Радиолюбительский телефон (УКВ радиостанция 145 МГц)
С1 декабря 1987 г. в Тюмени функционирует радиолюбительский «телефон» — сеть симплексных УКВ ЧМ (ФМ) радиостанций, работающих на фиксированной частоте 145,5 МГц. Для работы в сети был разработан комплекс аппаратуры: приемопередатчик, блок питания, антенна и конвертер для начинающих. Кстати, на аппаратуре данного комплекса автор статьи провел связи с экипажем орбитальной станции «Мир».
Передатчик имеет выходную мощность до 5 Вт (ее можно регулировать), стабилен, защищен от перегрузок, благодаря хорошей экранировке не создает помех телевидению и радиовещанию. Модуляция — фазовая, максимальная девиация частоты — ±5 кГц. Передатчик потребляет от источника питания ток до 1,3 А (в зависимости от выходной мощности).
Приемник — супергетеродин с одним преобразованием частоты, выполненный в основном на полевых транзисторах и интегральной микросхеме, имеет шумоподавитель (ШП) и экономайзер (ЭК), позволяющий более эффективно использовать энергию источника питания.
Чувствительность приемника при отношении сигнал/шум 10 дБ с ШП — 0,4 мкВ, с ШП и ЭК — 1 мкВ. Избирательность по соседнему каналу, отстоящему на ±25 кГц,--не менее 60 дБ. Приемник потребляет от источника питания в режиме максимальной выходной мощности 0,75 Вт ток 160 мА, с ШП — 55 мА, с ШП и ЭК — 21,5 мА.
Приемник и передатчик конструктивно объединены в приемопередатчик (ПП), габариты которого без блока питания — 240X170X40 мм. ПП управляют тангентой микротелефон-ной трубки (МТТ). Предусмотрено подключение дополнительного громкоговорителя, магнитофона.
Блок питания (БП) комплекса содержит стабилизированный выпрямитель с защитой от замыкания выхода; ограничение тока начинается с 2 А (устанавливают при налаживании). Регулирующий транзистор гальванически связан с корпусом, который служит теплоотводом. Имеется возможность автоматического перехода с сетевого питания на автономное и наоборот. Габариты БП (вместе с автономным источником) — 240X170X 80 мм.
Антенна представляет собой коаксиальный шлейфовый четвертьволновый вибратор с противовесами, имеет КСВ 1,13 без согласующих элементов при питании по 75-омному коаксиальному кабелю.
На рис. 1 приведена функциональная схема приемопередатчика, блока питания и принципиальная — микротеле-фонной трубки.
Приемопередатчик состоит из микрофонного усилителя-ограничителя А1, узла А2, стабилизации выходной мощности и защиты транзисторов усилителя мощности (ALC), возбудителя G1, усилителя мощности передатчика АЗ, приемника А4, шумоподавителя-экономайзера А5.
МТТ содержит микрофонный (ВМ1) и телефонный (BF1) капсюли, усилитель на микросхеме DA1, кнопку переключения SB1 «Прием» — «Передача». Трубка соединена с приемопередатчиком кабелем, состоящим из двух экранированных групп проводов (провода питания также заключены в общуюдля них экранирующую оплетку — на схеме не показана).
В режиме приема сигнал с антенного гнезда XW1 через контакты антенного реле в узле АЗ поступает на вывод 1 приемника А4. Переменным резистором R2 регулируют громкость. С вывода 4 А4 сигнал через оксидный конденсатор С1 и разъем ХТ5 (контакты 5) подается на телефонный капсюль BF1. Переключателем SA6 к выходу приемника можно присоединить дополнительный громкоговоритель, подключаемый к разъему XS7. С вывода 7 приемника сигнал через конденсатор СЗ подается на вывод 1 узла шумопо-давителя-экономайзера А5. Переменным резистором R3 регулируют порог срабатывания шумоподавителя. С движка R3 управляющий сигнал подается через вывод 5 на ключевой каскад в приемнике. Экономайзер включают переключателем SA5.
В режиме передачи сигнал с микрофона ВМ1 усиливается в МТТ усилителем на микросхеме DA1 и через разъем ХТ5 (контакты 4) поступает на микрофонный усилитель А1 в приемопередатчике и далее на вывод 5 возбудителя G1. С вывода 4 G1 сформированный РЧ сигнал подается на усилитель мощности АЗ и через антенное реле — на разъем XW1 и далее в антенну.
Блок питания состоит из мостового выпрямителя пониженного напряжения, стабилизатора напряжения А6 с регулирующим транзистором VT1 и аккумуляторной батареи GB1. В зависимости от положения переключателей SA1—SA3 аппаратура питается либо от одного источника (сети, аккумуляторной батареи или внешнего напряжением 12,6 В, подключаемого к розетке XS2), либо от нескольких, коммутируемых по одному автоматически или работающих одновременно.
На рис. 2 приведена принципиальная схема микрофонного усилителя-ограничителя. Входное напряжение ЗЧ подается на выводы 1 и 6 с ММТ или 2 и 6 с линейного выхода магнитофона.
После усиления двукаскадным усилителем на транзисторах VT1 и VT2 напряжение ЗЧ поступает на двусторонний амплитудный ограничитель на диодах VD1, VD2, порог ограничения которого устанавливают подстроечным резистором R7, а симметричность ограничения — подбором R9. Ограниченный сигнал проходит активный ФНЧ на транзисторе ѴТЗ и эмиттер-ный повторитель (ѴТ4) и через вывод 5 поступает на фазовый модулятор.
Питающие напряжения для блока подают на выводы 3 (7,7 В) и 4 (12,6 В).
Принципиальная схема узла А2 изображена на рис. 3. Он включает в себя параметрический стабилизатор на стабилитроне VD1f ток через который при подключенной нагрузке подбором резистора R1 устанавливают равным 20 мА, и собственно ALC — узел стабилизации выходной мощности и защиты транзисторов усилителя мощности (УМ).
При разогреве транзисторов УМ увеличиваются ток их коллектора и падение напряжения на резисторе R2 узла А2, транзистор VT1 частично закрывается, уменьшая напряжение питания утроителя частоты возбудителя передатчика, что приводит к уменьшению уровня возбуждения УМ.
Максимальная выходная мощность УМ обеспечивается при установке подстроечным резистором R3 такого напряжения питания утроителя, которое соответствует точке перегиба регулировочной характеристики (примерно 11,4 В), Конденсаторы С1 и С5, кроме функций развязки и фильтрации, используются для задержки подачи напряжения РЧ на контакты К1.1 в блоке АЗ до срабатывания реле К1 в УМ. Назначение выводов узла А2 ясно из рис. 1.
На рис. 4 показана принципиальная схема возбудителя передатчика. Задающий генератор собран на транзисторе VT1. Кварцевый резонатор ZQ1 возбуждается на частоте основного резонанса — 12125 кГц. Конденсатор С1 используется для подстройки частоты. Через конденсатор С6 напряжение РЧ подается на реактивный транзистор VT2, управляемый напряжением ЗЧ, поступающим в эмиттерную цепь VT2 через вывод 5 с микрофонного усилителя-ограничителя. Контур L1C8, в котором происходит модуляция РЧ напряжения по фазе, настроен на частоту кварцевого резонатора. Чтобы уменьшить паразитную AM, этот контур достаточно широкополосен, а в микрофонном усилителе применено ограничение ЗЧ сигнала. Через конденсатор С13 фазомодулированный РЧ сигнал приходит на удвоитель частоты на транзисторе ѴТЗ.
Полосовой фильтр L2C14C17L3C18 выделяет сигнал частотой 24250 кГц, который подается на утроитель частоты на транзисторе ѴТ4 Отфильтрованное полосовым фильтром L4C20C22L5C23 напряжение частотой 72 750 кГц поступает на удвоитель частоты (ѴТ5). Сигнал частотой 145,5 МГц через полосовой фильтр L6C26C27L7C28 подается на усилитель на транзисторе ѴТ6, который нагружен базовой цепью транзистора в предоконечном каскаде УМ, включенной через согласующий контур L9C31C32C30.
Принципиальная схема блока усилителя мощности передатчика показана на рис. 5. Сигнал РЧ подается на вывод 1, усиливается двукаскадным усилителем на транзисторах ѴТ1, ѴТ2 и через ФНЧ, контакты антенного реле К1.1 приходит на вывод 5 и далее в антенну.
Питание на усилитель мощности поступает от узла А2 через вывод 2. На вывод 3 при нажатии на тангенту МТТ подается напряжение 12,6 В.
В режиме приема сигнал РЧ из антенны через вывод 5, контакты реле К1.1 и вывод 4 поступает в приемник.
Принципиальная схема приемника изображена на рис. 6. Сигнал с антенны поступает на вывод 1 — вход приемника, защищенный от сигналов РЧ с большой амплитудой двусторонним ограничителем на диодах VD1, VD2. На транзисторе VT1 выполнен усилитель РЧ. Транзистор, включенный по схеме с общим истоком, и цепь антенны имеют автотрансформаторную связь с входным контуром L1C1, этим достигается согласование их сопротивления. С выхода усилителя РЧ сигнал через полосовой фильтр L2C4C5C6L3C7 подается на вход смесителя —- затвор транзистора VT2. В истоковую цепь этого транзистора поступают колебания с трехкаскадного гетеродина на транзисторах VT10—VT12.
На транзисторе VT10 собран кварцевый генератор. Резонатор ZQ2 возбуждают на третьей механической гармонике 33,7 МГц. Каскады на транзисторах ѴТ11 и ѴТ12 работают в режиме удвоения частоты.
Сигнал ПЧ 10,7 МГц, выделенный контуром L4C8C9, через катушку связи L5 поступает на первый каскад усилителя ПЧ (ѴТЗ), усиливается им и через кварцевый фильтр ZQ3 последовательно проходит еще два каскада усилителя ПЧ (ѴТ4, ѴТ5), а затем поступает на вход микросхемы DA1. Последняя представляет собой восьмикаскадный усилитель-ограничитель, ЧМ детектор и предварительный усилитель ЗЧ, с выхода которого ЗЧ сигнал через вывод 7 приходит на регулятор громкости (R2 на рис. 1). С его движка сигнал поступает на вывод 6 приемника для дальнейшего усиления в оконечном усилителе (выполнен на транзисторах ѴТ7—ѴТ9). Через вывод 4 напряжение ЗЧ подается на микротелефонную трубку и розетку XS7 (см. рис. 1).
Транзистор ѴТ6 выполняет функции электронного ключа (им управляют из блока шумоподавителя-экономайзера), через который выдается разрешение на работу усилителя ЗЧ. Питание на усилители РЧ и ПЧ, смеситель и последний каскад гетеродина поступает из шумоподавителя-экономайзе-ра (см. рис. 7). Через вывод 2 на остальные каскады напряжение 12,6 В приходит с тангенты микротелефонной трубки через вывод 3.
На рис. 7 показана схема блока шумоподавителя-эко-номайзера. Когда на входе приемника сигнал отсутствует, на выходе предварительного усилителя ЗЧ — в микросхеме DA1 (рис. 6) — имеется интенсивный шум, который подается на вывод 1 шумоподавителя. Конденсатор СЗ малой емкости (см рис. 1) и активный фильтр на транзисторе VT1 способствуют выделению компоненты шума выше спектра полезного сигнала. Конденсатор СЗ устраняет проникание напряжения РЧ на вход детектора (VT2), напряжение шумов в котором детектируется эмит-терным переходом и открывает транзистор. Отфильтрованное конденсатором С6 напряжение с эмиттерной нагрузки транзистора VT2 подается на усилитель постоянного тока на транзисторе ѴТЗ, который через вывод 7 управляет ключом в приемнике через регулятор порога срабатывания шумоподавителя R3 (см. рис. 1).
Отфильтрованное конденсатором С5 напряжение снимается с коллекторной нагрузки транзистора ѴТ2 и подается на ключевой каскад (ѴТ4), который, открываясь, последовательно закрывает транзисторы ѴТ5 и ѴТ6 При этом начинает разряжаться конденсатор С8 (а с ним и С7).
Напряжение на коллекторной нагрузке транзистора ѴТ2 уменьшается, транзистор ѴТ4 закрывается, открывая на несколько миллисекунд транзисторы ѴТ5 и ѴТ6. Как только на базе транзистора ѴТ4 появится открывающее его напряжение, процесс повторится. С вывода 2 периодически подключаемое напряжение питания подается на приемник для обнаружения сигнала.
При появлении несущей 4М (ФМ) сигнала на входе приемника шум на выходе микросхемы DA1 (см. рис. 6) подавляется, транзистор ѴТ2 закрывается. Транзистор ѴТЗ открывается и закрывает транзистор ѴТ6 (см. рис. 6). При этом начинает работать оконечный усилитель 34. Одновременно транзистор ѴТ4, закрываясь, открывает транзисторы ѴТ5 и ѴТ6, прерывая таким образом работу экономайзера.
При необходимости получить максимальную чувствительность приемника экономайзер может быть отключен через вывод 4.
Схема платы стабилизатора показана на рис. 8. С выводов 2, 3 стабилизированное напряжение подается для питания приемопередатчика. К выводам 4—6 присоединяют регулирующий транзистор ѴТ1 (см. рис. 1). От сопротивления резистора R4 зависит порог срабатывания системы защиты.
В. БЕСЕДИН (UA9LAQ) г. Тюмень.