Радіомікрофон "РММ" (УКХ-ФМ)

ОСНОВНІ ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

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

Частота передавача перебудовувався (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 (Uпит )…………………………………….. ………………………………… 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 рис.1. До його складу входять два блоки: низькочастотний і високочастотний. Застосування в конструкції мікрофонного підсилювача, використання високочутливого мікрофона (типу МКЕ-3, МД-271) та оптимальний вибір режиму роботи транзистора VT2 дозволяють досягти необхідного значення глибини модуляції. Схема має певної 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, програвача, магнітофона 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 передавальної і приймальної антен і класу радіоприймача 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. Як VT1 бажано використовувати малошумлячий транзистор типу КТ3102. У колекторний ланцюг транзистора включено опір навантаження R4. Напруга зсуву на базі VT1 визначається резисторами R2 і R3. Змінний 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-який низькоомний мікрофон, проте для зменшення габаритів конструкції перевагу слід віддати мініатюрному МКЕ-3, МД-201 і їм подібним. На рис.3 представлена альтернативна схема мікрофонного підсилювача на ІМС К548УН1, що володіє набагато більшим коефіцієнтом підсилення, і, відповідно, збільшує чутливість радіомікрофона. ІМС К548УН1 характеризується низьким рівнем шумів (не біліше 60 дБ) і некрігічностью до нестабільності і пульсаціям 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 радіоприймальному 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 об'єктивно сприйняття) можна застосувати і більш високе значення часу корекції, однак при значному завищенні даних номіналів відбувається не лише різке підкреслення високих частот в прийнятому сигналі, а й 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 рис.4. Цей регулятор дозволяє змінювати співвідношення НЧ 100 Гц і ВЧ 10 кГц 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 хрипу (через нелінійності модуляційної характеристики або перевантаження вхідних каскадів УНЧ радіоприймача) і виникнення паразитної АМ (ПАМ).

 

У автогенераторах подібного типу ЧС найчастіше грунтуються на зміні параметрів коливального контуру або зміну потенціалів висновків генеруючого елемента. У даному випадку застосовується другий вид ЧС, тому що керуючу напругу 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 ніж 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 більш бажано, тому що вони володіють кращою температурною стабільністю. У генераторі необхідно виключити можливість появи сильної ПАМ. Послабити її можна правильним підбором робочої точки генератора, що залежить від опорів R7-R9. Резистори R7 і R8 зашунтірова-ни по ВЧ конденсаторами С10 і СІ. 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 радиоохранного 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 радіомовним 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 в 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 становить приблизно 3-6 пф. Джерело звуку з вихідною напругою 0.2 .. 0.5 В 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 антеною 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 друкованої плати з одностороннього фольгированного стеклотекстолита 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, через різні паразитних ємностей. Для цього довжина висновків деталей і друкованих доріжок повинна бути мінімальною, не слід робити друковані доріжки занадто широкими. Особливо це стосується доріжок і висновків, що примикають до бази та емітер 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 і догляду в бік частоти генерації. Для усунення мікрофонного ефекту котушки L3 і L4 необхідно жорстко закріпити на платі і після налаштування залити парафіном, епоксидної смоли або закріпити клеєм БФ-2. На рис.7, 8 дано 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 сполучна 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 найкраще 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 підстроєних 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. При 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 витки дроту діаметром 1,5, індуктивність L3 «0,25 мкГн (для діапазону 100 … 108 МГц – 4 і 2 витки 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 складати приблизно 8 мм. Як антена використовується укорочений асиметричний диполь – четвертьволновий відрізок товстого багатожильного проведення довжиною 80 … 100 см або відповідна 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. Котушка 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 закорочування на масу бази транзистора VT2 конденсатором ємністю близько 0,01 мкф. Подальша регулювання полягає в підборі робочої точки транзистора VT2.


При примусовому зриві генерації напруга між базою і емітером VT2 має бути близько 0,66 В. Нестійкість генерації при виході генеруючого елемента з робочого режиму можна помітити з шумів, хрипом і різких змін звукового тону. Далі шляхом розтягування або стиснення витків котушки L3 необхідно підігнати частоту генератора під необхідне значення (у даному випадку ~ 70 МГц), яке повинно виставлятися при середньому положенні ротора конденсатора С 14. При цьому можна скористатися радіоприймачем типу "Океан", (зі шкалою частот, що приймаються і індикатором рівня прийнятого сигналу, який стане в нагоді при подальшій налаштуванні). Для контролю настроювання 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 настройки 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 і девіація несучої (чутливість модулятора по НЧ), З 15 впливає на рівень збудження генератора. На закінчення подстроечним конденсатором 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 налаштування при цьому ведеться за допомогою ВЧ вольтметра або індикатора рівня сигналу. Особливу увагу необхідно приділити зменшення гармонік у вихідному радіосигнали 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 цими ж телеканалам можна перевірити рівень другої гармоніки діапазону 100 … 108 МГц). Налагоджувати слід таким чином, щоб гармоніки не створювали жодних 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 встановленню 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 підсилення 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 в парі з передавачем, так і окремо, як радиопереговорное пристрій, то можна скористатися схемами, наведеними в [8-12]. При виготовленні радіоприймачів до схеми можна додати генератор тонального виклику (ГТВ) (мал. 9), зібраного за схемою мультивібратора на транзисторах 9VT1 і 9VT2. Вихід ГТВ приєднується до контакту 5 XS1. При натисканні на кнопку 9S1, що знаходиться в ланцюзі харчування мультивібратора, сигнал частотою близько 1 кГц подається з розділового конденсатора 9СЗ ГТВ на лінійний вхід модулятора радіомікрофона. Виходячи з даної схеми автогенератора, можна виготовити радиоохранного 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 несучої частоти невеликі, але при використанні гарного радіо або магнітоли з АПЧ цього й не потрібно. Деякі дані такої конструкції наведені на рис.11, інше залежить від творчої фантазії радіоаматора.