Применение супергетеродинных приемников, полосу пропускания которых можно сужать вплоть до значения активной ширины спектра принимаемого сигнала, позволяет существенно повысить помехозащищенность приемников и их чувствительность. Как результат, возрастает дальность действия аппаратуры без увеличения мощности передатчика.
Однако супергетеродинные приемники, полоса пропускания которых не превышает 10-12 кГц, требуют такой высокой стабильности передатчиков, при которой уходы излучаемой частоты не будут превышать 5-10 % от полосы пропускания. В абсолютном исчислении это 0,5-1,2 кГц. Следовательно, относительная нестабильность передатчиков в диапазоне 27-28 МГц не должна превышать 1,8-10"5. Такие высокие требования могут обеспечить только генераторы, стабилизированные кварцем.
Выше уже отмечалось, что модуляцию в самом задающем генераторе осуществлять нецелесообразно, поэтому передатчики получаются как минимум двухкаскадные. На рис. 3.24 приведена схема такого передатчика, в которой кварц ZQ1 работает на третьей механической гармонике. Резонатор включен между коллектором и базой транзистора, что, как показывает практика, позволяет сочетать простоту схемы с высокой надежностью ее работы даже с кварцами, имеющими низкую активность. Выходная мощность передатчика не превышает 10 мВт.
Необходимо иметь в виду, что кварцы, работающие на первой гармонике, выпускаются в основном до 20 МГц. Поскольку резонансная частота зависит от геометрических размеров пластины кварца, то на более высоких частотах размеры получаются столь малы, что технологически трудно изготовить пластину с тре-
буемыми характеристиками. По этой причине, если на корпусе кварца нанесена частота более чем 20 МГц, то это кварц, с большой вероятностью, гармониковый.
Поскольку на противоположных гранях пластины должны наводиться (за счет пьезоэффекта) противоположные потенциалы, то возбуждение возможно только на нечетных гармониках, обычно не выше седьмой. Чтобы такой кварц не возбудился на основной частоте, в схеме обязательно должен быть контур, настроенный на требуемую гармонику. В рассматриваемой схеме этот контур состоит из индуктивности L1 и конденсатора С2.
На транзисторе VT2 реализован усилитель мощности, работающий в режиме класса В за счет отсутствия постоянного смещения на базе транзистора. Эмиттерная цепь этого транзистора коммутируется электронным ключом VT2, управляемым по базе модулирующими импульсами с выхода шифратора. Антенна подключена к выходному контуру через удлинительную катушку L3. Применено частичное включение через емкостной делитель С6С7, обеспечивающее режим согласования.
Детали и конструкция
Печатная плата изображена на рис.3.25. Кварцевый резонатор ZQ1 использован на частоту 27,12 МГц. Можно применить и достаточно распространенные на 27,14 МГц. Катушка L1 представляет собой 24 витка провода диаметром 0,12-0,15, намотанные на резисторе МЛТ-0,5 сопротивлением не менее 100 кОм. L2 намотана на каркасе диаметром 6 мм с подстроечным сердечником из карбонильного железа и имеет 9 витков провода диаметром 0,5 мм.
Удлинительная катушка L3 представляет собой стандартный дроссель ДМ (ДПМ) на 5 мкГн. Все транзисторы могут иметь любой буквенный индекс, также возможна замена на КТ3102.
Конденсаторы керамические, типа КМ-5, КМ-6 или им аналогичные. Антенна штыревая, длиной 40-60 см.
Настройка
Настройка сводится к установке сердечника L2 в такое положение, при котором обеспечивается максимум амплитуды выходных колебаний. Предварительно модуляционный вход соединяется с плюсом источника питания. Амплитуда контролируется с помощью осциллографа так, как это описано в предыдущих параграфах. Между базой VT1 и корпусом на схеме пунктиром изображен конденсатор (на плате для него предусмотрено место). Если генератор не будет самовозбуждаться (из-за низкой активности кварца), на это место нужно впаять конденсатор, подобрав его в диапазоне 120-180 пФ по максимуму выходных колебаний. При отсутствии указанных кварцев можно попробовать установить резонаторы на частоту, в три раза меньшую требуемой (9,04-9,046). Передатчик уверенно работает при снижении напряжения питания до 5 В.
Микрофонный усилитель на элементах T1 и T2 усиливает сигнал с электретного микрофона ВМ1 до уровня, обеспечивающего заданную девиацию частоты. Транзисторы включены по схеме с общим эмиттером и обратной связью по напряжению.
Емкость конденсаторов С2 и С4 применены не стандартные, а меньше обычной, что поднимает высокие частоты звукового сигнала и повышает разборчивость речи.
Необходимую девиацию, а значит, и громкость задаем регулировкой резистора R2.
С движка построечного резистора R2 усиленный сигнал подается на второй каскад усиления. Со второго каскада сигнал подается на варикап, осуществляющий ЧМ модуляцию сигнала. В качестве варикапа применен миниатюрный высокодобротный варикап из ТВ -тюнеров. Частотная модуляция производится изменением емкости в цепи кварца в зависимости от поданного на него напряжения. В состоянии покоя на варикап подается половина напряжения питания. Кварцевый резонатор возбуждается в задающем генераторе на основной частоте 13,56 МГц.
С эмиттера транзистора T3 частотно-модулированный сигнал размахом, почти равным напряжению питания, подается на умножитель T4. Контур L2, С9 настроен на частоту 94,92 МГц, выделяя седьмую гармонику задающего генератора. Через конденсатор С10 ВЧ-колебания с контура передаются антенне.
Данная схема задающего генератора обладает определенными преимуществами. В ней стабильно работают даже малоактивные кварцы. Большая разница частот задающего генератора и умножителя снижает влияние излучения выходного контура на работу генератора.
Кварц — на 13,56 МГц в металлическом корпусе. Частоты могут отличаться, но 7-я гармоника должна попадать в FM диапазон на свободную частоту.
Катушка L2 намотана посеребряным проводом 0,6 мм на оправке диаметром 3 мм и содержит 10 витков с отводом от середины. Дроссели L1 - SMD. Конденсаторы — керамические SMD. Антенна- кусок провода 0,5 метра.
Радиомикрофон выполнен на двусторонней печатной плате. Вторая сплошная сторона является общим проводом и одновременно экраном. В отмеченных местах слои соединяются перемычками. В точках подключения выводных компонентов сверлом удаляется часть фольги второго слоя. Всю конструкцию после окончания настройки можно залить герметиком или полиэтиленовым клеем.
Настройка
Изначально она начинается с микрофонного усилителя. Ток потребления и напряжения устанавливаются номиналами резисторов R3, R5. Высокоомными телефонами контролируют прохождение звукового сигнала на коллекторе C2.
ВЧ-пробником или осциллографом проверяют работу задающего генератора в точке соединения конденсаторов С6, С7, С8. Ток потребления генератора — 2...3 мА.
Контур L2, С9 настраивают в резонанс, сдвигая и раздвигая витки катушки L2 и подстраивая С9. Окончательную подстройку контура можно провести, ориентируясь на дальность работы радиомикрофона. Подбором резистора R10 устанавливают ток, потребляемый умножителем, порядка 10...15 мА.
Завершают налаживание, устанавливая резистором R2 необходимую громкость. Следует ожидать, что она будет несколько ниже громкости FM станций, так как девиация составляет всего лишь 21кГц вместо 75кГц.
Принципиальная схема
Применение супергетеродинных приемников, полосу пропускания которых можно сужать вплоть до значения активной ширины спектра принимаемого сигнала, позволяет существенно повысить помехозащищенность приемников и их чувствительность. Как результат, возрастает дальность действия аппаратуры без увеличения мощности передатчика.
Однако супергетеродинные приемники, полоса пропускания которых не превышает 10—12 кГц, требуют такой высокой стабильности передатчиков, при которой уходы излучаемой частоты не будут превышать 5—10 % от полосы пропускания. В абсолютном исчислении это 0,5—1,2 кГц. Следовательно, относительная нестабильность передатчиков в диапазоне 27—28 МГц не должна превышать 1,8-10″5. Такие высокие требования могут обеспечить только генераторы, стабилизированные кварцем.
Выше уже отмечалось, что модуляцию в самом задающем генераторе осуществлять нецелесообразно, поэтому передатчики получаются как минимум двухкаскадные. На рис. 3.24 приведена схема такого передатчика, в которой кварц ZQ1 работает на третьей механической гармонике. Резонатор включен между коллектором и базой транзистора, что, как показывает практика, позволяет сочетать простоту схемы с высокой надежностью ее работы даже с кварцами, имеющими низкую активность. Выходная мощность передатчика не превышает 10 мВт.
Необходимо иметь в виду, что кварцы, работающие на первой гармонике, выпускаются в основном до 20 МГц. Поскольку резонансная частота зависит от геометрических размеров пластины кварца, то на более высоких частотах размеры получаются столь малы, что технологически трудно изготовить пластину с тре-
буемыми характеристиками. По этой причине, если на корпусе кварца нанесена частота более чем 20 МГц, то это кварц, с большой вероятностью, гармониковый.
Поскольку на противоположных гранях пластины должны наводиться (за счет пьезоэффекта) противоположные потенциалы, то возбуждение возможно только на нечетных гармониках, обычно не выше седьмой. Чтобы такой кварц не возбудился на основной частоте, в схеме обязательно должен быть контур, настроенный на требуемую гармонику. В рассматриваемой схеме этот контур состоит из индуктивности L1 и конденсатора С2.
На транзисторе VT2 реализован усилитель мощности, работающий в режиме класса В за счет отсутствия постоянного смещения на базе транзистора. Эмиттерная цепь этого транзистора коммутируется электронным ключом VT2, управляемым по базе модулирующими импульсами с выхода шифратора. Антенна подключена к выходному контуру через удлинительную катушку L3. Применено частичное включение через емкостной делитель С6С7, обеспечивающее режим согласования.
Детали и конструкция
Печатная плата изображена на рис.3.25. Кварцевый резонатор ZQ1 использован на частоту 27,12 МГц. Можно применить и достаточно распространенные на 27,14 МГц. Катушка L1 представляет собой 24 витка провода диаметром 0,12—0,15, намотанные на резисторе MJIT-0,5 сопротивлением не менее 100 кОм. L2 намотана на каркасе диаметром 6 мм с подстроечным сердечником из карбонильного железа и имеет 9 витков провода диаметром 0,5 мм.
Удлинительная катушка L3 представляет собой стандартный дроссель ДМ (ДПМ) на 5 мкГн. Все транзисторы могут иметь любой буквенный индекс, также возможна замена на КТ3102.
Конденсаторы керамические, типа КМ-5, КМ-6 или им аналогичные. Антенна штыревая, длиной 40—60 см.
Настройка
Настройка сводится к установке сердечника L2 в такое положение, при котором обеспечивается максимум амплитуды выходных колебаний. Предварительно модуляционный вход соединяется с плюсом источника питания. Амплитуда контролируется с помощью осциллографа так, как это описано в предыдущих параграфах. Между базой VT1 и корпусом на схеме пунктиром изображен конденсатор (на плате для него предусмотрено место). Если генератор не будет самовозбуждаться (из-за низкой активности кварца), на это место нужно впаять конденсатор, подобрав его в диапазоне 120—180 пФ по максимуму выходных колебаний. При отсутствии указанных кварцев можно попробовать установить резонаторы на частоту, в три раза меньшую требуемой (9,04—9,046). Передатчик уверенно работает при снижении напряжения питания до 5 В.
Днищенко В. А.
500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями.
СПб.: Наука и техника, 2007. - 464 е.: ил.
Related Posts
С. М. Рюмик, г. Чернигов Поклонники игровых приставок знают, насколько интереснее и азартнее играть не в одиночку, а в компании. Хорошо вдвоем, а то и втроем, вчетвером. Однако…….
Микросхема К174ХА42А (полный аналог КС1066ХА1) отличается от своих предшественников (К174ХА34, КХА058) тем, что может работать не только в тракте, УКВ-ЧМ-радиовещательного приемника, но и в тракте связного приемника диапазона…….Одной антенны мало…
К такому выводу я пришел постепенно. А дело вот в чем. Для просмотра телепередач чаще всего используются активные комбинированные М В/ДМ В антенны (АКА) с уменьшенными размерами. Множество конструкций АКА…….
От подобных устройств предлагаемый радиопередатчик отличается конструкцией задающего генератора, позволяющей получить повышенную мощность излучения без использования дополнительного усилителя мощности.
Принципиальная схема
Схема устройства показана на рисунке 1. Радиопередатчик работает на частоте 27—28 МГц с амплитудной модуляцией. Частота несущей стабилизирована кварцем, что позволяет увеличить дальность связи при использовании приемника с кварцевой стабилизацией частоты.
Питается устройство от источника питания напряжением 3—4,5 В. Усилитель звуковой частоты выполнен на транзисторе VT1 типа КТ315. Для питания микрофона и задания режимов по постоянному току транзисторов ѴТІ, ѴТ2, ѴТЗ используется параметрический стабилизатор напряжения на резисторе R2, светодиоде VD1 и конденсаторе С1.
Напряжение 1,2 В поступает на электретный микрофон с усилителем M1 типа МКЭ-3, «Сосна» и др. Напряжение звуковой частоты с микрофона M1 через конденсатор С2 поступает на базу транзистора VT1. Режим работы этого транзистора по постоянному току задается резистором R1.
Рис. 1. Радиопередатчик повышенной мощности без дополнительного усилителя мощности.
Усиленный сигнал звуковой частоты, снимаемый с коллекторной нагрузки транзистора VT1 — резистора R3, через конденсатор СЗ поступает на задающий генератор, осуществляя тем самым амплитудную модуляцию передатчика.
Задающий генератор передатчика собран на двух транзисторах VT2 и ѴТЗ типа КТ315 и представляет собой двухтактный автогенератор с кварцевой стабилизацией в цепи обратной связи.
Контур, состоящий из катушки L1 и конденсатора С5, настроен на частоту кварцевого резонатора ZQ1. Контур, состоящий из катушки L2 и конденсатора С7, предназначен для согласования антенны и передатчика.
Детали
В устройстве применены резисторы МЛТ-0,125. Конденсаторы использованы на напряжение более 6,3 В. Транзистор VT1 можно заменить на любой n-р-n транзистор, например, на КТ3102, КТ312.
Транзисторы ѴТ2, ѴТЗ можно заменить на КТ3102, КТ368 с одинаковым коэффициентом передачи по току. Хороший результат можно получить при использовании микросхемы КР159НТ1, представляющей собой пару идентичных транзисторов.
Контурные катушки намотаны на каркасе диаметром 5 мм, имеющем подстроечный сердечник из карбонильного железа диаметром 3,5 мм. Намотка катушек ведется с шагом 1 мм. Катушка L1 имеет 4+4 витка, катушка L2 — 4 витка. Обе катушки намотаны проводом ПЭВ 0,5.
Дроссель Др1 имеет индуктивность 20—50 мкГн. В качестве антенны используется провод длиной около 1 м.
В качестве источника питания можно использовать одну плоскую батарею КБС-4,5 В или четыре элемента-типа АЗ 16, А336, А343. Светодиод VD1 типа АЛ307 можно заменить любым другим.
Налаживание
Настройку передатчика начинают с установки режимов транзисторов ѴТ2 и ѴТЗ по постоянному току. Для этого подключают миллиамперметр в разрыв цепи питания в точке А и подбирают величину сопротивления резистора R4 такой, чтобы ток был равен 40 мА.
Настройку контуров L1, L2, С5, С7 проводят по максимуму ВЧ излучения. Причем грубо на рабочую частоту настраивают конденсаторами, а точнее — сердечником катушки. Подстроечник катушек L1, L2 должен находиться на расстоянии не более чем 3 мм от центра катушек, т. к. в крайних его положениях генерация может срываться из-за нарушения симметрии плеч транзисторов VT2, ѴТЗ.
Литература: Корякин-Черняк С. Л. - Как собрать шпионские штучки своими руками.
Приведена принципиальная схема самодельного радиопередатчика УКВ диапазона с кварцевой стабилизацией частоты, построен на трех транзисторах.
Принципиальная схема
Принципиальная схема передатчика радиомикрофона приведена на рис. 1.Сигнал микрофона усиливается двухкаскадным усилителем ЗЧ на транзисторах VT1, VТ2. Задающий генератор выполнен на транзисторе VТ3. Частотная модуляция несущей обеспечивается варикапом VD1.
Резисторы R5, R6 в базовой цепи транзистора генератора определяют его режим по постоянному току. Конденсатор С7 устанавливает необходимый режим генерации, обеспечивая положительную обратную связь.
Емкость этого конденсатора необходимо подобрать по максимуму тока, потребляемому генератором, а затем резистором R5 установить этот ток около 25 мА, поскольку при большем токе транзистор VТ3 работать не может.
Рис. 1. Принципиальная схема УКВ радиопередатчика с кварцевой стабилизацией частоты.
При настройке целесообразно на место С7 включить подстроечный конденсатор емкостью 8...30 пФ, а на место резистора R5 - подстроечный резистор со-, противлением 100 кОм.
Стабильность частоты генератора зависит в основном от напряжения питания. Чтобы ее повысить, можно использовать стабилизатор напряжения на 6...9 В. Стабилизировать частоту генератора можно и другим способом.
Если быть точным, то причина нестабильности несущей частоты - в колебаниях рабочей точки транзистора выходного каскада усилителя ЗЧ при изменении напряжения питания.
Положение же этой рабочей точки определяет напряжение обратного смещения на варикапе VD1, а значит, и его исходную емкость, которая в конечном итоге будет меняться не только под влиянием звукового сигнала, но и при изменении напряжения питания.
Варикап же включен последовательно с кварцем и вместе с ним определяет частоту генератора. Поэтому можно дополнить схему передатчика устройством, обеспечивающим неизменное напряжение смещения варикапа (рис. 2). величину которого можно регулировать переменным резистором R1. Цепь R2 VD1 - это обычный параметрический стабилизатор. Конденсатор С1 обеспечивает развязку каскадов по постоянному току.
Детали
При монтаже передатчика использованы постоянные резисторы МЛТ-0,125, оксидные конденсаторы К50-16: конденсаторы постоянной емкости керамические малогабаритные, например.. КМ.
Дроссели L1 и L2 можно применить стандартные, например Д-0,1, с индуктивностью 15...30 мкГн или изготовить самостоятельно. Для этого на резисторах МЛТ-0,5 сопротивлением более 100 кОм нужно намотать по всей их длине 30...50 витков провода ПЭЛ 0,1. Контурная.катушка L3 намотана на каркасе диаметром 5 мм и содержит 6 витков провода ПЭЛ 0,8.
На том же каркасе и тем же проводом намотана и катушка L4. Ее обмотка содержит 3 витка и размещена на расстоянии 1 мм от обмотки катушки L3.
Несколько слов об антенне. Для ее изготовления используют отрезок 50-омного кабеля длиной 10-12 см, очищают его от изоляции и оплетки и выдергивают из него центральную жилу. Затем на передатчике размещают гнездо разъема СР-50-74В, к которому присоединяют катушку L4 (разъем антенны). В штекере разъема закрепляют отрезок обработанного описанным способом кабеля.
Теперь остается намотать по всей длине отрезка кабеля виток к витку провод ПЭЛ 0,6 - антенна готова. Нужно только вставить штекер в антенное гнездо передатчика.
В крайнем случае в качестве антенны можно использовать металлический штырь длиной 30...50 см. При эксплуатации передатчика было замечено, что если во время передачи прикасаться рукой к общему проводу, то мощность излучения передатчика возрастает. Иными словами, тело оператора играет здесь роль противовеса антенны. Если передатчик собран в пластмассовом корпусе, такой противовес можно предусмотреть, подключив к общему проводу кусок провода длиной 1 м.
Рис. 2. Схема обеспечения неизменного напряжения смещения варикапа.
Если же корпус металлический, то его нужно соединить с общим проводом. Противовес в этом случае не нужен, поскольку его функции будет выполнять оператор, в руках которого находится передатчик. В качестве микрофона можно использовать любой малогабаритный микрофон, кроме угольного.
Естественно, чувствительность приемника будет влиять на дальность связи. Построенный автором экземпляр передатчика при работе с приемником радиолы Сириус-311 чувствительностью 30 мкВ/м обеспечивал уверенную связь на расстоянии около 50 м.
Печатная плата
Печатную плату для радиомикрофона можно изготовить по чертежу,показанному на рис.3, из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 ...1,5 мм. На ней монтируют все детали, кроме микрофона, батареи питания и выключателя SA1.
Плата рассчитана на установку постоянных резисторов МЛТ 0,125, керамических конденсаторов КМ (С1, С5) и КД (С6, С7), оксидных конденсаторов К53-1, К53-1А (С2, С3) и К53-5 (С4), малогабаритного кварцевого резонатора в герметизированном металлическом корпусе (его приклеивают к плате в лежачем положении) и малогабаритных унифицированных дросселей ДМ-0,1.
Рис. 3. Печатная плата для схемы УКВ радиопередатчика.
Фольгу со стороны деталей используют в качестве общего провода и экрана, выводы деталей, подлежащие соединению с общим проводом, припаивают и к соответствующему печатному проводнику, и к фольге-экрану.
С кромок отверстий под все остальные выводы фольгу во избежание замыканий удаляют зенковкой сверлом примерно вдвое большего диаметра.