Портативная радиостанция с ЧМ на диапазон 27 МГц

December 10, 2010 by admin Комментировать »

Современная элементная база позволяет создавать радиоэлек­тронные устройства с отличными техническими характеристиками, минимальными размерами и низким энергопотреблением. Конечно, для радиолюбителей, проживающих вдалеке от крупных городов и район­ных центров, возможность приобретения зарубежных интегральных микросхем является практически не реальной, хоть стоят они срав­нительно недорого. Однако это отнюдь не означает, что проектирова­ние устройств с применением современных ИМС следует прекратить.

Вниманию радиолюбителей предлагается вариант портативной ра­диостанции, очень похожей на радиостанцию "Колибри". По сравне­нию с "Колибри", описываемая конструкция имеет большее значение выходной мощности, лучшую чувствительность системы подавления шумов (СПШ), а также используется несколько иное включение ИМС и транзисторов передатчика.

Технические характеристики:

чувствительность приемника, не хуже, мкВ………………………… 0,5

выходная мощность передатчика, Вт…………………………………… 3

девиация, кГц……………………………………………………………….. 3

вид модуляции…………………………………………………………… ЧМ

дальность связи на открытой местности, км………………………….. 6

дальность связи в условиях города, км……………………………….. 2

Следует, однако, заметить, что характеристики радиостанции за­висят от многих факторов, поэтому при повторении конструкции воз­можны отклонения величин в большую или меньшую сторону от ука­занных выше.

На рис. 1 приведена принципиальная электрическая схема ра­диостанции. В режиме передачи сигнал с микрофона ВМ1 поступает на каскады микросхемы передатчика DA1 МС2833Р. ИМС DA1 выпол­няет функции усиления НЧ-сигнала, его ограничения, генерации вы­сокочастотного сигнала и его модуляции. В состав микросхемы также входят два транзистора, способные работать на частотах до 200 МГц (по паспортным данным – до 500 МГц). Сигнал с усилителя ВЧ (вывод 14 DA1) подается на базу первого транзистора (вывод 13) через резо­нансный контур L2, СЗ, на котором выделяется основной сигнал пере­датчика (или гармоника, если используется кварцевый резонатор на неосновную частоту). В коллекторной цепи (вывод 11) установлен ре­зонансный контур L3, С8, настроенный на частоту передачи. С катуш­ки связи L4 через разделительный конденсатор С10 промодулирован- ный сигнал рабочей частоты поступает на линейку из усилительных каскадов на транзисторах VT1, VT2 и далее через двойной П-контур – в антенну WA1.

В режиме приема сигнал с антенны WA1 через конденсатор С27 поступает на катушку связи L12. Теперь второй транзистор микро­схемы DA1 выполняет функцию резонансного УВЧ-приемника. Исполь­зование в качестве УВЧ биполярного транзистора, конечно, нельзя считать оптимальным решением. Лучше было бы применить полевой транзистор (например, КП307, КП350). Однако при разработке радио­станции ставилась цель создать конструкцию с наименьшим количе­ством деталей, габаритными размерами и стоимостью. Для любите­лей экспериментов можно рекомендовать использовать второй тран­зистор ИМС МС2833 в составе передающего тракта, а в качестве УВЧ- приемника применить полевой транзистор.

Далее принятый сигнал подается на многофункциональную мик­росхему DA3, где происходит полное преобразование высокочастот­ного сигнала с частотной модуляцией в низкочастотный информаци­онный сигнал. На данной ИМС собрана регулируемая система подав­ления шумов. С выхода DA3 (вывод 9) через резистор регулировки уровня громкости R15 НЧ-сигнал поступает на УНЧ, выполненный на ИМС DA2 МС34119Р. Переключатель SA2 выключает дежурный ре­жим в тех случаях, когда сигнал принимаемой радиостанции имеет очень низкий уровень. Транзисторы VT3 и VT4 используются в каче­стве усилителя СПШ. При появлении принимаемого сигнала уровень шумов значительно уменьшается и транзисторы переводят микросхему DA3 в рабочее состояние. Все остальное время данная ИМС находит­ся в состоянии "выключено". Это позволяет значительно снизить по­требление энергии при дежурном приеме.

Питание микросхем осуществляется с помощью интегральных стабилизаторов DA4, DA5 78L06, поэтому работоспособность радио­станции сохраняется при уменьшения напряжения питания до 6…7 В. Вместо указанных ИМС можно применить и стабилизаторы типа 78L05, но в этом случае выходные транзисторы передатчика будут работать с низким КПД, не обеспечивая связь на должное расстояние.

Одним из недостатков данной конструкции можно считать необ-


ходимость подбора кварцев приемника и передатчика с разницей ПЧ (обычно 465 кГц, но можно и 455 кГц). Однако это дает выигрыш в размерах устройства в целом и улучшает стабильность частоты.

Настройку радиостанции может выполнить и новичок. Однако собирать радиостанцию следует по этапам. То есть устанавливают эле­менты тех каскадов, которые будут настраиваться в текущий момент времени. Это позволит избежать многих проблем в настройке всего устройства. Вначале проверяется работа приемника, а затем – пере­датчика

Порядок сборки и настройки

1.        Приемник:

а)     микросхема УНЧ DA2 и соответствующие навесные элементы до резистора R15 регулятора уровня громкости;

б)     микросхема приемника DA3 и соответствующие навесные эле­менты до УВЧ; при этом СПШ следует отключить замыканием контак­тов SA2;

в)     настройка контура ПЧ L15, С42.

2.        Передатчик:

а)    микросхема передатчика DA1 и соответствующие навесные эле­менты до транзистора VT1;

б)     настройка контуров L2, СЗ и L3, С8 в резонанс (на данном этапе можно разнести на расстояние 3…5 м приемник и передатчик и под­строить контур ПЧ);

в)     линейка транзисторов передатчика VT1 и VT2 и элементы П-кон- тура (L7, L8, С16…С18).

Следует помнить, что настройку усилителя мощности передатчи­ка необходимо производить при подключенной антенне или ее эквива­ленте! Сначала настраиваем контур L5, С11, а затем П-контур. В итоге подстраиваем все контуры передатчика (если это необходимо) до дос­тижения максимальных показателей используемого прибора и настра­иваем контуры УВЧ-приемника L11, С26 и L14, С28 в резонанс. Теперь можно отрегулировать СПШ переменным резистором R23 по принято­му сигналу передатчика.

В обоих режимах (приема и передачи) необходимо будет настро­ить в резонанс контуры ВЧ. Изменением индуктивности катушки L1 необходимо установит ь рабочую частоту (по приемнику). Резистором R9 регулируют усиление микрофонного усилителя. Чем больше сопро­тивление R9, тем больше коэффициент усиления. В режиме приема следует настроить контур ПЧ по принимаемому сигналу (или предвари­тельно настроить на максимальный уровень шумов с выключенной си­стемой ПШ; и окончательно – по принимаемому сигналу). Затем на­страивают контуры входного УВЧ.

Наконец, настраивают П-контур по максимуму тока в антенне в режиме передачи. Настройку лучше производить нерезонансным вол­номером по максимуму отклонения стрелки прибора. Антенну можно применить как телескопическую, так и спиральную. Тут все зависит от "вкуса" конструктора. Обязательно следует помнить, что без антен­ны или при ее некачественном соединении можно повредить выходной транзистор усилителя мощности передатчика, поэтому к ее монтажу необходимо отнестись со всей ответственностью.

Выключатель СПШ SA2 должен быть подключен не между базой транзистора VT3 и общим проводом, а между базой VT3 и правым (по схеме) выводом стабилизатора DA5 через резистор сопротивлением 68 кОм.

При замыкании контактов SA2 происходит смещение рабочей точки транзистора VT3, что приводит к выключению системы и позволяет прослушивать слабые сигналы при плохих условиях приема.

Для настройки порога срабатывания СПШ необходимо вместо ре­зистора R22 временно установить переменный резистор сопротивле­нием 27 кОм Движок резистора R23 ставят в среднее положение и, вращая движок временного резистора, находят такое положение, при котором происходит переключение СПШ при отсутствии сигнала пере­датчика. Затем, измерив сопротивление временного резистора, запа­ивают вместо него постоянный резистор.

Доработан усилитель мощности передатчика. Для этого изме­нены номиналы резисторов R5 и R7, составившие по 1 кОм каждый, и добавлены резисторы R* 33 кОм и R** 47 кОм (рис. 2). Поскольку в этом случае работа каскадов усилителя мощности происходит в

классе А, то возрастает ток покоя транзисторов. Однако при этом происходит заметное увеличение коэффициента усиления и, соот­ветственно, отдаваемого в антенну сигнала, что в свою очередь уве­личивает дальность связи.

Моточные данные катушек индуктивности приведены в табл. 1.

Дроссели L6, L9, L10-стандартныетипа Д-0,1 индуктивностью 110 мкГн. Катушка контура ПЧ намотана на сердечнике СБ-12. На­стройка производится вращением сердечника. Бескаркасные катуш­ки L7, L8 П-контура настраиваются растяжением или сжатием вит­ков.

В случае если не удалось найти микросхему МС34119Р – не стоит отчаиваться. Функцию бесшумной настройки можно выпол­нить на другой широко распространенной микросхеме LM386, не имеющей входа "ON/OFF", или просто на транзисторах по любой из­вестной схеме. Пример использования в качестве УНЧ-приемника ИМС LM386 показан на рис. 3. При этом транзистор VT4 и резистор R20 не устанавливаются, а точки А, В и С, показанные на рис. 1, соединяются между собой соответственно.

Рисунки печатных плат отображены в зеркальном виде (рис. 4 и

Табл. 1. Моточные данные катушек индуктивности

Катушка

Диаметр каркаса, мм

Сердечник

Число витков

Диаметр провода, мм

L1

5

от СБ-12 (подстроечник)

15

0,3

L2, L3, L5, L11, L14

5

от СБ-12 (подстроечник)

7

0,5

L4

поверх L3

3,75

0,5

L12

поверх L11

3,75

0,5

L13

поверх L14

3,75

0,5

L7, L8

5,5

8

0,8

L6, L9, L10

стандартный дроссель Д-0,1

L15

4

СБ-12 (в сборе)

80

0,1


1.        В графическом или тек­стовом редакторе подбираем требуемый размер рисунка пе­чатной платы. Печатаем его с максимальным расходом тоне­ра на лазерном принтере на бу­маге от любого плаката. Печа­тать необходимо на обратной (белой) стороне. Бумага должна иметь глянцевый отблеск. На обычной бумаге печатать не сто­ит. Руками готовый рисунок тро­гать нельзя – останутся жирные пятна и тонер не прилипнет к фольге.

2.        Вырезаем с бордюром в 2 см напечатанный рисунок. На­кладываем полученную заготов­ку на обработанный мелкой наж- рис. 5 – специально для "принтер­ного" способа изготовления. Разме­ры печатных плат: плата передатчи­ка и УВЧ-приемника 60×67,5 мм; приемника – 57,5×35 мм.

Качество печатных плат при ис­пользовании указанного ниже спосо­ба получается довольно хорошее.


дачной бумагой фольгированный стеклотекстолит, вырезанный на 7…10 мм больше необходимого со всех сторон (руками не трогать, иначе то­нер не прилипнет к фольге!), так чтобы тонер был приложен к фольге, и обворачиваем бумагу. Кладем все это на твердую поверхность и прогла­живаем утюгом в течение 1 минуты. Время можно подобрать экспери­ментально. Потом даем стеклотекстолиту немного остыть и опускаем в очень теплую, но не горячую воду. Через 20 минут бумагу аккуратно скатываем в комочки, пока на фольге не останется бумаги. В случае, если бумага останется в некоторых местах, не следует беспокоиться – кислота (или другой раствор для травления) сделает свое дело.

3. Опускаем плату в раствор для травления. Травим. Промываем. Обрезяем по требуемым размерам.

При аккуратном соблюдении вышеперечисленных пунктов точность будет зависе-ъ от подготовки поверхности стеклотекстолита. Иначе бу­мага отслоится вместе с тонером.

Автор статьи – А. Огурцов.

Статья опубликована в PJ1, №8, 2002 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