Маломощный ЧМ-передатчик

October 16, 2010 by admin Комментировать »

Проведя достаточно большое количество экспериментов с маломощ­ными ЧМ-передатчиками, вниманию радиолюбителей можно предложить практическую конструкцию передатчика, работающего в FM-диапазоне. Дан­ный передатчик имеет достаточно хорошие технические характеристики и, несмотря на простоту, может удовлетворить потребности как начинающих, так и опытных радиолюбителей. Устройство используется совместно с лю­бым источником аудиосигнала, например линейным выходом магнитофона или высококачественным микрофоном. Так как передатчик работает на уча­стке вещания FM-радиостанций, то для исключения помех следует особо тщательно выбирать рабочую частоту. Она должна находиться как можно дальше по частоте от соседних радиовещательных станций.

Принципиальная электрическая схема передатчика приведена на рис. 1. На транзисторе VT1 типа ВС549 собран задающий генератор, час­тота которого устанавливается подстроенным конденсатором С5. Для на­стройки передатчика следует включить бытовой радиоприемник в FM-ди­апазоне и, выключив бесшумную настройку, установить частоту, свобод­ную от сигналов вещательных станций. При этом в динамике должен быть слышен шум эфира. Далее тщательной подстройкой емкости конденса­тора С5 добиваются пропадания шума в динамике приемника. При этом рабочая частота передатчика будет соответствовать частоте настройки приемника. Так как на данных частотах сказывается влияние металли­ческих предметов (отвертки) на рабочую частоту, то после каждого по­ворота ротора конденсатора С5 необходимо контролировать передачу вне­шним радиоприемником. При сборке схемы следует также убедиться, что

ротор С5 соединен с шиной питания +9 В. При этом влияние отвертки на генерируемую частоту будет минимальным. Еще лучше использовать для подстройки емкости С5 самодельную диэлектрическую отвертку, изго­товленную из стеклотекстолита с удаленной фольгой.

Конденсатор СЗ является блокировочным. При этом его емкость выб­рана исходя из условия обеспечения моночастотного возбуждения гене­ратора. Данный конденсатор должен быть высококачественным керами­ческим, с наименьшей длиной выводов. Этот же конденсатор вместе с резистором R1 образует фильтр нижних частот, ограничивающий полосу частот входного аудиосигнала и, соответственно, ширину спектра ВЧ-сиг- нала передатчика значением 15 кГц.

Все конденсаторы, использующиеся в схеме, должны быть керами­ческими (за исключением С1). Конденсаторы С4 и С8 должны быть с ТКЕ N750, другие – с ТКЕ NP0.

Принцип работы передатчика

На транзисторе VT1 собран генератор ВЧ по схеме Колпитца. Частота генерации определяется резонансным контуром L1, С4, С5. Высокочастот­ный сигнал снимается с эмиттера VT1 и поступает на буферный усилитель на транзисторе VT2. Главная задача буферного каскада заключается в ос­лаблении влияния антенны передатчика на частоту задающего генератора. Вдобавок к этому буферный каскад дополнительно усиливает полезный сигнал, что приводит к увеличению радиуса действия передатчика. Коллек­торной нагрузкой VT2 является резонансный контур L2, С8, настроенный на рабочую частоту. Конденсатор С10 блокировочный, не пропускающий постоянную составляющую выходного сигнала в антенну.

Сигнал звуковой частоты, являющийся модулирующим, подается на базу транзистора VT1, заставляя пропорционально изменяться протека­ющий через VT1 коллекторный ток. Изменение коллекторного тока под воздействием аудиосигнала приводит к изменению генерируемой часто­ты. Таким образом, на выходе передатчика формируется модулирован­ный по частоте высокочастотный сигнал. Уровень входного аудиосигнала должен составлять приблизительно 100 мВ.

При указанной на схеме емкости конденсатора С1 полоса частот аудиосигнала снизу ограничивается значением 50 Гц. Для уменьшения нижней частоты модулирующего сигнала до 15 Гц емкость конденсатора С1 следует увеличить до 1 мкФ. Данный конденсатор может быть как полиэфирным, так и электролитическим. При использовании электроли­тического полярного конденсатора его положительный вывод должен быть соединен с резистором R1.

Катушки индуктивности

Обе катушки индуктивности L1, L2 содержат по 10 витков (факти­чески по 9,5) эмалированного медного провода диаметром 1 мм, намотан­ного на оправке диаметром 3 мм. После намотки оправка вынимается из катушки. Эмаль с концов катушек должна быть тщательно удалена, а выводы залужены. На рис. 2 приведена конструкция L1, L2. Обе катушки должны быть установлены горизонтально на расстоянии 2 мм от печатной платы.

Изготовление катушек индуктивности должно быть выполнено строго по описанию, так как от них зависит рабочая частота передатчика.

Приблизительное значение индуктивности L1, L2 составляет около 130 мкГн. Данное значение получено при использовании формулы:

Корректоры

Как правило, в промышленных ЧМ-передатчиках низкочастотный сиг­нал подвергают искажениям, которые устраняются соответственными це­пями в приемном устройстве. Существует два стандарта – большинство станций в мире используют постоянную времени, равную 50 мкс. В США вещательные УКВ-передатчики имеют постоянную времени цепи предыс­кажений, равную 75 мкс. Цель, которую хотят достичь при внесении иска­жений, – снижение уровня шума при приеме полезного сигнала.

В простой конструкции передатчика введение дополнительных кор­ректирующих цепочек в ВЧ-тракте резко усложнило бы схему, поэтому в данном передатчике они отсутствуют.

Для улучшения качества передаваемого ЧМ-сигнала можно восполь­зоваться двумя схемами предусилителей-корректоров НЧ – микрофонного и линейного (рис. 3, рис. 4).

Используемый в схеме операционный усилитель позволяет получить гораздо меньший коэффициент гармоник по сравнению с транзисторным каскадом. При этом выходное сопротивление ОУ имеет небольшое значе­ние, позволяющее уменьшить уровень помех и увеличить стабильность частоты передатчика. При использовании вместе с микрофонным усили­телем динамического микрофона резистор R1 в схему устанавливать не нужно, так как он необходим только для питания конденсаторного микро­фона. Коэффициент усиления устанавливается резистором R5 исходя из критерия минимальных искажений выходного сигнала. Его значение зави­сит от конкретного типа используемого микрофона. Все блокировочные конденсаторы емкостью 0,1 мкФ должны быть керамическими.

Микрофонный усилитель имеет максимальный коэффициент переда­чи около 22, а линейный предусилитель-около 1. Таким образом, чувстви­тельность с микрофонного входа составляет 5 мВ, а с линейного -100 мВ.

Емкость конденсатора С5 (С4 – для линейного усилителя) выбирает­ся в зависимости от того, где будет использоваться передатчик. Для США данный конденсатор будет иметь емкость 15 нФ (6,8 нф).

Следует отметить, что сформированный таким образом низкочас­тотный сигнал не вполне точно соответствует стандарту, однако для лю­бительских целей это не принципиально.

При сборке устройства желательно обеспечить экранирование кас­кадов высокочастотной части передатчика от низкочастотного предуси- лителя (микрофонного или линейного). При изготовлении печатной платы необходимо использовать как можно большую поверхность платы в каче­стве общей шины.

Для настройки ВЧ-части передатчика желательно иметь в своем рас­поряжении частотомер и осциллограф.

Автор статьи – Р. Эллиот.

Статья опубликована в РЛ, №3,2003 г

 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты