Представлені пристрої зв'язку, створені на основі біполярних і МОП-транзисторів. Проте дані елементи є не єдиними активними компонентами, з допомогою яких можна створювати засоби зв'язку.

На ріс.7.1 представлені приклади схем ЧС-передавачів, створених на основі тунельних діодів.

Тунельні діоди, як відомо, при деяких режимах володіють негативним динамічним (!!) Опором. Завдяки цій властивості дані елементи можуть виконувати функції генераторів коливань і підсилювачів радіосигналів.

Поміщений в ланцюг коливального контуру тунельний діод компенсує втрати і забезпечує генерацію незатухаючих коливань. Найпростіші ланцюга частотної модуляції, декілька додаткових елементів – І ЧС-радіопередавач готовий. Саме так побудовані представлені пристрою.

Дані малопотужні УКХ ЧМ-пристрої забезпечують передачу інформації на відстані декількох десятків метрів при чутливості УКХ-приймача 5-10 мкВ і довжині передавальної антени 1 м – 0.5 м для частот 70-144 МГц (оптимальна довжина антени -1 / 4 довжини радіохвилі). Збільшення частоти дозволяє зменшити довжину антени. Це, разом з простотою конструкції дозволяє створювати надмініатюрні апаратуру. Незважаючи на відносно скромні відстані роботи, дані пристрої можуть представляти певний інтерес.

Елементи для схеми УКХ ЧМ-передавача (ріс.7.1.а) на тунельному діоді:

R1=33.R2=100,R3=510;

З 1 = 20-40, С2 = 10н-68н, СЗ = 4.7мкФ-20мкФ;

D1 – тунельний діод, наприклад, АІ201А або аналогічні;

LI – безкаркасні, 5 +2 (2вітка від "землі") витків ПЕВ-2 0.8, діаметр котушки 8 мм. Настройка.

Змінним резистором R3 встановлюється робоча точка, при якій виникає стійка генерація. Частота встановлюється зміною довжини котушки і величини ємності С1. Монтаж.

Монтаж здійснюється відповідно до звичайних вимог по конструюванню ВЧ-пристроїв: мінімальна довжина провідників, екранування і т.д.

Елементи для схеми УКХ ЧМ-передавача (ріс.7.1.6) на тунельному діоді:

R1=100, R2=300;

З 1 = 20-40, С2 = 10н-68н, СЗ = 4.7мкФ-20мкФ, С4 = 0.1мкФ;

D1 – тунельний діод, наприклад, АІ201А або аналогічні;

L1 – безкаркасні, 7 витків ПЕВ-2 0.8, внутрішній діаметр котушки 8 мм, L2 – безкаркасні, 3 витка ПЕВ-2 0.6, довжина котушки 4 мм, внутрішній діаметр котушки 2.5-3 мм. Настройка.

Змінним резистором R1 встановлюється робоча точка, при якій виникає стійка генерація. Частота встановлюється зміною довжини котушки і величини ємності С1. Монтаж.

Монтаж здійснюється відповідно до звичайних вимог по конструюванню ВЧ-пристроїв: мінімальна довжина провідників, екранування і т. д.

Наведені схеми ЧС-радіопередавачів мають цікавою особливістю: радіопередавачі досить просто перетворюються на радіоприймачі. Для цього замість мікрофона, звичайно, слід використовувати УНЧ з гучномовцем або телефони (навушники), крім того. можливо буде потрібно змінити режим тунельного діода. Звичайно. чутливість такого радіо буде невелика.

Радіопередавальні пристрої, що використовують радіохвилі для передачі інформації, і традиційний телефон є, звичайно, не єдиними засобами зв'язку. Існують й інші методи передачі і прийому інформації. При цьому альтернативні методи можуть забезпечувати зв'язок на значних відстанях. У деяких випадках функ-

radiomic40-1.jpg

 

Ріс.7.1. Схеми ЧС-передавачів на тунельний діодах.

radiomic40-2.jpg

 

Ріс.7.2. Схема АМ-передавача на 27 МГц через мережу 220 В.

Чи (УНЧ) можна ці поля вловлювати і посилювати. На цьому простому принципі можна побудувати систему передачі інформації, звичайно, на незначні відстані. Ці відстані, звичайно, залежать від величини струму, що протікає по що передає інформацію провіднику, від розташування цього провідника, від чутливості підсилювача приймача, від рівня навколишніх перешкод і т.д. У звичайних умовах-дальність до 5-10 м. При використанні спеціальних селективних фільтрів, що дозволяють придушити перешкоди, ця відстань може бути значно більше.

На рис. 7.3 – ріс.7.7 наведені приклади схем передавачів та приймачів, що використовують індукційний метод передачі інформації.

Для підвищення напруженості електромагнітного поля і, як наслідок, рівня переданого і прийнятого сигналу передавальний провід передавача інформації виконаний вигляді контуру. Даний контур складається з декількох витків товстого (струм – кілька ампер!) мідного дроту і утворює своєрідний електромагніт (рекомендується згадати шкільний курс фізики). Приймач повинен знаходитися усередині контуру (У полі даного контуру) або близько від нього. Звичайно, ясно, що чим вище величина протікаючого струму і більше витків в контурі, тим більше що передається, а, отже, і який приймається (індукований в приймальному контурі), сигнал.

До речі, на цьому ж принципі заснований метод пошуку прихованої електропроводки (220 В). Подібні прилади надзвичайно корисні для електромонтерів.

Подібним чином влаштований що випускається серійно прилад, що забезпечує можливість гучномовного прослуховування користувачем свого (!!) Телефону. Звичайно, хороший, потрібний і корисний прилад.

Але на цьому ж індукційному принципі заснований один (!) З методів підслуховування телефонних розмов. Це дуже корисні і дуже прості прилади для дуже вузького кола, але дуже шкідливі для всіх інших, особливо тих, хто в цей момент говорить за такою телефонної лінії (телефону).

І на цьому принципі можна побудувати прості засоби зв'язку і передачі інформації. Контур передавача можна розташувати, наприклад, по периметру території, на якій необхідно організувати односторонню передачу інформації. Однак можна його виконати і в вигляді елемента портативного пристрою. Правда, в цьому випадку дальність зв'язку обмежиться кількома метрами, але можна забезпечити стійкий зв'язок через стінки.

Фактично, схема передавача на ріс.7.3 являє собою потужний УНЧ, навантажений на контур, виконаний товстим мідним дротом. Активний опір контуру має бути кілька Ом.

Елементи для схеми на ріс.7.3:

Р1 = 50К-1м (визначає вхідний опір), К2 = 5к-10К, К3 = 500К-1м (посилення каскаду -1 + R3/R2), К4 = 5к-100к (регулятор гучності), Р5 = 5к-10К, К6 = 50К-100к (посилення каскаду – 1 + R6/R5), К7 = 5к-10K.R8 = lK, R9 = 5K-10K (R9 = R7), R10 = 200-500, Rll = 200-500 (Rll = R10), R12 = 0.2-1. R13 = 0.2-1 (R13 = R12), R14 = 10 (ланцюжок R14C8 забезпечує стійкість УНЧ), R 15 = 2-4 (обмежує струм через навантаження, який не повинен перевищувати 2А-ЗА при синусоїдальній сигналі);

С1 = 0.1-1мкФ, С2 = 0.5-1мкФ, СЗ = 0.5-1мкФ, С4 = 0.1-0.5, С5 = 0.1-0.5, С6 = 0.1-0.5. С7 = 0.1-0.5, С8 = 0.1, С9 = 1000мкФ-4000мкФ, С10 = 1000мкФ-4000мкФ;

01.02-КД523 та ін:

Т1.Т2 – КТЗ 102. КТЗ 107 або КТЗ 15, КТ361, або інші аналогічні парні транзистори,

ТЗ.Т4 – КТ815. КТ814 або інші аналогічні парні транзистори:

А1.А2 – ОУ К140УД8 або аналогічні ОУ. Монтаж і настроювання.

За допомогою резистора R8 встановлюється початковий струм через транзистори ТЗ і Т4 – 5мА-20мА. С4, С5, С6, С7 підключаються максимально близько до ОУ. Для D 1. D2 необхідно забезпечити тепловий контакт з ТЗ. Т4. R2C2 і R5C3 визначають нижню частоту діапазону роботи УНЧ: ЮмкФ і 1к – 16Гц. 1мкф і 10К – 16Гц. 0.5мкФ і Юк-32Гц, і т.д.

Вихідну потужність підсилювача на ріс.7.3 можна підвищити, якщо використовувати в складі даного пристрою більш потужні транзистори. При цьому можна використовувати такі елементи:

R 15 = 1-2 (обмежує струм через навантаження, який не повинен перевищувати 5А-6А при синусоїдальній сигналі):

Т1.Т2 – КТ503, КТ502 або інші аналогічні парні транзистори;

ТЗ.Т4 – КТ817, КТ816 або інші аналогічні парні транзистори.

На рис. 7.4 представлена схема аналогічного пристрою, але доповненого регуляторами тембру по НЧ і ВЧ. Для даної схеми регулятор гучності встановлено на вході.

radiomic40-3.jpg

 

radiomic40-4.jpg

 

Елементи для схеми на рис. 7.4:

Р2 = 5к-10К, R3 = 500K-lM (посилення каскаду -1 + R3/R2), К4 = 50К-1м (регулятор гучності), Р7 = 5к-10К, Р8 = 1к, К9 = 5к-10К (R9 = R7), R10 = 200-500, R11 = 200-500 (R11 = R10), R12 = 0.2-1, R13 = 0.2-1 (R13 = R12), R14 = 10 (Ланцюжок R14C8 забезпечує стійкість УНЧ), R 15 = 2-4 (обмежує струм через навантаження, який не повинен перевищувати 2А-ЗА при синусоїдальній сигналі), R 16 = 11 до, Р17 = 100к (лін., регулятор НЧ), R 18 = 11 к. R 19 = 11 до, Р20 = 3.бк, р21 = 500К (лін., регулятор ВЧ), К22 = 3.6к. R23 = 100K;

С1 = 0.1-1мкФ, С2 = 0.5-1мкф, С4 = 0.1-0.5, С5 = 0.1-0.5, С6 = 0.1-0.5, С7 = 0.1-0.5. С8 = 0.1, С9 = 1000мкФ-4000мкФ, С10 = 1000мкФ-4000мкФ, С11 = 0.05мкФ. С12 = 0.05мкФ. С13 = 0.005мкФ;

01Т »2-КД523 та ін,

Т1.Т2 – КТЗ 102. КТЗ 107 або КТЗ 15, КТ361, або інші аналогічні парні транзистори;

ТЗ.Т4 – КТ815. КТ814 або інші аналогічні парні транзистори;

А1.А2 – ОП К140УД8 або аналогічні ОУ Монтаж і настроювання.

За допомогою резистора R8 встановлюється початковий струм через транзистори ТЗ і Т4 – 5мА-20мА. С4. С5, С6, С7 підключаються максимально близько до ОУ. Для Dl, D2 необхідно забезпечити тепловий контакт з ТЗ. Т4. R2C2 визначають нижню частоту діапазону роботи УНЧ: ЮмкФі 1к-16Гц, 1мкФі10к-16Гц, 0.5мкФі10к-32Гц, ит.д.

Вихідну потужність підсилювача на ріс.7.4 можна підвищити, якщо використовувати в складі даного пристрою більш потужні транзистори. При цьому можна використовувати такі елементи:

R 15 = 1-2 (обмежує струм через навантаження, який не повинен перевищувати 5А-6А при синусоїдальній сигналі);

Т1, Т2 – КТ503. КТ502 або інші аналогічні парні транзистори;

ТЗ.Т4 – КТ817. КТ816 або інші аналогічні парні транзистори.

На ріс.7.5 представлена схема спрощеного варіанту індукційного УНЧ-передавача, побудованого на основі схем попередніх пристроїв. Схема містить всього один ОУ. Регулятор гучності встановлено на вході.

Елементи для схеми на ріс.7.5:

Р4 = 5к-100к (регулятор гучності, визначає вхідний опір УНЧ). К5 = 5к-10К. К6 = 100к-500К (посилення каскаду – 1 + R6 / R5), К7 = 5к-10К. R8 = lK, К9 = 5к-10К (К9 = К7). R10 = 200-500, R11 = 200-500 (R11 = R10). R12 = 0.2-1.R13 = 0.2-1 (R13 = R12), R 14 = 10 (ланцюжок

radiomic40-5.jpg

 

Ріс.7.5. Схема потужного УНЧ на 1 ОУ, що використовується як індукційного передавача.

R14C забезпечує стійкість УНЧ), R15 = 2-4 (обмежує струм через навантаження, який не повинен перевищувати 2А-ЗА при синусоїдальній сигналі);

С1 = 0.1-1мкф, СЗ = 0.5-1мкФ. С4 = 0.1-0.5, С5 = 0.1-0.5, С6 = 0.1-0.5, С7 = 0.1-0.5, С8 = 0.1, С9 = 1000мкФ-4000мкФ, С10 = 1000мкФ-4000мкФ;

Ш.02-КД523 та ін;

Т1.Т2 – КТЗ 102, КТЗ 107 або КТЗ 15, КТ361, або інші аналогічні парні транзистори;

ТЗ.Т4 – КТ815, КТ814 або інші аналогічні парні транзистори;

А1 – ОУ К140УД8 або аналогічні ОУ. Монтаж і настроювання.

За допомогою резистора R8 встановлюється початковий струм через транзистори ТЗ і Т4 – 5мА-20мА. С4, С5, С6, С7 підключаються максимально близько до ОУ. Для Dl, D2 необхідно забезпечити тепловий контакт з ТЗ, Т4. R5C3 визначають нижню частоту діапазону роботи УНЧ: ЮмкФі 1к-16Гц. 1мкФі10к-16Гц, 0.5мкФі10к-32Гц, ит.д.

На ріс.7.6 і ріс.7.7 представлені схеми приймачів для індукційного способу передачі інформації.

На ріс.7.6.а наведена схема на одному ОУ.

Елементи для схеми на ріс.7.6.а:

Rl = R2 = 10 () K-lM (визначу вхідний опір УНЧ), R3 = lK-5к (регулювання посилення), Р4 = 500К-1м (посилення каскаду -1 + R4/R3), R5 = 10;

С1 = 0.1-5мкФ. С2 = 5мкФ-10мкФ С3 = 0.1-0.5, С4 = 100мкФ-500мкФ, С5 = () .1;

Т1.Т2 – КТЗ 102. КТЗ 107 або КТЗ 15, КТ361, або інші аналогічні парні транзистори;

А1 – ОУ К140УД8 або аналогічні ОУ, напруга живлення може бути зменшена до рівня, яке допускають технічні умови. Монтаж і настроювання.

За допомогою резистора R8 встановлюється необхідний коефіцієнт підсилення. СЗ підключаються максимально близько до ОУ. Доцільно до L1 підключити конденсатор СВ. Даний контур необхідно налаштувати на середину діапазону – 1кГц. L1 виконується на ферито-вом сердечнику довжиною 5-10 см і проникністю 2000-4000. L1 містить 1000-2000 витків дроту ПЕВ 0.05-0.07мм.

На ріс.7.6.б наведена схема на двох ОУ. Схема багато в чому аналогічна схемі на ріс.7.6.а, але в схему введений багатосмуговий регулятор тембру. Це дозволяє підібрати оптимальну якість звуку навіть у

radiomic40-6.jpg

 

Ріс.7.6. Схеми приймачів на ОУ для індукційного способу передачі інформації:

а – на 1 ОУ, б – на 2 ОП з НЧ-, СЧ-, ВЧ-регулятором.

radiomic40-7.jpg

 

Ріс.7.7. Схеми приймачів для індукційного способу передачі інформації на ІС серії 548:

а – на ІС 548УН1А, б – на ІС 548УНЗА.

умовах підвищеного рівня перешкод. Пристрій містить НЧ-, СЧ, ВЧ-регулятори тембру.

Елементи для схеми на ріс.7.6.6:

Rl = R2 = 100K-lM (визначу вхідний опір УНЧ), Р3 = 1к-5к (регулювання посилення), К4 = 500К-1м (посилення каскаду -1 + R4/R3), К5 = 120к, Кб = 43К, R7 = 12K, Р8 = 10К, R9 = 36ic, R10 = 13K, РП = 22К (НЧ), К12 = 22К (СЧ), Р13 = 22К (ВЧ), Р14 = 20К, Р15 = 20К, Р16 = 20К, R17 = R18 = 50K-100ic, R19 = 150ic, R20 = 10;

С1 = 0.1-5мкФ, С2 = 5мкФ-10мкФ, С3 = 0.1-0.5, С4 = 0.25, С5 = 2200, С6 = 6800, С7 = 4700, С8 = 0.25, С9 = 0.015, С10 = 300, З11 = 5мкФ- 10мкФ, С12 = 1мкФ-10мкФ, С13 = 1мкФ-10мкФ, С14 = 0.1, С15 = 100мкФ-500мкФ, З 16 = 0.1;

Т1.Т2 – КТЗ 102, КТЗ 107 або КТЗ 15, КТ361, або інші аналогічні парні транзистори;

А1.А2 – ОУ К140УД8 або аналогічні ОУ, напруга живлення може бути зменшена до рівня, яке допускають технічні умови.

Монтаж і настроювання.

За допомогою резистора R8 встановлюється необхідний коефіцієнт підсилення. СЗ, З 14 підключається максимально близько до ОУ. Доцільно до L1 підключити конденсатор СВ. Даний контур необхідно налаштувати на середину діапазону – 1кГц. L1 виконується на феро-товом сердечнику довжиною 5-10 см і проникністю 2000-4000, L1 містить 1000-2000 витків дроту ПЕВ 0.05-0.07мм.

На ріс.7.7 наведено схеми приймачів на ІС серії 548.

Елементи для схеми на ріс.7.7.а:

Rl = 500-lK (регулювання посилення УНЧ), К2 = 2.4к, К3 = 24к-51 до (підстроювання посилення), К4 = 3к-10К, К5 = 1к-3к, К6 = 240к. К7 = 20К-100к (підстроювання посилення), R8 = 10;

С1 = 0.2-0.47, С2 = 10мкФ-50мкФ, С3 = 0.1, С4 = 4.7мкФ-50мкФ, С5 = 4.7мкФ-50мкФ. С6 = 10мкФ-50мкФ, С7 = 10мкФ-50мкФ, С8 = 0.1-0.47. С9 = 100мкФ-500мкФ;

ОУ 1 і 2 – ІС К548УН1А (Б): два малошумлячих ОУ в одному корпусі, що вимагають однополярної харчування напругою 9В-ЗОВ;

Т1. Т2 – КТ315, КТ361 або КТ3102, КТ3107 або аналогічні;

Т – ТМ-2А.

Монтаж і настроювання.

За допомогою резистора R1 встановлюється необхідний коефіцієнт підсилення. СЗ підключається максимально близько до ОУ. Доцільно до L1 підключити конденсатор СВ. Даний контур необхідно налаштувати на середину діапазону – 1кГц. L1 виконується на ферито-вом сердечнику довжиною 5-10 см і проникністю 2000-4000, L1 містить 1000-2000 витків дроту ПЕВ 0,05-0.07 мм.

Елементи для схеми на ріс.7.7.6:

R 1 = 300-1 до (підстроювання чутливості УНЧ, змінний резистор 1к-2к), К3 = 24-33к (K = 1 + R3/R1), R4 = 47K (регулювання гучності);

С1 = 0.1-0.3, С2 = 10мкФ-20мкФ, С3 = 0.1, С4 = 4.7мкФ-10мкФ, С5 = 1мкФ-10мкФ, С7 = 10мкФ-20мкФ, С11 = 10мкф, С12 = 10мкф, С13 = 0.1;

ОУ 1 і 2 – ІС К548УНЗ, ОУ1 – попередній підсилювач, ОУ2-підсилювач потужності, ІС розрахована на роботу з однополярним живленням напругою 1.1 В-1.5В;

Т – телефон опором не менше 600 му – 300 +300, можливе застосування звичайного (двопровідної), але з використанням вихідного трансформатора.

Монтаж і настроювання.

За допомогою резистора R1 встановлюється необхідний коефіцієнт підсилення. СЗ підключається максимально близько до ОУ. Доцільно до L1 підключити конденсатор СВ. Даний контур необхідно налаштувати на середину діапазону – 1кГц. L1 виконується на ферито-вом сердечнику довжиною 5-10 см і проникністю 2000-4000, L1 містить 1000-2000 витків дроту ПЕВ 0.05-0.07мм.

Вихідний каскад індукційного передавача (УНЧ) може бути виконаний на основі схеми генератора струму. Це дозволяє виключити обмежує резистор і трохи підвищити коефіцієнт корисної дії (КПД).

Представлені приклади пристроїв індукційної зв'язку розраховані на односторонню зв'язок. Однак на цьому принципі можуть бути створені варіанти і дуплексного зв'язку. Для цього, звичайно, повинно бути мінімум дві пари пристроїв – передавач і приймач.

В якості середовища передачі інформації може використовуватися світло. Це може бути звичайний (видимий) світло або інфрачервоне випромінювання (інфрачервоні промені).

На рис. 7.8 представлені схеми простих оптичних передавачів для светотелсфонов (фототелефонів).

На ріс.7.8 – оптичні передавачі з модуляцією променя світла: а, б-приклади схем передавачів, що використовують видимий (а) та інфрачервоний (б) світло.

Пристрій на ріс.7.8.а забезпечує передачу інформації АМ-мо-дуляціей (зміною інтенсивності) світлового променя (електромагнітне випромінювання видимої частини спектру). При використанні найпростішої оптичної системи дальність зв'язку може скласти в денний час кілька сотень метрів, а в нічний – більше 1 км, В якості найпростішої оптичної системи можна використовувати такі засоби: у джерела випромінювання (Електрична лампочка) – рефлектор, наприклад. електричний ліхтарик, у приймача (фотодіод) – фокусуються лінза або рефлектор.

Елементи для схеми передавача светотелефона з модуляцією променя видимого світла, ріс.7.8.а:

Р.1 = 50К-100к (визначає вхідний опір пристрою), Р2 = 300К, Р3 = 300К (регулювання початкового струму через випромінюючий елемент – лампочку розжарювання), Р4 = 300К, К5 = 1к-5к, К6 = 100к-300К (коефіцієнт посилення каскаду на ОУ – 1 + R5/R5), R7 = 5-10 (зменшує вплив розкиду параметрів лампочки і зміна її опору від протікаючого струму, підвищує температурну стабільність);

С1 = 0.1-0.3, С2 = 0.1мкФ-5мкФ, СЗ = 5мкФ-50мкФ, С4 = 0.1, С5 = 100мкФ-1000мкФ:

А 1 – ОУ До 140УД8 або аналогічні ОУ, напруга живлення може бути збільшена або зменшена до рівня, яке допускають технічні умови на ОУ.

Tl-KT3102 або інші аналогічні транзистори,

Т2 – КТ815 або інші аналогічні транзистори, можливе використання замість Tl і Т2 одного транзистора КТ827,

L1 – лампочка розжарювання на 6.3В, можливе використання лампочок на інші напруги, наприклад, 3.6В, 12В і т.д., Настройка.

Змінним резистором R3 встановлюється робоча точка вихідного транзистора (ОУ, Т 1, Т2). Струм спокою, що протікає через цей транзистор, задає початкову інтенсивність світіння лампи. Значний початковий струм необхідний для компенсації інерційних властивостей лампи розжарювання. Саме через інерційних властивостей лампи, що викликають спотворення сигналу, глибина модуляції не може бути значною: ток спокою не досягає нуля. Глибина модуляції (гучність) встановлюється за допомогою резистора R1 (гучність). З метою обмеження спотворень сигналу цей рівень зазвичай становить усього кілька відсотків. Величина початкового струму і величина R7 залежать від типу лампочки. Величина початкового струму вибирає-

radiomic40-8.jpg

 

Ріс.7.8. Схеми передавачів з модуляцією (AM) променя світла:

а – видимого (лампа розжарювання), б – інфрачервоного (ІФ-світлодіод).

ся з урахуванням зміни струму модуляції. Для нормальної експлуатації та досягнення максимальної дальності зв'язку необхідно виконати взаємну орієнтацію випромінюючого елемента передавача і датчика приймача. Це означає, що лінія, вздовж якої здійснюється випромінювання, повинна бути спрямована на датчик пристрою. Датчик же повинен бути спрямований на джерело та орієнтований так, щоб сигнал був максимальний.

У цьому пристрої можливе використання сучасних світло-випромінюючих діодів, що забезпечують порівняно високу яскравість випромінювання. Частотні властивості, надійність та економічність у елементів цього класу значно краще, ніж у ламп розжарювання. Для досягнення більшої потужності випромінювання і дальності передачі можливе одночасне використання декількох світлодіодів.

Для підвищення потужності випромінювання (і дальності), досягнення економічності (ККД) даних пристроїв зв'язку доцільно замість чисто аналогового модулюючого сигналу використовувати імпульсну модуляцію, наприклад, широтно-імпульсну. Одним із варіантів такого рішення може бути, наприклад, використання підсилювачів класу D, до виходу яких можна підключити світлодіоди. З огляду на підвищений коефіцієнт спотворень, що характерно для підсилювачів класу D. в приймачах необхідно передбачити відповідне фільтрування сигналів.

На жаль, електромагнітне випромінювання видимої частини спектру має низку властивостей, що знижують привабливість його використання в подібних пристроях. Це і низька прозорість багатьох передавальних середовищ. іноді недостатня скритність променя. слабка здатність до відбиття від перешкод і т.д.

У багатьох випадках хорошою альтернативою може служити інфрачервоне випромінювання.

Використовуючи світловипромінюючі діоди інфрачервоної частини діапазону, вдається створити значну кількість пристроїв, що полегшують і прикрашають життя. Досить згадати хоча б пульти дистанційного управління побутовими пристроями, наприклад, телевізорами, відеомагнітофонами і т.д. На основі аналогічних світло-і фотодіодів можна сконструювати пристрої оптичного зв'язку.

Один з варіантів схеми передавача светотелефона (фототелефонів) з модуляцією інфрачервоного випромінювання наведено на ріс.7.8.6. Схема і її налаштування багато в чому аналогічні попередньої схеми оптичного передавача (ріс.7.8.а) з модуляцією променя видимого світла.

Необхідно відзначити, що при відносно близьких відстанях (10 м – 20 м), звичайно в межах приміщень, немає необхідності встановлювати джерело випромінювання і його приймач на одній лінії, тому що інфрачервоні промені відбиваються від перешкод, наприклад, від стін.

Приклад схеми такого пристрою представлений на рис 7.8.6:

Елементи для схеми передавача для светотелефона (фототелефонів) з модуляцією інфрачервоного випромінювання (ріс.7.8.б):

К1 = 50К-100к (визначає вхідний опір пристрою), Р2 = 300К, К3 = 300К (регулювання початкового струму через випромінюючий елемент – світлодіод), К4 = 300К, Р5 = 1к-5к, К6 = 100к-300К (коефіцієнт посилення каскаду на ОУ – 1 + R5/R5), R8 = 8-10 (обмежує струм через ІФ-світлодіод, зменшує вплив розкиду параметрів світлодіода і підвищує температурну стабільність, середній струм через випромінюючий діод – 250мА-ЗООмА);

С1 = 0.1-0.3, С2 = 0.1мкФ-5мкФ, СЗ = 5мкФ-50мкФ, С4 = 0.1, С5 = 100мкФ-1000мкФ:

А1 – ОУ К140УД8 або аналогічні ОУ, напруга живлення може бути зменшена до рівня, яке допускають технічні умови.

Т1 – КТЗ 102 або інші аналогічні транзистори;

Т2 – КТ815 або інші аналогічні транзистори, можливе використання замість Т1 і Т2 одного транзистора КТ827;

D1-АЛ119А. Настройка.

Змінним резистором R3 встановлюється робоча точка вихідного транзистора. Струм спокою транзистора задає початковий струм і інтенсивність потоку (світіння) випромінюючого діода у відсутності сигналу. Величина початкового струму вибирається з урахуванням зміни струму модуляції. Глибина модуляції (гучність) встановлюється за допомогою резистора R1 (гучність) і значно вище, ніж у попередньому випадку: струм через діод від максимального рівня зменшується практично до нуля. Для нормальної експлуатації та досягнення максимальної дальності зв'язку, як і в предьщущем випадку, необхідно виконати взаємну орієнтацію випромінюючого елемента передавача і датчика приймача.

На рис. 7.9 наведено приклади схем оптичних приймачів (приймачів светотелефонов – фотоприймачів фототелефонів), які можуть бути використані спільно з описаними оптичними передавачами – Пристроями, що забезпечують модуляцію світлових променів видимого та інфрачервоного діапазонів.



 

Ріс.7.9. Схеми оптичних приймачів:

а – приймач на ІС К548УН1А, б – приймач з польовим транзистором та ОУ.

На ріс.7.9.а представлений варіант схеми оптичного приймача на ІС 548УН1А. Ця інтегральна схема містить у своєму складі два малошумлячих ОУ, що вимагають для своєї роботи однополярної харчування напругою 9В-ЗОВ. Наведений оптичний приймач може бути використаний у складі фотопріемопередатчіка як для світла видимого діапазону, так і для інфрачервоного випромінювання.

На ріс.7.9.б представлений варіант схеми оптичного приймача на ОУ широкого застосування. Особливістю даної схеми є використання в першому каскаді польового транзистора. Це дозволило досягти високого рівня співвідношення сигнал / шум і необхідного вищого вхідного опору підсилювача навіть при використанні ОУ невисокої якості, що володіють низьким вхідним опором. Наведене пристрій також може бути використано у складі фотопріемопередатчіка як для світла видимого діапазону, так і для інфрачервоного випромінювання.

Елементи для схеми приймача на ріс.7.9.а:

К1 = 1к-5к (регулювання чутливості ОУ1: K = 1 + R3/R1), К2 = 200к-300К, К3 = 100к-500К, К4 = 30К-100к (регулювання гучності), К5 = 1к-5к (регулювання чутливості ОУ2 : K = 1 + R7/R5), К6 = 200к-ЗООк, R7 = 10K-50K, R8 = 10, К9 = 300К-500К, К10 = 300К-500м;

С1 = 0.1-0.2. С2 = 5мкф-20мкф, С3 = 0.1-0.3, С4 = 0.3-5мкФ, С5 = 1мкф-ЮмкФ, С6 = 5мкф-20мкф. С7 = 50мкФ-500мкФ, С8 = 0.1, С9 = 100мкФ-500мкФ, С10 = 0.1-0.3;

D 1 – тип світлодіода залежить від параметрів випромінюючого елемента, наприклад, для інфрачервоного діапазону ФДК261, ФД-25К, ФД-8к або аналогічний ІФ-фотодіод;

А1, А2 – ОУ ІС КР548УН1;

Tl, T2 – КТЗ 102, КТЗ 107 або КТЗ 15, КТ361, або аналогічні комплементарні (парні) транзистори;

Т – ТМ-2А або аналогічні.

Елементи для схеми приймача на рис. 7.9. б:

R1 = 1 к-5к (регулювання чутливості ОУ 1: К = 1 + R3/R1), R3 = 100к-500К, К4 = 10К-50К (регулювання гучності), К5 = 1к-5к (регулювання чутливості ОУ2: K = 1 + R7/R5), К7 = 10К-50К, R8 = 10, К9 = 1м-2м, R10 = 820-1.2K, КІ = 2к-ЗК, К12 = К13 = 50К-200к, К14 = К15 = 200к-ЗООк;

С1 = 0.1-0.2. С2 = 5мкФ-20мкФ, С3 = 0.1-0.3, С4 = 1мкФ-5мкФ, С5 = 1мкф-10мкФ, С6 = 5мкФ-20мкФ, С7 = 50мкФ-500мкФ, С8 = 0.1, С9 = 100мкФ-500мкФ;

D 1 – тип світлодіода залежить від параметрів випромінюючого елемента,

наприклад, для інфрачервоного діапазону ФДК261, ФД-25К, ФД-8к або аналогічний ІФ-фотодіод;

D2 – стабілітрон КС168А, КС162А, КС156А, при напрузі живлення 9В – КС156А, КС147А, КС139А;

А1.А2 – ОУ К140УД8, К140УД6 ідр.ОУ;

Tl, T2 – КТЗ 102, КТЗ 107 або КТЗ 15, КТ361, або аналогічні комплементарні (парні) транзистори;

Т – ТМ-2А або аналогічні.

Як вже зазначалося, використанням широтно-імпульсної модуляції можна підвищити середню потужність випромінювання, ККД і, як наслідок. дальність зв'язку.

На ріс.7.10 наведена схема передавача, який використовує широт-но-імпульсну модуляцію випромінювання інфрачервоного світлодіода.

Елементи для схеми передавача на ріс.7.10:

К1 = 4.7к, К2 = 4.7к, Р3 = 1к (задає початкове зміщення на Tl, налаштовують по мінімуму спотворень), Р.4 = 1к, R5 = 560, R6 = lK, R7 = 20 (обмежує струм через ІФ-світлодіод , зменшує вплив розкиду параметрів світлодіода і підвищує температурну стабільність, середній струм через випромінюючий діод – 250мА-ЗООмА):

З 1 = 2200, С2 = 2200, С3 = 0.01, С4 = 10мкФ;

DD1-К153ЛАЗ;

Tl – КТЗ 102 або інші аналогічні транзистори;

T2 – КТ815 або інші аналогічні транзистори, можливе використання замість Tl і T2 одного транзистора КТ827;

D1-АЛ119А.

В оптичному приймачі, розрахованим на роботу з передавачем, що використовують широтно-імпульсну модуляцію, для підвищення якості передачі необхідно передбачити фільтрацію високочастотних (ВЧ) складових, які завжди містяться в імпульсному сигналі (у його спектрі). У крайньому випадку, виділення з імпульсного сигналу середнього значення напруги та фільтрація ВЧ-складових може здійснюватися безпосередньо в телефоні або в динамічній голівці приймача.

У наведених пристроях, заснованих на оптичних методах передачі інформації, використовується амплітудна модуляція-АМ-мо-дуляція, тобто передача інформації за рахунок зміни інтенсивності (яскравості) променя.

Однак яскравість передається променя видимого і інфрачервоного світла може змінюватися не тільки за рахунок модуляції, здійснюваної пере-



 

Ріс.7.10. Схема передавача з широтно-імпульсною модуляцією інфрачервоного випромінювання ІФ-світлодіода.

датчиком. На яскравість променя впливає середовище, в якому поширюється несе інформацію промінь. Властивості середовища можуть змінюватися (туман, пил. Дрібні і великі перешкоди, і т.д.). Крім того, як уже відзначалося раніше, інфрачервоний промінь добре відбивається від перешкод (це залежить від їх властивостей). При цьому інтенсивність відбитого променя, звичайно, завжди нижче прямого.

З усього сказаного ясно, що АМ-модуляція, схемних реалізація якої досить проста, не забезпечує високого рівня перешкодозахищеності та якості.

В значній мірі вирішити ці проблеми, як і у випадку радіозв'язку, вдається використанням частотної модуляції – ЧМ-модуля-ції. Для цього виду модуляції інформація передається вже не зміною інтенсивності (амплітуди) променя, а зміною частоти модулюють коливань.

ЧС-модуляція дозволяє надати зв'язковий апаратури нові споживчі властивості. Так, наприклад, для випадку інфрачервоного випромінювання втрачається різниця між прямим і відбитим променем. Однак для коректної роботи таких пристроїв зв'язку необхідно, щоб інтенсивність приймається променя була вище граничної. Якість передачі від заміни прямого променя на відбитий не змінюється, оскільки, слід нагадати, інформація передається зміною частоти. Це дозволяє в приміщеннях не дуже піклуватися про взаємну орієнтації передавача і приймача.

Загальні питання.

Трохи про скритності. І відразу на розум, ймовірно, приходять слова, винесені на обкладинку даної книги. До речі, існує фільм, знятий, років. напевно, 30-40 тому. У цьому фільмі для передачі інформації шпигуни використовували лампочку освітлення, що висить біля входу хатинки, що стоїть недалеко від кордону. Як і в схемі на ріс.7.3 використовувалася АМ-модуляція (з низькою глибиною) світла лампи. І дуже довго ніхто нічого не помічав … Для зв'язку відсутність дротів, як і у випадку радіо, забезпечує певну комфортність. Однак оптичні методи володіють деякими перевагами в порівнянні з радіозв'язком в традиційних діапазонах, тому що інформація може передаватися у суворо заданому напрямку. Спрямованість передачі ускладнює перехоплення і підвищує перешкодозахищеність. До речі, поширення хвиль радіочастот СВЧ багато в чому нагадує світло.