Хоча ідея створення бездротового вимикача/вимикача може бути тривіальною, розробка, впровадження та розуміння того, що відбувається, набагато складніше, ніж здається на перший погляд. Протягом багатьох років я хотів побудувати ВЧ-передавач та ВЧ-приймач з нуля, але це завжди виявлялося надто складним. Цього разу все буде інакше!

У цій статті ми розглянемо, що потрібно для створення простого ВЧ-передавача на 27 МГц, різні процеси, які відбуваються в передавачі, як все взаємодіє, і протестуємо його на деякому вимірювальному обладнанні. Кінцева мета полягає у створенні парного з цим передавачем з приймача, щоб під час передачі на приймачі включався світлодіод. Ось як просто.

Цільта огляд цього проекту

Метою даного проекту є створення ВЧ-передавача, який може надіслати імпульси увімкнення/вимкнення зі своєї антени на певний приймач. Передавач повинен бути невеликим і поміщатися в мою долоню та повинен діяти в рамках державного регулюваннявихідний потужності та частотних діапазонів. Ми будемо робити цей передавач орієнтуючись на те, що хочемо зробити приймач, який включає світлодіод під час передачі. Проста ідея, але не проста реалізація.
Передавач повинен видавати цифровий сигнал увімк./викл із частотою 350 Гц і використовувати несучу частоту 27.145 МГц. Це має бути безперервний передавач ВЧ хвиль, тому ніякої модуляції немає, сигнал просто увімкнено або вимкнено.

Огляд схеми

Схема цього проекту насправді оманливо проста порівняно зі складністю того, що відбувається в ланцюзі.

Особливості схеми

Задає генератор

Перший транзистор T1 налаштований так, що збуджує кварц 27,145 МГц і змушує його коливатися на власній частоті.

створіннясигналу увімкнення/вимкнення 350Гц

Таймер 555 налаштований для отримання сигналу 350Гц з його виведення 3 та подачі його на ланцюг нашого передавача.

Змішаннясигналів

Два сигнали, які ми тільки що згенерували змішуються на базі T2 і як тільки вони виходять з колектора транзистора, наш сигнал сигналу готовий для передачі.

Огляд плати

Розведення плати було зроблено те щоб всі деталі були розташовані дуже щільно. Це важко зробити з вивідними елементами, але неможливо.

Особливостіплати

Земля
Земля охоплює всю плату (але переривається доріжками), тому всі елементи, які повинні мати доступ до землі, легко отримують її. Земля також дуже важлива, т.к. діє як частина нашої антени.

Ширина трасування
Я просто вибрав хорошу ширину для краси ПП, але здається, що менш широкі доріжки бути кращими для ВЧ схем ... Але я не вірю, що на таких низьких частотах буде виграш у продуктивності.

Складання друкованої плати

Наша плата готова, і тепер ми будемо припаювати на неї всі елементи. Так що зберіть всі елементи разом, як у мене нижче:

Для початку паяємо генератор імпульсів увімкнення/вимкнення на таймері 555. Його роботу легко перевірити натиснувши на кнопку живлення та вимірявши його будь-яким вольтметром.

Тепер припаяйте схему генератора 27,145МГц.

Потім припаяйте схему змішувача.

Нарешті, припаяйте останній індуктор 10uH та антенний провід 12”(дюймів) до плати.

Ось вид на пайку знизу:

Такий самий вид зверху. Хіба це не гарно?

Передавач зібраний! Тепер давайте пройдемося з теорії його роботи.

Принцип роботи

Замість того, щоб зосередитись на математичній та сирій теоретичній стороні цього простого ВЧ-передавача, ми зробимо упором на елементи у кожному з етапів. Математика, як/чому ця схема дійсно працює, жахливо потворна і надто складна... так що це цікаво (для мене) просто побудувати та «відчувати» що, де і як працює.
Так що давайте витратимо деякий час, щоб пройти схему крок за кроком, щоб зрозуміти кожну частину ланцюга, його ціль та вид сигналу у важливих моментах. Ми пройдемо через 3 розділи, в першому поглянемо на те, як сигнали, які ми хочемо передати, створюються, а потім підемо далі, щоб побачити, як ці сигнали виглядають, коли ми хочемо передати їх, а потім нарешті ми подивимося на вимірювання вихідний потужності передавача.

Генерація несучої частоти

Насамперед нам потрібно згенерувати сигнал, які ми передаватимемо. Ось частина схеми з кварцовим генератором:

Вище ви можете бачити, що схема видає синусоїдальну хвилю на потрібній нам частоті. Немає фільтрації багатьох присутніх гармонік, що трохи спотворює наш результат, але цей сигнал буде працювати.

Генерація сигналів увімкнення/вимкнення

Наступний сигнал, який хочемо генерувати, є низькочастотним «цифровим» сигналом включення/выключения. Для цього ми використовуємо простий 555 таймер:

На його виході спостерігаємо меандр, що ми очікували побачити. Тепер, давайте подивимося, що відбувається, коли ці два сигнали змішуються.

Змішування сигналів

Після того, як частота 27,145 МГц, що несе, виходить з конденсатора 150 пФ, вона зустрічається з меандром 555 таймера після резистора 22кОм і ці два сигнали змішуються (множаться, якщо вам хочеться). Нижче ви можете побачити кінцевий результат цього змішування та де саме на схемі це відбувається:

Меандр від 555 таймера, як і раніше, дуже помітний і сигнал готовий перейти в базу транзистора і будуть виглядати як те, що ми хочемо передати.

Безперервний сигнал, що виходить

Після того, як змішаний сигнал йде в транзисторі, потужне перемикання увімкнення/вимкнення від 555 таймера допомагає робити хороший безперервний вихідний сигнал на нашій несучій частоті, готовий потрапити в нашу антену (після проходження одного останнього блокувального DC конденсатора).


Виходить або гігантська синусоїдальна хвиля з амплітудою 2В між піками або основні 0В. Відстань між увімкненням/вимкненням відповідає нашому початковому сигналу 350 Гц. Отже, давайте тепер зробимо кілька вимірювань потужності, щоб побачити, як "потужний" наш передавач насправді!

Аналіз спектру

Щоб переконатися, що передавач видає те, що очікуємо, прототип передавача, побудований мною, був підключений до аналізатора спектра:



Наша несуча частота, безумовно, видно з найвищим піком 9dmb (близько 10 мВт), а потім з обох боків видно частоти гармонік. Гармоніки завжди очікувані в системах, які не мають фільтрації.

Останнє, що потрібно зробити, це подивитися, як виглядають наші потужності, щоб переконатися, що уряд не полюватиме на нас для створення чогось надто потужного. Споживана потужність однією пікової частоті аналізується. Зверніть увагу, висока потужністьбула насправді на 27,142 МГц і не було на 27,145 МГц. На це впливають багато факторів.

Потужні вихідні хвилі, видимі вище, виглядають як меандр, який ми хотіли передати, що досить добре з огляду на те, що ми дивимося на змішаний сигнал. Це означає, що наш приймач повинен мати менш вимогливу схему детекції включення/вимкнення, які потрапляють на 7dBm та -25dBm. Потужність передачі в межах допуску більшості країн.

Даніта спостереження

Передавач сам собою нудна річ, щоб дивитися на нього в дії. Ви вмикаєте його, і він передає... Ви повинні мати приймач. У наступній статті ми розглянемо, як побудувати парний 27МГц приймач і коли це буде, ви зможете переглянути тестове відео нижче:

Як тільки ви подивіться відео випробування передавача вище, всі сумніви покинут, т.к. система працює як задумано і як потрібно з метою цього проекту. Ви передаєте, світлодіод спалахує. Ви зупиняєте передачу, світлодіод гасне. Чудово!

Список радіоелементів

Позначення	Тип	Номінал	Кількість	Примітка	Магазин	Мій блокнот
IC1	Програмований таймер та осцилятор	ICM7555	1			У блокнот
T1, T2	Біполярний транзистор	2N2222	1			У блокнот
D1	Випрямний діод	1N4148	1			У блокнот
З 1	Конденсатор	0.1 мкФ	1			У блокнот
С2	Конденсатор	68 пФ	1			У блокнот
С3	Конденсатор	150 пФ	1			У блокнот
С5	Конденсатор	27 пФ	1			У блокнот
С6	Конденсатор	100 пФ	1			У блокнот
С9	Електролітичний конденсатор	2.2 мкФ	1			У блокнот
R1	Резистор	100 ком	1			У блокнот
R2	Резистор	100 Ом	1			У блокнот
R5	Резистор	470 Ом	1

Блок-схема передавача з безпосередньої
частотною модуляцієюнаведено на рис. 15.2. Невід'ємною частиною такої схеми є реактансна схема.
Для отримання сигналу, модульованого за частотою, потрібно змінювати частоту несучої зі швидкістю, яка залежить від частоти модулюючого сигналу. Таким чином, якщо частота модулюючого сигналу дорівнює
100 Гц, частота несучої після модуляції буде відхилятися від середньої частотив обидві сторони 100 разів на секунду. Аналогічно, якщо частота модулюючого сигналу дорівнює 2 кГц, то частота модульованого сигналу буде змінюватися 2000 разів на секунду. Величина ж відхилення частоти від її середнього значення визначається амплітудою модулюючого сигналу. При збільшенні амплітуди модулюючого сигналу відхилення частоти, що несе від середнього значення, зростає.
Оскільки частота несучої постійно змінюється в процесі частотної модуляції, генератор несучої повинен дозволяти здійснювати перебудову частоти. Для того, щоб частота несучої була стабільною, застосовується кварцований автогенератор. Крім того, для тієї ж мети використовується схема автоматичного підстроювання частоти.
Рис. 15.2. Блок-схема передавача із безпосередньою ЧС.
Генератор із регульованою частотою у схемі на рис. 15.2 має частоту, що дорівнює 1/18 частоти несучої.
Таким чином, якщо частота несуча дорівнює 90 МГц, то частота генератора становитиме 5 МГц. Максимальне відхилення (девіація) частоти підтримується в межах 4,2 кГц для того, щоб забезпечити лінійну частотну модуляцію. Якщо, наприклад, відхилення частоти генератора дорівнює 4 кГц, то відхилення частоти на виході становитиме 72 кГц, оскільки з допомогою множення відхилення частоти також збільшується 18 раз.
У цій схемі кварцований автогензратор виробляє коливання частотою 2,8 МГц. Потім ця частота подвоюється до 5,6 МГц і подається на змішувач, який також надходять сигнали частотою 5 МГц від генератора з регульованою частотою. На виході змішувача утворюється сигнал різницевої частоти 600 кГц, який надходить на схему автоматичного підстроювання частоти (АПЛ).
Працюючи схеми у ній підтримується стійкий стан. Якщо частота генератора відхиляється від значення 5 МГц, то сигнал різницевої частоти на виході змішувача не співпадатиме з резонансною

частотою, яку налаштована схема АПЧ. В результаті на виході схеми АПЛ з'явиться напруга, яка буде діяти як керуючий сигнал, що коригує догляд частоти генератора (див. Розд. 4.6).
Як показано малюнку, керуючий сигнал з виходу схеми АПЛ проходить через фільтр нижніх частот і подається на реактансную схему. Остання здійснює корекцію догляду частоти генератора з частотою, що регулюється (див. гл. 12). Фільтр нижніх частот використовується для того, щоб модулюючі коливання, що містяться в сигналі 0,6 МГц, не потрапляли на реактансну схему. Цей фільтр зазвичай пропускає сигнали частотою трохи більше 10 Гц. Завдяки виключенню сигналів звукової частоти вони впливатимуть на функцію управління. Якщо ж звукові складові нічого очікувати відфільтровані , всі вони призведуть до появи реактивності, протилежної за знаком тієї, що виникає під впливом сигналів, поданих з модулирующей схеми. В результаті частотна модуляція несучої може звестися до нуля. Так як відхід частоти генератора з регульованою частотою відбувається з дуже невеликою швидкістю, то зміна напруги на виході схеми АПЛ відбувається з частотою значно нижче 10 Гц, тобто в межах смуги фільтра нижніх частот.
Інший спосіб отримання ЧС-сигналів представлений на рис. 15.3. Спочатку здійснюється амплітудна модуляція, яка потім перетворюється на частотну шляхом зміщення бічних складових на 90 ° і возз'єднання бічних складових і несучої. Тут використовується малопотужна частотна модуляція, тому утворюються лише дві бічні складові достатньої амплітуди. Шляхом зсуву фази бічних складових виходить фазова модуляція, яка може бути перетворена на частотну за допомогою схеми корекції. У схемі рис. 15.3 використовується кварцований автогенератор, сигнали якого після множення частоти утворюють несучу. Звукові сигнали з підсилювального вихідного каскаду подаються на балансний модулятор, який надходять також сигнали з кварцованого автогенератора. У балансному модуля- торі здійснюється амплітудна модуляція звукових сигналів, що несе. Дві бічні складові
АМ-сигналу подаються на квадратурну фазозсувну схему. Дві бічні смуги потім поєднуються з несучою, яка подається від кварцованого автогенератора через буферний підсилювач. Таким чином, здійснюється непряма частотна модуляція.У наступних каскадах відбувається збільшення частоти до необхідного значення. У балансному модуляторі несуча пригнічується, так що на його виході виходять лише сигнали бічних складових (див. гл. 6).
Рис. 15.3. Блок-схема передавача з непрямою ЧС.
При фазовій модуляції девіація несучої є функцією частоти звукового модулюючого сигналу , помноженої максимально допустимий зсув фази. Отже, вищій частоті звукового сигналу відповідатиме велика величина девіації, що несе на відміну від частотної модуляції, де девіація залежить тільки від амплітуди звукового сигналу. Для зрівнювання девіації для того, щоб вона відповідала значенню, яке має місце при ЧС, вводиться коригуючий ланцюг, показаний на рис. 15.3.
Цей ланцюг складається з послідовного резистората паралельного конденсатора. Опір pesncTqpa вибирається таким чином, щоб він був значно більшим за реактивний опір конденсатора у всьому діапазоні звукових частот. Тому здійснюється компенсація характеристик, отриманих під час фазової модуляції сигналів, і на виході сигнал набуває властивостей ЧС-сигналу.
Вихідний сигнал з коригувального ланцюга знімається з конденсатора, тому амплітуда сигналів

змінюється залежно від частоти. На низьких частотах конденсатор має великий реактивний опір і має слабку шунтуючу дію. У цьому випадку амплітуда сигналу по суті повністю передається на наступний каскад. Однак на більш високих частотах реактивний опір конденсатора зменшується так що він надає сильніший шунтуючий вплив Тому при зростанні частоти амплітуда сигналів, що надходять з коригуючої схеми на вихідний підсилювач зменшується. Ця операція, обернена до процесу фазової модуляції, призводить до компенсації останньої. В результаті здійснюється процес, еквівалентний стандартній частотній
МОДУЛЯЦІЇ
,
при якій однаковим амплітудам звукових сигналів відповідають однакові відхилення частоти несучої незалежно від частоти.
15.3. Багатоканальний передавач із ЧМ
Як було показано раніше в розд. 6.4, у радіомовних ЧС-системах 100%-на модуляція визначається як девіація частоти по 75 кГц в обидві сторони від несучої. У ЧС стерео-або інших багатоканальних системах передача повинна здійснюватися таким чином, щоб спектр частот залишався в заданих межах, визначених зазначеною 100%-ною модуляцією. Таким чином, у процесі стереопередачі різні модулюючі сигнали не повинні призводити до перевищення меж, що визначаються 100%-ною модуляцією.
У системах високої якостімодулюючі звукові сигнализазвичай знаходяться в діапазоні частот 30
Гц-15 кГц. Можуть бути використані й вищі модулюючі частоти, але за умови, що їхня амплітуда не буде надто великою і смуга частот не перевищить заданих меж. При вищій частоті модулюючих сигналів швидкість девіації несучої зростає. Таким чином, застосування більш високочастотних модулюючих сигналів дозволяє реалізувати зручний метод формування сигналів багатоканальних (стерео-) системах.
Рис. 15.4. Стереопередавач із ЧС.
По передачі стереосигналів повинна забезпечуватися сумісність тобто можливість прийому як стерео-, так і звичайним одноканальним приймачем. Для забезпечення сумісності стереостанції ведуть передачу моносигналу, що отримується додаванням двох сигналів від різних джерел. При цьому звукові сигнали з лівого та правого мікрофонів подаються на модульну схему основного ЧС-передавача, який

є основним каналом. Такий спосіб ілюструється на рис. 15.4, де сигнали лівого (Л), і правого (П) каналів подаються на монозмішувач. Ці сигнали потім надходять на модулятор генератор несучої та інші схеми, що становлять основний ЧС-передавач.
Для передачі стереосигналів потрібні додаткові схеми, які утворюють окремо лівий та правий канали. З цією метою формується різницевий сигнал шляхом віднімання правого сигналу з лівого
(правий та лівий сигнали подаються на змішувач із зсувом фаз 180°). Різнистий сигнал використовується для модуляції додаткової несучої (званої піднесучою) по амплітуді (AM), в результаті чого утворюються бічні складові. Ці бічні складові окремо модулюють несучу за частотою.
Піднесуча частота пригнічується, і тому, приймаючи стереосигнали, вона повинна відновлюватися в приймачі (див. розд. 15.7).
Частота піднесе дорівнює 38 кГц (генератор виробляє частоту 19 кГц, яка потім подвоюється для отримання необхідної частоти 38 кГц). Сигнал частотою 19 кГц також передається (шляхом модуляції несучої) синхронізації стерео-детектора в приймачі. При цьому сигнал частотою 19 кГц, званий пілот-сигналом, здійснює неглибоку модуляцію несучої (приблизно 10%). Цього виявляється достатньо для подвоєння цієї частоти з метою відновлення 38 кГц, що піднесе, в приймачі. У приймачі піднесуча демодулюється разом із бічними складовими стереосигналу (див. рис. 9.6).
Бічні складові, які утворюються в результаті модуляції піднесучою частотою 38 кГц різницевим сигналом, не збігаються з модулюючими моносигналами; бічні складові розташовуються у діапазоні частот 23 – 53 кГц. Як і у випадку моносигналу діапазон частот звукових стереосигналів знаходиться в межах 30 Гц - 15 кГц. Таким чином, багатоканальний модулюючий сигнал при ЧС-стереопередачі складається з моносигналу (Л + П), частота якого лежить у звуковому діапазоні 30 Гц - 15 кГц, пілот-сигналу (піднесе) частотою 19 кГц і (Л - П)-сигналу (23 - 53 кГц) з пригніченою при передачі несучою частотою 38 кГц. При передачі музичних записів проводиться також модуляція основної несучої сигналами двома каналами з допомогою допоміжного генератора, як показано малюнку штриховими лініями.
Метод суміщення каналів (subsidiary communications authorization - SCA) дозволяє в передавальної станції використовувати додаткові канали крім каналу звичайного радіомовлення. ЧМ-канал використовується для радіомовлення, а суміщений (SCA) канал - тільки передачі сигналів зі звукознімача, наприклад для звукового супроводу та інших допоміжних цілей. Як показано на рис. 15.4 допоміжний генератор є по суті мініатюрним ЧМ-передавачем (порівняно з основним передавачем) з частотою піднесе 67 кГц.
15.4. Телевізійний передавач
У телебаченні зображення передається за способом амплітудної модуляції несучої, як і за звичайної
АМ-радіопередачі. Для передачі сигналів звукового супроводу використається частотна модуляція.
Різниця між частотами несучого зображення та несучого звуку становить 4,5 МГц (див. рис. 5.14, а).
При передачі чорно-білого зображення потрібно передавати сигнали для синхронізації кадрової та малої розгорток. Однак у кольоровому телебаченні при модуляції несучої використовуються, крім того, сигнали кольоровості та додаткові синхронізуючі сигнали.
У чорно-білому телевізійному приймачі генератор, що задає, виробляє коливання основної частоти, з яких отримують сигнали для схем розгорнення. Частота коливань генератора, що задає, дорівнює 31,5 кГц.
Для отримання частоти малої (розгортки 15750 Гц вона ділиться на два, а для отримання частоти кадрової розгортки 60 Гц її ділять на 7, 5, 5 і 3. У разі передачі кольорового зображення ці частоти дещо відрізняються через особливості ширини спектра та синхронізації. При кольоровій передачі потрібно генерувати під-несучу і здійснювати її модуляцію для отримання бічних складових сигналів кольоровості, а потім несучу потрібно придушити через те, що відведена для передачі смуга частот обмежена. сигналів.
Таким чином, частота малої розгортки в кольоровому телевізійному приймачі дорівнює 15734,264 Гц, а частота підносить при цьому становить 3,579545 МГц (3,58 МГц). Частота кадрової розгортки у кольоровому телевізійному приймачі дорівнює 59,94 Гц. Оскільки частоти малої та кадровий розгортоку кольоровому приймачі близькі до відповідних частот у чорно-білому приймачі, то за нормальних умов роботи не виникає жодних проблем при переході від прийому чорно-білого зображення до кольорового.
Основні блоки передавального пристрою кольорового телебачення показано на рис. 15.5. Передавальна камера кольорового телебачення зі спеціальною трубкою, що передає, і лінзовою системою сприймає три основні кольори зображення. Виходячи з принципу адитивності кольору, такими кольорами є червоний (R),синій (В)
та зелений (G).
Як випливає із схеми, наведеної на рис. 15.5, схеми посилення та розгортки формують на виході три складових (сигнали червоного, зеленого та синього) зображення, що передається. Сигнали R, Gі Вдалі подаються на три матричні схеми, дві з яких містять фазоінвертори. Вихідні сигнали матриць позначені У, 7 і Q. Сигнал У, як було зазначено вище, називають яскравим сигналом. Він виходить

додаванням трьох сигналів основних кольорів - червоного, зеленого та синього - у співвідношенні 0,3:0,59:0,11.
Дотримання такого співвідношення необхідне компенсації неоднаковою чутливості очі людини до різних кольорів.
Рис. 15.5. Блок-схема кольорового телевізійного передавача.
Два основних кольоророзносні сигнали складаються з I-сигналу (у фазі) і Q-сигналу (квадратурного). Сигнал I містить 0,6 сигналу червоного, 0,28 зеленого сигналу і 032 сигналу синього. Співвідношення цих складових сигналу Q наступне: R: G: B = 0,21: 0,52: 0,13.
Сигнали I і Q подаються на балансні модулятори, де вони модулюють дві частоти, що піднесуть 3,58
МГц, зсунуті по фазі на 90°, причому сигнал I випереджає сигнал Q. У балансних модуляторах піднесе і сигнали I і Q пригнічуються, а на вихід проходять тільки бічні коливання піднесе. Сигнал через фільтр надходить на суматор, куди подаються також вихідні сигнали з балансних модуляторів.
Формувач сигналів колірної синхронізації, на який надходять сигнали від генератора частотою
3,58 МГц, виробляє 9-періодний сигнал частотою 3,58 МГц, який передається на задньому уступі рядкового імпульсу, що гасить і служить для синхронізації генератора піднесе в приймачі (див. Розд. 4.6).
Всі сигнали, включаючи синхронізуючі сигнали і гасять імпульси рядків і полів, складаються в суматорі. Сформований таким чином повний телевізійний сигналподається на підсилювач-модулятор, де при необхідності він посилюється, і потім надходить на кінцевий каскад модуляції, що працює в режимі посилення класу С. Як і в інших передавачах з AM, тут використовується генератор з кварцовою стабілізацією. Сигнали з цього генератора множаться по частоті, посилюються і подаються на підсилювач класу С. Для передачі звукового сигналу сигналів використовується окремий передавач з ЧС. Таким чином, у телевізійному передавальному пристрої використовуються два передавачі: один з амплітудною, а інший з частотною модуляцією.
15.5. Приймач АМ-сигналів

Блок-схема приймача АМ-сигналів зображено на рис. 15.6. Тут представлена супергетеродиннасхема прийому, яка покладена основою більшості приймачів , що у системах зв'язку.
Сигнал з виходу антени через ВЧ-підсилювач (див. рис. 3.4) надходить на перетворювач частоти, що включає гетеродин і змішувач. У приймачах із низькою чутливістю високочастотного підсилювачаможе й бути; тоді сигнал з виходу антени подається безпосередньо на перетворювач, як показано на малюнку штриховою лінією (див. рис. 4.2).
Гетеродин перетворювача виробляє коливання необхідної частоти, які, змішуючись в змішувачі з коливаннями модульованої несучої, утворюють на виході змішувача коливання проміжної (різницевої) частоти. Значення проміжної частоти 455 кГц є стандартним для радіомовних приймачів [Проміжна частота приймачів, що використовуються у різних областях радіоелектроніки, змінюється у дуже широких межах. - Прим. ред].
Рис. 15.6. Блок-схема супергетеродинного приймача.
З змішувача сигнал подається на підсилювач проміжної частоти для додаткового посилення і фільтрації сигналів, що заважають, які з'являються в процесі гетеродинування. Після посилення сигнал проміжної частоти демодулірується в детекторі, і виділяється звуковий сигнал. Так як звукові сигнали на виході детектора досить слабкі, їх посилюють у звичайному звуковому підсилювачі до рівня, необхідного для подальшого відтворення в гучномовці.
Незалежно від частоти сигналів проміжна частота приймача зберігає певне значення. Для цього настроювальні конденсатори високочастотного підсилювача, змішувача та гетеродина пов'язують між собою, так що в процесі налаштування їх ротори обертаються одночасно. Паралельно кожному з основних конденсаторів налаштування включають підстроювальний конденсатор невеликої ємності для забезпечення точного налаштування у всьому діапазоні приймача (див. рис. 4.2). Таким чином, незалежно від частоти сигналу, що приймається, гетеродин забезпечує отримання сигналу проміжної (суворо фіксованої) частоти; зазвичай частота гетеродина вище несучої частоти сигналу. Отже, якщо станція веде передачу на частоті несучої 1000 кГц, то для отримання різницевої частоти 455 кГц частота коливань гетеродина повинна дорівнювати 1455 кГц.

Пропонований ЧС передавач має вихідну потужність 15 мВт при струмі споживання 15 мА, девіацію частоти + 3 кГц. Він простий за конструкцією, має малі габарити та складається з доступних елементів.
На малюнку наведено принципова схемаЧС передавача. Сигнал з мікрофона через розділовий конденсатор С2 подається на підсилювач ЗЧ на транзисторі VT1 і далі через резистор R4 - на варикапну матрицю VD1, VD2. Резистор R2 визначає робочу точку підсилювача та одночасно початкове зміщення варикапної матриці.

Кварцовий генератор виконано на транзисторі VT2.

Кварцовий резонатор включений у ланцюг бази та збуджується на частоті паралельного резонансу першої гармоніці. У колекторному ланцюгу транзистора є контур L1C6, налаштований частоту гармоніки резонатора в діапазоні частот 72,0...73,0 МГц.

З котушкою цього контуру індуктивно пов'язаний подвійник частоти VТ3, де виділяється напруга частотою 144,0...146 МГц. Посилена напруга через фільтр нижніх частот L3C11C12, що здійснює функції придушення вищих гармонік та погодження з навантаженням, подається в антену. Конденсатор С13 – розділовий.
Живлення мікрофонного підсилювача та кварцового генератора здійснюється від парметричного стабілізатора напруги, виконаного на стабілітроні VD3.

Деталі

Резистори – МЛТ-0,125 (0,25). Конденсатори: підстроювальні - КТ4-23, КТ4-21 ємністю 5...20,6...26 пФ, решта - КМ, К10-17, КД, С5 - К53-1А. Мікрофон BF1 – МКЕ-84-1, МКЕ-3, ДЕМШ-1А. Стабілітрон VD3 – КС 156, КС 162, КС 168.

VD1,VD2 - варикапна матриця КВС111А, Б або варикапи KB 109, KB 110, в останньому випадку R5 видаляють, варикап включають місце VD2, а лівий (за схемою) виведення конденсатора С4 приєднують до вузла C3R4VD1.

Транзистори: VT1 – KT3102, VT2, VT3 – КТ368, КТ316, КТ325, КТ306, BF115, BF224, BF167, BF173. Кварцові резонатори - у малогабаритному корпусі на частоти 14,4...14,6, 18,0...18,25, 24,0...24,333-МГц. Основна частота і гармонікові (обертонні) - на 43,2...43,8, 54,0...54,75, 72,0...73,0 МГц (3-я гармоніка у двох перших і третя п'ята гармоніка у третьої).

Котушка передавача L1 має 11 витків дроту ПЕВ - 20,64, намотаних на каркасі діаметром 5 мм виток до витка. L2 намотана поверх L1 і має 6 витків дроту ПЕЛШО 0,18. Всередину каркаса загвинчений феритовий сердечник 20Вч. L3 – 5 витків мідного посрібленого дроту діаметром 0,8 мм, намотаних на оправці діаметром 5 мм. L4 - 3 витки мідного посрібленого дроту, діаметр намотування 5 мм, довжина намотування 10 мм.

Налаштування

Передбачається, що всі деталі справні. Перед налаштуванням за допомогою лупи потрібно перевірити плату на відсутність замикань. Потім визначити середню номінальну напругу, при якій працюватиме радимікрофон. Воно дорівнює середньому арифметичному між верхнім і нижнім допустимими напругами живлення.
Наприклад, верхня напруга -9В (свіжа батарея), нижня - 7В (розряджена батарея): Un порівн. =(9+7) 2=8 У. У цьому напрузі і треба налаштовувати передавач.
До виходу передавача підключається еквівалент (два резистори МЛТ-0,5 100 Ом, з'єднані паралельно).

Відпаюється від загального дроту виведення стабілітрона VD3, послідовно вимикається з ним міліамперметр з межею 30-60 мА. Вмикається живлення передавача.
Варіюючи напругою живлення від мінімально допустимого до максимального, підбором опору резистора R10 домагаються, щоб при крайніх напругах живлення стабілітрон не виходив з режиму стабілізації (мінімальний струм стабілізації для КС 162А - 3мА, максимальний - 22мА. Відновлюється з'єднання.

При правильному монтажі та справних деталях мікрофонний підсилювач на першому етапі налаштування налагодження не потребує.
Контролюємо хвилеміром (або, в крайньому випадку, на мовному УКХ радіоприймачі, розташувавши його антену поблизу передавача), поява сигналу частотою 72,0...73,0 МГц у контурі L1C6. Обертанням сердечника і котушки L1 досягаємо максимального значення цієї напруги, потім переходимо до контуру L3C9C10, контролюючи напругу, тепер уже з частотою 144,0...146,0 МГц. За допомогою хвилеміру або приймача двометрового діапазону досягаємо його максимального рівня.

Налаштувавши всі каскади кілька разів по максимуму вихідної напруги, підбираємо опір резистора R7 в кварцовому генераторі, потім переходимо до подвійника і балансуємо його за максимальним придушенням сигналу частотою 72,0...73,0 МГц на виході. Наявність гармонік та їх абсолютний рівень зручно спостерігати на аналізаторі спектра, який, на жаль, ще не став приладом масового застосування. При точному балансуванні подвоювача придушуються всі непарні гармоніки, а парні, крім другої (заради якої і побудований передавач), відфільтровуються, як і гармоніки самого кварцового резонатора.

Для більш "скрупульозних" налаштувачів можна порекомендувати підібрати за максимальною потужністю передавача саму величину і співвідношення ємностей конденсаторів С4 і С5. Юстування частоти можна проводити невеликим зміщенням сердечника котушки L1, а також зміною ємності С3, пам'ятаючи про те, що при зміні ємності цього конденсатора змінюється перекриття варикапної матриці по частоті. Отже, змінюватиметься і максимальна девіація частоти, яку за необхідності можна скоригувати підбором опору резистора R2.
Цікавий варіант увімкнення помножувача частоти передавача для уточнення частоти. При цьому частота налаштування контуру L1C9 повинна бути 36,0...36,5 МГц, а кварцові резонатори можна використовувати з 7,2....7,3, 9,0. ..9,125, 12,0...12,166, 18,0...18,25 МГц і обертонні 21,6...21,9, 27,0...27,375, 36,0...36, 5 МГц (3-я гармоніка) та 36,0...36,5, 45,0...45,625, 60,0...60,83 МГц (5-та гармоніка). Природно, що більше множення частоти, тим менше потужність, що отримується на виході передавача і тим ретельніше потрібне налаштування.

Антенною передавача може служити чвертьхвильовий вібратор, укорочений котушкою на підставі, або спіральна антена. У стаціонарному положенні прийнятний весь арсенал від GP до багатоелементних та багатоярусних антен.

При живленні передавача від 12 хвильового джерела слід встановити стабілітрон VD1 з великою напругою стабілізації, наприклад Д8 4А, Д81 4Б, Д818, підібравши заново R177.

В.Н.Шостак, м Харків

У радіоаматорській практиці генератор високої частотиє одним із найвідповідальніших вузлів. Від ретельності його виготовлення залежить кінцеві параметри проектованих пристроїв. Вимоги до генератора ВЧ: висока стабільність чааоти, відсутність модуляції вихідного сигналу фоном та наведеннями, а також висока чистота спектра. Крім цього, у деяких випадках малий рівень власних шумів.

Рис.1 Структура мікросхеми AL2602

Насправді застосовують або кварцові генератори (з наступним множенням частоти до необхідного значення), або LC-генератори. Гідність кварцових генераторів – висока стабільність частоти. Недоліків кілька: підвищений рівеньшумів, складність виконання, викликана необхідністю множення частоти, та неможливість оперативної зміни вихідної частоти в широких межах.

LC-генератори простіше у виконанні, в них можна застосовувати каскади множення частоти та регулювати вихідну частоту в широких межах. Головний їхній недолік - підвищена порівняно з кварцовими генераторами нестабільність вихідної частоти. Щоправда, у разі застосування певних заходів цей недолік можна мінімізувати. Конструктивно LC-генератори виконують на біполярних або польових транзисторах, але більший інтерес становлять генератори ВЧ, виконані на інтегральних мікросхемах (ІВ).

Як правило, ІС генераторів ВЧ широкосмугові, мають електронне налаштуваннячастоти і забезпечують високі вихідні параметри. Клас таких пристроїв має загальну назву Voltage Controlled Oscillator або VCO. З найвідоміших і найдоступніших можна назвати мікросхеми VCO фірми Motorola МС12100, МС12148, а також МАХ2432 виробництва фірми MAXIM. Але найбільшої уваги, на мій погляд, заслуговує інтегральна мікроскладання AL2602, що недавно з'явилася у продажу.

Функціонально інтегральна мікроскладання AL2602 є керованим напругою ВЧ ЧС генератор-буфер. Вона містить генератор, що працює, в діапазоні частот 80-220 МГц, ЧС модулятор, стабілізатор напруги 3 В, буфер і підсилювач потужності. На відміну від перерахованих вище VCO ця ІС не вимагає підключення зовнішніх частотозадаючих ланцюгів. Потрібен лише резистор установки частоти. Без цього резистора вихідна частотадорівнює мінімальному, тобто. 80 МГц. Таким чином, ІС містить вузли, що дозволяють з успіхом застосовувати її в багатьох радіоаматорських та професійних приймально-конструкцій Структура мікро схем AL2602 показана на рис.1, а призначення висновків наведено в таблиці.

Напруга живлення AL2602 3~9 В. Однак вона зберігає працездатність при зниженні напруги до 1,8 В. Струм споживання при непідключеному виведенні 4 не більше 5 мА.

Номер виводу	Позначення	Призначення
1; 7; 8	GND	Мінус, живлення ("земля")
2	Vref	Вихід стабілізатора опорної напруги 3
3	Vss	Плюс живлення (3 – 9 В)
4	RF OUT	Потужний вихід ВЧ (відкритий колектор)
5	OSC Monitor	Слаботковий вихід ВЧ (контроль частоти)
6	V mod	Напруга управління (модулятор, встановлення частоти)

Було випробувано застосування ІС як УКХ генератора, генератора, керованого напругою разом із синтезатором, і навіть у складі портативних УКХ передавачів, які розглянемо докладніше.

Мініатюрний передавач із ЧС модуляцією (рис.2) містить мінімальну кількість деталей, але, незважаючи на простоту, має високі параметри. Дальність передачі на відкритій місцевості перевищує 200 м. Робочу частоту діапазоні 80-220 МГц встановлюють підстроювальним резистором R2. Мікрофон електретний, але можливе застосування динамічного з додатковим однотранзисторним підсилювачем. Налаштування зводиться до встановлення робочої частоти. Конструкція плати є довільною з урахуванням вимог до монтажу ВЧ пристроїв. Передавач стійко працює у всьому діапазоні напруги живлення.

Мал.2 Мініатюрний передавач із ЧС модуляцією

Портативний УКХ ЧС передавач (мал.3) віддає у навантаження потужність 5 Вт, при цьому завдяки застосуванню безкорпусних деталей має малі габарити. Ліва частина схеми розглянута вище, а права є підсилювач потужності Транзистори BFG591 (Umax = 120 мА) і BLT81 (Imах = 500 мА) виробництва Philips можна замінити вітчизняними типу КТ606 і КТ911, але при цьому збільшаться габарити плати. При заміні транзисторів на вітчизняні для досягнення тієї ж вихідної потужності може знадобитися ще один транзистор. Налаштування пристрою зводиться до встановлення робочої частоти та регулювання струму транзистора VT1 в межах 50-80 мА резистором R3.

Спільно з передавачем можна застосувати синтезатор частоти. У цьому випадку частота ВЧ надходить з виведення 5 на дільник синтезатора, а напруга підстроювання від синтезатора надходить на висновок 6 ІС. У всьому іншому конструкція така сама.

Рис.3

У багатьох випадках, наприклад при конструюванні радіотелефонів, портативних радіостанцій з радіусом дії до 1 км, передавачів, що входять до складу систем охорони тощо, дуже ефективно працюють схеми з одним транзистором - підсилювачем потужності. Схема такого варіанта ідентична схемі портативного пристроюале транзистор VT2 не використовується, а антена підключається до точки з'єднання конденсаторів С4 і С5. Струм колектора транзистора в цьому випадку встановлюють 100 мА. Розміри плати цього варіанту пристрою не перевищують 30-40 мм.

Схема ЧС передавача представлена ​​на рис.2 та рис.3 Простий передавач ЧС сигналу можна зібрати за схемою, представленою на малюнку.