него VCO приёмника «уводит» частоту при касании антенны — эффект «термина». peterneufeld.wordpress.com +1

Простейший П-фильтр 5-го порядка (Баттерворт), частота среза ~32 МГц:

Элемент	Номинал
C1, C3	100 пФ (керамика, NP0)
C2	200 пФ
L1, L2	0,3 мкГн (6 витков провода 0,8 мм на каркасе 8 мм, бескаркасная намотка)

Вносимые потери в полосе 1–30 МГц: ~1 дБ. Подавление на 88–108 МГц (FM): не менее 30 дБ.

Для лучшего подавления FM-диапазона можно добавить режекторный фильтр (notch) на 88–108 МГц — параллельный контур L-C перед ФНЧ. Катушка ~0,2 мкГн + конденсатор ~12 пФ, настроенный на ~100 МГц.

2. Аттенюатор

Переключаемый, чтобы ослаблять сигнал при перегрузе от мощных станций или длинной антенны.

Схема — П-образный, 50 Ом, ступенчатый:

Три секции по 10 дБ, включаются тумблерами независимо — получается 0, 10, 20, 30 дБ.

Номиналы для одной секции 10 дБ (П-тип, 50 Ом):

Элемент	Номинал
R1 (параллельно входу)	71,2 Ом (подбор: 75 Ом || 1,5 кОм)
R2 (последовательно)	96,2 Ом (подбор: 100 Ом || 2,4 кОм)
R3 (параллельно выходу)	71,2 Ом (аналогично R1)

Для 20 дБ (П-тип, 50 Ом): R1 = R3 = 61,1 Ом, R2 = 248 Ом.

Резисторы — обычные выводные 0,25 Вт или SMD 0805 (для КВ паразитные параметры не критичны до 50 МГц).

Практический совет: для КВ (1–30 МГц) подойдут обычные резисторы с допуском 5%, SMD 0805. На частотах выше 100 МГц паразитная ёмкость резисторов (~0,1 пФ) начинает шунтировать сигнал, но для КВ это не проблема.

Каждая секция — на отдельном тумблере (SPDT): в одном положении сигнал идёт через аттенюатор, в другом — напрямую. Все три тумблера выкл. = 0 дБ.

3. УВЧ — истоковый повторитель

Усилитель с высоким входным и низким выходным сопротивлением. Не усиливает напряжение — согласует высокоомную антенну с низкоомным входом Si4732. Это именно то, что нужно для КВ.

Схема на полевом транзисторе 2SK2394 (от RA4NAL):

Номиналы:

• VT1: 2SK2394 (или BF998, или 2SK544)
• R1: 1 МОм (смещение затвора)
• R2: подбирается под ток стока 6–8 мА (примерно 150–330 Ом)
• C1, C2: 100 пФ, керамика NP0
• L1 (дроссель в цепи стока): 22–100 мкГн
• Питание: 3–5 В (можно от USB приёмника или отдельной батарейки)

Альтернативный транзистор — BF998 (двухзатворный МОП):

Настройка та же: ток стока 6–8 мА подбором R2/R3.

Размер платы: 18×25 мм. Можно сделать на двухстороннем стеклотекстолите, вторая сторона — земля.

4. Защита входа

Si4732 боится статики и перенапряжения. Перед УВЧ поставь защитные диоды — два встречно-параллельных от центральной жилы к земле прямо у разъёма:

• 1N4148(дешёвые, но добавляют ~4 пФ ёммкости) — для КВ допустимо
• BAT54S(диод Шоттки, низкая ёмкость) — лучше
• BAV99(два диода в одном корпусе SOT-23) — оптимально

Сборка в одном корпусе

Секция 1 — Защита входа

Антенный разъём BNC → два встречно-параллельных диода D1, D2 (BAV99 или BAT54S) на землю → разделительный конденсатор C1 (100 пФ). Диоды защищают полевой транзистор и вход приёмника от статики и перенапряжения. C1 пропускает ВЧ-сигнал, но блокирует постоянную составляющую.

Секция 2 — ФНЧ 30 МГц

Фильтр нижних частот 5-го порядка по схеме Баттерворта: C2–L1–C3–L2–C4. Частота среза ~32 МГц, подавление FM-диапазона (88–108 МГц) — не хуже 30 дБ. Катушки L1, L2 — по 0,3 мкГн, 6 витков провода 0,8 мм на каркасе 8 мм (можно бескаркасно). Конденсаторы — керамика NP0 (C0G).

Секция 3 — Аттенюатор

Три каскадно включённые П-секции по 10 дБ, каждая с обходным тумблером (S1, S2, S3). Номиналы резисторов:

• Секция 10 дБ:R1 = R3 = 71 Ом, R2 = 96 Ом
• Секция 20 дБ:R4 = R6 = 61 Ом, R5 = 248 Ом
• Секция 30 дБ:R7 = R9 = 61 Ом, R8 = 248 Ом

Все тумблеры выключены = 0 дБ (сигнал идёт напрямую). Включение S1 = −10 дБ, S1+S2 = −20 дБ, S1+S2+S3 = −30 дБ.

Секция 4 — УВЧ (истоковый повторитель)

На полевом транзисторе 2SK2394 (можно BF998, 2SK544):

• R4(1 МОм) — смещение затвора
• L3(22–100 мкГн) — ВЧ-дроссель в цепи стока, отделяет питание от ВЧ-сигнала
• R5(220 Ом, подбирается) — задаёт ток стока 6–8 мА
• C5(100 пФ) — входной разделительный
• C6(100 нФ) — блокировочный по питанию
• C7(100 пФ) — выходной разделительный

УВЧ работает как согласующее устройство: высокоомный вход (~1 МОм) согласуется с низкоомным входом Si4732 (~50–200 Ом). Напряжение не усиливается — но расширяется полоса принимаемых сигналов и улучшается приём слабых станций.

Корпус: любой алюминиевый или латунный бокс 60×40×25 мм. Металл экранирует от помех.

Компоновка:

┌───────────────────────────————───┐

│  BNC ──→ [ФНЧ] ──→ [ATT] ──→ [УВЧ] ──→ BNC  │

│                     C1 L1 C2             ×3                   VT1

│                                            тумблеры

│                                                                   [плата УВЧ]

└──────────────────────────————────┘

Разъёмы: BNC на вход и выход (совпадает с ATS-20+). Внутри — короткие перемычки между секциями, без кабеля.

Питание УВЧ: от USB-порта ATS-20+ (5 В) через отдельный провод, или от встроенной батарейки приёмника (3,6 В), или от отдельного аккумулятора 3 В (CR2032 хватит на долгое время при токе 6 мА).

Тумблеры аттенюатора: три миниатюрных тумблера MTS-102 на боковой стенке корпуса. Подписать: «−10 дБ», «−20 дБ», «−30 дБ».

Примерные параметры готового блока

Параметр	Значение
Полоса пропускания	0,15–30 МГц
Подавление FM (88–108 МГц)	≥ 30 дБ
Ослабление аттенюатора	0 / 10 / 20 / 30 дБ (переключаемое)
Усиление УВЧ	0 дБ по напряжению (согласование)
Входное сопротивление	~1 МОм || 5 пФ (до УВЧ)
Выходное сопротивление	~50–200 Ом (после УВЧ)
Ток потребления	6–8 мА (только УВЧ)
Вес	~30–50 г

Если хочется автоматически

Проект PU2CLR Auto BPF — до 4 полосовых фильтров, переключаемых Arduino по двум пинам. Идеально ложится на тот же Arduino Nano, что уже стоит в ATS-20+. pu2clr.github.io +1

Фильтры (по любительским диапазонам):

• BPF1:1,8–4 МГц (160/80 м)
• BPF2:4–8 МГц (60/40 м)
• BPF3:8–16 МГц (30/20/17 м)
• BPF4:16–32 МГц (15/12/10 м)

Переключение — реле (не диоды, чтобы не было интермодуляции). Управление — из прошивки приёмника, при смене диапазона автоматически выбирается нужный фильтр.