СВ-ЧМ радиостанция с тональным вызовом

Особенности схемы следующие. В тракте ПЧ приемного тракта нет пъезокерамического фильтра ПЧ. Функции ФПЧ выполняет одиночный контур. Это ведет к снижению селективности по соседнему каналу, но способствует увеличению чувствительности (из-за снижения потерь в ФПЧ) и позволяет для задающего генератора передатчика и гетеродина приемника использовать кварцевые резонаторы с нестандартным разносом частот. В данной схеме, в передатчике работает резонатор на частоту 27,4 МГц, а в гетеродине приемника - 26,999 МГц. Таким образом, промежуточная частота равна 401 кГц. Готовый фильтр, пъезокерамический, кварцевый или электромеханический приобрести на такую частоту невозможно. А LC-контур перестроить легко.

 

Обычно, радиостанции снабжены системой шумопонижения, которая, фактически следит за уровнем полезного сигнала, и при его снижении ниже некоторого порога выключает УНЧ (или блокирует прохождение ЗЧ другим способом). Такой способ хотя и делает беззвучной работу радиостанции на дежурном приеме, когда нет полезного сигнала, но, во-первых, снижает фактическую чувствительность приемного тракта, во-вторых, пропускает помехи, которые ошибочно принимает за полезный сигнал, в-третьих, реагирует на сигналы других радиопередающих устройств, не имеющих к вам никакого отношения.

Избавиться от этих неприятностей можно, заменив стандартную систему шумо-понижения, системой распознающей вызывной сигнал исключительно «своей» радиостанции (второй из комплекта). В Л.1, чтобы исключить ложные срабатывания сигнального устройства использовался способ частотного кодирования сигнала, при котором сигнал «своего» передатчика модулируется НЧ сигналом определенной частоты, а в приемном тракте есть тональный декодер, распознающий «свой» сигнал по частоте модуляции.  Здесь этот  способ  используется только для передачи вызывного сигнала. Находясь в режиме дежурного приема приемный тракт радиостанции работает с выключенным УНЧ, и поэтому беззвучен, даже в условиях сильных помех, как индустриального характера, так и от других радиостанций, работающих на близкой или этой же частоте. Чтобы вызвать абонента с вызывающей радиостанции подается сигнал, модулированный тоном определенной частоты. Приемный тракт радиостанции, к которой адресован данный вызов, распознает тон вызывного сигнала и включает сигнализатор вызова, представляющий собой простой музыкальный синтезатор, нагруженный на пьезоэлектрическую «пищалку». Услышав сигнал вызова абонент переключает радиостанцию из дежурного в рабочий режим и далее может вести двухстороннюю симплексную связь, так как это происходит обычно. Питается радиостанция от источника напряжением 4,8V, состоящего из четырех Ni-Cd-аккумуляторов типоразмера «АА». Рассмотрим схему подробнее. Режимы «RX/ТХ» переключает S1, состоящий из двух групп, коммутирующих антенну и питание. Тракты приема-передачи сквозные, общие только антенна, питание и тональный кодер-декодер (A3). Переключатель S2 переключает режимы приема, - дежурный и рабочий. Кнопка S4 - подает вызывной сигнал при передаче. На схеме S1 - в положении «RX», S2 - «дежурный прием». S3 - выключатель питания.

При приеме сигнал от антенны поступает сначала на УРЧ на полевом транзисторе VT1. Данный усилитель согласует низкоомный вход преобразователя частоты микросхемы А1 с контуром L2 и поднимает чувствительность до 0,3-0,5 мкв (без УРЧ чувствительность примерно 2-3 мкв).

Приемный тракт построен по схеме с однократным преобразованием частоты. Частота гетеродина стабилизирована кварцевым резонатором Q1 (26,999 MHz), её можно немного отклонить подстройкой L3. Промежуточная частота 401 kHz выделяется контуром LC1-С6. Здесь используется готовый контур ПЧ от карманного радиоприемника с AM диапазонами и ПЧ 455 kHz. Частота резонанса контура понижена до 401 kHz включением параллельно ему дополнительного конденсатора С6. При налаживании тракта ПЧ его емкость уточняется. Аналогичный контур (LC2-С11) работает в частотном детекторе.

Цепи шумоподавителя микросхемы МС3361 здесь не используются, а сигнал НЧ снимается непосредственно с вывода 9 (без предварительной подачи на триггер-фильтр шумоподавителя).

Низкочастотный демодулированный сигнал через резистор - регулятор громкости R5 поступает на УНЧ на микросхеме А2, нагруженной на микродинамик В1, и через цепь C14-R4 на вход микросхемы A3 (LM567), которая при дежурном приеме работает как тональный декодер. Переключатель S2 (дежурный / рабочий) переключает питание УНЧ и схемы на A3 и А4. На схеме он показан в положении «дежурный». Если на выходе А1 есть НЧ сигнал частота которого соответствует тональному коду, заданному цепью R8-C23, то открывается выходной ключ A3, выведенный на вывод 8. Через него подается напряжение на параметрический стабилизатор, состоящий из резистора R9 и светодиода HL1. На светодиоде падает около 1,7V, которыми питается музыкальный синтезатор на А4 (УМС8-08). Микросхема А4 включена по упрощенной схеме, при которой невозможен выбор музыкального фрагмента. Воспроизводится музыкальный фрагмент  пьезоэлектрическим акустическим элементом F1 (используется «пищалка» от неисправного мультиметра).

При переключении S2 в положение «рабочий» питание от A3 и А4 отключается и подается на УНЧ А2. При этом из динамика может быть слышен тональный сигнал (если сигнал вызова еще передается).

Светодиод HL1 здесь не является индикатором, он используется исключительно как стабилизатор напряжения питания А4. Через него протекает недостаточный ток для нормального свечения.

Для включения передатчика нужно S1 переключить в противоположное показанному на схеме положение. При этом, антенна и питание переключаются на передатчик. А приемный тракт обесточен.

Собственно передатчик - двухкаскадный, на транзисторах VT2 и VT3. Задающий генератор выполнен на VT3, а усилитель мощности на VT2. Номинальная выходная мощность около 0,5W (при напряжении питания 4,8V). Несущая частота определяется кварцевым резонатором Q2 (здесь он на 27,4 MHz). Узкополосная ЧМ в данной схеме осуществляется традиционным способом, - с помощью LC-цепи L7-VD3, включенной последовательно резонатору осуществляется отклонение частоты от основной. Величина этого отклонения зависит от емкостной составляющей - VD3, и меняется модулирующим сигналом ЗЧ. Модулирующий усилитель собран на транзисторах VT4-VT5. На вход данного усилителя-ограничителя НЧ сигнал может поступать от электретного микрофона М1 (при показанном на схеме положении S4) или от генератора тонального кодера A3. Если нужно послать вызов, надо переключить S4. Через него питание поступит на A3, но диод VD3 не пропустит питание на другие части приемного тракта. Из схемы приемного тракта будет работать только A3, и тональный сигнал с выхода её генератора поступит через цепь R21-C37 на вход модулирующего усилителя (VT4-VT5).

Чтобы обеспечивалась взаимная работа двух (или нескольких) радиостанций, нужно настроить их тональные кодеры-декодеры на одну и ту же частоту. То есть, параметры цепи R8-C23 у всех них должны быть одинаковыми.

При разговоре S4 переключен как на схеме и питание подается не на A3, а на электретный микрофон М1.

Частотно-модулированный сигнал выделяется на контуре L6-C29-C30 и через разделительный конденсатор С31 поступает на усилитель мощности на VT2. Здесь используется относительно мощный транзистор КТ907 который работая при выходной мощности около 0,5-0,7W он вообще не нагревается. Пожалуй, здесь будет уместнее КТ606 или КТ610, но автор использовал то, что имелось в наличии.

Питание на высокочастотную часть схемы передатчика поступает через «П»-контур L8-С39-С40, исключающий проникание ВЧ по цепям питания на НЧ тракт.

Нагружен усилитель мощности на дроссель L5, с которого ВЧ сигнал поступает в антенну через согласующий «П»-контур C22-C21-L4-C20. Катушка L1 увеличивает электрическую длину антенны.

Теперь о деталях. Как уже было сказано, в данной схеме в тракте ПЧ нет стандартного пъезофильтра, так как ПЧ нестандартна. Если есть возможность приобрести резонаторы Q1 и Q2 с разницей частот 455 или 465 kHz можно вместо контура LC1-C6 применить стандартный пъезофильтр от карманного радиоприемника с АМ-диапазонами, а контур LC2-C11 заменить керамическим резонатором на стандартную ПЧ, подключив их так как, например, сделано в Л.2.

Для намотки ВЧ-контурных катушек используются пластмассовые каркасы с ферритовыми подстроечными сердечниками от модулей радиоканалов старых телевизоров типа 3-УСЦТ. Катушка L1 - 16 витков, L2 - 10 витков, L3 - 9 витков, L4 - 10 витков, L6 - 10 витков с отводом от 5-го, L7 - 12 витков. Все эти катушки намотаны проводом ПЭВ 0,31. Обмотка равномерно распределяется по секциям каркаса. Дроссели L5 и L8 одинаковые, фабричные, индуктивностью 25 мкгн (это дроссели снятые с модуля цветности МЦ-3 телевизора 3-УСЦТ, - L6, L7 или L8 по схеме телевизора). Микрофон М1 - электретный микрофон от старого кассетного магнитофона. Это может быть любой электретный микрофон, например, от электронного телефонного аппарата. Подбором сопротивления R20 можно установить чувствительность микрофона.

Динамик В1 - китайский динамик мощностью 0,5W и сопротивлением 8 Ом от карманного радиоприемника. Подойдет практически любой динамик 4-16 Ом, 0,1-1W.

Резонатор Q1 - от неисправной 8-битной телеигровой приставки. Q3 - от часов.

Пьезоэлектрический акустический элемент F1 - «пищалка» от мультиметра, можно от электронных часов с будильником.

Диоды 1N4148 можно заменить на КД503, КД521, КД522. Варикап КВ121А - практически можно заменить любым другим, включая и Д901, КВ104, или импортным.

Транзисторы КТ3102 с любым буквенным индексом, можно заменить на КТ315. Транзистор КТ907 - на КТ904, КТ606, КТ610.

Антенна - монтажный провод длиной 1,5 метра намотанный на резиновый шланг толщиной 8мм. Намотка ровная, с шагом 5 мм. Затем, сверху намотана ПХВ-изолента, чтобы скрепить витки и придать прочности конструкции.

Налаживать следует две радиостанции одновременно. Начать с передатчиков, а потом по сигналам передатчиков настроить приемные тракты. Перед настройкой приемных трактов необходимо контура LC1-C6 и LC2-C11 предварительно настроить в резонанс на частоту ПЧ, которая получилась в вашем случае. Если ваша ПЧ выше 455 kHz, нужно удалить из контуров LC1 и LC2 имеющиеся в них конденсаторы, а С6 и С11 выбрать на полную емкость.

Сопряжение радиостанций выполняется подстройкой катушек L3 и L7 так чтобы получить максимальную дальность приема.

Мясников С.

Литература:

1. Мясников С. Радиотракт для сигнализации, "Радиоконструктор", №7, 2006.

2. Андреев С. Приемный тракт на МС3361 с двойным преобразованием частоты. "Радиоконструктор", №2, 2006.

"Радиоконструктор", №3, 2008