РПрУ ИШИМ 003

Рис. 1. Трансляционный приемник "Ишим-003" 

      "Ишим-003" - сетевой трансляционный высококачественный радиоприемник, который предназначен для комплектации трансляционных радиоузлов (РТУ) - выпускался с 1984 года на Петропавловском заводе имени Кирова (Казахстан). По своим техническим параметрам он является аппаратом высшего класса и обеспечивает прием передач радиовещательных станций в диапазонах длинных, средних и коротких волн - с амплитудной модуляцией и УКВ - с частотной модуляцией.        Радиоприемник "Ишим-003" может питаться от сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 или 60 Гц или от источника постоянного тока напряжением 27 В (с заземленным минусом).        Радиоприемник был широко распространен на РТУ бывшего СССР, да и сейчас достаточно часто встречаются у радиолюбителей-коротковолновиков. О высокой популярности приемника среди радиолюбителей свидетельствует большое число материалов по его совершенствованию и модернизации, например в [3].        Из имеющихся отзывов радиолюбителей, которые эксплуатировали этот приемник, можно сделать следующее заключение: "Ишим-003" достаточно надежен в эксплуатации, но имеет существенные недостатки - трудности в ремонте из-за неудачной компоновки его узлов, недостаточная чувствительность и сравнительно высокий уровень шумов трактов ВЧ и ПЧ, и, особенно, - большая зависимость его электрических показателей от размеров приемной антенны - она должна быть в пределах 10-40 метров и более.        Конструкция. Радиоприемник "Ишим-003" имеет современную функционально-блочную конструкцию: собран он из функционально законченных и настроенных блоков, размещенных на печатных платах. Соединение блоков и плат осуществляется при помощи специальной печатной кросс-платы, укрепленной на шасси радиоприемника.  Расположение блоков и основных узлов в радиоприемнике приведено на рис. 2. 

Рис. 2 Вид на шасси радиоприемника "Ишим-003"  При помощи небольшого кросса к кросс-плате подключен блок ВЧ. Полседний представляет собой электрически и механически законченный узел, содержащий плату ВЧ, блок КПЕ, переключатель диапазонов барабанного типа и двухскоростной фрикционный верньер. На блоке ВЧ укреплены специальное устройство указателя включенного диапазона, которое одновременно является обзорной шкалой, и потенциометр с верньером, который является элементом настройки блока УКВ.        Особенностью радиоприемника является блок электронно-счетной шкалы (ЭСШ) с жидкокристаллическим индикатором, который обеспечивает цифровую индикацию частоты принимаемого сигнала - цифровая шкала.        Все органы управления радиоприемником выведены на его переднюю панель (см. рис. 1).  Технические характеристики приемника:

• Диапазон принимаемых частот: ДВ - 0,15 - 0,408 МГц; СВ 0,525 - 1,605 МГц; КВ-1 - 3-6 МГц; КВ-2 -6-10 МГц; КВ-3 - 10-14 МГц; КВ-4 - 14-18 МГц; УКВ - 65-74 МГц. 

• Промежуточная частота: для диапазонов ДВ, СВ, КВ - 465+2 кГц; для диапазона УКВ - 10,7+0,05 МГц. 

• Чувствительность (не хуже) в диапазонах ДВ, СВ, KB при соотношении сигнал/шум 20 дБ - 40 мкВ; в диапазоне УКВ при соотношении сигнал/шум 50 дБ - 10 мкВ. 

• Селективность по зеркальному каналу (не менее) в диапазонах: ДВ - 70 дБ; СВ - 60 дБ; KB - 40 дБ; УКВ - 50 дБ. 

• Селективность по промежуточной частоте на всех диапазонах (не мене) 60 дБ. 

• Селективность по соседнему каналу при расстройке + 9 кГц в диапазонах ДВ, СВ и КБ (не менее) - 60 дБ; в диапазоне УКВ при расстройках на +120 кГц при отношении сигнал-помеха на выходе 20 дБ, отношение помеха-сигнал на входе (не менее) - 0 дБ. 

• Подавление амплитудной модуляции в полосе частот +50 кГц от значения несущей частоты при точной настройки, в диапазоне УКВ (не менее) - 30 дБ. 

• Напряжение гетеродина на гнездах антенны в диапазоне УКВ (не более) - 1,5 , мВ. 

• Автоматическая регулировка усиления в диапазонах ДВ, СВ и КВ: изменение напряжения на входе радиоприемника на 60 дБ дает изменение напряжения на выходе приемника не более, чем на 4 дБ. 

• Ручная регулировка громкости контрольного выхода обеспечивает изменение выходного напряжения (не менее) 50 дБ. 

• Диапазон воспроизводимых частот (основной выход) в диапазонах ДВ, СВ, КВ 50...7000 Гц; в диапазоне УКВ 30...15000 Гц при неравномерности 3 дБ и коэффициенте гармоник в диапазонах ДВ, СВ и КВ при М = 80% (не более): до 200 Гц включительно - 4%, 200 - 4000 Гц - 3%; свыше 4000 Гц - 4%; в диапазоне УКВ при F девиации = 50 кГц: до 200 Гц - 3%, свыше 200 Гц - 2%. 

• Точность настройки радиоприемника на частоту принимаемого сигнала в диапазонах ДВ, СВ, КВ (не хуже) - +3 кГц; в диапазоне УКВ - +50 кГц. 

• Уровень фона по электрическому напряжению (не хуже) - 54 дБ. 

• Количество фиксированных полос пропускания в диапазонах ДВ, СВ, КВ - 3: узкая - "УП" не более 7 кГц; средняя - "СП" не более 11,5 кГц и широкая полоса "МП" - не менее 17 кГц. 

• Коэффициент автоматической подстройки частоты (АПЧ) в УКВ диапазоне, не менее 4. 

• Выходная мощность: на основном, нерегулируемом выходе - 1 мВт на нагрузке 600 Ом; на регулируемом выходе для подключения контрольного громкоговорителя - не менее 0,5 Вт на нагрузке 8 Ом.

Особенности электрической схемы приемника  Схема 1, Схема 2 

"Ишим-003" представляет собой всеволновый супергетеродин с одним преобразованием частоты с раздельным каналом AM и ЧМ.  Канал AM состоит из УВЧ, преобразователь, УПЧ и амплитудного детектора (блок ВЧ и плата ПЧ-AM).  Канал ЧМ состоит из УВЧ УКВ диапазона, преобразователь частоты, УПЧ (10,7 МГц) и частотный детектор (плата УКВ и плата ПЧ-ЧМ).  Общими для обоих каналов являются УНЧ, блок питания, индикатор настройки и электронно-счетная шкала.  Размеры статьи не позволяют нам остановиться подробно на всех особенностях схемы этого приемника. 

Почти все о модернизации «Ишим-003»

Заметок и рекомендаций по переделке и усовершенствованию РПУ «Ишим-003» в радиолюбительской периодике и Интернете за пару прошедших десятилетий появилось очень много. Целью настоящей публикации является обобщение этих материалов (хотя далеко не всех) и желание поделиться своими наработками и практическим опытом модернизации этого, до сих пор достаточно распространенного среди радиолюбителей, приемника.

Итак, начнем. Сначала надо определиться, что Вы хотите получить в результате переделки «Ишим-003»:

• или это будет приемник только для наблюдения любительской радиосвязи (прием вещательных станций, естественно, сохранится, но с прежним качеством);

• или это будет достаточно качественный приемник для приема вещательных станций (любительские станции при этом принять вряд ли удастся);

• компромиссное решение – радиовещательный вседиапазонный приемник с возможностью принимать любительские станции на КВ диапазонах.

Совместить первые два пункта можно, но по каким-то параметрам обязательно потребуется компромисс, который будет «зудеть» и приведет, в конечном счете, к новому витку модернизации, переделки-доделки… И так до бесконечности. Например, существует несколько публикаций разной сложности по переделке «Ишим-003» в стереоприемник (на УКВ, естественно). Качество воспроизведения при таких переделках достаточно высокое, и цель – высокая верность воспроизведения, - достигается. Но возможность других модернизаций исключается, т.к. направленность радиотворчества уже другая – звуковоспроизведение, а не радиоприем (владелец просто не хочет этих других, «радиоприемных», доработок). Или доработки схемотехнически исключаются – не находится места для размещения дополнительных плат, не нужен широкий частотный диапазон УЗЧ и т.д. Да и современный рынок предлагает массу радиоприемных стереоустройств, начиная от наборов для их сборки и кончая готовыми высококачественными аппаратами, которые по сервисным и массово-габаритным параметрам далеко превосходят объект нашего разговора - «Ишим-003».

Скажу сразу, что и в моих изысканиях по переделке «Ишим-003» я не смог уйти от компромиссных решений. Было стремление сохранить (и даже несколько улучшить) прием радиовещательных станций. При этом от переделки УКВ-части приемника (стереодекодер, введение более высокочастотного FM диапазона) я отказался сразу. А задача приема любительских радиостанций осталась. Далее поделюсь технологией не только выполненных переделок (в основном по материалам журнала «Радиолюбитель. КВ-УКВ» и сайтаwww.CQHAM.RU, но и перспективными, на мой взгляд, доработками, которые ждут воплощения в реальных конструкциях.

Первое, о чем хочется сказать – это небольшое изменение внешнего вида приемника, которое определяется введением новых органов управления. Они, в свою очередь, определяют сервисные удобства для пользователя. Естественно, в каждом конкретном случае расположение органов управления зависит от вкуса и возможностей радиолюбителя (кстати, это касается и других доработок приемника). На лицевой панели дополнительно устанавливаются две ручки регуляторов ВЧ и НЧ тембра (в рассматриваемом варианте – они стоят рядом с регулятором громкости, см. фото 1 и 5). О целесообразности и особенности их применения будет сказано ниже.

Для приема SSB и CW станций включается дополнительный гетеродин. В моем варианте кнопка выключателя SSB расположена ниже и справа от центра переключателя полосы и рода работ приемника (фото 1). Место крепления П2К к шасси и кросс-плате (методом пайки), к нему от платы БП-НЧ подходят проводники питания дополнительного гетеродина. Выше ручки верньера установлена кнопка расстройки (точнее подстройки) приемник, третья лампочка подсветки шкалы вместе с механизмом верньера КСДВ удалены. Установлен верньер от Р-326, он крепится штатными винтами М3 к лицевой панели (фото 1). Верньер через п-образную пластину крепится к приводу переменного конденсатора (см. фото 2). Варианты установки этого верньера, или какого-либо другого, зависят от желания и возможностей радиолюбителя. Главное, чтобы отсутствовал или был минимальным люфт ручки настройки относительно привода переменного конденсатора.

Телефонный выход для контроля трансляции на передней панели целесообразно заменить стандартным 3,5 мм гнездом с отключением динамика. Сам динамик устанавливается на верхней крышке приемника слева. Для этого в ней сверлятся дырки и через тканевую прокладку (исчезает металлический призвук) закрепляется динамик. В доработанном РПУ стоит 0,5ГД31-200 от радиоприемника «Альпинист» - качество воспроизведения хорошее (фото 4). Чтобы магнитная система достаточно крупногабаритного динамика не касалась конденсатора фильтра питания и трансформатора, на кросс-плате следует заменить этот габаритный, емкостью 2000,0 мкФ, вертикально стоящий конденсатор C2 на импортный горизонтальный или другой малогабаритный на ту же, или большую, емкость и не меньшее рабочее напряжение. Таким образом, освобождается место для динамика (фото 5).

Антенные разъемы на задней стенке целесообразно заменить на стандартные «мамы» 50 или 75 Ом. При желании на задней стенке приемника заменяются разъемы выхода громкоговорителя и телефонов на любые удобные и доступные радиолюбителю. В рассматриваемом РПУ, например, отключаемый телефонный разъем типа «большой Джек» стоит на задней стенке, а на передней стенке штатный осталя сбез каких либо изменений (фото 6).

Из множества схем для приема SSB станций в качестве дополнительного гетеродина (еще его называют опорным или телеграфным, частотой на 1 -1,5 кГц выше или ниже ПЧ приемника - 465 кГц (LSB-USB) применяется схема И.Нечаева на пьезокерамическом фильтре и микросхеме К176ЛА7 (8). Здесь фактором выбора стала доступность и взаимозаменяемость элементной базы, простота схемы и высокая стабильность генерации. Гетеродин выполняется навесным монтажом (микросхема припаивается к выводам ПФ), далее вся сборка приклеивается к экрану блока УКВ (фото 7) и через конденсатор емкостью до 10 пФ подается на базу V2 платы ПЧ-АМ. Уровень сигнала гетеродина устанавливается подбором этого конденсатора по качеству приема SSB сигнала.

Применение более совершенной схемы телеграфного гетеродина И.Нечаева (9) является и более предпочтительной, т.к. при дальнейшей модификации приемника с заменой ПЧ и применении ЭМФ на 500 кГц отпадает необходимость в отдельном линейном детекторе и остается возможность детектирования АМ сигналов. При этом, если ПЧ приемника не менять, то вместо кварца на частоту 500 кГц следует установить кварц на частоту 465 кГц (возможно потребуется подбор конденсатора С2 или С3 (рис.3 в журнальной публикации).

Другие варианты и схемы SSB гетеродина приводятся в источниках (1, 4, 10).

Что касается других вариантов модификации блока ПЧ-АМ. Для увеличения чувствительности ИШИМ-003 (как это указано в источниках (1, 2) в блоке ПЧ-АМ заменены транзисторы V2 и V8 на КТ3102В-Е. R6 и R23 подобраны по максимальному усилению (в источнике (2) - до 33 кОм). В этом же источнике предлагается установить амплитудный детектор (Радио,  № 1, 1997, с. 45). Однако в этом случае опять же придется делать дополнительный гетеродин по одной из известных схем. Вот почему применение схемы И.Нечаева (9), где возможно детектирование AM, SSB и CW сигналов, остается предпочтительней.

Проверялась работа УПЧ по рекомендации К.Смирнова (11) путем введения дополнительного апериодического каскада УПЧ. Хотя приемник действительно не возбуждался, все же ощущалась избыточность усиления сигнала (а заодно и шумов, что в условиях индустриальных помех города является отрицательным фактором), и в реальной конструкции этот каскад не устанавливался.

Дальнейшее усовершенствование блока ПЧ-АМ возможно по рекомендациям И.Григорова с переносом ПЧ 465 кГц на ПЧ 500 кГц (5). Выполненная приставка показана на фото 10. В схеме гетеродина на 35 кГц применена не только катушка генератора стирания в броневом сердечнике от магнитолы «Аэлита-102», но и собственно схема этого генератора (фото 9). (Возможно применения генератора практически от любого магнитофона).

При установке в приставку ФЭМ-035-500-6,0 прием АМ сигналов возможен при полосе пропускания 6 кГц, что соответствует «узкой» (по паспорту) полосе РПУ. Если же в приставке применяется ФЭМ-035-500-3,1 (как показано на фото 9,10), то с помощью простейшей коммутации с использованием реле можно прослушивать SSB-CW сигналы в относительно узкополосном режиме или, задействовав штатный УПЧ, АМ сигналы в обычных режимах, предусмотренных конструкцией РПУ. И в этом случае оптимальным является AM, CW и SSB-детектор И.Нечаева (9).

Теоретически возможна перестройка гетеродина на частоты для получения ПЧ 500 кГц и полная замена УПЧ, скажем, на транзисторе КП350, при этом по второму затвору возможна регулировка усиления по ПЧ. Но это будет уже не «Ишим-003»…

Изменения в блоке ВЧ касались прежде всего замены диодов в смесителе на КД514А (1, 2, 11). Действительно, установка там КД922 нецелесообразна, думаю, что и КД503, 522 тоже будут работать не хуже (подтверждается в источнике (1).

Наиболее целесообразной представляется переделка блока ВЧ, предлагаемая А.Калугиным (2). Она заслуживает самого серьезного внимания и является наиболее обоснованной.

Расширение частотных диапазонов подробно описано в источниках (6, 7) и в данной модификации РПУ не применялось.

Для точной подстройки на радиостанцию к секции переменного конденсатора, которая перестраивает гетеродин приемника, навесным монтажом подключен варикап КВ102 (фото 3). Регулирующее напряжение берется с переменного сопротивления настройки блока УКВ. Поскольку в диапазоне УКВ настройка на станцию ведется варикапами КВ111, а не переменным конденсатором, то в диапазонах КСДВ регулятор настройки ЧМ не задействован и напряжением с его среднего вывода через резистор 68 кОм и конденсатор около 18 пФ можно проводить небольшую расстройку (в пределах нескольких килогерц), что создает определенное удобство в точности настройки, особенно в SSB-CW режиме. Таким образом, сама ручка настройки УКВ служит регулятором расстройки в диапазонах КСДВ. Механизм верньера УКВ сохранен и работает вместе с цифровой шкалой (ЦШ), тогда как настройка на других диапазонах осуществляется только по ЦШ. В этой связи, и тем более при замене ПЧ на 500 кГц, рекомендуется замена ЦШ на современную и технологичную ЦШ А.Денисова (RA3RBE) (3), что, собственно, и рекомендуется в источнике (1).

Для исключения возможных перегрузок по антенному входу включены встречно-параллельно два КД503.

В блоке БП-НЧ выполнены следующие доработки. Штатный УЗЧ приемника не предусматривает регулировку тембра и по своим параметрам, скорее всего, предназначен для контроля радиотрансляции. Отсюда большой к.н.и. и энергопотребление, относительно узкий частотный диапазон. Как рекомендуется в источнике (1) новый УЗЧ выполнен на микросхеме К174УН7 (можно УН14) с регуляторами тембра. Проще всего оказалось переместить (уплотнить) некоторые элементы на стандартной плате телевизора второго-третьего поколения, удалить элементы штатного усилителя мощности на плате БП-НЧ (предварительный на трех КТ315 оставить) и на это место установить плату УЗЧ на микросхеме от ТВ. Выполненный на микросхеме УЗЧ при приеме радиолюбительских станций будет применятся в режиме «узкой полосы», в т.ч. суженной регуляторами тембра до минимума. В то же время, при АМ приеме, появляется возможность более качественного прослушивания сигналов станций (обычное положение ручек регуляторов тембра).

Стабилизатор напряжения +15в выполнен на КРЕН8Б по стандартной схеме с закрепленными на нем штатными радиаторами от транзисторов переделываемого блока. Устанавливаются два дополнительных электролитических конденсатора емкостью более 10,0 мкФ, удаленных по длине проводников от входа и выхода КРЕН не более 7 см, и подстроечный резистор 68 Ом, регулирующий установку +15в на выходе стабилизатора. Питание +5в для дополнительного гетеродина берется с оставленных на плате V22, V23, С10, C12, R32, R23 и переменного резистора R22 (он поменян местом с R23). Чтобы уменьшить выделение на стабилизаторе тепловой энергии (выпрямитель дает +27в после моста V3, а на выходе стабилизатора устанавливают +15в), рекомендуется снизить напряжение на последней обмотке трансформатора (она верхняя), для чего следует удалить слой витков (подбирается экспериментально приблизительно до 16-17в на обмотке). В противном случае гашение напряжения можно осуществить мощным резистором (не менее 5 ватт) и величиной около 25 Ом (фото 8). На входе стабилизатора должно быть около +18-19в. Цепи питания варикапов УКВ-блока оставлены без изменений.

Доработка РПУ ИШИМ-003.

1. Увеличение чувствительности ИШИМ-003 достигается заменой V2 и V8 на КТ3102В-Е (подобрать R6 и R23 по максимальному усилению) и заменой диодов в смесителе на КД503. В целесообразности установки там КД922 я лично сомневаюсь - остальная схемотехника сведет на нет весь выигрыш, хотя опытов таких не ставил, заменил на КД503 и остался доволен.

2.Имеет смысл заменить УНЧ, т.к. штатный просто ужасен. Годится 174УН14 в типовом включении.

3. SSB детектор вводится по схеме, приведенной ниже. Схемой поделился Николай Заглядин, за что ему безусловное спасибо. К сожалению, адрес его у меня не сохранился.

4. Замена ЖКИ на светодиодные индикаторы возможна по разному, лучшим было бы изготовление платы счетчиков целиком заново. Мне кажется лучшим вариантом было бы применение цифровой шкалы А.Денисова RA3RBE. У меня экземпляр этой шкалы без напряга меряет частоту до 25мГц, что в данном случае более чем достаточно. К тому же потребляет она 35 мА и совершенно не "слышна" в смысле помех.