Электросхема.Ру - Интересные схемы - ЧМ и АМ радиопередатчики

sxems/5.html Электросхема.Ру - Интересные схемы - ЧМ и АМ радиопередатчики

Глава 5 ЧМ- И АМ-РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ

ВНИМАНИЕ!

Не рекомендуется строить радиопередающие устройства без оформления соответствующего разрешения в инспекции радиосвязи, радиоклубах, радиоспортивных обществах, школах и т.д.

Эксплуатировать данные средства на частотах, отведенных для радиовещания, НЕДОПУСТИМО. Для этих целей имеются специально отведенные диапазоны частот, например, 27 МГц (26967-27281 кГц).

К нарушителям могут быть применены различные меры воздействия, предусмотренные Законом.

Приведенные схемы и параметры ряда элементов можно рассматривать только как примеры, иллюстрирующие некоторые варианты построения подобных устройств. Например, для настройки УКВ-прием-ников, как составные части измерительной и связной аппаратуры в широком спектре частот. Известны примеры и нетрадиционного применения подобных схем. Некоторые будут рассмотрены далее в соответствующих разделах.

Используя описанные ранее схемы автогенераторов на биполярных транзисторах и на полевых транзисторах с изолированными затворами (МОП-транзисторах) можно построить простые, миниатюрные, и надежные ЧМ-радиопередатчики (ЧМ-передатчики), обладающие сравнительно высокими параметрами.

В качестве основы для построения схем ЧМ-передатчиков можно применить, например, схемы на рис.1.1.г и рис. 1.2.а. Данные преобразованные схемы задающих генераторов представлены на рис.5.1 .а и рис.5.1. в. Первая схема создана на основе биполярного ВЧ-транзисто-ра и вторая - схема на основе полевого транзистора с изолированным затвором. Для высоких частот - десятки мегагерц провод для катушки колебательного контура задающего генератора желательно использовать посеребренный. Это повысит добротность катушки колебательного контура генератора. Это позволит упростить запуск генератора, повысить стабильность частоты, уменьшить размеры катушки и всего устройства. При соответствующим выборе высокочастотного транзистора, тщательного и продуманного монтажа генератора, схема на рис.5.1 .а обеспечивает генерацию на сравнительно высоких частотах - до сотен мегагерц.

Схема генератора, построенного на основе полевого транзистора с изолированным затвором (МОП-транзистора), представленная на рис.5.1 .в, в ходе экспериментов показала устойчивую работу на частоте 150 МГц (задача генерации более высоких частот не ставилась). Здесь и далее в приведенных схемах задающих генераторов на МОП-транзисторах можно использовать транзисторы, у которых при нулевом напряжении на затворе ток стока составляет несколько миллиампер, например, транзисторы КП305Ж, КП305Е и т.д. При незначительном усложнении схем можно применять МОП-транзисторы и с другими характеристиками (ток стока от напряжения на затворе).

Следует обратить внимание на то, что транзисторы с изолированными затворами (МОП-транзисторы) могут быть выведены из строя статическими зарядами. Поэтому при выполнении конструкций, имеющих в своем составе подобные радиоэлементы, необходимо принимать все доступные меры зашиты этих элементов от статического электричества: использовать паяльник с заземленным жалом, применять браслеты, соединенные с заземляющей шиной, перед установкой МОП-транзисторов в конструкцию следует временно соединить вместе все его выводы и т.д. В домашних условиях заземлять жало паяльника и браслет на кисти руки можно только при использовании трансформатора, обеспечивающего надежную гальваническую развязку с электрической сетью 220 В, иначе возможно поражение электрическим током.

Ниже даны значения радиоэлементов для задающих генераторов для частот 65-108 МГц.

Элементы для схемы на рис.5.1.а:

Ю=6.2к, К2=20к, R3=510;

С1=20-30, С2=10-50, С3=1н-3н, С4=1н-10н, С5=10;

Т1 - КТ368, КТЗ 15 или любой другой ВЧ-транзистор;

катушка L1 - бескаркасная, внутренний диаметр - 6 мм, диаметр провода - 0.8 мм.

L1 - 3+1 витка;

Рис.5.1. Примеры схем задающих генераторов для радиопередатчиков: а,в - без цепей модуляции, б,г - с цепями ЧМ-модуляции.

Настройка:

при отсутствии генерации подстроить (подобрать) С2 и R2. Частота устанавливается конденсатором С1 и подстройкой индуктивности катушки колебательного контура. Как правило, эта операция выполняется с помощью подстроенного сердечника. Для сравнительно высоких частот, например 65-108 МГц, катушки обычно содержат несколько витков. Поэтому изменение их параметров возможно сжатием и/или растягиванием витков катушки, например, в данном случае - катушки L1. Элементы для рис. 5.1. в:

R1=360;

С1=20-30, С2=1н-3н, С3=10, С4=1н-10н;

Т1 - КП305Ж,Е; катушка L'1 - бескаркасная, внутренний диаметр - 6 мм, диаметр провода - 0.8 мм. L1 - 3+1 витка. Настройка:

при отсутствии генерации подстроить (подобрать) R1. Чем меньше резистор, тем легче осуществляется генерация, но ток стока не должен превышать максимально допустимого значения для этих транзисторов. При токе стока менее 5 мА генерация иногда не осуществляется (не для всех вариантов контура L1C1 задающего генератора). Частота устанавливается конденсатором С1 и сжатием и/или растягиванием катушки L1. Оптимальный ток стока - 10-14 мА. Необходимо помнить, что для данных транзисторов ток стока не должен превышать предельно допустимого значения для тока стока - более 15 мА.

Для обеспечения возможности ЧМ-модуляции схемы автогенераторов должны быть дополнены соответствующими электронными цепями, которые обычно создают на основе варикапов - диодов обладающих емкостью, изменяемой в соответствии с поданным напряжением. И так, под действием модулирующего сигнала, подаваемого на цепь ЧМ-модуляции с предьщущих каскадов усилителя низкой частоты, ва-рикап меняет свою емкость. Поскольку он входит в состав контура задающего генератора, в соответствии с изменением модулирующего сигнала происходит изменение частоты генератора, т.е. производится ЧМ-модуляция основной частоты.

На рис.5.1.6 и рис.5.1.г. представлены примеры схем задающих автогенераторов с цепями ЧМ-модуляции на варикапах. На рис. 5.1.6 - вариант схемы на биполярном транзисторе, на рис. 5.1. г - вариант схем на полевом транзисторе с изолированным затвором - МОП-транзисторе. Элементы для рис.5.1.6:

R1=6.2K,R2=20K,R3=510;

С1=20-30, С2=10-50, С3=1н-3н. С4=1н-10н, С5=10, С6=10;

Т1 - КТ368, КТЗ 15 или любой другой ВЧ-транзистор;

D1 - варикап Д901А,В, KB 102 и аналогичные;

L2 - ВЧ-дроссель, например, ДО.1 40-100 мкН, в качестве ВЧ-дрос-селя можно использовать катушку с числом витков несколько десятков, например, намотать ее на резисторе с сопротивлением более 100 к;

L 1 - бескаркасная, внутренний диаметр - 6 мм, диаметр провода - 0.8 мм. LI - 3+1 витка. Настройка:

при отсутствии генерации подстроить (подобрать) С2 и R2. Частота устанавливается конденсатором С 1 и сжатием и/или растягиванием катушки L1. Не рекомендуется с целью увеличения глубины модуляции значительно увеличивать емкость конденсаторов связи (С6) варикапов с контурами. Это связано с тем, что добротность варикапов низкая, и увеличение емкости связи приведет к уменьшению добротности контуров и уменьшению выходного ВЧ-сигнала. Элементы для рис.5.1.г:

R1=360;

С1=20-30. С2=1н-3н, С3=10, С4=1н-10н, C6=10;

Т1 - КП305Ж.Е;

D1 - варикап Д901А.В, KB 102 и аналогичные;

L1 - бескаркасная, внутренний диаметр - 6 мм, диаметр провода -0.8 мм. L1 - 3+1 витка;

Настройка:

при отсутствии генерации подстроить (подобрать) R1, не превышая допустимого предела максимального тока транзистора - 15 мА. Частота устанавливается конденсатором С 1 и сжатием и/или растягиванием катушки L1. Для этой схемы также не рекомендуется увеличивать емкость конденсатора Сб.

Если дополнить предыдущие схемы генераторов с цепями ЧМ-мо-дуляции соответствующими усилителями низкой частоты, то можно построить малогабаритные ЧМ-передатчики. Такие устройства вместе с микрофонами и источниками питания можно уместить в нескольких кубических сантиметрах. При антенне длиной в несколько сантиметров данные устройства обеспечивают устойчивую связь на расстоянии ka несколько десятков метров при чувствительности УКВ-приемника

10 мкВ. При длине антенны равной четверти длины волны, напряжении питания 9В и чувствительности УКВ-приемника 10 мкВ дальность может составить 100 м и даже более 100 м.

На рис. 5.2 и рис. 5.3 приведены примеры ЧМ-передатчиков с задающими генераторами на биполярном транзисторе и на транзисторе с изолированным затвором (МОП-транзисторе).

При использовании источника питания 9 В данные схемы обеспечивают дальность передачи на частоте 74 МГц (верхняя граница отечественного диапазона) 150-200 м на открытом пространстве при токе потребления 12-14 мА, длине передающей антенны 1 м и чувствитель- ^ ности УКВ-приемника 10-15 мкВ.

В схемах на рис.5.2.а и рис.5.3.а для их упрощения каскады УНЧ отсутствует. < Элементы для схемы ЧМ-передатчика на рис.5.2.а:

Rl=R2=lK-10K. Р3=1к-2к, R4=510, Р5=6.2к, К6=20к;

С1=0.1-1.0мкФ, С2=4.7мкФ-20мкФ, С3=10, С4=1н-10н, С5=10-50, , С6=20-30. С7=1н-10н, С8= 10-15.

Т1 - КТ368, КТЗ 107. КТ361 или любой другой ВЧ-транзистор с граничной частотой не менее 300 МГц;

D1 - варикал Д901А.В, KB 102 или аналогичные;

D2 - стабилитрон на 1-2 В, например, 2С113А, 2С119А или свето-диод: используемый здесь как стабилитрон;

Ml - микрофон МКЭ-3 или аналогичный;

L1 - дроссель, например, ДО.1 40-100 мкН; катушка L2 - бескаркасная, внутренний диаметр - 6 мм, диаметр провода - 0.8 мм, желательно посеребренный, L2 - 3+1 витка.

Элементы для схемы ЧМ-передатчика на рис.5.3.а:

Rl=R2=lK-10K, К3=3к-10к, R4=360;

С1=0.1-1.0мкФ. С2=4.7мкФ-20мкФ. С3=10, С4=20-30, С5=1н-1()н, С6=10-15;

Т1 - КП305Ж.Е;

D1 - варикап Д901А.В, KB 102 или аналогичные;

D2 - стабилитрон на 1-2 В, например, 2С113А. 2С119А или све-тодиод;

Ml - микрофон МКЭ-3 или аналогичный;

L1 - дроссель, например, ДО.1 40-100 мкН; катушка L2 - бескаркасная. внутренний диаметр - 6 мм. диаметр провода - 0.8 мм. желательно посеребренный, L2 - 3+1 витка.

В схемах ЧМ-передатчиков на рис.5.2.б и 5.3.6 УНЧ представлен

Рис.5.2. Схемы УКВ ЧМ-передатчиков на биполярных транзисторах, УНЧ на 1 транзисторе (б).

каскадом на одном транзисторе. R1 - регулятор громкости, регулирующий уровень входного сигнала с малогабаритного динамического или. например, конденсаторного или электретного микрофона. В качестве динамического микрофона можно использовать, например, микрофон от портативного магнитофона, громкоговоритель или капсуль от миниатюрных наушников. Усиленный сигнал с коллектора транзистора Т1 через развязывающий дроссель L1 подается на варикап для обеспечения ЧМ-модуляции основной частоты задающего генератора. Элементы и их параметры даны для частот 65-108 МГц. Элементы для схемы ЧМ-передатчика на рис.5.2.6:

RI=IK-IOK. R2=500K-1.0 (требует подстройки), Р3=3к-10к, R4=510, R5=6.2K. R6=20K,

С1=4.7мкФ-20мкФ, С2=4.7мкФ-20мкФ, С3=10, С4=1н-10н, С5=10-50. С6=20-30, С7=1н-10н, С8= 10-15:

Т1 - КТ3102. КТ315 или любой другой НЧ- или ВЧ-транзистор с коэффициентом усиления более 100. Т2 - КТ368, КТ361 или любой другой ВЧ-транэистор с граничной частотой не менее 300 МГц;

D1 - варикап Д901А.В, КВ102 или аналогичные;

L1 - дроссель, например, ДО.1 40-100 мкН; катушка L2 - бескаркасная, внутренний диаметр - б мм, диаметр провода - 0.8 мм, желательно посеребренный, L2 - 3+1 витка. Настройка.

Изменением величины резистора R2 установить напряжение на коллекторе транзистора Т1 равным примерно половине напряжения питания, при 9В - это ЗВ-6В. Увеличение сопротивления в коллекторе транзистора Т1 ведет к увеличению коэффициента усиления каскада. Однако не рекомендуется уменьшать коллекторный ток менее 0.5 мА, те. устанавливать R3 более 10к-15к. При отсутствии генерации подстроить (подобрать) С5 и R6. Частота устанавливается конденсатором С6 и сжатием и/или растягиванием катушки L2. Не рекомендуется с целью увеличения глубины модуляции увеличивать емкость конденсатора СЗ. Монтаж.

Рис.5.3. Схемы УКВ ЧМ-передатчиков на полевых транзисторах с изолированными затворами, УНЧ на 1 транзисторе (б).

Других особенностей в монтаже и настройке данная схема малогабаритного ЧМ-передатчика не имеет.

Элементы для схемы ЧМ-передатчика на рис.5.3.6:

К1=1к-10к. R2=500K-1.0 (требует подстройки), К3=3к-10к, R4=360;

С1=4.7мкФ-20мкФ. С2=4.7мкФ-20мкФ, С3=10, С4=20-30, С5=1н-10н,С6=10-15;

Т1 - КТ3102, КТ315 или любой другой НЧ- или ВЧ-транзистор с коэффициентом усиления более 100, Т2 - КП305Ж,Е;

D1 - варикал Д901А.В, KB 102 или аналогичные;

L1 - дроссель, например, ДО.1 40-100 мкН; катушка L2 - бескаркасная, внутренний диаметр - 6 мм, диаметр провода - 0.8 мм. желательно посеребренный. L2 - 3+1 витка. Настройка.

Изменением величины резистора R2 установить напряжение на коллекторе транзистора Т1 равным половине напряжения питания, при 9В - это ЗВ-бВ. Увеличение сопротивления в коллекторе транзистора Т1 ведет к увеличению коэффициента усиления каскада. Однако не рекомендуется уменьшать коллекторный ток менее 0.5 мА, т.е. устанавливать R3 более 10к-15к. При отсутствии генерации подстроить (подобрать) R4, не превышая допустимого предела максимального тока транзистора - 15 мА, оптимальный ток стока должен составлять 12-14 мА. При этом токе обеспечивается максимальная мощность излучения, дальность передачи, стабильность частоты, минимальное влияние антенны. При уменьшении тока стока МОП-транзистора повышается экономичность, но ухудшаются перечисленные параметры. Не рекомендуется уменьшать ток стока менее 5 мА, иначе при подключении передающей антенны возможен не только значительный уход частоты, но даже срыв генерации. Возможно использование антенна укороченной длины, но при этом уменьшается мощность и дальность. Частота генерации устанавливается конденсатором С4 и сжатием и/или растягиванием катушки L2. Для этой схемы также не рекомендуется увеличивать емкость конденсатора СЗ. Монтаж.

возможно, несколько изменится (увеличится). Для обеспечения максимальной дальности длина антенны должна соответствовать четверти длины волны.

Других особенностей в монтаже и настройке данная схема УКВ ЧМ-передатчика не имеет.

Как видно из приведенных схем УКВ ЧМ-передатчиков на МОП-транзисторах они чрезвычайно просты, особенно схема на рис.5.3.а. Использование малогабаритных деталей: светодиод вместо стабилитрона. катушка L2 меньших размеров, малогабаритный ВЧ-дроссель L2 или катушка в 30-100 витков ПЭВ 0.07 мм на резисторе 0.125 или 0.25, отсутствие С2 при свежих элементах и т.д. позволяют уместить собственно сам передатчик в объеме 2-3 кубических сантиметров вместе с малогабаритным микрофоном.

Для схем с УНЧ с целью упрощения конструкции УКВ ЧМ-передатчиков. минимизации числа элементов и уменьшения габаритов переменный резистор R1 - регулятор громкости (чувствительности микрофона) может быть исключен из схем. Коэффициент усиления каскада (УНЧ) может быть в небольших пределах скорректирован изменением величины коллекторного резистора R3 и соответствующей подстройкой величины резистора R2 для установки необходимых режимов транзистора Т 1

Один из основных недостатков приведенных схем УКВ ЧМ-передатчиков заключается в невозможности перестройки основной частоты (65.108МГц).

Этот недостаток преодолен в схемах ЧМ-передатчиков на рис.5.4 и рис. 5.5. Данные схемы являются модернизацией схем рассмотренных выше ЧМ-передатчиков на биполярных и МОП-транзисторах (с изолированным затвором) - рис.5.2, рис.5.3.

Представленные на рис. 5.4 и рис. 5.5 схемы отличаются наличием цепей подачи дополнительного напряжения смещения на вырикапы, входящие в контуры задающих генераторов. Величины напряжений смещения могут быть изменены с помощью специальных переменных резисторов. В соответствии с изменениями величин напряжений смещения изменяются емкости варикапов и соответственно частоты задающих генераторов ЧМ-передатчиков.

Дальность работы каждого из приведенных ЧМ-передатчиков на частоте 74 МГц с излучающей антенной 1 м и с УКВ-радиоприемни-ком чувствительностью 10-15 мкВ составляет 150-200 м. С антеннами меньшей длины - дальность меньше. Поэтому при нежелательности

Рис.5.4. Схема УКВ ЧМ-передатчика на биполярном транзисторе с электронной перестройкой частоты и с УНЧ на 1 транзисторе .

Рис.5.5. Схема УКВ ЧМ-передатчика на полевом транзисторе с изолированным затвором, с электронной перестройкой частоты и с УНЧ на 1 транзисторе.

излучения на столь значительное расстояние приведенное устройство должно быть соответствующим образом экранировано и снабжено короткой антенной.

Элементы для схемы ЧМ-передатчика на рис.5.4:

Р1=1к-10к, R2=500K-1.0 (требует подстройки), Р3=3к-10к, К4=20к, К5=50к-100к, R6=20K, R7=510, R8=6.2ic, Р9=20к;

С1=4.7мкФ-20мкФ, С2=0.2мкФ-1.0мкФ (неполярная емкость), СЗ=4.7мкФ-20мкФ, С4=10, С5=1н-10н, С6=10-50, С7=20-30. С8=10-15, С9=1н-10н:

Т1 - КТ3102, КТ315 или любой другой НЧ- или ВЧ-транзистор с коэффициентом усиления более 100, Т2 - КТ368, КТ361 или любой другой ВЧ-транзистор с граничной частотой не менее 300 МГц;

D1 - варикап Д901А.В, KB 102 или аналогичные;

L1 - дроссель, например, ДО. 1 40-100 мкН; катушка L2 - бескаркасная, внутренний диаметр - 6 мм, диаметр провода - 0.8 мм, желательно посеребренный, L2 - 3+1 витка.

Элементы для схемы ЧМ-передатчика на рис. 5.5:

Rl^lK-Юк, R2=500K-1.0 (требует подстройки), Р3=3к-10к, R7=360, R4=20K, R5=50K-100K, Р6=20к;

С1=4.7мкФ-20мкФ, С2=0.2мкФ-1.0мкФ (неполярная емкость), С3=10, С4=20-30, С5-1Н-10Н, С6=1н-10н, С7=10-15;

Т1 - КТ3102, КТ315 или любой другой НЧ- или ВЧ-транзистор с коэффициентом усиления более 100, Т2 - КП305Ж.Е;

D1 - варикап Д901А.В, KB 102 или аналогичные;

L1 - дроссель, например, ДО.1 40-100 мкН; катушка L2 - бескаркасная, внутренний диаметр - 6 мм, диаметр провода - 0.8 мм, желательно посеребренный, L2 - 3+1 витка. Настройка (рис.5.5).

Изменением величины резистора R2 установить напряжение на коллекторе транзистора Т1 равным половине напряжения питания, при 9В - это ЗВ-6В. Увеличение сопротивления в коллекторе транзистора Т1 ведет к увеличению коэффициента усиления каскада. Однако не рекомендуется уменьшать коллекторный ток менее 0.5 мА, т.е. устанавливать R3 более 10к-15к. При отсутствии генерации подстроить (подобрать) R7, не превышая допустимого предела максимального тока транзистора -15 мА. Частота устанавливается конденсатором С4 и сжатием и/или растягиванием катушки L2. Для этой схемы также не рекомендуется увеличивать емкость конденсатора СЗ. R4-R6 могут иметь другие номиналы, однако необходимо помнить, что уменьшение значений R4и R6 без увеличения значения емкости С2 может привести к ослаблению низких частот, при 0.2мкф и 20к нижняя частота передаваемого сигнала - не менее 40 Гц. Возможно использование в качестве С2 ок-сидного конденсатора, но при выборе деталей и настройке необходимо учитывать полярность напряжения на конденсаторе при крайних положениях переменного резистора R5. Монтаж (рис. 5.5).

Монтаж выполняется на 2-стороннем фольгированном стеклотекс-толите. Одна сторона (со стороны деталей) используется как общий провод и экран, другая - для печатных проводников схемы. Проводники, соединяющие детали, должны иметь минимальную длину. Использование 1-стороннего фольгированного стеклотекстолита и выполнение монтажа без учета данных рекомендаций (традиционным способом) может привести к самовозбуждению схемы (например, на инфранизких частотах) и даже к срыву генерации. Для повышения стабильности частоты целесообразно поместить задающий генератор или все устройство в экран. При этом частота генератора, возможно, несколько изменится (увеличится).

Других особенностей в монтаже и настройке данная схема не имеет.

В случае необходимости мощность ЧМ-передатчика можно существенно увеличить добавив к предыдущей схеме дополнительный усилитель высокой частоты (УВЧ) на одном транзисторе. Два варианта таких схем ЧМ-передатчиков представлены на рис. 5.5.

В обоих представленных вариантах применены одинаковые схемы УВЧ.

Особенностью используемых однотранзисторных усилительных каскадов является то, что транзисторы, входящие в их состав, в приведенных схемах работают с нулевым смещением, т.е. с нулевым начальным током. Это увеличивает коэффициент полезного действия, что позволяет получать сравнительно большую мощность при использовании транзисторов относительно небольшой мощности.

ВНИМАНИЕ!

Учитывая значительную мощность излучения и, как следствие, сравнительно большое расстояние, на котором возможен прием, необходимо напомнить о недопустимости экспериментов по радиопередаче (с передающей антенной) на радиовещательных диапазонах. Это может создать нежелательные помехи. Эксперименты такого рода могут быть проведены только в удаленных местностях: далеко за городом, в сельской местности, в горах и т.д.

Первый вариант ЧМ-передатчика с дополнительным усилительным каскадом представлен на рис.5.б.а. В этой схеме антенна ЧМ-передатчика подключена непосредственно (только через разделительный конденсатор) к выходу УВЧ - к коллектору транзистора. Такое решение отличается простотой, но отсутствие правильного согласования с антенной (нагрузка не является оптимальной для выходного транзистора) снижает излучаемую мощность, увеличивает ток выходного транзистора, приводит к появлению дополнительных гармоник в спектре излучаемого сигнала.

На рис.5.6.6 представлен второй вариант подобного ЧМ-передатчика. В данной схеме между выходом однотранзисторного УВЧ и антенной включен специальный П-образный фильтр, обеспечивающий необходимое согласование с антенной. Это позволяет увеличить излучаемую мощность при уменьшении тока потребления от источника питания. Настройку подобных фильтров осуществляют по известным методикам, подробно описанным в технической литературе. Настройка сводится к изменению величины емкостей и индуктивности, входящих в состав фильтра.

При настройке П-образного фильтра с целью оптимального согласования передающей антенны с выходным каскадом передатчика целесообразно воспользоваться описанными выше устройствами - схемами-индикаторами, облегчающими процесс настройки передатчиков (рис.2.4).

Элементы для схем ЧМ-передатчиюов на рис.5.6:

К1=1к-10к, К2=500к-1.0 (требует подстройки), К3=3к-10к, R7=360, R4=20K, R5=50K-100K, К6=20к;

С1=4.7мкФ-20мкФ, С2=0.2мкФ-1.0мкФ (неполярная емкость), С3=10. С4=20-30, С5=5.0-50.0, С6=1н-10н, С7=10-15, С8=10-15, С9=1н-10н;

Т1 - КТ3102, КТ315 или любой другой НЧ- или ВЧ-транзистор с коэффициентом усиления более 100, Т2 - КП305Ж.Е, ТЗ -КТ603А.Б:

D1 - варикап Д901А.В, КВ102 или аналогичные;

L1.L3.L4 -дроссели, например, ДО.1 20-100 мкН; катушка (74МГц) L2 - бескаркасная, внутренний диаметр - 6 мм, диаметр провода - 0.8 мм, желательно посеребренный, L2 - 3+1 витка.

Рис.5.6. Схемы УКВ ЧМ-передатчиков повышенной мощности с электронной перестройкой частоты и с УНЧ на 1 транзисторе.

Настройка и монтаж данных устройств аналогичны настройке и монтажу предыдущего ЧМ-передатчика - схема рис. 5.5.

Дальность данных устройств в экспериментах на открытой местности (в горах в пределах прямой видимости) при использовании УКВ-приемника с чувствительностью 5 мкВ составила более 3 км.

ЧМ-передатчик, схема которого представлена на рис.5.6., было использовано в качестве резервного (аварийного) средства связи альпинистов.

Чувствительность УНЧ по микрофонному входу у описанных ЧМ-переяатчиков можно значительно повысить, если вместо используемого однотранзисторного усилителя применить УНЧ на базе специализированных интегральных схем или операционных усилителей. Например, можно использовать ранее рассмотренные схемы на рис. 1.3.

На рис. 5.7 представлена схема ЧМ-передатчика на полевом транзисторе с изолированным затвором с УНЧ на ИС 122УС1Д. Высокочастотная часть этого устройства аналогична схеме на рис.5.4, поэтому все основные параметры (излучаемая мощность, дальность и т.д.), настройка, особенности конструктивного исполнения для обеих схем являются аналогичными. Однако схема на рис.5.6 за счет применения ИС не требует какой-либо настройки и обладает значительно лучшей чувствительностью по микрофонному входу. Так при использовании микрофона МД47, МД64 и аналогичных слышен шепот на расстоянии 5 м при отсутствии фона и шумов.

Элементы для схемы ЧМ-передатчика на рис. 5.7:

К1=1к-10к, R2=50-100, R6=360, К3=20к, Р4=50к-100к, К5=20к С1=4.7мкФ-20мкФ, С2=4.7мкФ-20мкФ, СЗ=4.7мкФ-20мкФ, С4=0.2мкФ-1.0мкФ (неполярная емкость), С5=10мкФ-20мкФ, С6=10. С7=20-30, С8=1н-10н, С9=1н-10н, С10=10-15:

А1 - ИС 122УС1Д; Т2 - КП305Ж.Е;

D1 - варикап Д901А.В, KB 102 или аналогичные;

L1 -дроссель, например, ДО.1 40-100 мкН;

катушка (74МГц) L2 - бескаркасная, внутренний диаметр - б мм, диаметр провода - 0.8 мм, желательно посеребренный, L2 - 3+1 витка.

Настройка ВЧ-части и особенности монтажа ЧМ-передатчика аналогичны устройству на рис.5.5.

На рис. 5.8 представлены схемы ЧМ-передатчиков на полевых транзисторах с изолированными затворами с однотранзисторными УВЧ и УНЧ на ИС 122 УС 1Д. Схемы высокочастотных частей данных устройств аналогичны схемам на рис.5.5, поэтому все основные параметры, на-

Рис.5.7. Схема УКВ ЧМ-передатчика на полевом транзисторе с изолированным затвором, с электронной перестройкой частоты и с УНЧ на ИС 122УС1Д.

стройка, особенности конструктивного исполнения и т.д. для обеих схем являются аналогичными. Как и в случае предыдущего устройства (схема рис.5.7) использование ИС упростило настройку УНЧ и повысило чувствительность по входу.

Элементы для схем ЧМ-передатчиков на рис. 5.8:

Rl=lK-10K. R2=50-100, R6=360, R3=20ic. Р4=50к-100к, R5=2()K С1=4.7мкФ-20мкФ, С2=4.7мкф-20мкф, СЗ=4.7мкФ-20мкФ, С4=0.2мкФ-1.0мкФ (неполярная емкость), С5=10мкФ-20мкФ, С6=10, С7=20-30, С8=10мкф-50мкф, С9=1н-10н, С10=10-15, С11=10-15, С12=1н-10н;

А1-ИС 122УС1Д;

Т1 - КП305Ж.Е, Т2 - КТ603А,Б;

D1 - варикап Д901А,В, КВ102 или аналогичные;

L1,L3,L4 - дроссели, например, ДО.1 20-100 мкН;

катушка (74МГц) L2 - бескаркасная, внутренний диаметр - 6 мм, диаметр провода - 0.8 мм, желательно посеребренный, L2 - 3+1 витка.

Настройка ВЧ-частей и особенности монтажа УКВ ЧМ-передатчиков аналогичны устройствам на рис. 5.5.

Катушки колебательных контуров могут быть не только традиционными (объемными), но и выполнены печатным способом - вытравлены непосредственно на печатной плате (плоские катушки), на которой выполняется монтаж всего устройства. Подобное конструктивное решение может быть целесообразным при сравнительно высоких частотах, например, для УКВ ЧМ-передатчиков на частотах 65-108 МГц.

В качестве примера использования такого, плоского, конструктивного исполнения контурных катушек для УКВ ЧМ-передатчиков можно привести рисунок контурной катушки и две схемы на рис. 5.9.

Схема на рис.5.9.в представляет собой улучшенный вариант схемы на рис.5.9.6.

Элементы для схем УКВ ЧМ-передатчиков (87-108 МГц) на рис.5.9:

Р1=500к-1м. Р2=3.0к-4.7к, Р3=20к, R4=75-120, К5=1к-1()к, К6=10к-15к;

С1=1н-10н, С2=4.7мкФ-20мкФ, С3=5-30, С4=10-20, С5=5-15, С6=1н-10н, С7=4.7мкФ-20мкФ, С8=4.7мкФ-20мкФ;

А1-ИС 122УС1Д;

Т1 - КТЗ 102, КТЗ 15 или аналогичные ВЧ-транзисторы. Настройка.

Резисторами R3, R6 устанавливается ток транзистора генератора (Т2) - 3-5 мА, резистором R1 - напряжение на эмиттере (на R2) транзистора

Рис.5.8. Схемы УКВ ЧМ-передатчиков повышенной мощности на полевых транзисторах с изолированными затворами, с усилителями мощности, с электронной перестройкой частоты и с УНЧ наИС122УС1Д.

Рис.5.9. Схема УКВ ЧМ-передатчика с плоской катушкой ВЧ-генератора на биполярном транзисторе ;

а - контурная катушка задающего ВЧ-генератора.

Рис.5.10. Схема АМ-передатчика на 27 МГц;

б - УНЧ на 1 транзисторе, в - УНЧнаИС 122 УС Д, г - УНЧ на ОУ К548УН1А.

УНЧ (Tl) - 0.5-1 В (примерно 1/2 напряжения источника питания). Подбором величины емкости конденсатора С4 устанавливается устойчивая генерация, изменением величины СЗ задается частота ВЧ-колебаний задающего генератора - частота передатчика.

ЧМ-передатчики в основном используются для УКВ-диапаэона. При всех достоинствах данного типа передатчиков для более низких частот чаще применяются АМ-передатчики, требующие для своей работы меньшей полосы частот. Это значит, что в пределах одного частотного диапазона большее число передатчиков могут вести передачу, не мешая друг-другу (примерно в 5-10 раз больше АМ-передатчиков по сравнению с числом ЧМ-передатчиков).

На рис. 5.10 представлена схема маломощного АМ-передатчика на 27 МГц. При чувствительности АМ-приемника 3-5 мкВ, этот передатчик обеспечивает дальность 200-300 м на открытой местности.

Схема этого АМ-передатчика (рис.5.10.а) состоит из следующих основных частей: УНЧ, АМ-модулятора (Tl) и задающего ВЧ-генератора (Т2).

Для данного радиопередатчика (рис.5.10) предложено 3 варианта УНЧ, схемы которых приведены на рис.5. Ю.б-г:

на 1 транзисторе (схема с ОЭ),

на УНЧ на ИС 122УС1Д,

наОУК548УН1А.

Элементы для схемы АМ-передатчика на рис.5. Ю.а-г:

К1=1к-10к, К2=1.8к, К3=4.3к, К4=2.4к, К5=4.7к, R6=100, Р7=100к, К8=1.5к, R9=50-100, R10=100, Rll=10ic, Р12=200к;

С1=4.7мкФ-20мкФ, С2=1мкФ-10мкФ (неполярньш конденсатор), С3=200, С4=500. С5=500, С6=1н, С7=50, С8=50, С9=50, С10=10мкФ-50мкФ. С11=10мкФ-50мкФ, С12=10мкФ-50мкФ, С13=50мкф-200мкф;

Tl - КТЗ 107, Т2 - КТЗ 102 или другие аналогичные транзисторы;

L1.L2.L5 - ВЧ-дроссели. например, ДО.1 индуктивностью 60-200 мкН; катушки L3.L4 - бескаркасные, внутренний диаметр - 6 мм, диаметр провода - 0.6 мм. L4-- 10 витков, L3 - 3-4 витка. Настройка.

Изменением величины резистора R7 установить напряжение на коллекторе транзистора ТЗ УНЧ (б) равным половине напряжения питания, при 9В - это ЗВ-6В. Другие варианты УНЧ в настройке не нуждаются. Чувствительность УНЧ на ОУ регулируется R11. Частота генерации устанавливается конденсатором С7 и сжатием и/или растягиванием катушки L4. Возможно потребуется подбор С8. Настройка антенны осуществляется изменением величины емкости конденсатора С9.

Рис.5.11. Схемы АМ-передатчиков на 27 МГц .

Монтаж.

Монтаж выполняется на 2-стороннем фольгированном стеклотекс-толите. Одна сторона (со стороны детален) используется как общий провод и экран, другая - для печатных проводников схемы. Проводники, соединяющие детали, должны иметь минимальную длину. Для повышения стабильности частоты целесообразно поместить задающий генератор или все устройство в экран. При этом частота генератора, возможно, несколько изменится (увеличится). В качестве антенны может быть использована стандартная телескопическая антенна или толстый медный провод.

На рис.5.11 представлены еще два примера маломощных АМ-пере-датчиков на 27 МГц. Их характеристики практически совпадают с предыдущем вариантом.

Схема на рис.5.11.а во многом совпадает со схемой на рис.5.10: те же три варианта УНЧ (рис.5.10.б-г), такой же АМ-модулятор (Т1), однако схема задающего генератора (Т2) в этом варианте АМ-передатчи-ка использована другая. Кстати, аналогичная схема генератора использована в передатчике комплекта радиоуправления "Сигнал", поэтому часть элементов, методика настройки и особенности монтажа для данной конструкции совпадают с передатчиком из указанного комплекта.

Элементы для схемы АМ-передатчика на рис.5.11.а:

RI=IK-IOK, К2=1,8к. К3=4.3к. К4=43к, R5=750, Я6=15к. остальные резисторы в схемах УНЧ на рис.5.10;

С1=4.7мкФ-20мкФ. С2=1мкФ-10мкФ (неполярный конденсатор), С3=200. С4=200, С5=18, С6=82, С7=68. С8=120, С9=15. остальные конденсаторы в схемах УНЧ на рис.5.10:

Т1 - КТ3107, Т2 - КТ3102 или другие аналогичные транзисторы:

L1,L2,L3 - ВЧ-дроссели, например, ДО.1 индуктивностью 60 мкН или самодельные -100 витков ПЭВ-2 на резисторе МЛТ-0.5 более ЮОк:

L4 - на стандартном полистироловом каркасе диаметром 7 мм с под-строечником диаметром 2.8 мм и длиной 12 мм из феррита 600НН, 8.5 витка провода ПЭЛШО 0.18 (можно ПЭВ-2 0.15 или 0.2), намотанных виток к витку у основания каркаса. Настройка.

Изменением величины резистора R7 установить напряжение на коллекторе транзистора ТЗ УНЧ (б) равным половине напряжения питания, при 9В - это ЗВ-6В. Другие варианты УНЧ в настройке не нуждаются. Чувствительность УНЧ на ОУ регулируется R11. Настройка задающего генератора осуществляется изменением положения подстроечника L4 и изменением величины значении конденсаторов С7, С8. Монтаж.

Монтаж выполняется на 2-стороннем фольгированном стеклотекс-толите аналогично предыдущим конструкциям передатчиков. В качестве антенны может быть использована стандартная телескопическая антенна или толстая медная проволока.

В следующей схеме АМ-передатчика на 27 МГц - рис 5.11.6 использован такой же задающий генератор, как и в предыдущем варианте, однако здесь использованы другие УНЧ и АМ-модулятор. Для этой схемы как и у предыдущей конструкции часть элементов, методика настройки и особенности монтажа совпадают с передатчиком из комплекта радиоуправления "Сигнал".

Элементы для схемы АМ-передатчика на рис.5.11.б:

К1=1к-10к, К2=160к, R3=6.8K, К4=180к, К5=43к, R6=750, К7=15к;

С1=4.7мкФ-20мкФ, С2=4.7мкФ-20мкФ, СЗ=4.7мкФ-20мкФ, С4=0.022, С5=0.022. С6=18, С7=82, С8=68, С9=120. С10=15, С11=10н-33н;

Т1,Т2,ТЗ - КТЗ 102, КТЗ 15 или другие аналогичные транзисторы:

L 1 - ВЧ-дроссель, например, ДО. 1 индуктивностью 60 мкН или самодельный - 100 витков ПЭВ-2 на резисторе МЛТ-0.5 более ЮОк: L2 - на полистироловом каркасе диаметром 7 мм с подстроечником диаметром 2.8 мм и длиной 12 мм из феррита 600НН, 8.5 витка провода ПЭЛШО 0.18 (можно ПЭВ-2 0.15 или 0.2), намотанных виток к витку у основания каркаса катушки задающего генератора. Настройка.

УНЧ (Т1) и модулятор (Т2) в настройке не нуждаются. Настройка задающего генератора осуществляется изменением положения подстро-ечника L2 и изменением значений конденсаторов С8, С9. Монтаж.

Монтаж выполняется на 2-стороннем фольгированном стеклотексто-лите аналогично предыдущим конструкциям передатчиков. В качестве антенны может быть использована стандартная телескопическая антенна.

Еще несколько схем АМ-передатчиков.

На рис.5.12 представлены еще два примера АМ-передатчиков на 27 МГц. Основные характеристики конструкции, схема которой приведена на рис.5.12.а, примерно совпадают с предыдущим вариантом. Мощность второго АМ-передатчика несколько выше, что обеспечивает большую дальность - примерно в 2-3 раза. При чувствительности приемника 3-5 мкВ дальность достигает 500 м.

Схема на рис.5.12.а подобна схеме на рис.5.11.6: совпадают УНЧ и АМ-модулятор, однако схема задающего генератора в этом варианте АМ-передатчика (27 МГц) использована другая. Этот вариант генератора (положительная обратная связь - за счет емкости между эмиттером и коллектором) был описан и использован ранее в конструкциях ЧМ-передатчиков на биполярных транзисторах.

Элементы для схемы АМ-передатчика на рис.5.12.а:

RI=IK-IOK, R2=160K,R3=6.8K, R4=180ic, R5=26ic,R6=10K,R7=50-100;

С1=4.7мкФ-20мкФ, С2=4.7мкФ-20мкФ, СЗ=4.7мкФ-20мкФ, С4=0.022, С5=0.022, С6=30, С7=3н-10н, С8=10-50, С9=4.7мкФ-20мкФ, С10=10н-ЗЗн,С11=10-30;

Т1,Т2,ТЗ - КТЗ 102, КТЗ 15 или другие аналогичные транзисторы;

L1,L2 - катушки генератора намотаны на ПЧ-контурах от стандартных радиоприемников, каркас - 6 мм, L1 - 11 витков ПЭВ-2 0.5 мм - 0.6 мм, L2 - 4 витка ПЭВ-2 0.5 мм, катушки - с экранами и сердечниками.

Настройка.

Монтаж.

Монтаж выполняется на 2-сторонием фольгированном стеклотекс-толите аналогично предыдущим конструкциям передатчиков. В качестве антенны может быть использована стандартная телескопическая антенна.

Схема на рис.5.12.6 отличается от схемы на рис.5.11.6 дополнительным ВЧ-каскадом, увеличивающим мощность АМ-передатчика. Для данного варианта передатчика на 27 МГц АМ-модуляция осуществляется изменением напряжения питания не задающего генератора, а следующего ВЧ-каскада. Схемы УНЧ и АМ-модулятора - совпадают со аналогичными схемами предыдущего варианта АМ-передатчика. Элементы для схемы АМ-передатчика на рис.5.12.6:

Rl=lK-10K, R2=160K, R3=6.8K, Р4=180к, Р5=26к, R6=10ic, R7=50-100;

С1=4.7мкФ-20мкФ, С2=4.7мкФ-20мкФ, СЗ=4.7мкФ-20мкФ, С4=0.022, С5=0.022, С6=30, С7=3н-10н, С8=10-50, С9=24, С10=10н, С11=10мкФ-50мкФ, С12=10н-33н, С13=10н-30н, С14=100;

Рис.5.12. Схемы АМ-передатчиков на 27 МГц .

Т1,Т2 - КТ3102, КТ315 или другие аналогичные транзисторы, ТЗ -КТ368, КТ3102 или аналогичные, Т4 - КТ603Б или аналогичные;

L1.L2.L3 - катушки генератора намотаны на ПЧ-контурах от стандартных радиоприемников, каркас - 6 мм, LI -11 витков ПЭВ-2 0.5 мм

- 0.6 мм, L2 - 3 витка ПЭВ-2 0.3 мм, L3 - 3+3+6 витков ПЭВ-2 0.5 мм (отводы, считая сверху), катушки - с экранами и сердечниками;

L4 - ВЧ-дроссель 50-100 мкН. Настройка.

Монтаж выполняется аналогично предыдущим конструкциям передатчиков. В качестве антенны может быть использована стандартная телескопическая антенна.

На рис. 5.13 представлены два примера АМ-передатчиков повышенной мощности на 27 МГц. Данные схемы отличаются предыдущего варианта наличием еще одного ВЧ-каскада - дополнительного усилителя мощности. Это увеличило мощность АМ-передатчиков. При чувствительности АМ-приемника 3-5 мкВ и тщательной настройке передатчика дальность связи достигает 3 км и более.

Элементы для схемы АМ-передатчика на рис.5.12. а:

Р1=1к-10к, R2=160K, R3=6.8K, R4=180ic, К5=26к, К6=10к, R7=50-100, R8=270, R9=IO;

С1=4.7мкФ-20мкФ. С2=4.7мкФ-20мкФ, СЗ=4.7мкФ-20мкФ, С4=0.022, С5=0.022, С6=30, С7=3н-10н, С8=10-50, С9=24, С10=300, С11=10н, С12=100-300, С13=100-300, С14=1000, С15= 10мкФ-50мкФ, С16=10н-33н. С17=10н-33н;

Т1,Т2 - КТЗ 102, КТЗ 15 или другие аналогичные транзисторы, ТЗ -КТ368, КТ3102 или аналогичные, Т4 - КТ603Б или аналогичные. Т5=КТ606;

L1,L2,L3 - катушки генератора намотаны на каркасах от ПЧ-конту-ров, используемых в стандартных радиоприемниках, каркас - 6 мм, L1

- 11 витков ПЭВ-2 0.5 мм - 0.6 мм, L2 - 3 витка ПЭВ-2 0.3 мм, L3 -3+3+6 витков ПЭВ-2 0.5 мм (отводы, считая сверху), катушки - с экранами и сердечниками;

Рис.5.13. Схемы АМ-передатчиков повышенной мощности на 27 МГц .

L5 - катушка согласования с передающей антенной, 8 витков, ПЭВ-2 0.6 мм, каркас 6 мм, длина намотки 8 мм.

L4.L6 - ВЧ-дроссель 50-100 мкН. Настройка.

УНЧ (Т1) и модулятор (Т2) в настройке не нуждаются. Настройка задающего генератора осуществляется изменением положения подстро-ечника общей катушки L1.L2 и изменением значений конденсаторов Сб. Возможно потребуется подбор значений R5 (ток транзистора задающего генератора) и С8 (величина обратной связи), подбор осуществляется по достижению максимального значения мощности излучения при минимальных искажениях ВЧ-колебаний (синусоидальный сигнал). Следующий каскад - настройка L3. При настройке антенны (С 12, С 13, L5) целесообразно использовать волномер, варианты схем которого были представлены ранее. Используемая стандартная телескопическая антенна меньше оптимальной длины (четвертьволновой антенны), поэтому возникают определенные трудности по оптимизации работы выходного каскада. Для улучшения его работы и повышения мощности излучения иногда используют специальный прием - вводят дополнительную индуктивность, включаемую последовательно с антенной (на схеме не показана). Этот прием позволяет увеличить эквивалентную длину антенны. Примерные значения: дополнительная катушка -18 витков ПЭВ-2 0.6 на каркасе 6 мм, С12=120, С13=150. Точные значения подбираются эмпирически в процессе настройки по показаниям волномера. Монтаж.

Монтаж выполняется аналогично предыдущим конструкциям передатчиков. В качестве антенны может быть использована стандартная телескопическая антенна или толстый медный провод. Вместо данного традиционного типа антенны можно использовать компактную спиральную антенну.

Схема АМ-передатчика на 27 МГц, представленная на рис. 5.13. б, отличается от предыдущей схемой задающего генератора. В данном варианте генератора использована схема с кварцевым резонатором. Это позволило стабилизировать частоту ВЧ-колебаний и упростить настройку передатчика.

Элементы для схемы АМ-передатчика на рис. 5.13.б:

RI=IK-IOK, R2=160K, R3=6.8K, R4=180ic, R5=24K, R6=20ic, R7=lK, R8=270, R9=10;

С1=4.7мкФ-20мкФ, С2=4.7мкФ-20мкФ, СЗ=4.7мкФ-20мкФ, С4=0.022, С5=0.022, С6=30, С7=10н, С8=10н, С9=24, С 10=300,

С11=10н, С12=100-300, С13=100-300, 014=300-500, С15=10мкФ-50мкФ, С16=10н-33н, С17=10н-33н;

Т1,Т2 - КТ3102, КТ315 или другие аналогичные транзисторы, ТЗ -КТ368, КТ3102 или аналогичные. Т4 - КТ603Б или аналогичные, Т5=КТ606,

L1.L2.L3 - катушки генератора намотаны на каркасах от ПЧ-конту-ров, используемых в стандартных радиоприемниках, каркас - 6 мм, L1 - 11 витков ПЭВ-2 0.5 мм - 0.6 мм, L2 - 3 витка ПЭВ-2 0.3 мм, L3 -3+3+6 витков ПЭВ-2 0.5 мм (отводы, считая сверху), катушки - с экранами и сердечниками,

L5 - катушка согласования с передающей антенной, 5 витков, ПЭВ-2 0.6 мм, каркас 8 мм. длина намотки 8 мм.

L4.L6 - ВЧ-дроссель 50-100 мкН. Настройка.

УНЧ (Т1) и модулятор (Т2) в настройке не нуждаются. Настройка задающего генератора осуществляется изменением положения подстро-ечника общей катушки L1.L2 и изменением значений конденсаторов С6 по максимуму волномера. Следующий каскад - L3. Возможно потребуется подбор значений R5 (ток транзистора задающего генератора). При настройке антенны с помощью изменений С12.С13 и подстройки L5 целесообразно использовать волномер. При настройке выходного каскада и его согласования с антенной целесообразно учитывать неоптимальность ее длины, что снижает излучаемую мощность передатчика. Поэтому целесообразно (как и в предыдущем случае) использовать дополнительную индуктивность (хотя это не является обязательным), увеличивающую эффективную длину передающей антенны передатчика. Эта катушка включается последовательно с антенной (на схеме не показана). Параметры элементов П-образного фильтра (C12.C13.L5) и дополнительной катушки совпадают с параметрами предыдущей конструкции.

Монтаж.

Монтаж выполняется аналогично предыдущим конструкциям передатчиков. В качестве антенны может быть использована стандартная телескопическая антенна или спиральная антенна типа "Shell".

Представленные и описанные устройства ЧМ- и АМ-передатчиков могут быть использованы в составе радиостанций (приемо-передатчиков).

Введение 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Заключение

Вернуться к оглавлению

08.07.09
Внимание!
На сайте новинка - GSM сигнализация!

Чтобы знать о поступлении новых схем на сайт, подпишитесь на новости сайта: