Передатчик радиостанции
Его принципиальная схема изображена на рис. 1. Задающий генератор выполнен на транзисторе VT5. Частота генерации fK (частота канала, в котором будет вестись радиообмен) задана кварцевым резонатором ZQ1.
Усилитель мощности выполнен на транзисторе VT6. Колебательный контур L2C11 настроен на частоту канала.
На транзисторе VT1 и микросхеме DA1 выполнен микрофонный усилитель, сигнал с выхода которого (выв. 6 DA1), изменяя емкость варикапа VD3, модулирует по частоте сигнал задающего генератора.
Передатчик включается «голосом»: сигнал с выхода DA1 поступает на детектор C4VD1VD2R8C5 и открывает нормально закрытые транзисторы VT2 и VT3. Транзистор VT3, работающий в режиме ключа (падение напряжения на его переходе коллектор-эмиттер не превышает 0,15 В), подает питание на высокочастотные каскады передатчика. Задержка их выключения tвыкл=C5*R8*R9/(R8+R9) может быть связана с особенностями речи оператора: с ее темпом, длительностью речевых пауз и др. Обычно принимают tвыкл=0,5…2 с. Нужную задержку устанавливают подбором конденсатора С5.
Рис. 1. Принципиальная схема передатчика с «голосовым» управлением
Конструкция катушки L2 показана на рис. 2. Она имеет 16 витков, намотанных в ряд (без отвода) проводом ПЭВ-2 0,33. Катушку L3 — 4 витка, провод ПЭВШО 0,2 — наматывают поверх L2 у «холодного» (по ВЧ) ее конца.
Рис. 2. Конструкция катушки L2
Катушку L1 также наматывают на каркас диаметром 5 мм. Если кварцевый резонатор ZQ1 работает на основной гармонике, то она имеет 25 витков, намотанных виток к витку проводом ПЭВШО 0,12. Если же резонатор оказался гармониковым (действительная его частота составляет 1/3 от указанной на корпусе), то число витков в L1 увеличивают до 50…60 (провод ПЭВ 0,07), а варикап VD3 шунтируют конденсатором небольшой емкости (подробнее об этом — в описании настройки радиостанции).
Катушки подстраивают карбонильными сердечниками М3х9.
Микрофон ВМ1 — типа CZN-15E. Можно взять электретный микрофон и другого типа. Его сигнал нетрудно привести к нужному уровню регулировкой R2 или изменением коэффициента усиления операционного усилителя DA1: KU DA1=R5/R4 — шунтированием резистора R5 усиление тракта уменьшают, шунтированием R4 увеличивают Постоянное (опорное) напряжение на выходе DA1 зависит от сопротивления резистора R3; уточняя его, выставляют U6DA1= 2,5… 3,5 В. (Заметим, что падение напряжения на резисторе R3 — а значит и опорное напряжение на варикапе — практически не будет зависеть от напряжения питания передатчика. Именно в этом смысл введения ненужного здесь, казалось бы, истокового повторителя.) Если напряжение +U’ПИТ окажется слишком высоким для микрофона, то его можно уменьшить делителем (резистор нижнего его «плеча» показан штриховой линией).
Все постоянные резисторы в передатчике — МЛТ-0,125; подстроечный R2 — СП3-38а. Конденсаторы: С3, С5 — К53-30; С2, С10 — KWC (диаметр 6, высота 12 мм); С6, С7, С11 — КД-1; остальные — КМ-6, К10-17б и т.п.
Приемник радиостанции
Его принципиальная схема показана на рис. 3. На транзисторе VT1 собран усилитель радиочастоты (УРЧ). Его входной и выходной контуры, L1C2C3 и L3C5C6, настроены на fK — частоту канала связи. Связь приемника с антенной — трансформаторная, коэффициент трансформации √(L1/L2)=2,5. Германиевые диоды VD1 и VD2 ограничивают амплитуду входного сигнала: она не может быть выше напряжения отсечки этих диодов.
Основные преобразования РЧ сигнала происходят в DA1 — микросхеме, включающей гетеродин (его частоту fZQ1 задает кварцевый резонатор ZQ1), смеситель, на нагрузке которого — фильтре ZQ2 — выделяется сигнал разностной частоты fK-fZQ1=465 кГц, частотный детектор с фазосдвигающим контуром L5C10, усилитель шумоподавителя и предварительный УЗЧ. Подстройкой L4 можно в некоторых пределах изменять частоту гетеродина.
Резистором R6 выставляют порог срабатывания шумоподавителя. При исчезновении высокочастотных шумов свободного канала — с появлением несущей корреспондента — уровень напряжения на выводе 13 DA1 уменьшается скачком с +U’ПИТ почти до нуля.
На операционном усилителе DA2 и транзисторах VT5 и VT6 собран усилитель мощности УЗЧ. Его особенность — низкое энергопотребление во всех режимах. Основное назначение DA2 состоит в компенсации нелинейных искажений типа «ступенька», возникающих в УЗЧ такой конфигурации.
УПТ (усилитель постоянного тока) — транзисторы VT3, VT4 и др. — работает в ключевом режиме. Развязывая UПИТ и U’ПИТ, он позволяет варьировать U’ПИТ в широких пределах, не нарушая работу шумоподавителя.
Рис. 3. Принципиальная схема приемника микрорадиостанции
Транзистор VT2 — электронный выключатель питания радиоприемника. Напряжение на входе А — UА≈+UПИТ оставляет его закрытым, и, соответственно, тракты РЧ и ПЧ приемника окажутся обесточенными. При UA≈0 транзистор VT2 открывается до насыщения (UKЭ VT2<0,15 В) и радиоприемник включается в нормальную работу.
Напряжение питания микросхемы DA1 U’ПИТ зависит от напряжения источника питания UПИТ и сопротивления резистора R9. В любом случае оно не должно превышать предельно допустимого для микросхемы МС3361Р.
Катушки L1, L3 и L5 — экранированные, типа КВП. Индуктивность L1 и L3 — 1 мкГн, L5 — 240 мкГн. Катушки связи в L3 и L5 оставляют незадействованными (закорачивать их нельзя!). Катушка L4 — 10 витков провода ПЭВШО 0,12. Ее наматывают виток к витку на каркасе диаметром 5 мм и подстраивают карбонильным сердечником М3х9 (см. рис. 2).
Все постоянные резисторы в радиоприемнике МЛТ-0,125; резистор R6 — СП3-38а. Конденсаторы: С1— С3, С5—С7, С10 — КД-1 или другие линейные; С11 — К53-30. Конденсаторы С21 и С2 — KWC (отечественные имеют большие габариты). Остальные конденсаторы — КМ-6, К10-17б и т.п.
Передатчик и приемник радиостанции можно смонтировать на единой печатной плате. Но можно их выполнить и в виде лишь электрически связанных отдельных блоков.
Для настройки радиостанции потребуется частотомер, например Ч3-57, осциллограф и Си-Би радиостанция. Если осциллограф не «видит» Си-Би частот, то потребуется и высокочастотный (>30 МГц) вольтметр со шкалой «~U» от 0,3 В, например А4-М2.
Настройку станции начинают с передатчика. Его переводят в режим непрерывного излучения, соединив с «землей» коллектор транзистора VT3 и левую (по рис. 1) обкладку кварцевого резонатора ZQ1.
Подключив осциллограф к эмиттеру транзистора VT5, визуально оценивают частоту задающего генератора. Если это ~fK/3, то установленный резонатор относится к гармониковым и указанная на его корпусе частота является третьей гармоникой основного резонанса. Лучше заменить его резонатором, возбуждающимся на основной частоте. В противном случае последовательный контур, образованный катушкой L1 и емкостью CVD3, варикапа VD3, нужно перестроить на частоту fK/3. Это можно сделать по-разному. Например, увеличив вдвое (до 50) число витков в L1 (тем самым увеличив ее индуктивность примерно вчетверо) и зашунтировав варикап VD3 конденсатором, примерно удваивающим общую емкость контура.
Затем к катушке L3 подключают антенный эквивалент-нагрузку RН=50 Ом (резистор типа МЛТ), ВЧ вольтметр и подстройкой L2 настраивают выходной контур L2C11 по максимуму показаний вольтметра. Мощность, отдаваемую передатчиком в нагрузку, вычисляют как P=U2/RН (Р — в ваттах, U — в вольтах (эффективное значение), RH — в омах). Если она будет меньше показанной в таблице 1, потребуется подобрать емкость конденсатора С6.
Если осциллограф достаточно широкополосен, настройку и измерение выходной мощности передатчика можно выполнить без вольтметра. Нужно лишь «размах» сигнала на экране осциллографа Uосц (удвоенную амплитуду синусоидального) пересчитать в эффективное напряжение: U=UОСЦ/2,83.
Убрав перемычку, соединяющую с «землей» обкладку кварцевого резонатора, и включив тем самым частотный модулятор, убеждаются в том, что генератор продолжает работать и подстройкой L1 его частоту можно вернуть к fK (частотомер подключают к антенной нагрузке передатчика).
Если включение модулятора срывает генерацию, это значит, что резонанс последовательного контура CVD3L1 далек от fK и вносимое им в цепь кварцевого резонатора сопротивление слишком велико. Если подстройкой L1 частоту генератора привести к fK не удается, нужно изменить в L1 число витков.
Полезно проконтролировать осциллографом и работу микрофонного усилителя: сигнал на выходе DA1 не должен иметь видимых нелинейных искажений при амплитуде до 1,5 В. Опорное напряжение на выв. 6 DA1 должно оставаться практически неизменным при снижении напряжения питания до 4,5…5 В (см. Δf в таблице 1). Функцию стабилизатора, фиксирующего это напряжение и, соответственно, минимизирующего «уход» несущей передатчика при изменении напряжения питания, выполняет транзистор VT1, работающий здесь в режиме генератора тока.
В заключение проверяют работу «голосового» ключа: убеждаются в том, что регулировкой резистора R2 можно установить тот или иной акустический порог включения передатчика.
В таблице 4 приведены зависимости потребляемого передатчиком тока в режиме передачи IПЕР, выходной мощности РВЫХ, смещения частоты несущей Δf и тока дежурного режима IДЕЖ (модуляция отсутствует, передатчик выключен) от напряжения источника питания UПИТ.
Таблица 1
|
U пит, В |