МІКРОФОНА БЕЗ ПРОВОДІВ.

Частота 87.9 МГц

Е. КУЗНЄЦОВ, м. Москва

Імпортні бездротові радіосистеми, що складаються з радіомікрофона (РМ) і радіо, для багатьох користувачів недоступні через їхню високу вартість. Саме цим пояснюється прагнення радіоаматорів спробувати самостійно створити подібні пристрої.

На сторінках журналу "Радіо" не раз описувалися РМ, але вони призначалися для вокалістів. Пропонована ж увазі читачів бездротова радіосистема розроблялася спеціально для лекторів.

Про радіоприймачі для роботи в бездротової системи має сенс поговорити докладніше. Можна, наприклад. використовувати з невеликими доопрацюваннями будь-якої побутової УКХ приймач. Однак простіше за все придбати недорогу налаштовану плату УКВприймача. На московських радіоринках часто зустрічаються Радиоконструктор "Тема" білоруської фірми "Електроніка" і радіо конструктор "КЕ201" московської фірми "Каскад". Автор використав модель УКХ ЧM / FM приймача "КЕ201" зібрану на мікросхемах К174ХА34 і К174ХА10 (в останній підключений тільки підсилювач 3г). Невеликі зміни в схемі цього приймача (на мал. 1 вони показані потовщеними лініями) дозволили значно поліпшити його роботу в складі радіосистеми.

Потрібно відзначити, що наявну в приймачі "КЕ201" систему БШН "безшумної" можна вважати з великою натяжкою. Однак шуми неважко зменшити в кілька разів за допомогою найпростішого шумоподавлювача, функції якого з успіхом виконає будь-який малопотужний кремнієвий транзистор npn (серії КТ3102, КТ315 і ін). підключений паралельно регулятору гучності R5. Для управління додатковим шумоглушник допустимо використовувати напругу, знімається з резистора R6, встановленого замість індикатора точного настроювання приймача. При відсутності несучої це напруга складає близько 0,6 В, а при точного настроювання на потужну радіостанцію знижується до 0,2 В. шунтуючі опір відкритого транзистора дуже помітно знижує рівень шумів, а при точного настроювання на станцію транзистор практично не заважає. До речі, таку дійсно "Безшумну" настройку можна рекомендувати всім власникам подібних приймачів.

У складі радіосистеми замість світлодіодного індикатора зручніше застосувати стрілочний Р1 (наприклад, М4206, на ток 50 мкА). Функції керуючого стане виконувати для нього те ж напруга, зняте з резистора R6. а щоб відлік був звичним, тобто показання приладу збільшувалися б при налаштуванні на станцію, потрібно подати на другий висновок приладу компенсує напругу близько 0.6 В з встановленого для цих цілей резистора R10. Ця напруга знімається з світлодіода HL1 (індикатора включення напруги живлення), який одночасно стабілізує його. Така нескладна переробка вельми спрощує настройку РМ. Індикатор налаштування приймача використовується як індикатор напруженості поля. Це дуже зручно при роботі бездротової системи не в одному, а в різних місцях.

У більш складному варіанті доопрацювання приймача (мал. 2) використовують стрілочний вимірювальний прилад від касетних магнітофонів (М4247 або М476 на струм 100 мкА). Транзистор VT2 підсилює струм і не дозволяє компенсують напруження відключити шумоглушник, керуюче напруга на який знімається з дільника R12R13, оскільки при збільшенні його опору до 12 … 15 к0м напруга на ньому під час налаштування на станцію змінюється приблизно від 2,3 до 0,45 В.

При виїзній роботі для живлення приймача доцільно використовувати мережевий адаптер. Для стабілізації його напруги в приймач введений стабілізатор на мікросхемі DA4. що дозволяє не тільки позбутися від фону. але і скористатися для живлення напругою 12 … 18 В від будь-якого випрямляча, акумулятора або батареї. Для зняття стабілізованої напруги в цьому варіанті приймача передбачений роз'єм ХЗ. Це напругу можна використовувати для підзарядки акумулятора передавача або, вийнявши з РМ батарею живлення, контролювати споживаний мікрофоном струм при настройці вихідного каскаду та погодження виходу з антеною. Для включення мікроамперметра в ланцюг використовують кнопковий перемикач SB1. Іншими словами, такий приймач надає можливість налаштувати РМ без додаткових приладів.

Підсилювач потужності 3ч приймача на навантаженні 8 Ом розвиває потужність до 0,7 Вт і дозволяє прослуховувати мова за допомогою невеликого контрольного гучномовця, що відключає при включенні в вихідний роз'єм Х1 штекера для подачі вихідного сигналу на мікшерний пульт. Якщо зручніше скористатися не лінійним, а мікрофонним входом, то сигнал знімають з дільника. Зазвичай для цього передбачають додаткове перемикач. У описуваному приймальнику застосована друга пара контактів вихідного роз'єму Х1.


На рис. 3 наведена схема ще одного варіанта приймача, в якому функції індикатора виконують світлодіодна збірка DC-7G3EWA і мікросхема LM3914 [1]. При працюючому шумоглушник горять три червоних світлодіода збирання, а за наявності несучої – зелені. Світлодіоди загоряються по черзі, хоча досить підключити висновок 9 мікросхеми DA5 до плюсової проводу живлення (з'єднати точки a і b ) І буде світитися весь стовпчик, але при цьому зросте і споживаний струм.

Передавач теж повинен відповідати певним вимогам. Його можна зібрати по одній з описаних раніше схем [2, З]. Автор взяв за основу схему (рис. 4). запропоновану в [2].

Для отримання невеликий вихідної потужності (у декілька мВт) достатньо одного генератора, що задає, але щоб зменшити вплив рук людини на його частоту, потрібен ще й підсилювач потужності, що виконує буферною каскаду. Підвищення стабільності частоти настроювання досягнуто введенням екранованого стабілізатора напруги живлення генератора, що задає на транзисторах VT1-VT4. Можливо застосувати і другий стабілізатор напруги [4]. напруга якого регулюється звичайним змінним резистором і не вимагає збірки транзистора VT3. Для описуваного тут РМ не дуже підходить і антена в [2]. Найзручніше виявилося як антена використовувати мікрофонний кабель. При цьому. правда, доводиться підбирати його довжину (чверть довжини хвилі) і ставити розв'язують дроселі L5, L6.

Модулятор виконаний на мікросхемі DA1 (SSM2166). Вона розміщується в корпусі 14-у висновками і об'єднує мікрофонний підсилювач, компресор і шумоглушник. Розрахована мікросхема на застосування в різних бездротових системах та забезпечує цілком пристойну якість звучання мовних програм. У музичних звукових системах застосовувати її не рекомендується, оскільки отримати з її допомогою висока якість звучання важко через несиметричного мікрофонного входу, а також з-за того. що тимчасові характеристики її компресора і шумоподавлювача задаються вибором тільки однієї ємності конденсатора СБ Неможливо, наприклад, змінити тільки час відновлення компресора. Зате час спрацьовування шумоподавлювача виявляється рівним часу відновлення, і при великому стисненні діапазону рівня мовного сигналу робота мікросхеми значно менш помітна на слух. Є спрощений варіант подібної мікросхеми (SSM2165 з 8 висновками), але характеристики РМ регулювати при її застосуванні набагато складніше.

Резистор R3 дозволяє регулювати посилення вхідного підсилювача (від 2 до 5 разів). R10 – поріг спрацьовування шумоподавлювача. В залежності від типу мікрофона потрібно виставити цей поріг таким чином, щоб не виникала акустична зворотній зв'язок. але і не "відкушували" б слова при малій гучності.

Поріг спрацьовування компресора можна змінити підбором опору резистора R11 (наприклад, при опорі 5 кОм воно дорівнює 0,3 В). Ступінь компрессірованія залежить від номіналу резистора R7. При його замиканні вона відповідає 1:1. а при опорі 80 кОм – 15:1. Всі тимчасові параметри задаються ємністю конденсатора СБ яка може бути обрана в межах від 2,2 до22мкФ.

Мікросхема SSM2166 має свій внутрішній стабілізатор напруги і працює при напругах живлення від 4,5 до 10 В. Оскільки споживаний струм коливається від 7 до 10 мА, то напруга на мікросхему можна подати через світлодіод індикації включення харчування HL1. У пропонованому РМ використовуються двокольоровий світлодіод КІПД29В і пристрій сигналізації розряду батареї на елементах VT5. VT6 і VD3. База транзистора VT5 підключена до виходу стабілізатора, а VT6 через діод VD3 – до нестабілізованим джерела живлення. Коли напруга живлення стане нижче допустимого рівня. відбувається зміна кольору світіння світлодіода. При достатньому напруженні батареї світлодіод випромінює зелений колір, а при її розряді – червоний. Робочий режим мікросхеми зберігається навіть з урахуванням падіння напруги на світлодіодах і транзисторах. Ні і додаткового споживання струму індикаторами. У результаті струм. споживаний РМ, не перевищує 17 … 22мА.

У РМ передбачений перемикач SA1. включає позитивний зворотний зв'язок мікросхеми через ланцюг R6C7, що призводить до самозбудження модулятора. Підбором номіналів названих елементів вдається встановити бажану частоту і навіть синусоїдальної форми вихідного сигналу. Цей сигнал потрібен для полегшення пошуку частоти настроювання РМ з допомогою приймача. Щоб уникнути випадкового включення режиму генерації, перемикач SA1 розміщують всередині корпусу РМ.

При роботі РМ в одному і тому ж місці цей режим не обов'язковий, оскільки для контролю частоти досить індикатора напруженості поля приймача. Дільник R11R12C11 на виході мікросхеми DA1 дозволяє скорегувати частотну характеристику РМ. Адже в мовних приймачах передбачений завал високих частот корегуючої ланцюжком з постійною часу 50 мкс для діапазону УКХ-1 і 75 мкс – для УКХ-2. Якщо відповідної предкоррекціі в РМ не буде. то звучання може бути "глухим". Практично ж всі недорогі електретні петличні мікрофони мають велику віддачу на високих частотах, і тому для отримання природного звучання доводиться або відмовлятися від предкоррекціі. або навіть вводити невеликий завал високих частот, підключивши верхній (за схемою) висновок конденсатора СІ не до резистора R 11. а до мінусової проводу живлення.

Взагалі ж доцільно спочатку не включати конденсатор СП. а потім. при необхідності, вибрати його ємність і спосіб включення, орієнтуючись на якість звучання РМ з вибраним мікрофоном. Резистори R14. R2 утворюють дільник, через який подається напруга живлення на електретний мікрофон. Для деяких типів таких мікрофонів не потрібен резистор R2, а при застосуванні динамічного мікрофона немає необхідності в резистори R14.

При випробуваннях РМ непогане звучання забезпечив динамічний мікрофон МД-380. але його габарити надмірно великі. Цілком впізнаваний голос можна отримати за допомогою недорогого мікрофона. який використовується в комп'ютерах.

Для РМ підійде будь-який з проданих корпусів серії KZ або КМ. На жаль, при кожній перебудові частоти або зміну порогу шумоподавлювача доводиться послабляти гвинти кріплення корпусу для доступу до елементів настройки і вимикача режиму генерації модулятора. Якщо РМ використовується в одному і тому ж місці, то в перебудові частоти немає необхідності. а от при переїзді в інше місце на частоті настройки може працювати місцевий передавач, і в цьому випадку зручніше буде корпус з відкидною кришкою (наприклад, футляр від безпечної бритви з приблизно такими ж габаритами).

Як котушок L1. L4 – L6 застосовують високочастотні дроселі ЕС24-560к (індуктивність – 56 мкГн). Котушка L2 намотана на каркасі від контуру підсилювача ПЧ старого телевізора з латунним подстроечніком і містить чотири витка проводу ПЕЛ 0.6. Котушка L3 – безкаркасні і має три витки того ж дроту.

Передавач і приймач треба налаштовувати на частоту 87.9 МГц. Ця частота використовується в радіомікрофона для "караоке". які продаються в магазинах. При випробуваннях радіосистеми гучність звучання навіть при зміні рівня мовного сигналу або повороті голови в сторону від мікрофона, розміщеного в нагрудній кишені. завдяки роботі компресора мало змінювалася. При виході із зони дії РМ сигнал не зменшується. а просто вимикається, як у звичайних радіосистемах. Щоправда, сучасні промислові системи забезпечують більш високу якість звучання і практично не мають "провалів" в зоні впевненого прийому. Проте їх РМ споживають, як правило, 45 … 50 мА. що не дозволяє використовувати для їх харчування звичайну батарею "Крона". Тому у пропонованого РМ експлуатаційні витрати значно нижче. Порівняння ж описаного РМ з випусковим раніше радіосистемами показало, що помітних переваг у них немає.

ЛІТЕРАТУРА

1. TURUTA. Попередні підсилювачі низької частоти, регулятори гучності і тембру, підсилювачі індикації. Довідник. – М.: Патріот. 1997. з. 171.

2. Бовкун Д. Радіомікрофон. – Радіо, 1998, № 2.с. 24. 25.

3. Севастьянов І. Радіомікрофон .- Радіо. 1992. № 10, с. 44.45.

4. Виноградов Ю. Економічний стабілізатор напруги. – Радіо, 1993. № 1.С.34.