关于设计,生活和电子的二三事

自动电平控制器接口电路

电台功率调节附件
只需拨动开关即可选择功放和天调驱动电平,并且支持外部自动电平控制

作者:Phil Salas,呼号AD5X
翻译:LifeWieller
本文已发表于《电子制作》2015年1月刊

这个项目的起因是我的一个朋友需要将TS-520S电台,SB-200功放和MFJ-998RT远程天调连接起来。和其它老式真空管或混合式电台一样,TS-520S减小发射功率很麻烦,特别是在SSB模式时,所以首先需要一个减小电台输出功率的简单方法,以防止功放输入过载;其次还需要获得10-15W输出功率以匹配天调输入功率。对于第一个问题,在CW模式可以使用载波控制方法减小输出功率,但在调节外部天调时仍需要暂时关掉载波控制。一种广泛使用的简便控制功率的方法是使用9V电池和电位器向电台自动电平控制(ALC)接口输入负电压。我对这种方法进行改进,简化操作步骤,并且能用于任何具有外部自动电平控制(ALC)的电台或功放。

电路原理图
图1是实现设定负自动电平控制电压、进行正常收发模式和天线调谐模式切换功能的电路原理图。注意整个附件的外壳电势高于自动电平控制电压,电源输入插座J7和外壳之间是绝缘的。


整个附件由交流电源适配器(通常称为“壁式电源适配器”)供电,输入电源为11-15V直流电,所需电流只有几毫安。如果你使用推荐列表之外的电源适配器,确保其插头内径为2.1mm,以确保能插进电源插座J7(虽然尺寸并不一致,这种插头和插座确实是配套的)。U1为稳压芯片,为电路其他部分提供-9V电源。注意7909负电压稳压芯片和其它正电压稳压芯片的引脚定义不同。
工作模式由S1选择,即正常工作模式和调谐模式。正常工作模式下本电路控制电台提供预先设定的发射功率;调谐模式控制电台工作在发射状态,直接由电台(而不通过功放)提供较小的发射功率,供天线调谐使用。
当S1拨到正常工作模式时,S1A将R4可调端连接至发射功率调节电位器R6。ALC AMP插座(J1)或R6可调端两者中电压较低的一端对应的二极管D1或D2导通,并将此电压减去二极管正向压降之后提供给J2,ALC XCVR插座。同时,S1B将AMP KEY IN插座(J3)和AMP KEY OUT插座(J4)相连;S1D将指示发射功率(XMT PWR)调节模式的绿色高亮发光二极管D4通过电阻R1接通电源(见图2)。


当S1拨到调谐模式时,S1A将R4可调端连接至调谐功率调节电位器R5。ALC AMP插座(J1)或R5(天线调谐功率调节电位器)可调端两者中电压较低的一端对应的二极管D1或D3导通,并将此电压减去二极管正向压降之后提供给J2,ALC XCVR插座。同时,S1B将AMP KEY IN插座(J3)和AMP KEY OUT插座(J4)断开;S1D将指示调谐功率(TUN PWR)调节的红色高亮发光二极管D5通过R1接通电源;S1C将CW键控输入插座(J5)和CW键控输出插座(J6)连线的前端接地,控制电台处于发射状态以便天线调谐。
现在多数电台只需要约-4V的自动电平控制电压就可将输出功率减小至零,但老式的电子管电台需要的负电压更高。电台自动电平控制电压通常是非线性的,并且我发现将可调电阻R4调节至电台输出功率恰好为零,使用录音机的音量控制电位器作为发射功率调节电位器R5和调谐功率调节电位器R6可以使输出功率调节呈现较好的线性度。在电位器可调端串联1kΩ的电阻R2和R3作为限流保护。

搭建电路
整个附件安装在两块扣在一起的铝盒中,较宽的一面作为正面面板,安装工作模式选择开关S1、发射功率调节电位器R6和调谐功率调节电位器R5(如图2所示)。相对的一面作为背面,安装J1-J7插座(如图3所示)。盒子内部通过元件引脚搭棚焊接,并通过一小块接线板固定稳压芯片和相关元件(如图4所示)。前后面板的文字打印在Casio 9毫米透明底黑字标签胶带上,然后贴在外壳上。


走线按照电路图连接即可,特别注意电位器的连线以便在顺时针旋转时能够增大发射功率。使用对数电位器(音量控制电位器)以获得较好的线性度。
在连接到设备之前,使用万用表测试电路以保证没有错误。在通电之前,检查电路以确保当S1拨到正常工作模式时,AMP KEY IN和AMP KEY OUT相连,S1拨到调谐模式时两者断开;检查CW KEY IN尾端和CW KEY OUT尾端是否相连,并且和外壳绝缘。然后确认CW KEY IN前端和CW KEY OUT前端相连,并在S1拨到调谐模式时将两者接地。
现在可以插上电源插头,确认U1输出为-9V。将R4调节至最小阻值,R4可调端和地之间电压应为-9V。将S1拨到正常工作模式,在调节发射功率调节电位器时ALC XCVR和ALC AMP端的电压应在0V到-9V之间变化。将S1拨到调谐模式,旋转调谐功率调节电位器时结果应和正常工作模式下类似。两个控制旋钮上方的发光二极管应能正确指示工作状态。

安装
安装连线如图5所示。将S1拨到正常工作模式,调节发射功率电位器、调谐功率电位器和内部微调电位器至阻值最小端。设置电台为CW模式,按下电键,此时输出功率应为零。调节内部微调电位器至刚好有功率输出。调节发射功率调节电位器至合适的输出功率。然后将S1拨到调谐模式,调节调谐功率调节电位器至外部天调所需的功率。


多数老式电台没有内置键控器。对于具有内置键控器的电台,在调谐模式CW KEY IN和CW KEY OUT前端接地时会发出一串“哒”。这对于手动天调通常没有影响,但是一些自动天调不能正常工作。此时可以将键控器关闭,改为手动键操作即可。

操作
正常使用电台时将S1拨至正常工作模式,调节发射功率调节电位器至合适的功率。在不使用额外功放时通常需要将功率调至最大。调谐外部天调时将S1拨至调谐模式。电键会保持按下状态,外部功放被断开。调节调谐功率调节电位器至合适的功率,进行调谐操作。

总结
通过本文所述的附件,能够简化电台和天调、外部功放连接的情况下调节功率的操作。对于有自动电平控制接口的电台,本附件可以提供两个可调的、通过开关选择的自动电平控制电压,可以在正常工作模式和调谐模式之间切换。并且,在调谐模式下可以保持电键按下状态,方便调谐操作。

图1:电路原理图。括号中为Mouser元件编号。
U1:负电压稳压器,R5:调谐功率,R6:发射功率
C1,C2——0.1μF瓷片电容(581-SR211C104K)
C3——0.01μF瓷片电容(581-SR211C103K)
D1-D3——1N5711肖特基二极管(511-1N5711)
D4——5mm绿色高亮发光二极管(941-C503BGCNCY0C0792)
D5——5mm红色高亮发光二极管(941-C503BRBSCW0Z0AA2)
J1-J4——RCA音频插座(161-2052)
J5-J6——6.25mm立体声插座(586-NYS230-U)
J7——1.9×5.7mm电源插座(外壳绝缘)(163-1060-EX)
R1——10kΩ 1/4W电阻(71-CMF5510K000FKEK)
R2,R3——1kΩ 1/4W电阻(71-CMF551K0000FKEB)
R4——20kΩ 1/2W微调电位器(652-3386W-1-203LF)
R5,R6——10kΩ 1/8W音量电位器(31JA401-F)
S1——4刀双掷开关(108-1M41T1B1M1QE-EVX)
U1——负电压稳压器,-9V1A(512-LM7909CT)
1个——5位接线板(158-1005)
2个——1/4英寸内径旋钮(450-2034-GRX)
1个——铝盒,4.00×2.13×1.63英寸(537-00-P)
1个——交流电源适配器,12V230mA(552-PSM03A-120-R)

图2:附件正面

图3:附件背面

图4:内部走线和元件搭棚焊接,通过安装在铝盒的元件固定。负电压稳压器和相关元件安装在5位接线板上并固定在铝盒上。

图5:上左:电台,上中:功放,上右:天调,下:电台功率调节附件
附件和电台设备的连接图。AMP-KEY插座J3和J4可以互换,CW-KEY插座J5和J6可以互换。

照片由作者拍摄
Phil Salas,呼号AD5X,自1964年即成为ARRL终身会员,并取得业余高级执照。出于对业余无线电的热爱,他先后取得了弗吉尼亚理工大学电子工程学士和南方卫理公会大学电子工程硕士学位,并从事微波和光波通信设计管理岗位33年。目前Phil已经退休,享受和妻子Debbie(呼号N5UPT)的时光,和孙子玩耍,维修电器,并且为QST贡献了大量优质文章。Phil的邮箱是ad5x@arrl.net

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

此站点使用Akismet来减少垃圾评论。了解我们如何处理您的评论数据