УКВ ЧМ радиостанция
Трансиверы и узлы 00:00 / 01.06.2008 4 374
Технические характеристики:
Рабочий диапазон частот приемника 144-146 МГц
Выходная мощность передатчика 3 Вт
Частота передатчика 145,2 МГц
Реальная чувствительность приемника 3 мкВ/м
Напряжение питания 10-14 В
Ток потребления при приеме не болев 50 mA
Ток потребления при передаче не более 800 mA
Радиостанция предназначена для работе в любительском диапазоне 144-146 МГц. Она построена по простой схеме с минимальным применением дефицитных деталей. Приемный тракт построен по простой супергетеродинной схеме с одним преобразованием частоты и промежуточной частотой 6,5 МГц. Кварцевой стабилизации приемника нет, частота настройки зависит от гетеродинного контура, состоящего из катушки и варикапа, управляемого при помощи переменного резистора настройки. Это позволяет простым способом охватить достаточно широкий диапазон, но существенно понижает стабильность настройки. Передатчик стабилизирован кварцевым резонатором на 48,4 МГц (от оборонной техники). Применение кварцевой стабилизации в передатчике обеспечивает необходимую стабильность, но приводит к сужению диапазона перестройки. Принципиальная схема показана на рисунке 1.
Переключатель SB1 показан в положении "прием". Этот переключатель - тумблер с средним нейтральным положением, он коммутирует только антенну и источник питания. В крайних положениях - "прием" и "передача", в среднем положении радиостанция выключена. В положении "прием" сигнал от антенного гнезда через С3 поступает на входной контур L1С4, подключенный полностью к первому затвору МОП-транзистора VT1, работающему в УРЧ. Коэффициент усиления этого каскада зависит от напряжения смещения на его втором затворе, которое можно регулировать подстроечным резистором R1. Контур L3С6 является нагрузкой этого усилителя и подключен к его выходу частично. С отвода L3 усиленный сигнал поступает на один из входов балансного смесителя микросхемы А1, выполняющей функции преобразователя частоты и гетеродина. Частота гетеродина, а следовательно и настройка приемника, определяется настройкой контура L4 С9 С11 С12 С13 С10 VD1. Перестройка производится при помощи варикапа VD1. Промежуточная частота равна 6,5 МГц, поэтому частота гетеродина изменяется в пределах 137,5-139,5 МГц. Колебания промежуточной частоты выделяются в контуре L5С14 и через конденсатор С 16 поступают на микросборку А2. Использование такой распространенной микросборки как УПЧЗ-1М или УПЧЗ-2 от телевизоров УСЦТ делает постройку радиостанции более доступной. Микоосборка содержит пъезокерамическии фильтр на 6,5 МГц, восьмикаскадный УПЧ, ЧМ-детектор с резонатором в фазосдвигающей цепи и регулируемый предварительный УЗЧ. Активная часть сборки выполнена на К174УР4. С выхода микросборки низкочастотный сигнал поступает на УМЗЧ, собранный на трех транзисторах VT2-VT4 по двухкаскадной схеме. Регулировка громкости выполняется переменным резистором R9, управляющим регулируемым УЗЧ микросборки. К выходу УМЗЧ через разделительный конденсатор С25 подключен динамик-микрофон ВА1. Характерная часто встречающаяся неисправность микросборок УПЧЗ состоит в невозможности регулировки громкости при помощи регулируемого усилителя. Поэтому, если используется микросборки из числа отходов телемастерской, имеет смысл вывод 7 А2 не подключать, а регулировать громкость при помощи переменного резистора, включенного вместо подстроечного R8. Однако, это затруднит вывод органа регулировки громкости в тангету. В режиме передачи (SB1 в противоположном, показанному на схеме, положении) напряжение питания и антенна подключаются к передатчику. Сигнал от динамика-микрофона ВА1 поступает на низкочастотный усилитель-ограничитиль на транзисторах VT8 и VT9, который усиливает сигнал до необходимого уровня. Через R20 НЧ напряжение поступает в цепь обратного смещения варикапа VD5 и создает частотную модуляцию. Задающий генератор выполнен на транзисторе VT7. В его базовой цепи включен кварцевый резонатор на частоту в три раза ниже частоты передаваемого сигнала, в данном случае на 48,4 МГц, но возможно использование резонаторов и на другие частоты в диапазоне от 48 до 48,6 МГц (144-145,8 МГц), если есть несколько резонаторов из этого диапазона можно установить ВЧ разъем или ВЧ-переключатель и менять резонаторы перестраивая таким образом передатчик. Последовательно с резонатором включена цепь сдвига частоты, состоящая из катушки L15 и варикапа VD5. При помощи этой цепи происходит ЧМ и небольшая перестройка передатчика (при помощи резистора R22). Усилитель мощности передатчика двухкаскадный, на транзисторах VT5 и VT6. Междукаскадные и выходной контуры L12C34, L9C30 и LL7C27 настроены на третью гармонику кварцевого резонатора. Между базами и эмиттерами VT6 и VT5 включены дроссели L8 и L11. Выходной каскад рассчитан на подключение антенны с эквивалентным сопротивлением 75 Ом, для связи с антенной, которая располагается на некотором удалении от радиостанции, используется кабель РК-75. При необходимости, можно легко перестроить выход передатчика на нагрузку 50 Ом. Конденсаторы С28, СЗО и С35 служат для предотвращения выхода из строя транзисторов усилителя мощности при случайных коротких замыканиях между обкладками подстроечных конденсаторов с воздушным диэлектриком.
В приемном тракте и модуляторе используются резисторы МЛТ 0,125, контурные конденсаторы КД или КГ с минимальным ТКЕ. Оксидные - К50-16, К50-35 или импортные. Подстроечные конденсаторы - керамические типа КПК-МН. Остальные - любые подходящие. Транзистор КП350 можно заменить на КП306, микросборку УПЧЗ-1М можно заменить на УПЧЗ-2, но при этом нужно будет немного изменить разводку печатной платы приемника. Вместо микросхемы К174ПС1 подходит К174ПС4. Стабилитрон - любой на 6-8В. Варикап типа КВ109, КВ102, КВ104. ВЧ катушки приемного тракта не имеют каркасов. Их наружный диаметр 6 мм, намотаны посеребренным проводом диаметром 0,7 мм. Длина обмотки L1 - 9 мм, число витков 5, отвод от первого. Длина L3 - 7 мм, 4 витка, отводы от 1-го и 2-го. Отсчет витков со стороны провода, соединенного с проводом питания. Катушка L4 намотана таким же проводом, но на керамическом каркасе диаметром 5 мм, длина намотки 10 мм, число витков 4. После намотки и настройки её витки фиксируются эпоксидным клеем. Катушка ПЧ L5 намотана на каркасе от контура УПЧЗ телевизора 3-УСЦТ (СМРК-1-6, СМРК-1-4). Используется каркас, экран и сердечник. Она содержит 30 витков ПЭВ 0,12 с отводом от 15-го витка. В передатчике используются исключительно подстроечные конденсаторы с воздушным диэлектриком. Керамические использовать не желательно. Катушки бескаркасные (кроме L15 и дросселей L8, L11, L14), наматываются посеребренным проводом диаметром 0,7 мм. L6 имеет внутренний диаметр 10 мм, длина намотки 80 мм, число витков 3,5. L7 -внутренний диаметр б мм, длина намотки 5 мм, число витков 1,5. L9 - внутренний диаметр 10 мм, длина намотки 12 мм, 3 витка. L10 -внутренний диаметр 6 мм, длина намотки 6 мм, 3 витка. L12 - внутренний диаметр 8 мм, длина намотки 7 мм, 3 витка. L13 - внутренний диаметр 6 мм, длина намотки 20 мм, 8 витков. L8, L11, L14 - одинаковые дроссели, намотанные на резисторах МЛТ 0,5 сопротивлением более 100 кОм, содержат по 30 витков ПЭВ 0,2. Катушка L15 намотана на каркасе как L5, она содержит 10 витков ПЭВ 0,2, экрана не имеет.
Конструктивно, радиостанция выполнена в металлическом корпусе размерами 180Х180Х52 (взят готовый корпус от неисправной автомагнитолы). Корпус разделен экранирующей жестяной перегородкой на два отсека. Один отсек размерами 170Х70Х50 разделен, так же жестяной перегородкой, еще на три равных отсека. Этот отсек расположен у заднего края корпуса. В этом месте установлена массивная стальная пластина размерами 170Х50Х5 мм, она выполняет роль радиатора для транзисторов передатчика и плотно прижата к задней стенке корпуса. В ней просверлены отверстия в которых нарезана резьба для установки транзисторов VT5-VT7, такие же отверстия (но без резьбы) сделаны в задней стенке корпуса. Получается так, что радиаторная пластина привинчена к корпусу, а роль крепежных болтов выполняют корпуса этих транзисторов. Отсеки расположены таким образом, что в каждом отсеке находится один каскад передатчика : задающий генератор с кварцевым резонатором, предварительный усилитель и оконечный усилитель с выходным контуром. Монтаж все деталей передатчика выполняется объемным способом на монтажных лепестках. Проходные конденсаторы С26, С31 и С33 установлены в отверстиях перегородок между каскадами. Также в перегородках просверлены отверстия для межкаскадных соединений. Вo втором отсеке расположен приемный тракт, построенный на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотексталита, и плата микрофонного усилителя передатчика.
Динамик-микрофон и регулятор громкости выведены в отдельный корпус. Резистор настройки, снабженный простой круговой шкалой, и тумблер SB1 выведены на лицевую панель (панель, противоположную той, на которой расположена радиаторная пластина) На лицевой панели (она тоже металлическая; расположены антенный разъем, разъем для подключения источника питания и разъем для подключения выносной тангеты. Если необходимо перенести переключатель "прием-передача" нужно SB1 заменить электромагнитным реле, и установить дополнительный тумблер для полного выключения питания. А кнопку управления реле вывести на тангету. Налаживание приемника, при исправных деталях, сводится к установке режима по постоянному току УЗЧ на транзисторах VT2-VT4. Подбором номинала R11 устанавливают напряжение на эмиттерах VT3 и VT4, равное половине напряжения питания. Затем нужно настроить контур L5C14 на частоту 6,5 МГц и подобрать номинал R10 таким образом, чтобы получился наиболее широкий диапазон регулировки громкости. В качестве сигнала для настройки можно использовать сигнал ПЧЗ, полученный от радиоканала телевизора ЗУСЦТ, или воспользоваться ГСС, подавая сигнал 6,5 МГц, ЧМ модулированный, уровнем 1 мВ. Затем нужно настроить высокочастотные контура. Налаживание передатчика производят при помощи ВЧ генератора, начиная с усилителя мощности на VT5. Кварцевый резонатор, при этом, отключают, и через конденсатор емкостью 10-30 пф на базы транзисторов (сначала VT5, затем VT6 и далее VT7) сигнал от генератора 145,2 МГц. При этом, на выходе передатчика подключают эквивалент нагрузки - резистор на 2 Вт сопротивлением 75 Ом (или 51 Ом), а настройку контролируют по уровню и частоте ВЧ напряжения на нем. Модулятор настраивают катушкой L15, подбирая такое положение сердечника, при котором качество звука, принимаемого контрольным приемником, наилучшее.
А. Иванов
Радиоконструктор № 2, 2001
Рабочий диапазон частот приемника 144-146 МГц
Выходная мощность передатчика 3 Вт
Частота передатчика 145,2 МГц
Реальная чувствительность приемника 3 мкВ/м
Напряжение питания 10-14 В
Ток потребления при приеме не болев 50 mA
Ток потребления при передаче не более 800 mA
Радиостанция предназначена для работе в любительском диапазоне 144-146 МГц. Она построена по простой схеме с минимальным применением дефицитных деталей. Приемный тракт построен по простой супергетеродинной схеме с одним преобразованием частоты и промежуточной частотой 6,5 МГц. Кварцевой стабилизации приемника нет, частота настройки зависит от гетеродинного контура, состоящего из катушки и варикапа, управляемого при помощи переменного резистора настройки. Это позволяет простым способом охватить достаточно широкий диапазон, но существенно понижает стабильность настройки. Передатчик стабилизирован кварцевым резонатором на 48,4 МГц (от оборонной техники). Применение кварцевой стабилизации в передатчике обеспечивает необходимую стабильность, но приводит к сужению диапазона перестройки. Принципиальная схема показана на рисунке 1.
Переключатель SB1 показан в положении "прием". Этот переключатель - тумблер с средним нейтральным положением, он коммутирует только антенну и источник питания. В крайних положениях - "прием" и "передача", в среднем положении радиостанция выключена. В положении "прием" сигнал от антенного гнезда через С3 поступает на входной контур L1С4, подключенный полностью к первому затвору МОП-транзистора VT1, работающему в УРЧ. Коэффициент усиления этого каскада зависит от напряжения смещения на его втором затворе, которое можно регулировать подстроечным резистором R1. Контур L3С6 является нагрузкой этого усилителя и подключен к его выходу частично. С отвода L3 усиленный сигнал поступает на один из входов балансного смесителя микросхемы А1, выполняющей функции преобразователя частоты и гетеродина. Частота гетеродина, а следовательно и настройка приемника, определяется настройкой контура L4 С9 С11 С12 С13 С10 VD1. Перестройка производится при помощи варикапа VD1. Промежуточная частота равна 6,5 МГц, поэтому частота гетеродина изменяется в пределах 137,5-139,5 МГц. Колебания промежуточной частоты выделяются в контуре L5С14 и через конденсатор С 16 поступают на микросборку А2. Использование такой распространенной микросборки как УПЧЗ-1М или УПЧЗ-2 от телевизоров УСЦТ делает постройку радиостанции более доступной. Микоосборка содержит пъезокерамическии фильтр на 6,5 МГц, восьмикаскадный УПЧ, ЧМ-детектор с резонатором в фазосдвигающей цепи и регулируемый предварительный УЗЧ. Активная часть сборки выполнена на К174УР4. С выхода микросборки низкочастотный сигнал поступает на УМЗЧ, собранный на трех транзисторах VT2-VT4 по двухкаскадной схеме. Регулировка громкости выполняется переменным резистором R9, управляющим регулируемым УЗЧ микросборки. К выходу УМЗЧ через разделительный конденсатор С25 подключен динамик-микрофон ВА1. Характерная часто встречающаяся неисправность микросборок УПЧЗ состоит в невозможности регулировки громкости при помощи регулируемого усилителя. Поэтому, если используется микросборки из числа отходов телемастерской, имеет смысл вывод 7 А2 не подключать, а регулировать громкость при помощи переменного резистора, включенного вместо подстроечного R8. Однако, это затруднит вывод органа регулировки громкости в тангету. В режиме передачи (SB1 в противоположном, показанному на схеме, положении) напряжение питания и антенна подключаются к передатчику. Сигнал от динамика-микрофона ВА1 поступает на низкочастотный усилитель-ограничитиль на транзисторах VT8 и VT9, который усиливает сигнал до необходимого уровня. Через R20 НЧ напряжение поступает в цепь обратного смещения варикапа VD5 и создает частотную модуляцию. Задающий генератор выполнен на транзисторе VT7. В его базовой цепи включен кварцевый резонатор на частоту в три раза ниже частоты передаваемого сигнала, в данном случае на 48,4 МГц, но возможно использование резонаторов и на другие частоты в диапазоне от 48 до 48,6 МГц (144-145,8 МГц), если есть несколько резонаторов из этого диапазона можно установить ВЧ разъем или ВЧ-переключатель и менять резонаторы перестраивая таким образом передатчик. Последовательно с резонатором включена цепь сдвига частоты, состоящая из катушки L15 и варикапа VD5. При помощи этой цепи происходит ЧМ и небольшая перестройка передатчика (при помощи резистора R22). Усилитель мощности передатчика двухкаскадный, на транзисторах VT5 и VT6. Междукаскадные и выходной контуры L12C34, L9C30 и LL7C27 настроены на третью гармонику кварцевого резонатора. Между базами и эмиттерами VT6 и VT5 включены дроссели L8 и L11. Выходной каскад рассчитан на подключение антенны с эквивалентным сопротивлением 75 Ом, для связи с антенной, которая располагается на некотором удалении от радиостанции, используется кабель РК-75. При необходимости, можно легко перестроить выход передатчика на нагрузку 50 Ом. Конденсаторы С28, СЗО и С35 служат для предотвращения выхода из строя транзисторов усилителя мощности при случайных коротких замыканиях между обкладками подстроечных конденсаторов с воздушным диэлектриком.
В приемном тракте и модуляторе используются резисторы МЛТ 0,125, контурные конденсаторы КД или КГ с минимальным ТКЕ. Оксидные - К50-16, К50-35 или импортные. Подстроечные конденсаторы - керамические типа КПК-МН. Остальные - любые подходящие. Транзистор КП350 можно заменить на КП306, микросборку УПЧЗ-1М можно заменить на УПЧЗ-2, но при этом нужно будет немного изменить разводку печатной платы приемника. Вместо микросхемы К174ПС1 подходит К174ПС4. Стабилитрон - любой на 6-8В. Варикап типа КВ109, КВ102, КВ104. ВЧ катушки приемного тракта не имеют каркасов. Их наружный диаметр 6 мм, намотаны посеребренным проводом диаметром 0,7 мм. Длина обмотки L1 - 9 мм, число витков 5, отвод от первого. Длина L3 - 7 мм, 4 витка, отводы от 1-го и 2-го. Отсчет витков со стороны провода, соединенного с проводом питания. Катушка L4 намотана таким же проводом, но на керамическом каркасе диаметром 5 мм, длина намотки 10 мм, число витков 4. После намотки и настройки её витки фиксируются эпоксидным клеем. Катушка ПЧ L5 намотана на каркасе от контура УПЧЗ телевизора 3-УСЦТ (СМРК-1-6, СМРК-1-4). Используется каркас, экран и сердечник. Она содержит 30 витков ПЭВ 0,12 с отводом от 15-го витка. В передатчике используются исключительно подстроечные конденсаторы с воздушным диэлектриком. Керамические использовать не желательно. Катушки бескаркасные (кроме L15 и дросселей L8, L11, L14), наматываются посеребренным проводом диаметром 0,7 мм. L6 имеет внутренний диаметр 10 мм, длина намотки 80 мм, число витков 3,5. L7 -внутренний диаметр б мм, длина намотки 5 мм, число витков 1,5. L9 - внутренний диаметр 10 мм, длина намотки 12 мм, 3 витка. L10 -внутренний диаметр 6 мм, длина намотки 6 мм, 3 витка. L12 - внутренний диаметр 8 мм, длина намотки 7 мм, 3 витка. L13 - внутренний диаметр 6 мм, длина намотки 20 мм, 8 витков. L8, L11, L14 - одинаковые дроссели, намотанные на резисторах МЛТ 0,5 сопротивлением более 100 кОм, содержат по 30 витков ПЭВ 0,2. Катушка L15 намотана на каркасе как L5, она содержит 10 витков ПЭВ 0,2, экрана не имеет.
Конструктивно, радиостанция выполнена в металлическом корпусе размерами 180Х180Х52 (взят готовый корпус от неисправной автомагнитолы). Корпус разделен экранирующей жестяной перегородкой на два отсека. Один отсек размерами 170Х70Х50 разделен, так же жестяной перегородкой, еще на три равных отсека. Этот отсек расположен у заднего края корпуса. В этом месте установлена массивная стальная пластина размерами 170Х50Х5 мм, она выполняет роль радиатора для транзисторов передатчика и плотно прижата к задней стенке корпуса. В ней просверлены отверстия в которых нарезана резьба для установки транзисторов VT5-VT7, такие же отверстия (но без резьбы) сделаны в задней стенке корпуса. Получается так, что радиаторная пластина привинчена к корпусу, а роль крепежных болтов выполняют корпуса этих транзисторов. Отсеки расположены таким образом, что в каждом отсеке находится один каскад передатчика : задающий генератор с кварцевым резонатором, предварительный усилитель и оконечный усилитель с выходным контуром. Монтаж все деталей передатчика выполняется объемным способом на монтажных лепестках. Проходные конденсаторы С26, С31 и С33 установлены в отверстиях перегородок между каскадами. Также в перегородках просверлены отверстия для межкаскадных соединений. Вo втором отсеке расположен приемный тракт, построенный на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотексталита, и плата микрофонного усилителя передатчика.
Динамик-микрофон и регулятор громкости выведены в отдельный корпус. Резистор настройки, снабженный простой круговой шкалой, и тумблер SB1 выведены на лицевую панель (панель, противоположную той, на которой расположена радиаторная пластина) На лицевой панели (она тоже металлическая; расположены антенный разъем, разъем для подключения источника питания и разъем для подключения выносной тангеты. Если необходимо перенести переключатель "прием-передача" нужно SB1 заменить электромагнитным реле, и установить дополнительный тумблер для полного выключения питания. А кнопку управления реле вывести на тангету. Налаживание приемника, при исправных деталях, сводится к установке режима по постоянному току УЗЧ на транзисторах VT2-VT4. Подбором номинала R11 устанавливают напряжение на эмиттерах VT3 и VT4, равное половине напряжения питания. Затем нужно настроить контур L5C14 на частоту 6,5 МГц и подобрать номинал R10 таким образом, чтобы получился наиболее широкий диапазон регулировки громкости. В качестве сигнала для настройки можно использовать сигнал ПЧЗ, полученный от радиоканала телевизора ЗУСЦТ, или воспользоваться ГСС, подавая сигнал 6,5 МГц, ЧМ модулированный, уровнем 1 мВ. Затем нужно настроить высокочастотные контура. Налаживание передатчика производят при помощи ВЧ генератора, начиная с усилителя мощности на VT5. Кварцевый резонатор, при этом, отключают, и через конденсатор емкостью 10-30 пф на базы транзисторов (сначала VT5, затем VT6 и далее VT7) сигнал от генератора 145,2 МГц. При этом, на выходе передатчика подключают эквивалент нагрузки - резистор на 2 Вт сопротивлением 75 Ом (или 51 Ом), а настройку контролируют по уровню и частоте ВЧ напряжения на нем. Модулятор настраивают катушкой L15, подбирая такое положение сердечника, при котором качество звука, принимаемого контрольным приемником, наилучшее.
А. Иванов
Радиоконструктор № 2, 2001