Малогабаритні укв чм схеми передавачів. Маломощний чм-передавач Безперервний сигнал, що виходить

До уваги радіоаматорів пропонується нескладний УКХ ЧС радіопередавач. Принципова схема такого передавача показана малюнку 1. Даний передавач працює у радіомовному діапазоні 87,5-108 МГц. Вихідна потужність передавача на навантаженні 75 Ом становить приблизно 0,3 Вт. Радіус дії при резонансі становить 1 км.

Режим роботи транзистора VT1 по постійному струмузадається резисторами R1, R2 та R3. Резистори R1 і R2 утворюють дільник напруги. Навантаження транзистора є коливальний контур L1C3. Під час подачі живлення на передавач, у контурі L1C3 створюються затухаючі коливання. Далі ці ВЧ коливання безперешкодно проходять через конденсатор. зворотнього зв'язку C2 і надходять з урахуванням транзистора VT1 і посилюються. З транзистора посилені ВЧ коливання надходять у навантаження - контур L1C3 і, потрапляючи в резонанс із власними коливаннями контуру, знову подаються на базу транзистора через конденсатор С2. Так триває безперервно, поки до передавача приєднано джерело живлення та ланцюг замкнутий. Модулююча напруга через конденсатор С1 надходить на основу транзистора VT1. Дана напруга викликає зміну ємності емітерного переходу транзистора VT1 і тим самим здійснюється частотна модуляція. Таким чином, транзистор VT1 виконує функції генератора ВЧ та модулятора радіочастоти.

Котушка індуктивності L1 не має каркаса, для намотування береться хвостовик свердла діаметром 7 мм і на ньому намотується котушка проводом ПЕВ або ПЕЛ 0,8-1,0 мм. Котушка L1 містить 5 витків. Крок намотування 1 мм.

Транзистор П416Б можна замінити на ГТ308А Б, ГТ313Б, КТ315Г (n-p-n). Найкраще застосувати транзистор ГТ313Б т.к. він має більш розширеним коефіцієнтом посилення струму (20-250).

Робоча частота передавача вибирається конденсатором С3. А потужність та якість частотної модуляції конденсатором С4. Антена підключається до другого витка зверху і може бути типу "Хвильовий Канал" з коефіцієнтом посилення 1:35. Харчується така антена по коаксіальному кабелютипу RG-6U з хвильовим опором 75 Ом.

Конденсатор С6 усуває тло змінного струму, якщо передавач живиться від стабілізованого джерела живлення. Якщо живлення виробляється від батареї типу “Крона”, то конденсатор С6 слід виключити. Споживаний передавачем струм становить лише 0.4 мА.

Список радіоелементів

Віктор Бесєдін (UA9LAQ)

Пропонований передавач простий за конструкцією, малий за розмірами, зібраний на цілком доступних деталях. Його можна рекомендувати як складову портативної радіостанції або як експериментальний для роботи в місцевих УКХ мережах, при налаштуванні антен і т. д.

Передавач має вихідну потужність 1 Вт при напрузі живлення 9,5 В, девіацію частоти +/- 3 кГц

Структурну схему передавача наведено на Рис.1. Сигнал з мікрофона надходить на підсилювач А1 і з нього на модульований генератор G1 з стабілізацією кварцової частоти. Третя, четверта чи п'ята гармоніка ЧС сигналу (залежно від частоти застосованого кварцового резонатора) надходить на подвоювач частоти U1. Перетворений сигнал у межах двометрового аматорського діапазону посилюється двокаскадним підсилювачем і надходить в антену.

Для збільшення натисніть на зображення

на Рис.2наведено принципову схему передавача. Сигнал з мікрофона ВМ1 через розділовий конденсатор С1 і резистор R1, що завалюють нижні частоти діапазону ЗЧ, подається на операційний підсилювач (ОУ) DA1 і посилюється ним. Конденсатор С2 захищає вхід підсилювача від РЧ наведень. Резистор R4 у ланцюзі негативного зворотного зв'язку ОУ визначає його посилення. Резисторами R2,R3 балансують ОУ постійного струму і, одночасно з цим, встановлюють робочу точку на характеристиці зміни ємності варикапної матриці, пов'язаної з ОУ постійного струму через резистори фільтра нижніх частот (ФНЧ) R5C4R6.

Напруга на варикапах пульсує в такт із частотою звукового сигналу. Їх ємність включена послідовно в ємнісний дільник у ланцюгу зворотного зв'язку кварцового генератора і, отже, при збудженні останнього, його частота також буде змінюватися в такт з звуковим сигналом. Задає генератор виконаний на транзисторі VT1. Кварцовий резонатор ZQ1 включений у ланцюг бази та збуджується на частоті паралельного резонансу. Контур L1C9 колекторного ланцюга транзистора виділяє напругу з частотою в діапазоні 72:73 МГц. З котушкою цього контуру індуктивно пов'язаний вхід парафазного балансного помножувача частоти даному випадку, подвоювача частоти), що працює на парних гармоніках Смужний фільтр (ПФ) L3C13C15L4C16 виділяє напругу частотою 144:146 МГц (залежно від частоти кварцового резонатора ZQ1), яке з частини витків котушки L4 через розділовий конденсатор надходить на вхід першого каскаду підсилювача, виконаного на транзисторі. Він працює в режимі класу АВ з невеликим початковим усуненням, що отримується на параметричному стабілізаторі напруги - кремнієвому діоді VD3, включеному в прямому напрямку проходження струму. Посилена та відфільтрована (ПФ L5C20L6C21) напруга надходить на кінцевий підсилювач потужності, зібраний на транзисторі VT5. Яких-небудь особливостей каскад не має, працює в класі С. Посилена напруга РЧ (тут краще говорити вже про струм або потужність) через фільтр нижніх частот, що пригнічує вищі гармоніки і каскад з навантаженням, що узгоджує, подається в антену WA1. Конденсатор С26 – розділовий.

Мікрофонний підсилювач та кварцовий генератор живляться від параметричного стабілізатора напруги, виконаного на стабілітроні VD1. Світлодіод HL1, послідовно включений зі стабілітроном, індикує включення передавача.

RC-фільтри R10C10, R12C14, R16C22, а також R14C18 та конденсатори С3, С5 та С23 підвищують стійкість роботи передавача, розв'язуючи його каскади живлення.

Антенною передавача може служити чвертьхвильовий вібратор, штирева антена з котушкою, що вкорочує, спіральна. У стаціонарних умовах прийнятний весь арсенал антен: від GP до багатоярусних та багатоярусних. Автор випробовував передавач з антенами: GP та 16-елементною F9FT.

Для збільшення натисніть на зображення

Передавач виконаний на платі із двосторонньо-фольгованого склотекстоліту розмірами 137,5 х 22 х 1,5 мм (Рис.3). З верхньої сторони плати (на ній встановлені деталі) навколо отворів, які вставляють висновки елементів, ізольовані від загального дроту, фольга видалена зенкуванням. Усі паяння до корпусу виготовлені на верхній стороні плати, крім випадків, коли це конструктивно неможливо (наприклад, при вертикальному монтажі кварцового резонатора), "Заземлені" точки на верхній стороні плати з'єднують дротяними перемичками з фольгою на нижній стороні плати (ці місця на кресленні плати відзначені перекресленими кружками).

У передавачі застосовані малогабаритні деталі, монтаж – щільний. При труднощі з монтажем частину резисторів та конденсаторів можна розмістити з боку друкарських провідників. Транзистор підсилювача потужності VT5 встановлений зверху плати у перевернутому вигляді (гвинтом догори). Кришка його кристала втоплена в отвір діаметром 7 мм у платі. Планарні висновки бази та колектора припаяні внахлест до витрачених або вирізаних провідників на верхній стороні плати, висновки емітера припаяні з двох сторін від корпусу до "земляної" фольги. Конденсатор С26 встановлений поза платою (між платою та антеним гніздом).

Мікрофон розташований у нижній частині передавача (переносної радіостанції), щоб видалити головний мозок оператора від випромінювання антени. Краще навіть використовувати виносний мікрофон з розміщеним на його корпусі перемикачем "прийом-передача", останнє дозволить підняти радіостанцію на витягнуту руку над головою і цим "відсунути радіогоризонт", забезпечивши радіозв'язок на більшу відстань.

У конструкції використовуються резистори МЛТ-0,125 (МЛТ-0,25), R11-СП3-38, підстроювальні конденсатори КТ4-23, КТ4-21 ємністю 5:20, 6:25 пФ, С1, С7, С8, С17 - КМ, С15 – КД, С5 – К53-1А, інші конденсатори – КМ, К10-7, КД. Мікрофон ВМ1 – електретний капсуль МКЕ-84-1, МКЕ-3 або, у крайньому випадку, ДЕМШ-1а. Стабілітрон VD1 - КС-156А, КС-162А, КС168А. За відсутності світлодіода HL1, можна відмовитися від індикації, збільшивши опір резистора R17. Діод VD3 – будь-який кремнієвий малопотужний малогабаритний, VD2 – варикапна матриця КВ111А, КВ111Б. При використанні окремого варикапа (КВ109, КВ110) його включають на місце VD2.1, резистор R7 видаляють, лівий за схемою виведення конденсатора С7 припаюють до точки з'єднання елементів С6, R6, VD2.2. Операційний підсилювач DA1 - будь-який із серії К140УД6 - К140УД8, К140УД12. ОУ К140УД8 рекомендується застосовувати при підвищеній напрузі живлення передавача (12 і вище при стабілітроні VD1 - КС168А). На висновок 8 ОУ К140УД12 слід подати керуючий струм через резистор 2 МОм із плюсової шини джерела живлення.

Як VT1 можна застосувати будь-який малопотужний транзистор з граничною частотою не нижче 300 МГц, наприклад, КТ315Б, КТ315Г, а також серії КТ312 і КТ368. Транзистори VT2:VT4 також малопотужні, але з граничною частотою не менше 500 МГц, наприклад, серій КТ368, КТ316, КТ325, КТ306, BF115, BF224, BF167, BF173. Транзистор VT5 – КТ610А, КТ610Б, КТ913А, КТ913Б, 2N3866, КТ920А, КТ925А. Не всі з рекомендованих до використання транзисторів збігаються за розмірами із застосованим в авторському варіанті передавача КТ610А. Це необхідно враховувати при повторенні конструкції. Небажано, з метою зменшення розмірів конструкції передавача застосовувати одну транзисторну збірку в декількох високочастотних каскадах, так як через сильний міжкаскадний зв'язок погіршаться параметри передавача: спектральна чистота, з'явиться збудження і неможливість досягнення максимальної вихідної потужності.

У передавачі можна використовувати кварцові резонатори на основні частоти: 14,4:14,6; 18,0:18,25; 24,0:24,333 МГц або гармонікові (обертонні) на частоти 43,2:43,8; 54,0:54,75; 72,0:73,0 МГц.

Котушки передавача, крім L1 та L2, безкаркасні. L1 і L2 розташовані на каркасі діаметром 5 мм з феритовим підбудовним сердечником від УКХ радіостанцій, бажано не гірше 20ВЧ. Якщо такого немає, то можна застосувати латунний, алюмінієвий або відмовитися від сердечника зовсім, перерахувавши кількість витків котушок L1 і L2 пропорційно і припаяти невеликий підстроювальний конденсатор з боку друкованих доріжок плати. L1 намотують виток до витка на каркасі, L2 намотують поверх L1. Між котушками L1 та L2 доцільно розмістити електростатичний екран у вигляді одного незамкнутого витка фольги, "заземленого" в одній точці (з одного боку). Котушки L3: L8 розміщують з відривом 0,5:1,0 мм від плати. Намотувальні дані котушок наведені у таблиці. Якщо в контурах передавача застосувати котушки з НВЧ феритовими підбудовними сердечниками, а конденсатори ємністю не більше 10 пФ (замість підбудовних) сховати під екрани відповідних котушок, то вихідна потужність передавача збільшиться, зменшиться обсяг монтажу, налаштування.

Перед налагодженням передавача необхідно перевірити плату відсутність коротких замикань між друкованими провідниками. Потім, визначають напругу, при якому працюватиме радіостанція, як середня арифметична, між напругою свіжої та розрядженої батареї, наприклад: напруга свіжої батареї - 9 В, розрядженої - 7 В,

(9 + 7) / 2 = 8 В

При напрузі 8 і слід налаштовувати передавач, цим буде забезпечена мінімальна залежність параметрів передавача від напруги живлення і компроміс, в сенсі економічності. Справа в тому, що з підвищенням напруги живлення збільшується споживаний передавачем струм, не тільки через збільшення потужності розгойдування кінцевого каскаду, але і через збільшення струму стабілізації VD1, для збільшення економічності передавача корисно цей струм знижувати, але тоді є ризик вискочити за нижню межу струму стабілізації стабілітрона при зниженні напруги живлення, при розрядженні батареї. До виходу передавача підключають еквівалент: два резистори МЛТ-0,5 опором 100 Ом, з'єднаних паралельно. Від загального дроту (при вимкненому живленні!) відпоює виведення стабілітрона VD1 і послідовно з ним включають міліамперметр зі струмом повного відхилення стрілки 30:60 мА. Потім включають живлення передавача. Варіюючи напругою живлення від максимального до мінімального допустимих підбором опору резистора R17, домагаються, щоб при крайніх допустимих значеннях напруги живлення стабілітрон не виходив з режиму стабілізації (мінімальний струм стабілізації для КС162А - 3 мА, максимальний - 22 мА). Після цього, вимкнувши живлення, відновлюють з'єднання.

При правильному монтажі та справних деталях налагодження передавача продовжують налаштування контурів, використовуючи для контролю резонансний хвилемір. Спочатку обертанням підстроювального феритового сердечника котушки L1 досягають максимального значення напруги частотою 72:73 МГц (залежно від частоти кварцового резонатора) в контурі L1C9. Потім послідовно налаштовують контури L3C13, L4C16, смуговий фільтр і фільтр нижніх частот максимуму напруги частотою 144:146 МГц. Якщо, при цьому, який-небудь підбудовний конденсатор знаходиться в положенні максимальної або мінімальної ємності, слід у відповідній контурній котушці, відповідно, стиснути або розсунути витки за допомогою, наприклад, склотекстолітової пластинки (діелектриком).

Після налаштування контурів, підбирають опір резистора R9 в кварцовому генераторі, також орієнтуючись на максимальну вихідну напругу передавача, потім балансують підстроювальним резистором R11 подвоювач частоти по найкращому придушенню на його виході частоти в районі 72:73 МГц. Наявність гармонік та їх абсолютний і відносний рівень зручно спостерігати на екрані аналізатора спектру, який, на жаль, ще не став приладом масового застосування. Для найбільш "скрупульозних" налаштувачів можна порекомендувати ще підібрати за максимальною вихідною потужністю опір резистора R8 і співвідношення ємностей конденсаторів С7/С8. У балансному помножувачі (подвоювачі) частоти підстроювальний резистор R11 можна замінити на два постійних і підібрати їх номінали індивідуально. При цьому потрібно не тільки виходити з максимального придушення частоти в діапазоні 72:73 МГц, але і отримання максимальної вихідної напруги в діапазоні 144:146 МГц, контролюючи її резонансним хвилеміром на контурі L3C13 або на виході передавача. У помножувачі можна застосувати й польові транзистори, але, у разі, доведеться збільшити кількість витків котушки зв'язку L2. При необхідності частоту передавача можна (у невеликих межах) скоригувати розладом контуру L1C9, проте робота в такому режимі небажана через ризик зриву генерації в кварцовому генераторі при модуляції. У передавачі замість подвоювача можна застосувати обчислювач частоти. У цьому випадку контур L1C9 має бути налаштований на частоти 36,0:36,5 МГц. У генераторі, що задається, можна використовувати кварцові резонатори на основні частоти: 7,2:7,3; 9,0:9,125; 12,0: 12,166; 18,0:18,25 МГц або обертонні: 21,6:21,9; 27,0:27,375; 36,0:36,5; 45,0:45,625; 60,0:60,83 МГц. Слід, однак, врахувати, що вихідна потужність передавача з обчислювачем частоти буде меншою, ніж з подвоювачем, крім того, можливо, доведеться включити додаткові ланки до ПФ та ФНЧ передавача. При живленні передавача від джерела напругою 12 В можна з метою отримання економії застосувати як VD1 стабілітрони Д814А, Д814Б, Д818, при цьому необхідно підібрати опір резистора R17, як було зазначено вище. При підключенні додаткового підсилювача потужності слід повністю екранувати від нього передавач. Передавач може мати кілька каналів, для цього на РЧ трансформаторі L1L2 слід розмістити стільки котушок L1 скільки буде генераторів (каналів), що перемикаються по живленню з паралельним включенням по ЗЧ.

Для юстування частоти передавача додатково послідовно з кварцовим резонатором ZQ1 можна включити підстроювальний конденсатор або котушку індуктивності з підстроювальним феритовим сердечником, У першому випадку - частота підвищується, у другому - знижується. Плата змонтованого передавача може бути розташована в корпусі як горизонтально, так і вертикально. Конденсатор С15 встановлений із боку друкарських доріжок. Верхній (за схемою) виведення конденсатора С17 припаяний безпосередньо до витків котушки L4. Котушка L2 для забезпечення симетричності мотається подвійним дротом, потім початок одного дроту з'єднується з кінцем іншого. У статті присутні назви закордонних транзисторів, які залишаються від імпортної апаратури, є у продажу, парадокс: часом закордонний транзистор знайти легше, ніж вітчизняний, та й коштує перший дешевше, ніж останній. При бажанні експлуатувати передавач у великому діапазоні напруг живлення, слід відмовитися від світлодіода HL1, підібравши заново опір резистора R17, ввести розділовий конденсатор ємністю 0,47:0,68 мкФ між точкою підключення резистора R4 до виведення 6 ОУ і рез VD1 - підстроювальний резистор опором 200:220 кОм, за допомогою якого "вивісити" середину модуляційної характеристики варикапної матриці. Двигун додаткового підстроювального резистора має бути підключений до точки з'єднання R5C4R6. Зміщення на базу транзистора VT1 можна також подати з резистивного дільника напруги, що дозволяє працювати в більшому діапазоні напруги живлення, з більш стабільною робочою точкою. Для прецизійної роботи ЧС модулятора в ланцюг стабілітрона VD1 може виявитися корисним включення стабілізатора струму, наприклад [2]. Останнє можна пояснити бажанням отримати дуже малу зміну напруги живлення, у межах стабілізаційної характеристики: у параметричного стабілізатора на стабілітроні це – 30:40 мВ, у стабілізатора струму – 1...2 мВ. Фактично, схема на Рис. 1 з [ 2 ] включається замість R17, транзистор КП303Е, резистор опором 100:150 Ом (підбирається за номінальним струмом стабілізації стабілітрона VD1).

Якщо від передавача не потрібна повна потужність, то можна обійтися і без кінцевого каскаду, приєднавши антену через ФНЧ C24L8C25 до колектора транзистора VT4 або приєднати антену до відведення котушки L5 (не більше 1:1,5 витка від її "холодного" кінця) конденсатор С20, правий (за схемою) висновок якого підключається до загального дроту: отримуємо економічний передавач кишенькового типу, який може послужити добру службу при, наприклад, налаштування антен. При самозбудженні передавача, як було зазначено вище, слід опустити монтаж ближче до фольги укоротити висновки деталей до мінімальної розумної довжини, у деталей, що встановлюються вертикально, нижній висновок, ближній до плати повинен бути "гарячим" по РЧ, конденсатори, що розв'язують, повинні бути РЧ типів та мати ємність 1000:68000 пФ. Як видно з принципової схеми, передавач складається як би з двох частин, щодо котушок L1 і L2: кварцового генератора з ЧМ модулятором мікрофонним підсилювачемта помножувача частоти з двокаскадним підсилювачем потужності. Така побудова дозволяє конструктору використовувати частини передавача за блочним принципом, замінюючи на однотипні, на власний розсуд. Щодо зазначеної "точки перетину" (L1 і L2) можна зробити "розмноження" - використовувати кілька кварцових генераторів із загальним мікрофонним підсилювачем, подвоювачем частоти та підсилювачем потужності - міра, коли потрібно кілька (до п'яти) каналів на передачу з перемиканням їх по постійному струму При цьому потрібно стільки котушок L1, скільки використовується кварцових генераторів. Можна також підключити до, наприклад, одноканального передавача два підсилювачі потужності і живити через кожен свою антену, наприклад, у стеку, або спрямовані в різні боки, для підвищення ефективності (замість GP). Можна також використовувати генератор, що задає, у складі радіостанції для роботи через репітери. Напруга гетеродина (його роль, у разі, виконує кварцовий гетеродин передавача на VT1) через котушку зв'язку (кілька витків поверх L1) подається на змішувач приймача, який працює за принципом супергетеродина з низькою проміжною частотою 600 кГц. Змішувач повинен забезпечувати роботу на другій гармоніці гетеродина. прямого перетворення). Можна використовувати принцип SYNTEX-72 з подачею напруги одночасно на два змішувачі [3]. До речі, система SYNTEX-72 не дає виграшу в придушенні дзеркального каналу ПЧ2 в частотному плані - це моя помилка - XCUSE! Але так як ПЧ "схована" далі в схему радіоприймального пристрою за передлежачі контури та смугові фільтри, все-таки, дзеркальний канал по ПЧ2 пригнічений значно краще, ніж при одинарному перетворенні з низькою ПЧ, коли використовується звичайний метод перетворення.

На закінчення, хотілося б висловити подяку за зауваження та побажання В.К. Калініченко (UA9MIM).

Таблиця 1.

З повагою Віктор Бесєдін (UA9LAQ),

В.Н.Шостак, м Харків

У радіоаматорській практиці генератор високої частотиє одним із найвідповідальніших вузлів. Від ретельності його виготовлення залежить кінцеві параметри проектованих пристроїв. Вимоги до генератора ВЧ: висока стабільність чааоти, відсутність модуляції вихідного сигналу фоном та наведеннями, а також висока чистота спектра. Крім цього, у деяких випадках малий рівень власних шумів.

Рис.1 Структура мікросхеми AL2602

Насправді застосовують або кварцові генератори (з наступним множенням частоти до необхідного значення), або LC-генератори. Гідність кварцових генераторів – висока стабільність частоти. Недоліків кілька: підвищений рівеньшумів, складність виконання, викликана необхідністю множення частоти, та неможливість оперативної зміни вихідної частоти в широких межах.

LC-генератори простіше у виконанні, в них можна застосовувати каскади множення частоти та регулювати вихідну частоту в широких межах. Головний їхній недолік - підвищена порівняно з кварцовими генераторами нестабільність вихідної частоти. Щоправда, у разі застосування певних заходів цей недолік можна мінімізувати. Конструктивно LC-генератори виконують на біполярних або польових транзисторах, Але більший інтерес становлять генератори ВЧ, виконані на інтегральних мікросхемах (ІС).

Як правило, ІС генераторів ВЧ широкосмугові, мають електронне налаштуваннявихідний частоти та забезпечують високі вихідні параметри. Клас таких пристроїв має загальну назву Voltage Controlled Oscillator або VCO. З найвідоміших і найдоступніших можна назвати мікросхеми VCO фірми Motorola МС12100, МС12148, а також МАХ2432 виробництва фірми MAXIM. Але найбільшої уваги, на мій погляд, заслуговує інтегральна мікроскладання AL2602, яка нещодавно з'явилася у продажу.

Функціонально інтегральна мікроскладання AL2602 є керованим напругою ВЧ ЧС генератор-буфер. Вона містить генератор, що працює, в діапазоні частот 80-220 МГц, ЧС модулятор, стабілізатор напруги 3 В, буфер і підсилювач потужності. На відміну від вищеперелічених VCO ця ІС не вимагає підключення зовнішніх частотних ланцюгів. Потрібен лише резистор установки частоти. Без цього резистора вихідна частота дорівнює мінімальній, тобто. 80 МГц. Таким чином, ІС містить вузли, що дозволяють з успіхом застосовувати її в багатьох радіоаматорських і професійних конструкціях прийомопередаючих Структура мікро схем AL2602 показана на рис.1, а призначення висновків наведено в таблиці.

Напруга живлення AL2602 3~9 В. Однак вона зберігає працездатність при зниженні напруги до 1,8 В. Струм споживання при непідключеному виведенні 4 не більше 5 мА.

Було випробувано застосування ІВ як УКХ генератора, генератора, керованого напругою разом із синтезатором, і навіть у складі портативних УКХ передавачів, які розглянемо докладніше.

Мініатюрний передавач з ЧС модуляцією містить мінімальну кількість деталей, але, незважаючи на простоту, має високі параметри. Дальність передачі на відкритій місцевості перевищує 200 м. Робочу частоту в діапазоні 80-220 МГц встановлюють резистором підлаштування R2. Електретний мікрофон, але можливе застосування і динамічного з додатковим однотранзисторним підсилювачем. Налаштування зводиться до встановлення робочої частоти. Конструкція плати довільна з урахуванням вимог щодо монтажу ВЧ пристроїв. Передавач стійко працює у всьому діапазоні напруги живлення.

Мал.2 Мініатюрний передавач із ЧС модуляцією

Портативний УКХ ЧС передавач (рис.3) віддає у навантаження потужність 5 Вт, при цьому завдяки застосуванню безкорпусних деталей має малі габарити. Ліва частина схеми розглянута вище, а права є підсилювач потужності Транзистори BFG591 (Umax = 120 мА) і BLT81 (Imах = 500 мА) виробництва Philips можна замінити вітчизняними типу КТ606 і КТ911, але при цьому збільшаться габарити плати. При заміні транзисторів на вітчизняні для досягнення тієї ж вихідної потужності може знадобитися ще один транзистор. Налаштування пристрою зводиться до встановлення робочої частоти та регулювання струму транзистора VT1 в межах 50-80 мА резистором R3.

Спільно з передавачем можна застосувати синтезатор частоти. У цьому випадку частота ВЧ надходить з виведення 5 дільник синтезатора, а напруга підстроювання від синтезатора надходить на висновок 6 ІС. У всьому іншому конструкція така сама.

Рис.3

У багатьох випадках, наприклад, при конструюванні радіотелефонів, портативних радіостанцій з радіусом дії до 1 км, передавачів, що входять до складу систем охорони, тощо, дуже ефективно працюють схеми з одним транзистором - підсилювачем потужності. Схема такого варіанту ідентична схемою портативного пристрою, але транзистор VT2 не використовується, а антена підключається до точки з'єднання конденсаторів С4 та С5. Струм колектора транзистора в цьому випадку встановлюють 100 мА. Розміри плати цього варіанту пристрою не перевищують 30-40 мм.

Схема ЧС передавача представлена ​​на рис.2 і рис.3 Простий передавач ЧС сигналу можна зібрати за схемою, представленою на малюнку.

Хоча ідея створення бездротового вимикача/вимикача може бути тривіальною, розробка, впровадження та розуміння того, що відбувається, набагато складніше, ніж здається на перший погляд. Протягом багатьох років я хотів побудувати ВЧ-передавач та ВЧ-приймач з нуля, але це завжди виявлялося надто складним. Цього разу все буде інакше!

У цій статті ми розглянемо, що потрібно для створення простого ВЧ-передавача на 27 МГц, різні процеси, які відбуваються в передавачі, як все взаємодіє, і протестуємо його на певному вимірювальному обладнанні. Кінцева мета полягає у створенні парного з цим передавачем з приймача, щоб під час передачі на приймачі включався світлодіод. Ось як просто.

Цільта огляд цього проекту

Метою даного проекту є створення ВЧ-передавача, який може відправити імпульси ввімкнення/вимкнення зі своєї антени на певний приймач. Передавач повинен бути невеликим і поміщатися в мою долоню і повинен діяти в рамках державного регулювання вихідної потужності та частотних діапазонів. Ми будемо робити цей передавач орієнтуючись на те, що хочемо зробити приймач, який включає світлодіод під час передачі. Проста ідея, але не проста реалізація.
Передавач повинен видавати цифровий сигнал увімк./викл із частотою 350 Гц і використовувати несучу частоту 27.145 МГц. Це має бути безперервний передавач ВЧ хвиль, тому ніякої модуляції немає, сигнал просто увімкнений або вимкнений.

Огляд схеми

Схема цього проекту насправді оманливо проста порівняно зі складністю того, що відбувається в ланцюзі.

Особливості схеми

генератор, Що Задає

Перший транзистор T1 налаштований так, що збуджує кварц 27,145 МГц і змушує його вагатися на власній частоті.

створіннясигналу увімкнення/вимкнення 350Гц

Таймер 555 налаштований для отримання сигналу 350Гц з його виведення 3 і подачі його на ланцюг нашого передавача.

Змішаннясигналів

Два сигнали, які ми тільки що згенерували змішуються на базі T2 і як тільки вони виходять з колектора транзистора, наш сигнал сигналу готовий для передачі.

Огляд плати

Розведення плати було зроблено так, щоб усі деталі були розташовані дуже щільно. Це важко зробити з похідними елементами, але не неможливо.

Особливостіплати

Земля
Земля охоплює всю плату (але переривається доріжками), тому всі елементи, які повинні мати доступ до землі, легко отримують її. Земля дуже важлива, т.к. діє як частина нашої антени.

Ширина трасування
Я просто вибрав хорошу ширину для краси ПП, але здається, що менш широкі доріжки бути кращими для ВЧ схем … Але я не вірю, що на таких низьких частотахбуде виграш у продуктивності.

Складання друкованої плати

Наша плата готова, і тепер ми припаюватимемо на неї всі елементи. Так що зберіть усі елементи разом, як у мене нижче:

Для початку паяємо генератор імпульсів увімкнення/вимкнення на таймері 555. Його роботу легко перевірити натиснувши на кнопку живлення та вимірявши його будь-яким вольтметром.

Тепер припаяйте схему генератора 27,145МГц.

Потім припаяйте схему змішувача.

Нарешті, припаяйте останній індуктор 10uH та антенний провід 12”(дюймів) до плати.

Ось вид на пайку знизу:

Такий самий вид зверху. Хіба це не гарно?

Передавач зібраний! Тепер давайте пройдемося з теорії його роботи.

Принцип роботи

Замість того, щоб зосередитись на математичній та сирій теоретичній стороні цього простого ВЧ-передавача, ми зробимо упором на елементи у кожному з етапів. Математика, як/чому ця схема дійсно працює, страшенно потворна і надто складна... так що це цікаво (для мене) просто побудувати та «відчувати» що, де і як працює.
Так що давайте витратимо деякий час, щоб пройти схему крок за кроком, щоб зрозуміти кожну частину ланцюга, її мета та вид сигналу в важливих моментах. Ми пройдемо через 3 розділи, в першому поглянемо на те, як сигнали, які ми хочемо передати, створюються, а потім підемо далі, щоб побачити, як ці сигнали виглядають, коли ми хочемо передати їх, а потім, нарешті, ми подивимося на вимірювання вихідний потужності передавача.

Генерація несучої частоти

Насамперед нам потрібно згенерувати сигнал, який ми будемо передавати. Ось частина схеми з кварцовим генератором:

Вище ви можете бачити, що схема видає синусоїдальну хвилю на потрібній нам частоті. Немає фільтрації багатьох присутніх гармонік, що трохи спотворює наш результат, але цей сигнал працюватиме.

Генерація сигналів увімкнення/вимкнення

Наступний сигнал, який хочемо генерувати, є низькочастотним «цифровим» сигналом включення/выключения. Для цього ми використовуємо простий 555 таймер:

На його виході спостерігаємо меандр, що ми й очікували побачити. Тепер, давайте подивимося, що відбувається, коли ці два сигнали змішуються.

Змішування сигналів

Після того, як частота 27,145 МГц, що несе, виходить з конденсатора 150 пФ, вона зустрічається з меандром 555 таймера після резистора 22кОм і ці два сигнали змішуються (множаться, якщо вам хочеться). Нижче ви можете побачити кінцевий результат цього змішування та де саме на схемі це відбувається:

Меандр від 555 таймера, як і раніше, дуже помітний і сигнал готовий перейти в базу транзистора і виглядатиме як те, що ми хочемо передати.

Безперервний сигнал, що виходить

Після того, як змішаний сигнал йде в транзисторі, потужне перемикання увімкнення/вимкнення від 555 таймера допомагає робити хороший безперервний вихідний сигнал на нашій несучій частоті, готовий потрапити в нашу антену (після проходження одного останнього блокувального DC конденсатора).


Виходить або гігантська синусоїдальна хвиля з амплітудою 2В між піками або основні 0В. Відстань між увімкненням/вимкненням відповідає нашому початковому сигналу 350 Гц. Отже, давайте тепер зробимо кілька вимірювань потужності, щоб побачити, як "потужний" наш передавач насправді!

Аналіз спектру

Щоб переконатися, що передавач видає те, що очікуємо, прототип передавача, побудований мною, був підключений до аналізатора спектра:



Наша частота, що несе, безумовно, видно з найвищим піком в 9dmb (близько 10 мВт), а потім з обох сторін видно частоти гармонік. Гармоніки завжди очікувані в системах, які не мають фільтрації.

Останнє, що потрібно зробити, це подивитися, як виглядають наші потужності, щоби переконатися, що уряд не полюватиме на нас для створення чогось надто потужного. Потужність на одній піковій частоті аналізується. Зверніть увагу, висока потужність була насправді 27,142 МГц і не було на 27,145 МГц. На це впливають багато чинників.

Потужні вихідні хвилі, видимі вище, виглядають як меандр, який ми хотіли передати, що досить добре з огляду на те, що ми дивимося на змішаний сигнал. Це означає, що наш приймач повинен мати менш вимогливу схему детекції включення/вимкнення, які потрапляють на 7dBm та -25dBm. Потужність передачі в межах допуску більшості країн.

Даніта спостереження

Передавач сам собою нудна річ, щоб дивитися на нього в дії. Ви вмикаєте його, і він передає... Ви повинні мати приймач. У наступній статті ми розглянемо, як побудувати парний 27МГц приймач і коли це буде, ви зможете переглянути тестове відео нижче:

Як тільки ви подивіться відео випробування передавача вище, всі сумніви покинут, т.к. система працює як задумано і як потрібно з метою цього проекту. Ви передаєте, світлодіод спалахує. Ви зупиняєте передачу, світлодіод гасне. Чудово!

Список радіоелементів