Радионаушники - маломощный передатчик FM диапазона - для ТВ
Радионаушники для ТВ
Описанная ниже конструкция предназначена для комфортного прослушивания звукового сопровождения при просмотре телепередач без помех для окружающих, особенно в ночное время, на наушники и представляет собой маломощный передатчик FM диапазона. В качестве приемной части используется подходящий приемник, например карманный приемник Vitek VT-3588 или цифровой плеер Explay M5 (см. Фото 5). Рабочий диапазон частот передатчика 80-110 мГц, что позволяет выбрать любой подходящий участок для работы в FM диапазоне. Подключается устройство к телевизору через разъем SCART. Сама конструкция состоит из двух частей: УНЧ и передатчика. УНЧ используется для согласования с выходом телевизора и прослушивания передач со стереовещанием. У нас в Самаре некоторые передачи 1 канала имеют стереозвук. Правда при этом проводов не избежать. Передатчик двухкаскадный - задающий генератор и буферный усилитель. Для получения высококачественного сигнала сопровождения в качестве модулирующего элемента в передатчике используется варикап. Питается устройство от сети 220в. Потребляемая мощность не более 2 вт. Габариты устройства - 155*55*40 мм. Внешний вид конструкции представлен на Фото1 и Фото2.
Фото 1. Внешний вид конструкции спереди.
Фото 2. Внешний вид конструкции сзади При разработке устройства использовался пакет программ для проектирования РЭА PCAD 4.5., поэтому имеется электронный вариант устройства. Для тех, кто хочет воспользоваться этим пакетом, в исходном виде схема (St_unch2.sch) и печатная плата (St_unch2.pcb) находятся в приложении. Принципиальная схема представлена на Рис.1.
Рис 1. Принципиальная схема передатчика. Для питания от сети при малой мощности и небольших габаритах применен готовый трансформатор (см. ХХХ.) для установки на печатную плату ТПГ-2-6 (www.transled.ru). Номинальное его выходное напряжение, при номинальном токе нагрузки 0.4А, составляет 6 вольт. В нашем случае при малом токе нагрузке напряжение на выходе выпрямителя составляет около 10.5 вольт. Поэтому для получения максимально возможного стабилизированного напряжения питания стабилизатор собран на микросхеме DA1 LM317T. Напряжение на выходе стабилизатора, которое определяется соотношением резисторов R1 и R2, примерно около 8.5 вольт. Можно было бы, например, применить готовый стабилизатор типа LM78L82 на 8.2В, но для него напряжение на входе должно превышать напряжение на выходе минимум на 3 вольта. Примененная же LM317T довольно распространенная и недорогая микросхема. Двухканальный УНЧ собран на микросхемах DA3 и DA4 типа LM386M, предназначенных для поверхностного монтажа (копус SO Package). Можно применить и LM386 в корпусе DIP8. В моем случае выбор определился всего лишь наличием товара в магазине. Номиналы деталей обвязки микросхемы рекомендованы ее разработчиком. Схема повторялась мною не раз и никакого налаживания совершенно не требует. Микросхемы установлены для простоты разводки на нижней стороне платы. Передающая часть устройства собрана по двухкаскадной схеме - задающий генератор VT1 (КТ368Б) с собственным стабилизатором питания на микросхеме DA2 78L05 на 5 вольт и буферный усилитель VT2. Это вызвано необходимостью иметь высокую стабильность частоты передачи. С этой же целью генератор заключен в металлический экран. Частота передачи определяется элементами контура L1, C17, C18, C26 (5-20 пф), емкостью варикапа VD3 и в некоторой степени C31. Индуктивность L1 намотана на каркасе от блока УКВ-3-1 старой магнитолы и имеет сердечник для подстройки. Обилие переменных в контуре определялось нежеланием макетирования и изготовления сразу рабочего варианта. В процессе налаживания выяснилось что L1 можно применить и без каркаса и без сердечника просто намотав на кусочке стержня от авторучки, изменяя индуктивность раздвигая или сжимая витки катушки. Главное определиться для себя с выбором участка диапазона. Для перестройки по выбранному участку наличие C26 и VD3 более чем достаточно. Печатная плата разработана с использованием пакета проектирования PCAD 4.5 (кстати он есть на сайте). Для тех у кого его нет ниже приведено расположение деталей на плате (Рис.2) и рисунки печатной платы.
Рис. 2. Расположение деталей на плате.
Фотография готовой платы (Фото 3) представлена ниже. В процессе настройки обнаружилась "шумливость" цепочки R6, R7 и RP2. Пришлось добавить конденсатор C23 (на фото он установлен поверх резистора RP2). В самой же плате эти изменения уже учтены.
Фото 3. Готовая плата передатчика. Конструкция, детали, налаживание. Корпус передатчика склеен дихлорэтаном из листового полистирола. Надписи выполнены с использованием программы Rusplan (есть на сайте)и напечатаны на принтере. Затем покрыты прозрачным скотчем и наклеены двухсторонним скотчем. Для питания от сети применен готовый трансформатор ТПГ-2-6, как я уже отмечал, предназначенный для установки на печатную плату (Фото 4.).
Фото 4. Маломощный трансформатор ТПГ-2-6. Задающий генератор заключен в металлический экран из жести. Для простоты изготовления с нижней стороны платы экран отсутствует. В генераторе мною применен варикап SMD BB639, но не потому что он такой хороший, а потому что было. Думаю вместо него подойдет любой из серии КВ101-149. Переменный резистор RP2 типа СП5-1ВА проволочный многооборотный, что обеспечивает высокую плавность настройки. Индуктивность L1 намотана на каркасе от блока УКВ-3-1 и содержит 5 витков провода диаметром 0,5 мм в контуре и 2 витка связи, но как я указывал ранее можно применить и безкаркасное исполнение. При установке на плату соблюдать начала обмоток указанные на схеме. При таком подключении между генератором и выходным усилителем осуществляется небольшая отрицательная обратная связь. В обратном случае, при настроенной антенне, резко возрастают паразитные связи между каскадами, что приводит к заметному ухудшению качества передачи. При настройке советую убедиться в правильности подключения, поменяв местами выводы одной из обмоток. Катушка L2 безкаркасная диаметром 5 мм содержит 5 витков. Изменение индуктивности достигается раздвиганием витков. При установке подстроечных конденсаторов C26 и C27 их верхняя обкладка, ротор, должна быть подключена к несигнальному (верхнему по схеме) выводу катушек. Дроссель L3 малогабаритный вертикального исполнения на ферритовом стержне, выпаян с какой-то платы. Ферритовые фильтры, обозначенные мною на схеме как LF1-LF4, выпаяны со старых плат от персоналок и представляют собой ферритовый стержень длиной 5-10 мм с проводом посередине. Наличие их (из собственного опыта) очень желательно. Переменный резистор в регуляторе громкости использован от сарого CD-рома. На него следует обратить внимание при разводке, так как мне попадались резисторы с общим выводом как слева, так и справа и посередине. Его номинал может быть в диапазоне 10-100 кОм. Переключатель моно/стерео SB1 любой подходящий малогабаритный. Остальные детали особенностей не имеют. Телескопическая антенна установлена непосредственно на плате и имеет длину 50 см. Подключение к телевизору через SCART осуществляем кабелем, схема которого приведена ниже
Рис. 5. Схема распайки кабеля подключения. Налаживание. Для начала нужно выбрать для себя частоту передачи в FM диапазоне, свободную для использования. Лучше на это сделать на границах FM диапазона. Сначала настраиваем генератор на выбранную частоту. для этого не устанавливаем на плату следующие элементы: L2, C21, C22, C27 и экран. Вместо L2 временно используем дроссель (та же катушка витков 15-20). Антенну подключаем непосредственно к коллектору VT2. Устанавливаем движок резистора RP2 и ротор конденсатора C26 в среднее положение. Подаем на вход УНЧ сигнал и используя приемник перекрывающий непрерывно ЧМ и FM диапазон (поскольку первоначально можно оказаться где угодно) настраиваемся на свой сигнал. Изменением индуктивности L1 (для безкаркасного исполнения раздвигая или сдвигая витки) настраиваемся на середину выбранного участка FM диапазона. Для точной настройки используем варикап и C26. Если катушка имеет сердечник, настройку производить отверткой из немагнитного материала. После настройки генератора устанавливаем на него экран и устанавливаем элементы L2, C21, C22 и C27. Далее используя уже приемник для наушников, к примеру как на фото 5, настраиваем выходной контур на максимальную отдачу на слух.
Фото 5. Пример приемной части устройства. Или, как к примеру в приемнике Vitek, используя светодиод настройки. Заявленная чувствительность его составляет 20 мкв в FM диапазоне, что позволяет при использовании приемника такого класса произвести всего лишь примерную настройку выхода передатчика. В пределах одной комнаты для такого случая вместо выходного контура оказалось даже достаточным применить просто дроссель. А вот с цифровым плеером, для которого в основном и разрабатывалась конструкция, все оказалось намного сложнее. Конечно я предполагал, что в силу своей конструкции его чувствительность будет невелика, но она оказалась безобразно низкой. Без точной настройки антенны на максимальную отдачу прием оказался очень плохим даже на расстоянии 2-3 метра от передатчика. Не имея идикатора напряженности поля провести точную настройку антенны очень затруднительно. Поскольку, в силу малой мощности сигнала в антенне пассивные индикаторы оказались безполезными, пришлось обратить внимение на активные индикаторы напряженности поля. Для одноразового применения, как в моем случае, я решил повторить индикатор напряженности описанный в статье Игоря Нечаева (UA3WIA) - "Индикатор напряженности поля", журнал "Радио", N3, 2000г., стр. 62. Хотя он практически собран на двух деталях (Рис.6.), микросхема К174ПС4 и стрелочный индикатор уровня записи от магнитофона, при работе с ним подтвердилась его высокая чувствительность. Схема индикатора, расположение деталей на плате, рисунок печатной платы и внешний вид (как получилось у меня) представлены ниже.
Рис 6. Принципиальная схема индикатора.
Фото 6. Внешний вид готового индикатора. Для желающих воспользоваться его электронным вариантом в приложении есть схема (Ind_p.sch) и печатная плата (Ind_p.pcb). Вместо К174ПС4, как утверждает автор в статье, допустима ее замена на микросхемы К174ПС1 или К174ПС2. Может только потребоваться (опять же с его слов, я не проверял) подбор номиналов резисторов, чтобы на выходах микросхемы было напряжение, примерно равное половине напряжения источника питания. При необходимости балансировку прибора (нулевые показания микроамперметра РА1 в отсутствие сигнала на входе устройства) можно произвести подбором резистора R1 или резистора R2. Изготовив индикатор можно приступить к настройке антенны передатчика. Советую помнить что настройка антенны и ее длина строго взаимосвязаны. Я настраивал при максимальной ее длине. В качестве антенны индикатора я использовал гибкий провод длиной 50-60 см, который просто свисал со стола. Далее, расположив индикатор и передатчик на расстоянии 30-40 см друг от друга, можно приступить к настройке антенны на максимум отдачи. У меня при настройке на максимум стрелка индикатора заходила в красный сектор шкалы. Пик настройки оказался очень крутым и проходил весь при вращении ротора конденсатора C27 всего за 20-30 градусов. Это стоит учесть. Так что эту операцию, для убедительности, советую провести несколько раз. Далее вставляем в корпус, уровень громкости в телевизоре устанавливаем на ноль (чтобы не видеть на экране перечеркнутый динамик) и вращением RP1 устанавливаем максимально возможный уровень громкости при неискаженной передаче. Лучше это сделать на канале где уровень громкости наибольший. В заключение отмечу что прием на цифровой плеер получился уверенным в пределах всей квартиры в панельном доме. Побочным и очень положительным эффектом данной конструкции оказалась возможность при показе рекламы послушать что нибудь поинтереснее в FM диапазоне. Приложение.Электронные варианты схем и плат в формате PCAD 4.5.
|
