แม้ว่าแนวคิดในการสร้างสวิตช์เปิด/ปิดแบบไร้สายอาจเป็นเรื่องเล็กน้อย แต่การออกแบบ การนำไปใช้ และการทำความเข้าใจกับสิ่งที่เกิดขึ้นนั้นซับซ้อนกว่าที่เห็นเมื่อมองแวบแรกมาก เป็นเวลาหลายปีที่ฉันต้องการสร้างเครื่องส่ง RF และตัวรับ RF ตั้งแต่เริ่มต้น แต่มันก็กลายเป็นเรื่องยากเกินไปเสมอ ครั้งนี้ทุกอย่างจะแตกต่างออกไป!

ในบทความนี้ เราจะมาดูสิ่งที่ต้องใช้ในการสร้างเครื่องส่ง RF 27 MHz อย่างง่าย กระบวนการต่างๆ ที่เกิดขึ้นในเครื่องส่ง วิธีการโต้ตอบของทุกสิ่ง และทดสอบกับอุปกรณ์วัดบางชนิด เป้าหมายสูงสุดคือการจับคู่เครื่องส่งสัญญาณนี้กับเครื่องรับ เพื่อให้ LED บนเครื่องรับเปิดขึ้นขณะส่งสัญญาณ นั่นเป็นวิธีที่มันง่าย

เป้าและภาพรวมของโครงการนี้

เป้าหมายของโครงการนี้คือการสร้างเครื่องส่งสัญญาณ RF ที่สามารถส่งพัลส์เปิด/ปิดจากเสาอากาศไปยังเครื่องรับบางตัวได้ เครื่องส่งต้องมีขนาดเล็กและพอดีกับฝ่ามือของฉันและต้องทำงานภายใน กฎระเบียบของรัฐบาลกำลังขับและช่วงความถี่ เราจะสร้างเครื่องส่งสัญญาณนี้ตามความจริงที่ว่าเราต้องการสร้างเครื่องรับที่เปิดไฟ LED ระหว่างการส่งสัญญาณ แนวคิดง่ายๆ แต่ไม่ใช่การนำไปปฏิบัติง่ายๆ
เครื่องส่งจะต้องส่งสัญญาณเปิด/ปิดแบบดิจิทัลที่ 350 Hz และใช้ความถี่พาหะที่ 27.145 MHz จะต้องเป็นเครื่องส่งสัญญาณคลื่น RF แบบต่อเนื่อง ดังนั้นจึงไม่มีการมอดูเลต สัญญาณเพียงแค่เปิดหรือปิด

ภาพรวมวงจร

วงจรของโปรเจ็กต์นี้จริงๆ แล้วเรียบง่ายอย่างหลอกลวงเมื่อเทียบกับความซับซ้อนของสิ่งที่เกิดขึ้นในวงจร

คุณสมบัติของโครงการ

ออสซิลเลเตอร์หลัก

ทรานซิสเตอร์ตัวแรก T1 ได้รับการกำหนดค่าให้กระตุ้นคริสตัล 27.145 MHz และทำให้เกิดการสั่นที่ความถี่ธรรมชาติ

การสร้างสัญญาณเปิด/ปิด 350Hz

ตัวจับเวลา 555 ได้รับการกำหนดค่าให้รับสัญญาณ 350Hz จากพิน 3 และป้อนเข้าสู่วงจรเครื่องส่งสัญญาณของเรา

การผสมสัญญาณ

สัญญาณทั้งสองที่เราเพิ่งสร้างขึ้นผสมกันที่ฐานของ T2 และเมื่อสัญญาณออกจากตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ สัญญาณ RF ของเราก็พร้อมสำหรับการส่งสัญญาณ

ภาพรวมของคณะกรรมการ

เค้าโครงของบอร์ดถูกสร้างขึ้นเพื่อให้ชิ้นส่วนทั้งหมดอยู่ในตำแหน่งที่แน่นหนามาก นี่เป็นเรื่องยากที่จะทำกับองค์ประกอบเชิงอนุมาน แต่ก็ไม่ใช่ว่าจะเป็นไปไม่ได้

ลักษณะเฉพาะบอร์ด

โลก
พื้นครอบคลุมทั้งกระดาน (แต่ถูกขัดจังหวะด้วยร่องรอย) ดังนั้นองค์ประกอบทั้งหมดที่จำเป็นต้องเข้าถึงพื้นจึงจะเข้าถึงได้ง่าย ที่ดินก็มีความสำคัญเช่นกันเพราะ... ทำหน้าที่เป็นส่วนหนึ่งของเสาอากาศของเรา

ติดตามความกว้าง
ฉันเพิ่งเลือกความกว้างที่ดีสำหรับความสวยงามของ PCB แต่ดูเหมือนว่าร่องรอยที่กว้างน้อยกว่าจะดีกว่าสำหรับวงจร RF... แต่ฉันไม่เชื่อว่าประสิทธิภาพจะเพิ่มขึ้นที่ความถี่ต่ำเช่นนี้

การประกอบ PCB

บอร์ดของเราพร้อมแล้ว และตอนนี้เราจะประสานองค์ประกอบทั้งหมดลงไป ดังนั้นให้นำองค์ประกอบทั้งหมดมารวมกันเหมือนที่ฉันมีด้านล่าง:

ขั้นแรก เราประสานเครื่องกำเนิดพัลส์เปิด/ปิดบนตัวจับเวลา 555 สามารถตรวจสอบการทำงานของมันได้อย่างง่ายดายโดยการกดปุ่มเปิดปิดและวัดด้วยโวลต์มิเตอร์

ตอนนี้ประสานวงจรออสซิลเลเตอร์ 27.145 MHz

จากนั้นประสานวงจรมิกเซอร์

สุดท้ายประสานตัวเหนี่ยวนำ 10uH ตัวสุดท้ายและสายเสาอากาศขนาด 12 นิ้วเข้ากับบอร์ด

นี่คือมุมมองของการบัดกรีจากด้านล่าง:

มุมมองเดียวกันทุกประการจากด้านบน มันไม่สวยเหรอ?

เครื่องส่งสัญญาณประกอบแล้ว! ตอนนี้เรามาดูทฤษฎีการทำงานของมันกันดีกว่า

หลักการทำงาน

แทนที่จะมุ่งเน้นไปที่คณิตศาสตร์และทฤษฎีดิบที่อยู่เบื้องหลังเครื่องส่งสัญญาณ RF แบบง่ายๆ นี้ เราจะมุ่งเน้นไปที่องค์ประกอบในแต่ละขั้นตอน คณิตศาสตร์ว่าวงจรนี้ใช้งานได้จริงอย่างไร/ทำไมนั้นน่าเกลียดมากและซับซ้อนเกินไป... ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสนุก (สำหรับฉัน) ที่จะสร้างและ "รู้สึก" ว่าอะไรทำงานที่ไหนและอย่างไร
ลองใช้เวลาทำความเข้าใจวงจรทีละขั้นตอนเพื่อทำความเข้าใจแต่ละส่วนของวงจร วัตถุประสงค์ และประเภทของสัญญาณที่จุดสำคัญ เราจะพูดถึง 3 ส่วน อันดับแรกเราจะดูว่าสัญญาณที่เราต้องการส่งถูกสร้างขึ้นอย่างไร จากนั้นเราจะมาดูกันว่าสัญญาณเหล่านั้นจะมีลักษณะอย่างไรเมื่อเราต้องการส่งสัญญาณ และสุดท้าย เราจะดูการวัดกำลังส่งออกของเครื่องส่งสัญญาณ

การสร้างความถี่ของผู้ให้บริการ

ก่อนอื่น เราต้องสร้างสัญญาณที่เราจะส่งสัญญาณก่อน นี่คือส่วนหนึ่งของวงจรที่มีออสซิลเลเตอร์คริสตัล:

ด้านบนคุณจะเห็นว่าวงจรสร้างคลื่นไซน์ตามความถี่ที่เราต้องการ ไม่มีการกรองฮาร์โมนิคจำนวนมากที่มีอยู่ ซึ่งบิดเบือนผลลัพธ์ของเราเล็กน้อย แต่สัญญาณนี้จะใช้งานได้

การสร้างสัญญาณเปิด/ปิด

สัญญาณถัดไปที่เราต้องการสร้างคือสัญญาณเปิด/ปิด "ดิจิทัล" ความถี่ต่ำ ในการทำเช่นนี้ เราใช้ตัวจับเวลา 555 แบบธรรมดา:

เมื่อถึงทางออกเราสังเกตเห็นทางคดเคี้ยวซึ่งเป็นสิ่งที่เราคาดว่าจะเห็น ทีนี้มาดูว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อสัญญาณทั้งสองนี้ผสมกัน

การผสมสัญญาณ

หลังจากที่ความถี่พาหะ 27.145 MHz ออกมาจากตัวเก็บประจุ 150 pF จะเป็นไปตามคลื่นสี่เหลี่ยมของตัวจับเวลา 555 หลังจากตัวต้านทาน 22 k โอห์ม และสัญญาณทั้งสองผสมกัน (คูณกันถ้าคุณต้องการ) ด้านล่างนี้คุณจะเห็นผลลัพธ์สุดท้ายของการผสมนี้และตำแหน่งที่เกิดขึ้นในแผนภาพ:

คลื่นสี่เหลี่ยมจากตัวจับเวลา 555 ยังคงสังเกตได้ชัดเจนมากและสัญญาณก็พร้อมที่จะไปที่ฐานของทรานซิสเตอร์และจะมีลักษณะเหมือนกับที่เราต้องการส่งสัญญาณ

เกิดสัญญาณต่อเนื่อง

เมื่อสัญญาณผสมเข้าไปในทรานซิสเตอร์ การสลับเปิด/ปิดอันทรงพลังจากตัวจับเวลา 555 ช่วยสร้างสัญญาณเอาท์พุตที่ดีอย่างต่อเนื่องที่ความถี่พาหะของเรา พร้อมที่จะชนเสาอากาศของเรา (หลังจากผ่านตัวเก็บประจุบล็อก DC ตัวสุดท้าย)


สิ่งที่ออกมาคือคลื่นไซน์ขนาดยักษ์ที่มีแอมพลิจูด 2V ระหว่างพีคหรือ 0V หลัก ระยะการเปิด/ปิดสอดคล้องกับสัญญาณ 350Hz ดั้งเดิมของเรา ตอนนี้เรามาดูการวัดกำลังเพื่อดูว่าเครื่องส่งสัญญาณของเรา "ทรงพลัง" แค่ไหน!

การวิเคราะห์สเปกตรัม

เพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องส่งสัญญาณส่งออกสิ่งที่เราคาดหวัง เครื่องส่งสัญญาณต้นแบบที่ฉันสร้างขึ้นเชื่อมต่อกับเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม:



ความถี่พาหะของเราสามารถมองเห็นได้อย่างแน่นอนโดยมีจุดสูงสุดสูงสุดที่ 9dmb (ประมาณ 10 mW) จากนั้นจึงมองเห็นความถี่ฮาร์มอนิกได้ทั้งสองด้าน ฮาร์มอนิกมักคาดหวังในระบบที่ไม่มีการกรอง

สิ่งสุดท้ายที่ต้องทำคือดูว่าความสามารถของเราเป็นอย่างไรเพื่อให้แน่ใจว่ารัฐบาลจะไม่ตามล่าเราเพื่อสร้างสิ่งที่ทรงพลังเกินไป มีการวิเคราะห์การใช้พลังงานที่ความถี่สูงสุดหนึ่งความถี่ โปรดทราบ พลังงานสูงจริงๆ แล้วอยู่ที่ 27.142 MHz และไม่ใช่ที่ 27.145 MHz สิ่งนี้ได้รับอิทธิพลจากหลายปัจจัย

คลื่นเอาท์พุตที่ทรงพลังที่เห็นด้านบนดูเหมือนคลื่นสี่เหลี่ยมที่เราต้องการถ่ายทอด ซึ่งถือว่าค่อนข้างดีเมื่อพิจารณาจากสัญญาณผสม ซึ่งหมายความว่าเครื่องรับของเราจะต้องมีวงจรการตรวจจับการเปิด/ปิดที่มีความต้องการน้อยลง ซึ่งอยู่ที่ 7dBm และ -25dBm กำลังส่งอยู่ในเกณฑ์ที่ประเทศส่วนใหญ่ยอมรับได้

ข้อมูลและการสังเกต

ตัวส่งสัญญาณเองเป็นสิ่งที่น่าเบื่อเมื่อพิจารณาจากการใช้งานจริง คุณเปิดเครื่องแล้วมันก็ส่งสัญญาณ... คุณต้องมีเครื่องรับ ในบทความถัดไป เราจะดูวิธีสร้างเครื่องรับ 27MHz ที่จับคู่กัน และเมื่อทำเช่นนั้น คุณสามารถชมวิดีโอทดสอบด้านล่าง:

ทันทีที่คุณดูวิดีโอการทดสอบเครื่องส่งสัญญาณข้างต้น ความสงสัยทั้งหมดจะหายไปใช่คุณเพราะว่า ระบบทำงานตามที่ออกแบบและจำเป็นตามวัตถุประสงค์ของโครงการนี้ คุณส่งสัญญาณไฟ LED จะสว่างขึ้น คุณหยุดส่งสัญญาณ ไฟ LED จะดับลง สมบูรณ์แบบ!

รายชื่อธาตุกัมมันตภาพรังสี

การกำหนด	พิมพ์	นิกาย	ปริมาณ	บันทึก	ร้านค้า	สมุดบันทึกของฉัน
ไอซี1	ตัวตั้งเวลาและออสซิลเลเตอร์ที่ตั้งโปรแกรมได้	ICM7555	1			ไปยังสมุดบันทึก
ที1,ที2	ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์	2N2222	1			ไปยังสมุดบันทึก
D1	ไดโอดเรียงกระแส	1N4148	1			ไปยังสมุดบันทึก
ค1	ตัวเก็บประจุ	0.1 µF	1			ไปยังสมุดบันทึก
ค2	ตัวเก็บประจุ	68 พิโคเอฟ	1			ไปยังสมุดบันทึก
ค3	ตัวเก็บประจุ	150 พิโคเอฟ	1			ไปยังสมุดบันทึก
C5	ตัวเก็บประจุ	27 พิโคเอฟ	1			ไปยังสมุดบันทึก
ค6	ตัวเก็บประจุ	100 พิโคเอฟ	1			ไปยังสมุดบันทึก
C9	ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า	2.2 µF	1			ไปยังสมุดบันทึก
R1	ตัวต้านทาน	100 โอห์ม	1			ไปยังสมุดบันทึก
R2	ตัวต้านทาน	100 โอห์ม	1			ไปยังสมุดบันทึก
R5	ตัวต้านทาน	470 โอห์ม	1

แผนภาพบล็อกตัวส่งสัญญาณด้วย โดยตรง
การปรับความถี่แสดงในรูป 15.2. ส่วนสำคัญของวงจรดังกล่าวคือวงจรตัวทำปฏิกิริยา
เพื่อรับสัญญาณมอดูเลตความถี่ จำเป็นต้องเปลี่ยนความถี่พาหะในอัตราที่ขึ้นอยู่กับความถี่ของสัญญาณมอดูเลต ดังนั้นหากความถี่ของสัญญาณมอดูเลตเป็น
100Hz ความถี่พาหะหลังจากการมอดูเลตจะเบี่ยงเบนไปจาก ความถี่กลางทั้งสองทิศทาง 100 ครั้งต่อวินาที ในทำนองเดียวกัน หากความถี่ของสัญญาณมอดูเลตคือ 2 kHz ความถี่ของสัญญาณมอดูเลตจะเปลี่ยน 2,000 ครั้งต่อวินาที ขนาดของการเบี่ยงเบนความถี่จากค่าเฉลี่ยจะถูกกำหนดโดยความกว้างของสัญญาณมอดูเลต เมื่อความกว้างของสัญญาณมอดูเลตเพิ่มขึ้น ค่าเบี่ยงเบนของความถี่พาหะจากค่าเฉลี่ยจะเพิ่มขึ้น
เนื่องจากความถี่พาหะเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในระหว่างการมอดูเลตความถี่ เครื่องกำเนิดพาหะจึงต้องมีความคล่องตัวของความถี่ เพื่อให้ความถี่พาหะมีเสถียรภาพ จึงใช้ออสซิลเลเตอร์แบบควอตซ์ นอกจากนี้ยังใช้วงจรควบคุมความถี่อัตโนมัติเพื่อจุดประสงค์เดียวกัน
ข้าว. 15.2. บล็อกไดอะแกรมของเครื่องส่งสัญญาณ FM โดยตรง
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีความถี่ปรับได้ในวงจรในรูป 15.2 มีความถี่เท่ากับ 1/18 ของความถี่พาหะ
ดังนั้นหากความถี่พาหะคือ 90 MHz ความถี่ออสซิลเลเตอร์จะเป็น 5 MHz ส่วนเบี่ยงเบนความถี่สูงสุดจะคงอยู่ที่ 4.2 kHz เพื่อให้แน่ใจว่าการปรับความถี่เชิงเส้น ตัวอย่างเช่นหากค่าเบี่ยงเบนความถี่ของเครื่องกำเนิดคือ 4 kHz ค่าเบี่ยงเบนความถี่ที่เอาต์พุตจะเป็น 72 kHz เนื่องจากเนื่องจากการคูณค่าเบี่ยงเบนความถี่ก็เพิ่มขึ้น 18 เท่าเช่นกัน
ในวงจรนี้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอัตโนมัติแบบควอตซ์จะสร้างการสั่นด้วยความถี่ 2.8 MHz จากนั้นความถี่นี้จะเพิ่มเป็นสองเท่าเป็น 5.6 MHz และป้อนเข้ามิกเซอร์ ซึ่งจะรับสัญญาณ 5 MHz จากออสซิลเลเตอร์ความถี่แปรผันด้วย ที่เอาท์พุตของมิกเซอร์ จะมีการสร้างสัญญาณความถี่ส่วนต่าง 600 kHz ซึ่งป้อนไปยังวงจรควบคุมความถี่อัตโนมัติ (AFC)
เมื่อวงจรทำงาน มันจะรักษาสถานะที่เสถียร หากความถี่ของเครื่องกำเนิดเบี่ยงเบนไปจากค่า 5 MHz สัญญาณความถี่ที่แตกต่างที่เอาต์พุตมิกเซอร์จะไม่ตรงกับสัญญาณเรโซแนนซ์

ความถี่ที่ปรับวงจร AFC เป็นผลให้แรงดันไฟฟ้าปรากฏที่เอาต์พุตของวงจร AFC ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นสัญญาณควบคุมที่แก้ไขการเบี่ยงเบนความถี่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ดูหัวข้อ 4.6 เพิ่มเติม)
ดังแสดงในรูป สัญญาณควบคุมจากเอาต์พุตของวงจร AFC จะผ่านตัวกรองความถี่ต่ำผ่านและจ่ายให้กับวงจรตัวทำปฏิกิริยา ส่วนหลังจะแก้ไขการเบี่ยงเบนความถี่ของเครื่องกำเนิดที่ควบคุมความถี่ (ดูบทที่ 12) ตัวกรองความถี่ต่ำผ่านถูกใช้เพื่อให้แน่ใจว่าการมอดูเลตออสซิลเลชันที่มีอยู่ในสัญญาณ 0.6 MHz จะไม่เข้าสู่วงจรตัวทำปฏิกิริยา ตัวกรองนี้มักจะส่งสัญญาณที่มีความถี่ไม่เกิน 10 Hz การกำจัดสัญญาณเสียงจะไม่ส่งผลต่อฟังก์ชันการควบคุม หากไม่ได้กรองส่วนประกอบเสียงก็จะทำให้เกิดปฏิกิริยาซึ่งตรงกันข้ามกับสัญญาณที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของสัญญาณที่มาจากวงจรมอดูเลต เป็นผลให้การปรับความถี่ของพาหะอาจลดลงเหลือศูนย์ เนื่องจากการเคลื่อนตัวของความถี่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ควบคุมความถี่เกิดขึ้นที่ความเร็วต่ำมาก การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่ด้านออกของวงจร AFC จึงเกิดขึ้นที่ความถี่ต่ำกว่า 10 เฮิรตซ์อย่างมีนัยสำคัญ กล่าวคือ ภายในแถบความถี่ของตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน
อีกวิธีหนึ่งในการรับสัญญาณ FM แสดงไว้ในรูปที่ 1 15.3. ขั้นแรก ทำการมอดูเลตแอมพลิจูด จากนั้นแปลงเป็นความถี่โดยเลื่อนส่วนประกอบด้านข้าง 90° แล้วเชื่อมต่อส่วนประกอบด้านข้างกับพาหะอีกครั้ง ที่นี่ใช้การมอดูเลตความถี่พลังงานต่ำ ดังนั้นจึงมีเพียงสองส่วนประกอบด้านข้างที่มีแอมพลิจูดเพียงพอเท่านั้น เมื่อเปลี่ยนเฟสของส่วนประกอบด้านข้าง จะได้การมอดูเลตเฟส ซึ่งสามารถแปลงเป็นความถี่ได้โดยใช้วงจรแก้ไข ในแผนภาพในรูป 15.3 ใช้ออสซิลเลเตอร์ในตัวแบบควอตซ์ ซึ่งหลังจากคูณความถี่แล้ว สัญญาณจะก่อตัวเป็นพาหะ สัญญาณเสียงจากสเตจเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์จะถูกป้อนไปยังโมดูเลเตอร์แบบบาลานซ์ ซึ่งรับสัญญาณจากออสซิลเลเตอร์ในตัวแบบควอตซ์ด้วย โมดูเลเตอร์แบบสมดุลทำการมอดูเลตแอมพลิจูดของพาหะพร้อมสัญญาณเสียง ส่วนประกอบสองด้าน
สัญญาณ AM จะถูกป้อนไปยังวงจรเปลี่ยนเฟสพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัส จากนั้นแถบข้างทั้งสองจะรวมเข้ากับตัวพา ซึ่งจ่ายมาจากคริสตัลออสซิลเลเตอร์ผ่านบัฟเฟอร์แอมพลิฟายเออร์ จึงมีการดำเนินการ การมอดูเลตความถี่ทางอ้อมในระยะต่อมา ความถี่จะคูณกับค่าที่ต้องการ ในโมดูเลเตอร์แบบสมดุล พาหะจะถูกระงับเพื่อให้ได้รับเฉพาะสัญญาณส่วนประกอบด้านข้างที่เอาต์พุต (ดูบทที่ 6)
ข้าว. 15.3. บล็อกไดอะแกรมของเครื่องส่งสัญญาณ FM ทางอ้อม
ด้วยการมอดูเลตเฟส การเบี่ยงเบนของพาหะเป็นฟังก์ชันของความถี่ของสัญญาณมอดูเลตเสียง คูณด้วยการเปลี่ยนเฟสสูงสุดที่อนุญาต ดังนั้น ความถี่ที่สูงขึ้นของสัญญาณเสียงจะสอดคล้องกับความเบี่ยงเบนของพาหะในปริมาณที่มากขึ้น ตรงกันข้ามกับการปรับความถี่ ซึ่งความเบี่ยงเบนจะขึ้นอยู่กับความกว้างของสัญญาณเสียงเท่านั้น ในการปรับค่าเบี่ยงเบนให้เท่ากันเพื่อให้สอดคล้องกับค่าที่เกิดขึ้นระหว่าง FM จะมีการแนะนำวงจรแก้ไข ดังแสดงในรูปที่ 1 15.3.
ห่วงโซ่นี้ประกอบด้วย ตัวต้านทานแบบอนุกรมและตัวเก็บประจุแบบขนาน ความต้านทาน pesncTqpa ถูกเลือกเพื่อให้มีค่ามากกว่าค่ารีแอกแตนซ์ของตัวเก็บประจุตลอดช่วงความถี่เสียงทั้งหมดอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นคุณลักษณะที่ได้รับระหว่างการปรับเฟสของสัญญาณจึงได้รับการชดเชย และสัญญาณเอาท์พุตจะได้รับคุณสมบัติของสัญญาณ FM
สัญญาณเอาท์พุตจากวงจรแก้ไขจะถูกลบออกจากตัวเก็บประจุ ดังนั้น แอมพลิจูดของสัญญาณ

แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความถี่ ที่ความถี่ต่ำ ตัวเก็บประจุจะมีรีแอกแตนซ์ขนาดใหญ่และมีผลการแบ่งส่วนต่ำ ในกรณีนี้ แอมพลิจูดของสัญญาณจะถูกถ่ายโอนไปยังขั้นตอนต่อไปโดยสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม ที่ความถี่สูง ค่ารีแอกแตนซ์ของตัวเก็บประจุจะลดลงจนทำให้เกิดการแบ่งส่วนที่รุนแรงขึ้น ดังนั้น เมื่อความถี่เพิ่มขึ้น แอมพลิจูดของสัญญาณที่มาจากวงจรแก้ไขไปยังเครื่องขยายสัญญาณเอาท์พุตจะลดลง การดำเนินการนี้ซึ่งตรงกันข้ามกับกระบวนการมอดูเลตเฟส นำไปสู่การชดเชยสำหรับขั้นตอนหลัง ผลลัพธ์ที่ได้คือกระบวนการที่เทียบเท่ากับความถี่มาตรฐาน
การปรับ
,
ซึ่งแอมพลิจูดของสัญญาณเสียงเท่ากันสอดคล้องกับค่าเบี่ยงเบนเดียวกันในความถี่พาหะโดยไม่คำนึงถึงความถี่
15.3. เครื่องส่ง FM แบบหลายช่องสัญญาณ
ดังที่ได้แสดงไว้แล้วในนิกาย เวอร์ชัน 6.4 ในระบบกระจายเสียง FM การมอดูเลต 100% ถูกกำหนดให้เป็นค่าเบี่ยงเบนความถี่ 75 kHz ที่ด้านใดด้านหนึ่งของคลื่นพาหะ ในสเตอริโอ FM หรือระบบหลายช่องสัญญาณอื่นๆ การส่งสัญญาณจะต้องดำเนินการในลักษณะที่สเปกตรัมความถี่คงอยู่ภายในขีดจำกัดที่ระบุซึ่งกำหนดโดยการมอดูเลต 100% ที่ระบุ ดังนั้นในระหว่างการส่งสัญญาณสเตอริโอ สัญญาณมอดูเลตต่างๆ ไม่ควรทำให้เกินขีดจำกัดที่กำหนดโดยการมอดูเลต 100%
ในระบบ คุณภาพสูงการมอดูเลต สัญญาณเสียงมักพบในช่วงความถี่ 30
เฮิร์ตซ์ - 15 กิโลเฮิร์ตซ์ สามารถใช้ความถี่มอดูเลตที่สูงขึ้นได้ แต่หากแอมพลิจูดของความถี่ไม่ใหญ่เกินไป และย่านความถี่ไม่เกินขีดจำกัดที่ระบุ ที่สัญญาณมอดูเลตความถี่ที่สูงขึ้น อัตราการเบี่ยงเบนของพาหะจะเพิ่มขึ้น ดังนั้น การใช้สัญญาณมอดูเลตความถี่สูงทำให้สามารถใช้วิธีการที่สะดวกในการสร้างสัญญาณในระบบหลายช่องสัญญาณ (สเตอริโอ) ได้
ข้าว. 15.4. เครื่องส่งสัญญาณเอฟเอ็มสเตอริโอ
เมื่อส่งสัญญาณสเตอริโอ จะต้องรับประกันความเข้ากันได้ เช่น ความสามารถในการรับจากทั้งสเตอริโอและตัวรับสัญญาณช่องเดียวทั่วไป เพื่อให้มั่นใจถึงความเข้ากันได้ สถานีสเตอริโอจะส่งสัญญาณโมโนที่ได้รับจากการเพิ่มสัญญาณสองตัวจากแหล่งที่แตกต่างกัน ในกรณีนี้ สัญญาณเสียงจากไมโครโฟนด้านซ้ายและขวาจะถูกป้อนไปยังวงจรมอดูเลตของเครื่องส่งสัญญาณ FM หลัก ซึ่ง

เป็นช่องทางหลัก วิธีการนี้แสดงไว้ในรูปที่ 15.4 โดยที่สัญญาณของช่องด้านซ้าย (L) และด้านขวา (R) ถูกส่งไปยังโมโนมิกเซอร์ จากนั้นสัญญาณเหล่านี้จะถูกส่งไปยังโมดูเลเตอร์ออสซิลเลเตอร์ของคลื่นพาหะและวงจรอื่นๆ ที่ประกอบเป็นเครื่องส่งสัญญาณ FM หลัก
ในการส่งสัญญาณสเตอริโอ จำเป็นต้องมีวงจรเพิ่มเติมที่สร้างช่องสัญญาณซ้ายและขวาแยกกัน เพื่อจุดประสงค์นี้ สัญญาณที่แตกต่างจะถูกสร้างขึ้นโดยการลบสัญญาณด้านขวาออกจากด้านซ้าย
(สัญญาณซ้ายและขวาจะถูกส่งไปยังมิกเซอร์โดยมีการเปลี่ยนเฟส 180°) สัญญาณความแตกต่างใช้ในการปรับสัญญาณพาหะเพิ่มเติม (เรียกว่าซับคาริเออร์) ในแอมพลิจูด (AM) ส่งผลให้เกิดผลคูณด้านข้าง ส่วนประกอบด้านข้างเหล่านี้จะปรับความถี่พาหะแยกกัน
ความถี่ซับคาริเออร์จะถูกระงับ ดังนั้นจึงต้องคืนค่าที่เครื่องรับเมื่อรับสัญญาณสเตอริโอ (ดูหัวข้อ 15.7)
ความถี่ซับคาริเออร์คือ 38 kHz (ออสซิลเลเตอร์สร้างความถี่ 19 kHz ซึ่งจากนั้นจะเพิ่มเป็นสองเท่าเพื่อสร้างความถี่ที่ต้องการที่ 38 kHz) นอกจากนี้ยังส่งสัญญาณ 19 kHz (โดยการมอดูเลตพาหะ) เพื่อซิงโครไนซ์ตัวตรวจจับสเตอริโอในเครื่องรับ ในกรณีนี้ สัญญาณ 19 kHz เรียกว่าสัญญาณนำร่อง จะปรับสัญญาณพาหะแบบตื้น (ประมาณ 10%) ซึ่งเพียงพอที่จะเพิ่มความถี่นี้เป็นสองเท่าเพื่อกู้คืนซับคาริเออร์ 38 kHz ที่เครื่องรับ ที่เครื่องรับ ซับคาริเออร์จะถูกดีมอดูเลตพร้อมกับส่วนประกอบด้านข้างของสัญญาณสเตอริโอ (ดูรูปที่ 9.6)
ผลิตภัณฑ์ข้างเคียงที่เป็นผลมาจากการมอดูเลตซับคาริเออร์ย่อย 38 kHz ด้วยสัญญาณที่ต่างกันจะไม่เหมือนกับสัญญาณมอดูเลตโมโน ส่วนประกอบด้านข้างอยู่ในช่วงความถี่ 23 - 53 kHz เช่นเดียวกับสัญญาณโมโน ช่วงความถี่ของสัญญาณเสียงสเตอริโอจะอยู่ระหว่าง 30 Hz ถึง 15 kHz ดังนั้นสัญญาณมอดูเลตหลายช่องสัญญาณสำหรับการส่งสัญญาณสเตอริโอ FM จึงประกอบด้วยสัญญาณโมโน (L + R) ซึ่งมีความถี่อยู่ในช่วงเสียง 30 Hz - 15 kHz สัญญาณนำร่อง (subcarrier) ที่มีความถี่ 19 kHz และสัญญาณ (L - R) (23 - 53 kHz) ที่มีความถี่พาหะ 38 kHz ที่ถูกระงับระหว่างการส่งสัญญาณ เมื่อส่งการบันทึกเพลง ผู้ให้บริการหลักยังถูกมอดูเลตด้วยสัญญาณผ่านสองช่องสัญญาณโดยใช้เครื่องกำเนิดเสริม ดังแสดงในรูปที่มีเส้นประ
วิธีการอนุญาตการสื่อสารย่อย (SCA) ช่วยให้สถานีส่งสัญญาณใช้ช่องสัญญาณเพิ่มเติมนอกเหนือจากช่องสัญญาณออกอากาศปกติ ช่อง FM ใช้สำหรับการออกอากาศทางวิทยุ และช่องรวม (SCA) ใช้สำหรับการส่งสัญญาณจากตลับ phono เท่านั้น เช่น เพื่อเสียงและวัตถุประสงค์เสริมอื่นๆ ดังแสดงในรูป ในเวอร์ชัน 15.4 ออสซิลเลเตอร์เสริมโดยพื้นฐานแล้วจะเป็นเครื่องส่งสัญญาณ FM ขนาดเล็ก (เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องส่งสัญญาณหลัก) ที่มีความถี่ซับคาริเออร์ที่ 67 kHz
15.4. เครื่องส่งโทรทัศน์
ในโทรทัศน์ ภาพจะถูกส่งโดยใช้วิธีการมอดูเลตแอมพลิจูดของพาหะ เช่นเดียวกับในวิธีทั่วไป
ออกอากาศวิทยุ AM การมอดูเลตความถี่ใช้ในการส่งสัญญาณเสียง
ความแตกต่างระหว่างความถี่ของพาหะภาพและพาหะเสียงคือ 4.5 MHz (ดูรูปที่ 5.14, a)
เมื่อส่งภาพขาวดำ จำเป็นต้องส่งสัญญาณเพื่อซิงโครไนซ์การสแกนแนวตั้งและแนวนอนด้วย อย่างไรก็ตามในโทรทัศน์สีเมื่อทำการมอดูเลตพาหะจะใช้สัญญาณสีและสัญญาณซิงโครไนซ์เพิ่มเติมด้วย
ในเครื่องรับโทรทัศน์ขาวดำ ออสซิลเลเตอร์หลักจะสร้างการสั่นของความถี่พื้นฐาน ซึ่งเป็นสัญญาณที่ได้รับสำหรับวงจรการสแกน ความถี่การสั่นของออสซิลเลเตอร์หลักคือ 31.5 kHz
เพื่อให้ได้ความถี่การสแกนแนวนอนที่ 15750 Hz จะถูกหารด้วยสอง และเพื่อให้ได้ความถี่การสแกนแนวตั้งที่ 60 Hz จะถูกหารด้วย 7, 5, 5 และ 3 ในกรณีของการส่งภาพสี ความถี่เหล่านี้คือ แตกต่างกันเล็กน้อยเนื่องจากลักษณะของความกว้างสเปกตรัมและการซิงโครไนซ์ ในการส่งผ่านสี จำเป็นต้องสร้างพาหะย่อยและปรับเพื่อให้ได้องค์ประกอบด้านข้างของสัญญาณโครมิแนนซ์ จากนั้นพาหะจะต้องถูกระงับเนื่องจากข้อเท็จจริง ว่าย่านความถี่ที่จัดสรรสำหรับการส่งสัญญาณมีจำกัด ดังนั้นที่เครื่องรับ จะต้องนำพาหะกลับมาและผสมกับส่วนประกอบด้านข้างเพื่อทำการดีมอดูเลตสัญญาณความแตกต่างของสีในภายหลัง
ดังนั้น ความถี่การสแกนแนวนอนในเครื่องรับโทรทัศน์สีคือ 15734.264 Hz และความถี่ซับคาริเออร์คือ 3.579545 MHz (3.58 MHz) อัตราเฟรมในเครื่องรับโทรทัศน์สีคือ 59.94 Hz เนื่องจากความถี่ของตัวพิมพ์เล็กและ การสแกนบุคลากรในเครื่องรับสีนั้นใกล้กับความถี่ที่สอดคล้องกันในเครื่องรับขาวดำดังนั้นภายใต้สภาวะการทำงานปกติจะไม่มีปัญหาเมื่อเปลี่ยนจากการรับภาพขาวดำเป็นภาพสี
บล็อกหลักของอุปกรณ์ส่งสัญญาณโทรทัศน์สีจะแสดงในรูปที่ 1 15.5. กล้องส่งสัญญาณโทรทัศน์สีที่มีท่อส่งสัญญาณพิเศษและระบบเลนส์จะรับรู้สีหลักสามสีของภาพ ตามหลักการเติมสี สีเหล่านี้คือสีแดง (ร)สีฟ้า (ใน)
และสีเขียว (G)
ดังต่อไปนี้จากแผนภาพที่แสดงในรูปที่. ตามตาราง 15.5 วงจรขยายและสแกนจะสร้างองค์ประกอบสามส่วน (สัญญาณสีแดง เขียว และน้ำเงิน) ของภาพที่ส่งที่เอาต์พุต สัญญาณ อาร์ จีและ ในจากนั้นพวกมันจะถูกป้อนเข้าสู่วงจรเมทริกซ์สามวงจร ซึ่งสองวงจรในนั้นมีปฏิกิริยาสะท้อนเสียงเบส สัญญาณเอาท์พุตของเมทริกซ์ถูกกำหนดให้เป็น Y, 7 และ Q สัญญาณ Y ดังที่กล่าวไว้ข้างต้นเรียกว่าสัญญาณความสว่าง ปรากฎว่า

โดยเพิ่มสัญญาณแม่สี 3 สี คือ แดง เขียว และน้ำเงิน ในอัตราส่วน 0.3:0.59:0.11
การรักษาอัตราส่วนนี้เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อชดเชยความไวที่ไม่เท่ากันของดวงตามนุษย์ต่อสีที่ต่างกัน
ข้าว. 15.5. บล็อกไดอะแกรมของเครื่องส่งสัญญาณโทรทัศน์สี
สัญญาณความแตกต่างของสีหลักสองสัญญาณประกอบด้วยสัญญาณ I (ในเฟส) และสัญญาณ Q (การสร้างพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัส) สัญญาณ I ประกอบด้วยสัญญาณสีแดง 0.6 สัญญาณสีเขียว 0.28 สัญญาณและสีน้ำเงิน 032 สัญญาณ อัตราส่วนของส่วนประกอบเหล่านี้สำหรับสัญญาณ Q มีดังนี้: อาร์:จี:บี = 0,21: 0,52: 0,13.
สัญญาณ I และ Q จะถูกป้อนให้กับโมดูเลเตอร์ที่สมดุล โดยที่สัญญาณดังกล่าวจะปรับสัญญาณพาหะย่อยสองตัวที่ความถี่ 3.58
MHz เฟสถูกเลื่อนไป 90° โดยที่สัญญาณ I นำสัญญาณ Q ในบาลานซ์โมดูเลเตอร์ สัญญาณย่อยและสัญญาณ I และ Q จะถูกระงับ และมีเพียงการแกว่งด้านข้างของสัญญาณย่อยที่ส่งผ่านไปยังเอาต์พุต สัญญาณ Y จะถูกป้อนผ่านตัวกรองไปยังตัวบวก โดยที่สัญญาณเอาท์พุตจากโมดูเลเตอร์แบบบาลานซ์ก็ถูกส่งเข้ามาด้วย
เครื่องกำเนิดสัญญาณการซิงโครไนซ์สีซึ่งรับสัญญาณจากเครื่องกำเนิดความถี่
3.58 MHz สร้างสัญญาณ 9 รอบด้วยความถี่ 3.58 MHz ซึ่งถูกส่งไปที่ขอบด้านหลังของพัลส์ตัดแนวนอนและทำหน้าที่ซิงโครไนซ์เครื่องกำเนิด subcarrier ในเครื่องรับ (ดูหัวข้อ 4.6)
สัญญาณทั้งหมด รวมถึงสัญญาณนาฬิกา และพัลส์การตัดเส้นและฟิลด์ จะถูกเพิ่มไปยังตัวบวก ขึ้นรูปจึงสมบูรณ์ สัญญาณโทรทัศน์ป้อนไปยังแอมพลิฟายเออร์-โมดูเลเตอร์ ซึ่งจะถูกขยายหากจำเป็น จากนั้นป้อนเข้าสู่ขั้นตอนการมอดูเลเตอร์ขั้นสุดท้าย โดยทำงานในโหมดแอมพลิฟายเออร์คลาส C เช่นเดียวกับเครื่องส่งสัญญาณ AM อื่นๆ จะใช้ออสซิลเลเตอร์ที่มีความเสถียรแบบคริสตัลที่นี่ สัญญาณจากเครื่องกำเนิดนี้จะถูกคูณความถี่ ขยาย และป้อนไปยังเครื่องขยายเสียงคลาส C เครื่องส่งสัญญาณ FM แยกต่างหากใช้ในการส่งสัญญาณเสียง ดังนั้น อุปกรณ์ส่งสัญญาณโทรทัศน์จึงใช้เครื่องส่งสัญญาณสองตัว: เครื่องหนึ่งมีการปรับแอมพลิจูด และอีกเครื่องหนึ่งมีการปรับความถี่
15.5. เครื่องรับ AM

แผนภาพบล็อกของเครื่องรับสัญญาณ AM แสดงในรูปที่ 1 15.6. นำเสนอที่นี่ ซุปเปอร์เฮเทอโรไดน์วงจรรับสัญญาณที่เป็นพื้นฐานสำหรับเครื่องรับส่วนใหญ่ที่ใช้ในระบบสื่อสาร
สัญญาณจากเอาต์พุตเสาอากาศผ่านเครื่องขยายสัญญาณ RF (ดูรูปที่ 3.4) จะถูกป้อนไปยังตัวแปลงความถี่ ซึ่งรวมถึงออสซิลเลเตอร์เฉพาะที่และมิกเซอร์ ในเครื่องรับที่มีความไวต่ำ เครื่องขยายเสียงความถี่สูงอาจไม่มี; จากนั้นสัญญาณจากเอาต์พุตเสาอากาศจะถูกป้อนโดยตรงไปยังตัวแปลงดังแสดงในรูปที่มีเส้นประ (ดูรูปที่ 4.2 ด้วย)
ออสซิลเลเตอร์เฉพาะที่ของคอนเวอร์เตอร์จะสร้างการแกว่งของความถี่ที่ต้องการ ซึ่งเมื่อผสมในเครื่องผสมกับการแกว่งที่ได้รับของตัวพาแบบมอดูเลต จะทำให้เกิดการสั่นของความถี่ระดับกลาง (ส่วนต่าง) ที่เอาท์พุตของเครื่องผสม ค่าความถี่กลางที่ 455 kHz เป็นค่ามาตรฐานสำหรับเครื่องรับกระจายเสียง [ความถี่กลางของเครื่องรับที่ใช้ในสาขาต่างๆ ของวิทยุอิเล็กทรอนิกส์จะแตกต่างกันไปในช่วงที่กว้างมาก - บันทึก เอ็ด].
ข้าว. 15.6. แผนภาพบล็อกของตัวรับซูเปอร์เฮเทอโรไดน์
จากมิกเซอร์ สัญญาณจะถูกป้อนไปยังเครื่องขยายสัญญาณความถี่กลางเพื่อการขยายเพิ่มเติมและการกรองสัญญาณรบกวนที่ปรากฏในระหว่างกระบวนการเฮเทอโรไดนิ่ง หลังจากการขยายสัญญาณ สัญญาณความถี่กลางจะถูกดีมอดูเลตในเครื่องตรวจจับ และสัญญาณเสียงจะถูกแยกออก เนื่องจากสัญญาณเสียงที่เอาต์พุตของเครื่องตรวจจับค่อนข้างอ่อน จึงถูกขยายในเครื่องขยายเสียงแบบธรรมดาจนถึงระดับที่จำเป็นสำหรับการสร้างเสียงในลำโพงเพิ่มเติม
ไม่ว่าความถี่ของสัญญาณที่ได้รับจะเป็นอย่างไร ความถี่กลางของเครื่องรับจะคงค่าไว้ตามเดิม ในการทำเช่นนี้ ตัวเก็บประจุการปรับแต่งของแอมพลิฟายเออร์ความถี่สูง มิกเซอร์ และออสซิลเลเตอร์ภายในจะเชื่อมต่อถึงกัน เพื่อให้ในระหว่างกระบวนการปรับแต่ง โรเตอร์ของพวกมันจะหมุนพร้อมกัน ควบคู่ไปกับตัวเก็บประจุหลักแต่ละตัว การตั้งค่าจะรวมถึงตัวเก็บประจุการปรับความจุขนาดเล็กเพื่อให้แน่ใจว่าการปรับจูนที่แม่นยำตลอดช่วงการทำงานทั้งหมดของเครื่องรับ (ดูรูปที่ 4.2) ดังนั้น โดยไม่คำนึงถึงความถี่ของสัญญาณที่ได้รับ ออสซิลเลเตอร์เฉพาะที่จะให้สัญญาณของความถี่ระดับกลาง (คงที่อย่างเคร่งครัด) โดยปกติแล้วความถี่ออสซิลเลเตอร์ในพื้นที่จะสูงกว่าความถี่พาหะของสัญญาณ ดังนั้น หากสถานีส่งสัญญาณที่ความถี่พาหะ 1,000 kHz ดังนั้นเพื่อให้ได้ความถี่ที่แตกต่างกัน 455 kHz ความถี่ออสซิลเลเตอร์เฉพาะที่จะต้องเท่ากับ 1455 kHz

เครื่องส่ง FM ที่นำเสนอมี กำลังขับ 15 mW ที่การใช้กระแสไฟ 15 mA ส่วนเบี่ยงเบนความถี่ -+ 3 kHz มีการออกแบบที่เรียบง่าย มีขนาดเล็ก และประกอบด้วยองค์ประกอบที่สามารถเข้าถึงได้
รูปที่แสดงให้เห็น แผนภาพวงจรเครื่องส่งเอฟเอ็ม สัญญาณจากไมโครโฟนจะถูกป้อนผ่านตัวเก็บประจุแยก C2 ไปยังแอมพลิฟายเออร์ AF บนทรานซิสเตอร์ VT1 จากนั้นผ่านตัวต้านทาน R4 ไปยังเมทริกซ์ varicap VD1, VD2 ตัวต้านทาน R2 กำหนดจุดการทำงานของแอมพลิฟายเออร์และในขณะเดียวกันก็ไบแอสเริ่มต้นของเมทริกซ์ varicap

คริสตัลออสซิลเลเตอร์ทำโดยใช้ทรานซิสเตอร์ VT2

เครื่องสะท้อนเสียงแบบควอตซ์เชื่อมต่อกับวงจรฐานและตื่นเต้นกับความถี่เรโซแนนซ์แบบขนานที่ฮาร์มอนิกตัวแรก ในวงจรสะสมของทรานซิสเตอร์จะมีวงจร L1C6 ซึ่งปรับไปที่ความถี่ฮาร์มอนิกของเรโซเนเตอร์ในช่วงความถี่ 72.0...73.0 MHz

ตัวเพิ่มความถี่ VT3 จะถูกต่อประกบแบบเหนี่ยวนำกับคอยล์ของวงจรนี้ โดยจะปล่อยแรงดันไฟฟ้าที่มีความถี่ 144.0...146 MHz แรงดันไฟฟ้าที่ขยายจะถูกป้อนให้กับเสาอากาศผ่านตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน L3C11C12 ซึ่งทำหน้าที่ระงับฮาร์โมนิกที่สูงขึ้นและจับคู่กับโหลด ตัวเก็บประจุ C13 เป็นตัวเก็บประจุแบบแยกส่วน
แอมพลิฟายเออร์ไมโครโฟนและออสซิลเลเตอร์แบบควอตซ์ใช้พลังงานจากตัวปรับแรงดันไฟฟ้าแบบพาราเมตริกที่สร้างจากซีเนอร์ไดโอด VD3

รายละเอียด

ตัวต้านทาน - MLT-0.125(0.25) ตัวเก็บประจุ: ทริมเมอร์ - KT4-23, KT4-21 ที่มีความจุ 5...20.6...26 pF ส่วนที่เหลือ - KM, K10-17, KD, S5 - K53-1A ไมโครโฟน BF1 - MKE-84-1, MKE-3, DEMSH-1A ซีเนอร์ไดโอด VD3 - KS 156, KS 162, KS 168

VD1, VD2 - เมทริกซ์ varicap KVS111A, B หรือ varicaps KB 109, KB 110 ในกรณีหลัง R5 จะถูกลบออก varicap จะเปิดแทนที่ VD2 และเทอร์มินัลด้านซ้าย (ตามแผนภาพ) ของตัวเก็บประจุ C4 คือ เชื่อมต่อกับโหนด C3R4VD1

ทรานซิสเตอร์: VT1 - KT3102, VT2, VT3 - KT368, KT316, KT325, KT306, BF115, BF224, BF167, BF173. ตัวสะท้อนเสียงแบบควอตซ์ - ในตัวเครื่องขนาดเล็กสำหรับความถี่ 14.4...14.6, 18.0...18.25, 24.0...24.333 MHz ความถี่พื้นฐานและความถี่ฮาร์มอนิก (โอเวอร์โทน) - ที่ 43.2...43.8, 54.0...54.75, 72.0...73.0 MHz (ฮาร์โมนิคที่ 3 สำหรับสองตัวแรกและตัวที่สามและฮาร์โมนิคตัวที่ห้าอยู่ที่ตัวที่สาม)

ขดลวดส่งสัญญาณ L1 มีลวด PEV 11 รอบ - 2 0.64 พันบนเฟรมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 มม. เพื่อหมุน L2 พันอยู่ด้านบนของ L1 และมีลวด PELSHO 0.18 จำนวน 6 รอบ แกนเฟอร์ไรต์ 20Vh ถูกขันเข้ากับเฟรม L3 - ลวดทองแดงชุบเงิน 5 รอบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.8 มม. พันบนแมนเดรลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 มม. L4 - ลวดทองแดงชุบเงิน 3 รอบ, เส้นผ่านศูนย์กลางม้วน 5 มม., ความยาวม้วน 10 มม.

การตั้งค่า

ถือว่าทุกส่วนอยู่ในสภาพใช้งานได้ดี ก่อนตั้งค่า ให้ใช้แว่นขยายเพื่อตรวจสอบการลัดวงจรของบอร์ด จากนั้นจึงกำหนดแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยที่ไมโครโฟนวิทยุจะทำงาน มันเท่ากับค่าเฉลี่ยเลขคณิตระหว่างแรงดันไฟฟ้าด้านบนและด้านล่างที่อนุญาต
ตัวอย่างเช่น แรงดันไฟฟ้าด้านบนคือ -9V (แบตเตอรี่ใหม่) แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าคือ 7V (แบตเตอรี่ที่คายประจุแล้ว): ไม่ได้รับการจัดอันดับโดยเฉลี่ย =(9+7) 2=8 V. ที่แรงดันไฟฟ้านี้คุณต้องกำหนดค่าเครื่องส่งสัญญาณ
การเชื่อมต่อที่เทียบเท่ากับเอาต์พุตตัวส่งสัญญาณ (ตัวต้านทาน MLT-0.5 100 โอห์มสองตัวเชื่อมต่อแบบขนาน)

เอาต์พุตของซีเนอร์ไดโอด VD3 ไม่ได้ถูกบัดกรีจากสายสามัญและมิลลิแอมป์มิเตอร์ที่มีขีด จำกัด 30-60 mA จะถูกปิดแบบอนุกรมด้วย เปิดเครื่องส่งแล้ว
โดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าจากค่าต่ำสุดที่อนุญาตไปจนถึงค่าสูงสุดโดยการเลือกความต้านทานของตัวต้านทาน R10 ทำให้มั่นใจได้ว่าที่แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายสูงเกินไปซีเนอร์ไดโอดจะไม่ออกจากโหมดเสถียรภาพ (กระแสเสถียรภาพขั้นต่ำสำหรับ KS 162A คือ 3mA, สูงสุดคือ 22mA การเชื่อมต่อกลับคืนมา

ด้วยการติดตั้งที่เหมาะสมและชิ้นส่วนที่สามารถซ่อมแซมได้ เครื่องขยายเสียงไมโครโฟนจึงไม่จำเป็นต้องปรับในขั้นตอนแรกของการตั้งค่า
เราตรวจสอบด้วยเครื่องวัดคลื่น (หรือในกรณีที่รุนแรงบนเครื่องรับวิทยุกระจายเสียง VHF โดยวางเสาอากาศไว้ใกล้กับเครื่องส่งสัญญาณ) การปรากฏตัวของสัญญาณที่มีความถี่ 72.0...73.0 MHz ในวงจร L1C6 ด้วยการหมุนแกนและคอยล์ L1 เราได้ค่าสูงสุดของแรงดันไฟฟ้านี้ จากนั้นเราไปยังวงจร L3C9C10 เพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้า ขณะนี้มีความถี่ 144.0... 146.0 MHz การใช้เครื่องวัดคลื่นหรือเครื่องรับช่วงสองเมตรทำให้เราบรรลุระดับสูงสุด

หลังจากปรับทุกขั้นตอนหลายครั้งเป็นแรงดันเอาต์พุตสูงสุดแล้ว เราจึงเลือกความต้านทานของตัวต้านทาน R7 ในออสซิลเลเตอร์ควอตซ์ จากนั้นไปที่ตัวทวีคูณและปรับสมดุลตามการปราบปรามสูงสุดของสัญญาณด้วยความถี่ 72.0...73.0 MHz ที่เอาต์พุต การมีอยู่ของฮาร์โมนิคและระดับสัมบูรณ์นั้นสะดวกในการสังเกตบนเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมซึ่งน่าเสียดายที่ยังไม่ได้กลายเป็นอุปกรณ์สำหรับการใช้งานจำนวนมาก ด้วยการปรับสมดุลที่แม่นยำของดับเบิ้ลเซอร์ ฮาร์โมนิคคี่ทั้งหมดจะถูกระงับ และแม้กระทั่งฮาร์โมนิคส์ ยกเว้นฮาร์โมนิคตัวที่สอง (ซึ่งเครื่องส่งถูกสร้างขึ้น) จะถูกกรองออก เช่นเดียวกับฮาร์โมนิคของตัวสะท้อนกลับแบบควอตซ์เอง

สำหรับจูนเนอร์ที่ "พิถีพิถัน" มากขึ้น เราแนะนำให้เลือกค่าและอัตราส่วนของความจุของตัวเก็บประจุ C4 และ C5 ตามกำลังเครื่องส่งสูงสุด การปรับความถี่สามารถทำได้โดยการขยับแกนของคอยล์ L1 เล็กน้อยรวมถึงการเปลี่ยนความจุ C3 โดยจำไว้ว่าเมื่อความจุของตัวเก็บประจุนี้เปลี่ยนไปความถี่ที่ทับซ้อนกันของเมทริกซ์ varicap ก็เปลี่ยนไปเช่นกัน ดังนั้นค่าเบี่ยงเบนความถี่สูงสุดก็จะเปลี่ยนไปด้วย ซึ่งหากจำเป็นสามารถแก้ไขได้โดยการเลือกความต้านทานของตัวต้านทาน R2
ตัวเลือกที่น่าสนใจคือการรวมตัวคูณความถี่ของเครื่องส่งสัญญาณเพื่อเพิ่มความถี่เป็นสี่เท่า ในกรณีนี้ ความถี่ในการปรับจูนของวงจร L1C9 ควรเป็น 36.0...36.5 MHz และสามารถใช้ตัวสะท้อนควอทซ์ได้ตั้งแต่ 7.2....7.3, 9.0 ..9.125, 12.0...12.166, 18.0...18.25 MHz และโอเวอร์โทน 21.6...21.9, 27.0...27.375, 36.0...36, 5 MHz (ฮาร์มอนิกที่ 3) และ 36.0...36.5, 45.0 ...45.625, 60.0...60.83 MHz (ฮาร์มอนิกที่ 5) โดยปกติแล้ว ยิ่งการคูณความถี่มากเท่าไร พลังงานที่ได้รับจากเอาต์พุตของเครื่องส่งสัญญาณก็จะน้อยลงเท่านั้น และจำเป็นต้องมีการปรับจูนอย่างระมัดระวังมากขึ้น

เสาอากาศเครื่องส่งสัญญาณอาจเป็นเครื่องสั่นแบบหนึ่งในสี่คลื่น สั้นลงด้วยขดลวดที่ฐาน หรือเสาอากาศแบบเกลียว ในตำแหน่งที่อยู่กับที่ คลังแสงทั้งหมดตั้งแต่ GP ไปจนถึงเสาอากาศแบบหลายองค์ประกอบและหลายชั้นเป็นที่ยอมรับได้

เมื่อจ่ายไฟให้กับเครื่องส่งสัญญาณจากแหล่งกำเนิดคลื่น 12 คลื่น คุณควรติดตั้งซีเนอร์ไดโอด VD1 ที่มีแรงดันไฟฟ้าคงที่สูง เช่น D8 4A, D81 4B, D818 โดยเลือก R177 อีกครั้ง

V.N.Shostak, Kharkov

ในการฝึกปฏิบัติวิทยุสมัครเล่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ความถี่สูงเป็นหนึ่งในโหนดที่สำคัญที่สุด พารามิเตอร์สุดท้ายของอุปกรณ์ที่ออกแบบนั้นขึ้นอยู่กับความละเอียดรอบคอบของการผลิต ข้อกำหนดสำหรับเครื่องกำเนิด RF: ความเสถียรของความถี่สูง ไม่มีการมอดูเลตสัญญาณเอาท์พุตตามพื้นหลังและการรบกวน รวมถึงความบริสุทธิ์ของสเปกตรัมสูง นอกจากนี้ในบางกรณีอาจมีเสียงรบกวนจากภายในในระดับต่ำ

รูปที่ 1 โครงสร้างชิป AL2602

ในทางปฏิบัติ ออสซิลเลเตอร์แบบควอตซ์ถูกใช้ (โดยคูณความถี่ตามค่าที่ต้องการ) หรือ LC ออสซิลเลเตอร์ ข้อดีของออสซิลเลเตอร์แบบควอตซ์คือความเสถียรของความถี่สูง มีข้อเสียหลายประการ: ระดับที่เพิ่มขึ้นเสียงรบกวน ความซับซ้อนของการดำเนินการที่เกิดจากความจำเป็นในการคูณความถี่ และความเป็นไปไม่ได้ที่จะเปลี่ยนความถี่เอาต์พุตอย่างรวดเร็วภายในช่วงกว้าง

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า LC นั้นออกแบบง่ายกว่า โดยสามารถใช้ขั้นตอนการคูณความถี่และปรับความถี่เอาต์พุตได้ในช่วงกว้าง ข้อเสียเปรียบหลักคือความไม่เสถียรของความถี่เอาต์พุตที่เพิ่มขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับออสซิลเลเตอร์แบบควอตซ์ จริงอยู่ที่การใช้มาตรการบางอย่างสามารถลดข้อเสียนี้ได้ ตามโครงสร้างแล้ว เครื่องกำเนิดไฟฟ้า LC ถูกสร้างขึ้นบนทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์หรือแบบสนามแม่เหล็ก แต่เครื่องกำเนิดไฟฟ้า RF ที่ผลิตบนวงจรรวม (IC) เป็นที่สนใจมากกว่า

โดยทั่วไปแล้ว ไอซีเครื่องกำเนิดคลื่นความถี่วิทยุจะเป็นบรอดแบนด์และมี การปรับจูนแบบอิเล็กทรอนิกส์ความถี่เอาต์พุตและให้พารามิเตอร์เอาต์พุตสูง คลาสของอุปกรณ์ดังกล่าวเรียกรวมกันว่า "ออสซิลเลเตอร์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า" หรือ VCO วงจรที่มีชื่อเสียงและราคาไม่แพงที่สุดคือวงจร VCO จาก Motorola MC12100, MC12148 และ MAX2432 ที่ผลิตโดย MAXIM พวกเขาทำงานในช่วงความถี่ที่กว้างและมักจะมีเอาต์พุต RF แบบบัฟเฟอร์ แต่ในความคิดของฉันไมโครแอสเซมบลีแบบรวม AL2602 ซึ่งเพิ่งวางจำหน่ายเมื่อเร็ว ๆ นี้สมควรได้รับความสนใจมากที่สุด

ในทางปฏิบัติแล้ว ไมโครแอสเซมบลีแบบรวม AL2602 นั้นเป็นบัฟเฟอร์เครื่องกำเนิดไฟฟ้า RF FM ที่ควบคุมแรงดันไฟฟ้า ประกอบด้วยออสซิลเลเตอร์หลักที่ทำงานในช่วงความถี่ 80-220 MHz, โมดูเลเตอร์ FM, ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 3 V, บัฟเฟอร์ และเครื่องขยายเสียง ต่างจาก VCO ข้างต้น ไอซีนี้ไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อวงจรตั้งค่าความถี่ภายนอก สิ่งที่คุณต้องมีคือตัวต้านทานการตั้งค่าความถี่ ในกรณีที่ไม่มีตัวต้านทานนี้ ความถี่เอาต์พุตจะเท่ากับค่าต่ำสุด นั่นคือ 80 เมกะเฮิรตซ์ ดังนั้น IC จึงมีส่วนประกอบที่ช่วยให้สามารถใช้งานได้อย่างประสบความสำเร็จในการออกแบบวิทยุสมัครเล่นและตัวรับส่งสัญญาณมืออาชีพ โครงสร้างของไมโครวงจร AL2602 แสดงในรูปที่ 1 และการกำหนดหมุดจะแสดงในตาราง

แรงดันไฟฟ้าของ AL2602 คือ 3~9 V อย่างไรก็ตาม ยังคงใช้งานได้เมื่อแรงดันไฟฟ้าลดลงเหลือ 1.8 V ปริมาณการใช้กระแสไฟเมื่อไม่ได้เชื่อมต่อพิน 4 จะไม่เกิน 5 mA

หมายเลขพิน	การกำหนด	วัตถุประสงค์
1; 7; 8	จีเอ็นดี	ลบกำลัง (กราวด์)
2	เวเรฟ	เอาต์พุตควบคุมแรงดันไฟฟ้าอ้างอิง 3V
3	เทียบกับ	แหล่งจ่ายไฟบวก (3 - 9 V)
4	RF ออก	เอาต์พุต RF อันทรงพลัง (open collector)
5	การตรวจสอบ OSC	เอาต์พุต RF กระแสต่ำ (การควบคุมความถี่)
6	วี ม็อด	แรงดันไฟฟ้าควบคุม (โมดูเลเตอร์ การตั้งค่าความถี่)

การใช้ไอซีได้รับการทดสอบในฐานะเครื่องกำเนิด VHF ซึ่งเป็นเครื่องกำเนิดที่ควบคุมแรงดันไฟฟ้าร่วมกับซินธิไซเซอร์และเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องส่งสัญญาณ VHF แบบพกพาซึ่งเราจะพิจารณาในรายละเอียดเพิ่มเติม

เครื่องส่งสัญญาณการปรับ FM ขนาดเล็ก (รูปที่ 2) มีจำนวนชิ้นส่วนขั้นต่ำ แต่ถึงแม้จะมีความเรียบง่าย แต่ก็มีพารามิเตอร์สูง ช่วงการส่งสัญญาณในพื้นที่เปิดเกิน 200 ม. ความถี่การทำงานในช่วง 80-220 MHz ถูกตั้งค่าโดยใช้ตัวต้านทานการตัดแต่ง R2 ไมโครโฟนเป็นแบบอิเล็กเตรต แต่ก็สามารถใช้ไดนามิกกับแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์ตัวเดียวเพิ่มเติมได้ การตั้งค่าจะขึ้นอยู่กับการตั้งค่าความถี่ในการทำงาน การออกแบบบอร์ดเป็นไปตามอำเภอใจโดยคำนึงถึงข้อกำหนดในการติดตั้งอุปกรณ์ RF เครื่องส่งสัญญาณทำงานได้อย่างเสถียรตลอดช่วงแรงดันไฟฟ้าที่จ่าย

รูปที่ 2 เครื่องส่งสัญญาณขนาดเล็กพร้อมการปรับสัญญาณ FM

เครื่องส่งสัญญาณ VHF FM แบบพกพา (รูปที่ 3) ให้กำลังโหลด 5 W และเนื่องจากการใช้ชิ้นส่วนแบบเปิดจึงมีขนาดเล็ก ด้านซ้ายของวงจรถูกกล่าวถึงข้างต้นและด้านขวาคือเพาเวอร์แอมป์ ทรานซิสเตอร์ BFG591 (Umax = 120 mA) และ BLT81 (Imax = 500 mA) ที่ผลิตโดย Philips สามารถแทนที่ด้วยตัวในประเทศเช่น KT606 และ KT911 แต่ สิ่งนี้จะเพิ่มขนาดของบอร์ด เมื่อเปลี่ยนทรานซิสเตอร์เป็นทรานซิสเตอร์ในประเทศ อาจจำเป็นต้องใช้ทรานซิสเตอร์ตัวอื่นเพื่อให้ได้กำลังขับเท่ากัน การตั้งค่าอุปกรณ์ลงมาเพื่อตั้งค่าความถี่การทำงานและปรับกระแสของทรานซิสเตอร์ VT1 ภายใน 50-80 mA ด้วยตัวต้านทาน R3

เครื่องสังเคราะห์ความถี่สามารถใช้ร่วมกับเครื่องส่งได้ ในกรณีนี้ ความถี่ RF จะถูกจ่ายจากพิน 5 ไปยังตัวแบ่งซินธิไซเซอร์ และแรงดันไฟฟ้าทริมจากซินธิไซเซอร์จะจ่ายให้กับพิน 6 ของ IC ในแง่อื่นๆ การออกแบบก็เหมือนกัน

รูปที่ 3

ในหลายกรณี เช่น เมื่อออกแบบวิทยุโทรศัพท์ วิทยุแบบพกพาที่มีระยะไกลถึง 1 กม. เครื่องส่งที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบรักษาความปลอดภัย ฯลฯ วงจรที่มีทรานซิสเตอร์ตัวเดียว - เครื่องขยายสัญญาณเสียง - ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมาก โครงร่างของตัวเลือกนี้เหมือนกับโครงร่าง อุปกรณ์พกพาแต่ไม่ได้ใช้ทรานซิสเตอร์ VT2 และเสาอากาศเชื่อมต่อกับจุดเชื่อมต่อของตัวเก็บประจุ C4 และ C5 กระแสสะสมของทรานซิสเตอร์ในกรณีนี้ตั้งไว้ที่ 100 mA ขนาดบอร์ดของอุปกรณ์เวอร์ชันนี้ไม่เกิน 30-40 มม.

แผนภาพวงจรของเครื่องส่ง FM แสดงในรูปที่ 2 และรูปที่ 3 สามารถประกอบเครื่องส่งสัญญาณ FM อย่างง่ายตามวงจรที่แสดงในภาพ