"Биологически люди отличаются от обезьян
главным образом отсутствием хвостов… "

Ч. Дарвин

 Пиковая мощность передатчика P_max (PEP) - это средняя за один период высокочастотного колебания мощность, которую передатчик подводит к фидеру антенны на пике огибающей сигнала при нормальных рабочих условиях.

Пикфактор речевого сигнала (p) - отношение пикового напряжения сигнала к среднему за длительный период (при расчетах обычно принимается около 3…4).

Средняя мощность передатчика Р_ср - это мощность, которую передатчик подводит к антенному фидеру, усредненная за временной интервал, который достаточно длителен по сравнению с наибольшим периодом колебаний модулирующего сигнала при нормальных рабочих условиях.

Средняя мощность SSB сигнала: P_ср = (2/p²) •P_max .   (Если р = 3,3, то Р_ср = P_max /5 ).

При компрессии или клиппировании средняя мощность повышается (при той же пиковой). В зависимости от степени компрессии, частотной характеристики спектра и особенностей голоса оператора, средняя мощность всегда меньше пиковой в несколько раз: от 2,5 до 10.

    Пиковая мощность, которую может отдать передатчик в линейном режиме, всегда ниже, чем максимально достижимая в односигнальном (так называемом "телеграфном") режиме. Как только пиковые всплески SSB сигнала, поданного на вход какого-либо из каскадов передатчика, превысят вполне определенный уровень, в этом каскаде сразу возникнут нелинейные искажения. Эти всплески на SSB могут быть более "острыми", чем в исходном низкочастотном речевом сигнале. Если перегрузка возникает в малосигнальных каскадах формирования до фильтра основной селекции (ЭМФ или кварцевого), то неприятными призвуками или хрипом на пиках сигнала дело обычно и ограничивается. Гораздо хуже, если перегружен любой из последующих каскадов, начиная с самого фильтра и вплоть до выходного каскада. Любые, даже не очень заметные на слух, нелинейные искажения обязательно вызывают недопустимое расширение спектра сигнала - то, что в радиолюбительском обиходе называется "сплэттером" (splatter), или "хвостами".

Обычные стрелочные измерительные приборы довольно инерционны, и при подаче на них быстро изменяющихся сигналов (речевых SSB) без специальных цепей пикового детектирования, как правило, отображают уровень более или менее похожий на среднее значение. Поэтому, при передаче речи на SSB стрелки приборов, измеряющих мощность, должны колебаться всего лишь около 1/5 того пикового уровня, который достигается при подаче на микрофонный вход постоянного тона (или при нажатии телеграфного ключа в режиме CW), а при произнесении перед микрофоном громкого "а-а-а" они не должны отклоняться выше 1/3 пикового уровня. Даже при сильно клиппированном SSB сигнале эти показания стрелочных приборов не должны превышать соответственно 1/3 и 1/2 максимально достижимых в односигнальном режиме. Это будет свидетельством того, что пиковая мощность, которую без искажений способен отдать передатчик, уже наверняка достигнута и далее увеличивать раскачку нельзя.

Индикаторы средних значений плохи в психологическом плане - несведущему человеку все время кажется, что мощность на SSB мала и надо "поддать еще". Действительно, в нормальном режиме АВ стрелка обычного анодного амперметра усилителя мощности может успевать "выпрыгивать" на пиках лишь едва выше отметки, соответствующей начальному току лампы (току молчания). К сожалению, даже многие дорогие фирменные трансиверы и усилители почему-то не оснащены пиковыми индикаторами.

Лет восемь назад мне довелось некоторое время поработать на самом "крутом" в то время трансивере FT-1000D (tnx to RZ3BW). Стрелка индикатора выходной мощности в нем колышется плавно и солидно, как "Роллс-Ройс" на своих рессорах. Во время связей некоторые владельцы таких же аппаратов обеспокоенно спрашивали меня, не наблюдается ли и в моем такого "дефекта", что "отдача на SSB явно не полная", хотя на CW выходная мощность соответствует паспортной. У этих людей нашлась куча денег на такой трансивер, но не нашлось места в голове для начальных знаний по радиотехнике…К счастью, "накрутить ручки" больше, чем следовало, на этом замечательном трансивере им не удалось - Hi.

Снабдить измерительные и контрольные приборы цепями пикового (точнее, квазипикового) детектирования не сложно. Всегда полезно использовать для оперативного контроля своего сигнала и любой осциллограф - на его экране заметны и ограничение пиков огибающей сигнала (flattopping), и многие виды искажений формы телеграфных посылок при CW. Конечно, для настройки SSB аппаратуры правильнее всего и совсем не трудно обзавестись и научиться пользоваться двухтональным генератором. [3] [12]

Если SSB сигнал не был компрессирован, а раскачку любого из усилительных каскадов увеличить выше допустимой, то субъективно сигнал станет восприниматься как несколько более громкий, но сразу же возникнет сплэттер и увеличится зашумленность - станут слышны дыхание, шумы и реверберация комнаты и т.п. В итоге надежность связи все равно не выиграет (особенно, когда вместо своего корреспондента вы услышите претензии возмущенных соседей по частоте! - Hi). Если же сигнал был компрессирован, то совсем небольшая перекачка любого каскада может легко сделать сигнал почти неразборчивым, а сплэттер - совершенно нетерпимым для окружающих.

Как показывает практика, соблюдение элементарного правила: "НЕ ПЕРЕКАЧИВАЙ!" позволяет в большинстве случаев работать совершенно без взаимных помех с пиковыми мощностями порядка 1 кВт почти вплотную друг к другу по частоте, находясь даже в пределах прямой видимости, а то и в одном доме. Это правило обязательно надо соблюдать для всех без исключения каскадов передатчика (трансивера), начиная с самых малосигнальных.

Еще одна часто встречающаяся причина нелинейности усилительных каскадов - слишком высокое отрицательное напряжение смещения лампы или слишком малый начальный ток базы транзистора. "Экономия" начального тока лампы или транзистора - очень распространенная болезнь. Даже при небольшом снижении начального тока меньше нормы, не только значительно возрастает уровень побочных излучений, но и портится разборчивость речи. Искажения типа "ступенька", или "отсечка снизу" неприятны на слух даже при объективно весьма маленьком их проценте. Такие искажения возникают не только в мощных каскадах. Характерный их признак - "скрипучий сигнал": подрезаются слабые звуки, а на пиках голос как бы "прорывается через преграду". При увеличении раскачки сигнал становится относительно разборчивее, но теперь, уже из-за "перекачки", начинают обрезаться его пики. При этом тот сплэттер, который был вызван отсечкой снизу, не уменьшается, а дополняется сплэттером из-за ограничения сверху. Кроме того, при работе с углом отсечки анодного (коллекторного) тока менее 90 градусов (по спрямленной проходной характеристике) уменьшается коэффициент усиления и возрастает уровень ВЧ-гармоник.

Известно, что схема с заземленной сеткой позволяет несколько поправить эти искажения, но она все равно не позволяет освободиться от них полностью. Хорошее решение - это постановка лампы усилителя мощности в линейный режим в полном соответствии с официальными рекомендациями завода-изготовителя при одновременном использовании схемы с заземленными по высокой частоте сетками, плюс жесткая статическая и динамическая стабилизация всех питающих напряжений.

В каскадах мощностью до 10 Вт (в том числе, и в двухтактных), следует использовать усилительные элементы только в классе А и с небольшим коэффициентом использования анодного (коллекторного) напряжения, то есть усиливаемый сигнал должен целиком, без всякой отсечки, вписываться в пределы линейного участка проходной характеристики лампы (транзистора). Всегда, когда это только возможно, такой режим очень желателен и для каскадов со значительно большей мощностью.

В последней модели трансивера высшего класса Yaesu MARK-V FT-1000MP найдено очень мудрое решение: выходной каскад на полевых транзисторах с напряжением питания 30 В, работая в классе АВ, может отдавать до 200 Вт РЕР весьма высокого качества, но его можно переключать и в класс А с мощностью до 75 Вт. Тогда уровень побочных излучений снижается до ничтожного уровня, звучание становится особо чистым и красивым, а этой мощности вполне достаточно и для раскачки любого киловаттного усилителя, и для повседневной работы в эфире без него. Причем, чем меньше от работающего в классе А каскада требуется мощности, тем чище получается сигнал. Две сотни ватт в классе АВ предусмотрены главным образом для работы без дополнительных усилителей в экспедициях.

Некоторые рекомендации и методики расчета, даже самые грамотные в применении к профессиональным передатчикам, не всегда хорошо подходят для любительских. Например, высокий КПД плохо сочетается с минимальным уровнем внеполосных и побочных излучений. Профессиональные передатчики средней и большой мощности проектируются для непрерывной круглосуточной работы с максимальной нагрузкой, поэтому КПД для них является одним из важнейших технико-экономических показателей. В любительских условиях работа на передачу происходит эпизодически даже во время соревнований, поэтому можно спокойно поступаться и КПД, и рядом других параметров в пользу линейности.

То же в отношении массо-габаритных параметров и себестоимости передатчика: любитель для себя строит всего несколько передатчиков и усилителей мощности за всю жизнь, и может позволить себе применять такие компоненты и схемотехнические решения, которые экономически не оправданы при серийном производстве (именно на него обычно ориентированы и учебные пособия по проектированию радиопередающих устройств). По этой же причине не всегда стоит копировать конструкции и "фирменной" аппаратуры для радиолюбителей.

Уровень внеполосных излучений да и "законная" рабочая полоса частот профессионального передатчика проектируются в расчете на то, что он будет занимать выделенный только для него канал связи вполне определенной ширины с некоторым защитным "зазором" от соседних каналов. Промышленность, как правило, не заинтересована в производстве передатчиков, у которых параметры значительно выше, чем требуется по стандартам, так как это увеличивает себестоимость. Однако требования к ширине реально занимаемой частотной полосы любительского передатчика (по уровню -70…-90 дБ) обусловлены не только техническими, но и "джентльменскими" условиями "мирного сосуществования" в наших перегруженных диапазонах, и должны быть гораздо жестче (конечно, если Вы считаете себя джентльменом, а не являетесь родным братом поросенка Хрюши!).

Ну, и совсем простые вещи: удивительно, насколько мало внимания любители уделяют низкочастотной части аппаратуры. И с чрезвычайно высоколинейным SSB трактом ничего не стоит кардинально испортить звучание своего родного голоса в эфире недоведенным до "Hi-Fi-кондиции" микрофонным усилителем или применением случайного микрофона. Даже в том случае, когда ВЧ-часть передатчика в целом весьма посредственна (но исправна!), одним только снижением нелинейных искажений НЧ-тракта до уровня менее 0,3 - 0,5% (на реальной нагрузке) и правильно сформированной амплитудно-частотной характеристикой по звуковому давлению (микрофон + НЧ каскады + фильтр основной селекции) можно значительно улучшить свой "облик" в эфире.

Очень хорошо сформированный, "прозрачный" SSB сигнал, кроме всех прочих прелестей, выгоден тем, что он остается вполне разборчивым и при сужении полосы пропускания приемника вплоть до 1 кГц (и даже уже), и при неточной настройке (в частности, когда DX-экспедиции приходится быстро перестраиваться приемником с одного корреспондента на другого в большой толпе на "split'e"). При приеме в условиях сильных QRM красиво звучащий сигнал всегда выигрывает у более мощного, но со средним качеством. Субъективный фактор тоже играет не последнюю роль в "пайлапе": если меня, например, зовут несколько равноценных станций, то я отвечаю первому не тому, у кого сигнал громче, а тому, у кого он звучит приятнее.

Вообще, коротковолновики могут почерпнуть немало полезного из опыта конструирования Hi-Fi аудиотехники и из звукооператорского искусства.