Радіомікрофон "РММ" (УКВ-ЧМ)

ОСНОВНІ ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Максимальна потужність випромінювання передавач »в антені (Fmax. )……………… не більше 5 мВт

Частота передавача розвертаємося (Fген. )……………………………………. ………. 66-73 МГц – 108 МГц

Тип модуляції ………………………………………… ………………………………………….. ……….. частотна ЧС

Максимальна девіація частоти (Fmах. )……………………………………. ………………. не більше 50 кГц

Індекс модуляції (М )……………………………………… ………………………………………….. … не більше 3,3

Смуга радіоканалу (Fk )……………………………………… ……………………………………… не ширше 180 кГц

Постійна часу НЧ предискаженій ………………………………………. ……………………..50/75 мкс

Смуга пропускаються частот ……………………………………….. ………………………………….. 50 … 15000 Гц

Максимальний радіус дії (Rmax. )……………………………………. …………………….. не менше 500 м.

Напруга харчування харчування (Uпіт )…………………………………….. ………………………………… 9 В

Споживана потужність (Рпотр. )…………………………………….. …………………………….. не більше 200 мВт

Споживаний струм (Iпотp. )…………………………………….. ……………………………………….. не більше 23 мА

Чутливість з мікрофонного входу ………………………………………. ………………… не менше 2 мВ

Чутливість з лінійного входу ………………………………………. ………………………. не менше 100 мВ

Особливість даного передавача – розміщення коливального контуру в базовій ланцюга генеруючого елемента. Працює генератор за принципом ємнісний "трехточкі" (рис.2). У ньому використовується частотна модуляція.

Принципова схема радіомікрофона наведена на мал.1. До його складу входять два блоки: низькочастотний та високочастотний. Застосування в конструкції мікрофонного підсилювача, використання високочутливого мікрофона (типу МСЕ-3, МД-271) та оптимальний вибір режиму роботи транзистора VT2 дозволяють досягти необхідного значення глибини модуляції. Схема володіє певною універсальністю і може бути адаптована в залежності від необхідної конструкції і області застосування. Наявність регулятора глибини модуляції дозволяє використовувати передавач для різних цілей: як радіомікрофон для передачі мови або для підключення до різних джерел звуку (телевізору, програвачі, магнітофони і т.д.) з метою ретрансляції їх звукового сигналу на будь-який УКХ ЧМ радіоприймач. Для цього в схему включено раз їм XS1, що дозволяє одночасно з відключенням мікрофонного підсилювача подати на лінійний вхід модулятора сигнал зовнішнього джерела. Дальність дії радіомікрофона залежно від конструкції передавальною і приймальною антен і класу радіо може скласти в приміщенні з залізобетонними стінами кілька десятків метрів, а при прямій видимості – не менше 0,5 – 0,6 км. Мікрофонний підсилювач, побудований на одному транзисторі за схемою з загальним емітером, призначений для підвищення чутливості модулятора. В якості VT1 бажано використовувати малогучний транзистор типу КТ3102. У колекторних ланцюг транзистора включено опір навантаження R4. Напруга зсуву на базі VT1 визначається резисторами R2 і R3. Перемінна опір R5 регулює глибину модуляції несучої частоти Рген. радіопередавача ("гучність"). Вхідний опір мікрофонного підсилювача складає порядку 300 Ом, тому в ньому можна використовувати практично будь-низькоомним мікрофон, проте для зменшення габаритів конструкції перевагу слід віддати мініатюрного МСЕ-3, МД-201 та їм подібних. На рис.3 представлена альтернативна схема мікрофонного підсилювача на ІМС К548УН1, що володіє набагато більшим коефіцієнтом посилення, і, відповідно, збільшує чутливість радіомікрофона. ІМС К548УН1 характеризується низьким рівнем шумів (не біліше 60 дБ) і некрігічностью до нестабільності і пульсація напруги живлення. Оскільки ця ІМС представляє здвоєний підсилювач, то другий канал дає радіоаматорові можливість підключення додаткового джерела звуку. У даному варіанті коефіцієнт посилення залежить or співвідношення опорів 3R3/3R2 і на-хоатсяв межах от100 до 300. Чувствігельнось мікрофонного підсилювача-не менше 1мВ. Сигнал з колекторної навантаження транзистора VT1 через регулятор R5 надходить у ланцюг низькочастотних предискаженій R6C9, метою якої є підвищення перешкодозахищеності тракту передачі звуку шляхом під ема рівня ВЧ складових звукового сигналу в передавачі і зворотної дії, тобто зрізання ВЧ в радіоприймальної пристрої. При використанні в систе
ме зв'язку вітчизняного радіо постійна часу для лінійності АЧХ всього тракту повинна становити 50 мкс, а для імпортного – 75 мкс. В останньому випадку величини R6 і С9 складуть 5,1 кОм і 0,015 МКФ відповідно. Для підвищення якості звучання в області верхніх частот (суб єктивний сприйняття) можна застосувати і більш високе значення часу корекції, однак при значному завищенні даних номіналів відбувається не тільки різке підкреслення високих частот у приймає сигнали, але і зростає рівень шумів. Відсутність RC-це-пі в передавальному пристрої призведе до "глухому" звучанню приймача. Як ланцюга НЧ предискаженій можна застосувати простий регулятор тембру, схема якого дана на мал.4. Цей регулятор дозволяє змінювати співвідношення НЧ 100 Гц і 10 кГц ВЧ приблизно на ± 15 дБ відносно один одного. Необхідна величина максимальної девіації несучої частоти ± 50 кГц (для вітчизняного стандарту, ± 75 кГц для західного) виходить при зміні напруги звукової частоти на базі транзистора VT2, приблизно рівному ± 10 … 100 мВ. При значно більших величинах можлива поява перекручувань звуку у вигляді хрипів (через нелінійності модуляційної характеристики або перевантаження вхідних каскадів УНЧ радіо) і виникнення паразитної АМ (ПАМ).

У автогенератора подібного типу ЧС найчастіше грунтуються на зміні параметрів коливального контуру або зміну потенціалів висновків генеруючого елемента. У даному випадку застосовується другий від ЧС, тому що керуюче напруга докладено до бази транзистора VT2, змінюючи тим самим напругу зміщення на переході база-емітер, і, відповідно, ємність ланцюга Б-3, яка є складовою частиною коливального контуру генератора (рис.2). Даний контур включає в себе також котушку індуктивності L3, розташовану по ВЧ між базою і масою, і конденсатори С13-С15. Конденсатор З 15 включений в ланцюг зворотного зв'язку ємнісний "трехточкі", будучи одним з плечей дільника Сб-е – С15, з якого знімається напруга ОС. Ємність С15 дозволяє регулювати рівень збудження і повинна складати приблизно 5-8 ПФ. Для установки оптимального режиму роботи генератора і отримання максимально можливої потужності необхідно правильно вибрати генерує елемент. При цьому треба враховувати, що його верхня гранична частота повинна не менш як у 5-6 разів перевищувати робочу частоту передавача. Цій вимозі найбільш повно задовольняють транзистори типу КТ355А, КТ372А-В, КТ326, КТ363А, Б, Хоча можна використовувати і більше поширені КТ315, КТ339 і ін Застосування транзисторів структури п-р-п бажаніше, оскільки вони мають кращу температурною стабільністю. У генераторі необхідно виключити можливість появи сильної ПАМ. Послабити її можна правильним підбором робочої точки генератора, яка залежить від опорів R7-R9. Резистори R7 і R8 зашунтірова-ни по ВЧ конденсаторами С10 і ЗІ. Величина опору в ланцюзі емітера складає приблизно 68 … 100 Ом, тому щоб уникнути його впливу на коливальний контур, яке може викликати надмірне розширення смуги частот резонансної кривої, послідовно з R9 включений дросель, блокуючий проходження струмів ВЧ. Раніше існував спеціально виділений для радіомікрофонів діапазон частот 57,5 … 58,5 МГц. Але в даній конструкції частота генерації передавача знаходиться в межах 66 … 73 МГц, що дозволяє використовувати в якості приймального пристрою практично будь-який промисловий радіоприймач з вітчизняним УКХ діапазоном, у зв'язку з чим не потрібно самому займатися його виготовленням. До речі, таким же чином діють за кордоном при виробництві побутових малопотужних радіомікрофонів і засобів радіоохранной сигналізації. Наприклад, частота настройки японського радіомікрофона "Orion" дорівнює 100 МГц і може перебудовуватися в межах ± 8 МГц (японо-американський широкомовний діапазон УКХ (FM) – 88 … 108 МГц). Щоб уникнути можливих перешкод радіомовних станціям і, навпаки, перешкод з їх боку, необхідно вибрати вільну ділянку УКХ діапазону (місткість його становить кілька десятків радіоканалів, а використовується максимум 4 … 6). При цьому зміщення частоти радіомікрофона від найближчої радіостанції повинно бути не менше 250 кГц. Можна перевести роботу передавача на другий радіомовний діапазон УКХ 100 … 108 МГц, прийнятий нещодавно у вітчизняному стандарті [2,8]. Цей діапазон поки ще тільки освоюється, та й то лише у великих містах (Москва, Санкт-Петербург, Мінськ), в інших місцевостях він, мабуть, ще довго буде залишатися вільним. До того ж у багатьох імпортних радіоприймальних пристроях є можливість прийому на частоті 87,5 … 108 МГц. Та й переробити вітчизняний приймач типу "Ірене" для роботи в цьому діапазоні не представляє особливих труднощів. Нижче наводиться радий формул, за якими можна розрахувати дані коливальних контурів на різні частоти і LC-константи відповідних частот. Дані вимірювань до ПФ, мкГн, см, МГц. Ємність контуру Сконто. вибирається, виходячи з правовідносин Сконто. = 1 … 5 (м). Індуктивність Lдр. = 20 … 50 Lконт. Розрахунок індуктивності одношарової котушки (при співвідношенні l / D = 0,4 … 2,5 тoчность становить не менше 1%): довжина намотування L = dпp. • w, D = dкapк. + Dпp., (W – кількість витків)

L = 0,01 • D • w? / 1 / D + 0,46 або L = D? • w? / 45D + 100L

Частоту генерації можна визначити, виходячи з формули: F = 159 / v ¬ LC

Розрахунок LC-констант виконується за формулою: LC = (159 / F)?

Відповідно

L = LC / C або C = LC / L

Нижче дані LC-константи деяких частот: 66 МГц – 5,8; 73 МГц – 4,74; 104 МГц – 2,34; 70 МГц – 5,16; 100 МГц – 2,53; 108 МГц – 2,17. При розрахунках необхідно враховувати паразитне ємність монтажу, яка складає приблизно 3-6 ПФ. Джерело звуку з вихідною напругою 0.2 .. 0.5 У підключається до лінійного входу-гнізда XS1. Дроселі L1 і L2 індуктивністю 5 .. 20 мкГн, резистор Р1і конденсатори С1, С7 служать для розв'язки каскадів РМ по НЧ і ВЧ. При напрузі живлення 9 В споживаний радіомікрофоном струм складає близько 20 мА, а потужність випромінювання при правильному узгодженні з антенним контуром дорівнює 5 мВт. Дана схема без істотних переробок може працювати на частотах до 120 … 150 МГц. При цьому буде потрібно змінити лише параметри коливального контуру. Наявність стабілізатора напруги у схемі бажано, але необов'язково. Його можна виключити, однак при цьому погіршиться стабільність несучої частоти. Взагалі ж варто зауважити, що при певних змінах в номіналах деяких резисторів і конденсаторів радіомікрофон може зберігати працездатність при напрузі живлення від 1,5 до 25 В. Для живлення, в залежності від конкретного застосування, можна використовувати різні джерела напруги, наприклад, батарею типу "Корунд" або "Крона", акумулятор 7Д-0.1. Мережеві блоки живлення повинні мати низький рівень пульсацій вирямленного напруги (не більше 10-20 мВ). Радіомікрофон монтується на друкованій платі з однобічного фольгованого склотекстоліти товщиною 1 … 1,5 мм. При проектуванні друкованої плати та монтажі треба прагнути до того, щоб у схемі було якомога менше небажаних зворотних зв'язків, що виникають, в основному, з-за різних паразитних ємностей. Для цього довжина висновків деталей і друкованих доріжок повинна бути мінімальною, не слід робити друковані доріжки дуже широкими. Особливо це стосується доріжок і висновків, що примикають до бази та емітером генеруючого транзистора. Каскади радіомікрофона зручніше всього розташовувати в лінійку (рис.5, 6, розташування деталей показано з боку друкованої плати). Зв'язок коливального контуру з антеною – індуктивна. Але антену можна також приєднати безпосередньо до котушки коливального контуру L3 – до другого (з боку маси) витка через конденсатор ємністю 1 … 2 ПФ. При цьому довжину антени бажано зменшити до 60 … 80 см, щоб уникнути внесення паразитної ємності в задає контур та догляду у бік частоти генерації. Для усунення мікрофонного ефекту котушки L3 і L4 необхідно жорстко закріпити на платі і після налаштування залити парафіном, епоксидної смолою або закріпити клеєм БФ-2. На рис.7, 8 дані друкована плата і схема розташування деталей для радіомікрофона, змонтованого в корпусі від радіоприймача "Невський". При монтажі від останнього використані телескопічна антена, регулятор гучності, раз їм харчування і сполучне гніздо XSI. Можна використовувати будь-який інший відповідний корпус (наприклад, радіоприймачі "Олімпік", "Ірен") або склеїти його самому. З метою зниження розмірів конструкції і зменшення паразитних ємностей слід використовувати малогабаритні деталі. Для опорів підійдуть резистори типу ПС-0, 125. (0) МЛТ-0.125, або С2-ЗЗН ± 10% (К). Змінні опору – типу СПЗ-1. СПЗ-19, СПЗ-22А, СПЗ-38. Необхідно особливо зупинитися на підборі конденсаторів, тому що від них залежать багато параметрів. У частотнозадающіх ланцюгах краще всього використовувати керамічні конденсатори типу КДУ, КД-1, КТ-1 (корпус сірого або блакитного кольору), К10-17, К10-38, К26-1 з ТКЕ ПЗЗ, МПО або МЗЗ. У блокувальних ланцюгах можна ставити К10У-5, К10-7В, К22У-1. К22-5.КМ-5. З підстроєні годяться КТ4-23, КПК-(М) Т, КПК-МН. На місці оксидних конденсаторів підійдуть К50-6. К50-16. К50-35, К50-38.



Для виготовлення контурних котушок L3 і L4 бажано застосувати посріблений провід діаметром 1-2 мм. За його відсутності сріблення можна виконати самому відповідно до рекомендацій, даними в [13]. Котушки без каркасу, внутрішній діаметр – 10 мм. Перша містить 5, а друга – 3 витка дроту діаметром 1,5, індуктивність L3 «0,25 мкГн (для діапазону 100 … 108 МГц – 4 і 2 витка відповідно, індуктивність L3? c0, 19 мкГн). При установці котушок L3 і L4 на плату слід мати на увазі, що відстань між їх цент * ми повинно становити приблизно 8 мм. В якості антени використовується укорочений асиметричний диполь – четвертьволновий відрізок товстого багатожильного дроту завдовжки 80 … 100 см або підходяща телескопічна антена (можна меншої довжини). Індуктівновть блокірвочних дроселів L1-L3 приблизно дорівнює 5 … 20 мкГн. Тип – Д (М) -1,2, ДПМ-0, 1, ДВА. Можна застосувати саморобні, намотавши на корпусі резистора МЛТ-0, 25 опором не менше 500 кОм 40 … 50 витків дроту ПЕВ-0, 1, покладених в один ряд. Гніздо XSI – типу ГК2. Катушка 3L1 містить 500 витків дроту ПЕВ-0, 1 на пермалоєвих кільці. Правильно зібрана схема починає працювати відразу. В наявності генерації можна переконатися щодо зміни споживаного струму при закорачіваніі на масу бази транзистора VT2 конденсатором ємністю порядку 0,01 МКФ. Подальша регулювання полягає в підборі робочої точки транзистора VT2.


bug36_10.jpg

При примусовому зриві створення напругу між базою і емітером VT2 має бути близько 0,66 В. Нестійкість генерації при виході генеруючого елемента з робочого режиму можна помітити щодо шумів, хрип і різких змін звукового тону. Далі шляхом розтягування або стиснення витків котушки L3 необхідно підігнати частоту генератора під потрібне значення (в даному випадку ~ 70 МГц), яке повинне виставлятися при середньому положенні ротора конденсатора С 14. При цьому можна скористатися радіоприймачем типу "Океан", (зі шкалою частот, що приймаються і індикатором рівня сигналу, який стане в нагоді при подальшій настройці). Для контролю налаштування та якості модуляції на лінійний вхід радіомікрофона подається звуковий сигнал напругою 0,2 В і частотою 1 кГц. Точне значення частоти автогенератора підбирається обертанням сердечника конденсатора З 14 діелектричної (пластмасової) викруткою. При необхідності подальшої налаштування слід пам'ятати, що при невідповідності верхньої межі діапазону регулювання виконується під-строечним конденсатором, а нижній – зміною відстані між витками котушки коливального контуру. При налагодженні необхідно враховувати, що від конденсаторів С13 … С15 залежить частота генерації та девіація несучої (чутливість модулятора по НЧ), З 15 впливає на рівень збудження генератора. На закінчення Конденсатори підлаштування З 12 необхідно налаштувати антенний контур L4C12 в резонанс з частотою передавача і підібрати зв'язок між котушками L3 і L4 за максимальною віддається потужності. Контроль настройки при цьому ведеться за допомогою ВЧ вольтметра або індикатора рівня сигналу, що приймається. Особливу увагу необхідно приділити зменшення гармонік у вихідному радіосигналів і не допускати експлуатації радіомікрофона при значному їх рівні. Пристрій не повинно створювати перешкод на частотах довколишнього діапазону. При Рген., що лежить в діапазоні 66 … 73 МГц, можна перевірити рівень третьої гармоніки по перешкод на IX … XI каналах телевізійного приймача (За цим же телеканалам можна перевірити рівень другої гармоніки діапазону 100 … 108 МГц). Налагоджувати слід таким чином, щоб гармоніки не створювали яких-небудь значних перешкод на зазначених частотах, пам'ятаючи про те, що вони, як і ПАМ, багато в чому залежать від режиму роботи автогенератора. Налаштування мікрофонного підсилювача зводиться до підбору робочого режиму транзистора VT1 за допомогою резисторів R2 і R3, що визначають напругу зміщення на базі VT1, і встановлення коефіцієнта підсилення не менше 50 (при цьому може знадобитися змінити опір колекторної навантаження – резистора R4). При подачі на базу VT1 напруги 2 мВ частотою 1 кГц змінну напругу на колекторі повинно бути не менше 100 мВ. Рівень посилення можна контролювати, підключивши на вихід мікрофонного підсилювача телефонний капсуль типу ТМ-4. Для виготовлення переговорного пристрою з симплексного зв'язком можна скористатися блок-схемою, представленої на мал.10. Нагадаємо, що симплексного називається такий зв'язок, при якій передача і прийом ведуться по черзі: спочатку одна радіостанція тільки передає, а інша тільки приймає, потім навпаки. Якщо хтось захоче самостійно зробити простий УКХ ЧМ радіоприймач, який буде працювати як у парі з передавачем, так і окремо, як радіопереговорні пристрій, то можна скористатися схемами, наведеними в [8-12]. При виготовленні радіопереговорні пристрої до схеми можна додати генератор тонального виклику (ГТВ) (мал. 9), зібраного за схемою мультівібратор на транзисторах 9VT1 і 9VT2. Вихід ГТВ приєднується до контакту 5 XS1. При натисканні на кнопку 9S1, що знаходиться в ланцюзі харчування мультівібратор, сигнал частотою близько 1 кГц подається з розділового конденсатора 9СЗ ГТВ на лінійний вхід модулятора радіомікрофона. Виходячи з даної схеми автогенератора, можна виготовити радіоохранную сигналізацію або мініатюрний передавач з мінімальним набором деталей, який вільно поміститься в сірниковій коробці. Схема такого пристрою зображена на рис.11.


Рис. 11.

Радіус дії міні-передавача і стабільність частоти, що несе невеликі, але при використанні гарного радіо або магнітоли з АПЧ цього і не потрібно. Деякі дані такої конструкції наведені на рис.11, решта залежить від творчої фантазії радіоаматора.