Телефонные ретрансляторы КВ, УКВ и FM диапазона

В последнее время большую популярность обрели радиотелефоны, позволяющие пользоваться обычной телефонной связью не ограничивая свою свободу проводами. Радиотелефоны представляют собой радиостанции малой мощности. Обладатель такого устройства связывается с еще одной радиостанцией, представляющей вторую часть данной индивидуальной системы связи, которая обычным образом подключена к телефонной линии.

Используя эти две радиостанции пользователь получает возможность дуплексной связи как по обычному телефону, конечно, в пределах дальности связи, определяемой мощностьюданных устройств. Для индивидуальных радиотелефонов, подключаемых самим пользователем к телефону (второй части системы, часто называемой базой), дальность может достигать 1-2 км. Как правило, такие радиотелефоны работают на частоте 900 МГц.

Ниже будут представлены и описаны устройства, подключаемые к телефонной линии и предоставляющие возможность прослушивать телефонные разговоры по АМ- или ЧМ-радиоприемникам. Это позволяет, например, обеспечить громкое прослушивание, записывать разговор на магнитофон магнитолы (непосредственно или через соответствующий конвертер).

Такие радиоустройства, подключаемые к телефонной линии, называются телефонными ретрансляторами. В зависимости от типа используемой модуляции эти устройства разделяются на АМ- и ЧМ-рстрансляторы.

Однотранзисторные АМ ретрансляторы на 27МГц

Схемы однотранзисторных устройств - телефонных АМ-ретрансляторов, обеспечивающих прослушивание телефонных разговоров на АМ-радиоприемник 27 Мгц, представлены на рисунке 1.

Рис.1. Схемы телефонных АМ-ретрансляторов на биполярных транзисторах; антенна - ТФ-провод (1), 6- с кварцевым резонатором.

Элементы для схемы телефонного АМ-ретранслятора на рисунке 1, а:

• R1 = 100-200, R2=22к, R3=10к;
• С1=50-200, С2=1н, С3=1н-3н, С4=18, С5=20, С6=4.7н-10н;
• Т1 - КТ3107, КТ361 или аналогичный ВЧ-транзистор;
• L1 - дроссель, например, ДОЛ 100-200 мкН; катушка генератора L2 - па каркасе от КВ-приемника с подстроечным сердечником, диаметр каркаса - 7-8 мм, 12 витков провода ПЭВ-2 0.3-0.4 мм.

Данные ретрансляторы представляют собой однотранзисторные АМ-передатчики, выполненные на основе традиционных схем ВЧ-генераторов на биполярных транзисторах. Передающей антенной, излучающей радиоволны, для данпых устройств служит один из проводников (одна жила) телефонного провода (ТФ-провод, 1). Эти телефонные АМ-ретрансляторы обеспечивают дальность передачи на несколько десятков метров.

На рисунке 1 (в) показана схема подключения указанных устройств. Данные АМ-ретрансляторы устанавливаются внутрь телефонного аппарата. Подключение выполняется параллельно микрофону (м) и телефону (т).

Внимание! Необходимо соблюдать полярность подключения.

Настройка телефонного ретранслятора: изменением величины резистора Я2 установить максимальное напряжение генерации. При отсутствии генерации подстроить (подобрать) величину С4. Частота устанавливается подстроечным сердечником L2 и конденсатором С5.

Монтаж выполняется на 2-стороннем фольгированном стеклотекстолитес. Одна сторона (со стороны деталей) используется как общий провод и экран, другая - для печатных проводников схемы. Проводники, соединяющие детали, должны иметь минимальную длину.

Для повышения стабильности частоты целесообразно поместить задающий генератор или все устройство в экран.

На рисунке 1 (6) представлена схема телефонного АМ-ретранслятора с кварцевой стабилизацией частоты.

Элементы, монтаж и настройка в основном совпадают предыдущим примером. Основное отличие заключается в использовании кварцевого резонатора, соответствующего частоте генерации и передачи. При настройке устройства резистором R2 и сердечником L2 устанавливается максимальная амплитуда генерируемых ВЧ-колебаний.

На рисунке 2 представлены схемы аналогичных устройств телефонных АМ-ретрансляторов, предназначенных для работы на частоте 27 МГц, но могут быть использованы и на других частотных диапазонах.

Элементы, монтаж и настройка этих устройств в основном совпадают со схемами на рисунке 1. Отличие заключается в способе подключения ВЧ-выходов данных ретрансляторов.

Рис.2. Схемы телефонных АМ-ретрансляторов на биполярных транзисторах; антенна - ТФ-провод (2), б - с кварцевым резонатором.

В данном варианте подключения передающей антенной для этих устройств служат оба проводника (обе жилы) телефонного провода (ТФ-провод, 2). Это несколько увеличивает дальность связи. В этой схеме используются дополнительные элементы: С7=С1=20-50, L3 - ВЧ-дроссель, совпадающий с дросселем L1.

Ретрансляторы АМ диапазона на МОП транзисторах

Используя схемы задающих генераторов на МОП-транзисторах можно создать простые и компактные телефонные АМ-ретрансляторы.

На рисунке 3 представлены схемы телефонных АМ-ретрансляторов на МОП-транзисторах. Данные устройства предназначены для работы на частоте 27 МГц. но, как и предыдущие варианты АМ-ретрансляторов, эти схемы могут использоваться и в других частотных диапазонах - на более низких и более высоких частотах. Дальность - несколько десятков метров.

Рис. 3. Схемы телефонных АМ-ретрансляторов на МОП-транзисторах; антенна - ТФ-провод : а - 1, б - 2.

Элементы для схемы телефонного АМ-ретранслятора на МОП-транзисторе на рисунке 3, а:

• R1=560;
• C1=50, С2=500-1н, С3=1н, С4=20-30;
• Т1 - КП305Ж, КП305Е или аналогичный;
• L1 - ВЧ-дроссель, например, Д0.1 100-200 мкН; катушка генератора,
• L2 - бескаркасная, диаметр катушки 6 мм, 6+2 витков провода ПЭВ-2 0.6 мм.

Настройка ретнанслятора на МОП транзисторе производится изменением величины резистора R1 (уменьшая от 1 к) установить ток 12 мА (не более 15 мА). Частота устанавливается изменением длины катушки L2 и изменением величины конденсатора С4.

Монтаж ретранслятора выполняется на 2-стороннем фольгированном стеклотекстолите. Одна сторона (со стороны деталей) используется как общий провод и экран, другая - для печатных проводников схемы. Проводники, соединяющие детали, должны иметь минимальную длину.

Для повышении стабильности частоты целесообразно поместить задающий генератор или все устройство в экран. Передающей антенной служит один из проводников телефонного провода (ТФ-провод, 1).

На рисунке 3 (б) представлен второй вариант телефонного АМ-ретранслятора на МОП-транзисторе. Эта схема практически совпадает с предыдущей, но для данного варианта изменен способ подключения выхода ретранслятора. Антенной здесь служат два проводника телефонного провода (ТФ-провод, 2), что увеличивает дальность.

В этой схеме используются дополнительные элементы: С5=С1=20-50, L3 - ВЧ-дроссель, совпадающий с дросселем L1.

Мощность (и дальность) телефонных АМ-ретрансляторов (рисунок 1 - 3) может быть увеличена за счет введения в схему дополнительных ВЧ-каскадов - усилителей мощности.

УКВ ЧМ ретрансляторы на биполярных транзисторах

На рисунке 4 представлены две схемы телефонных УКВ ЧМ-ретрансляторов на биполярных транзисторах. Первая (рисунок 4, а) схема имеет УНЧ на 1 транзисторе, вторая (б) - без УНЧ. Резистор R1 - регулятор громкости.

При чувствительности УКВ-радиоприёмника 10 мкВ дальность связи может достигать 100 м. Подключение данных УКВ ЧМ-ретрансляторов производится в соответствии со схемой. Передающей антенной служит отдельный провод.

Рис. 4. Схемы телефонных ЧМ-ретрансляторов на биполярных транзисторах; антенна - отдельный провод, : а - УНЧ на 1 транзисторе, б - без УНЧ.

Элементы для схемы ЧМ-передатчика на рисунке 4, а:

• R1 = 1к-10к, R2=500к-1.0 (требует подстройки), R3=3к-10к, R4=510, R5 = 6.2к, R6=20к;
• С'1=4.7мкФ-20мкФ, С3=10, С4=1н-10н, С5= 10-50 (требует подстройки).
• C6=20-30, С7=1н-10н, С8=10-15, С9=1н-10н;
• Т1 - КТ3102, КТ315 или любой другой НЧ- или ВЧ-транзистор с коэффициентом усиления более 100,
• Т2 - КТ368, КТ361 или любой другой НЧ-транзистор страничной частотой не менее 300 МГц;
• D1 - варикап Д901А,В, КВ 102 или аналогичные;
• D2 - стабилитрон на 5.6-6.8, например, КС162А, КС168А;
• L1- дроссель, например, Д0.1 40-100 мкН;
• катушка L2 - бескаркасная, внутренний диаметр - 6 мм, диаметр провода - 0.8 мм, желательно сребрённый, L2 - 3+1 витка.

Настройка выполняется изменением величины резистора R2 установить напряжение на коллекторе транзистора Т1 равным примерно половине напряжения питания, при использовании КС168А - это 3-4 В. Увеличение сопротивления в коллекторе транзистора Т1 ведет к увеличению коэффициента усиления каскада. Однако не рекомендуется уменьшать коллекторный ток менее 0.5 мА, т.е. устанавливать RЗ более 10к-15к.

При отсутствии генерации подстроить (подобрать) С5 и Л6. Частота устанавливается изменением емкости конденсатора С6 и сжатием или растягиванием катушки L2. Не рекомендуется с целью увеличения глубины модуляции увеличивать емкость конденсатора С8.

Монтаж выполняется на 2-стороннем фольгированном стеклотекстолите. Одна сторона (со стороны деталей) используется как общий провод и экран, другая - для печатных проводников схемы. Проводники, соединяющие детали, должны иметь минимальную длину. Для повышения стабильности частоты целесообразно поместить задающий генератор или все устройство в экран.

При этом частота генератора, возможно, несколько изменится (увеличится).

Схема на рисунке 4 (а) для указанного способа подключения обладает избыточным усилением по низкой частоте. На рисунке 4 (б) представлена упрощенная схема УКВ ЧМ-ретранслятора. В данной схеме отсутствует УНЧ, однако, как правило, громкости вполне достаточно.

Схема содержит меньшее количество элементов и проще в настройке (не требуется настройка УНЧ).

Основные элементы для схемы (рисунок 4, б), особенности конструкции и настройки совпадают с предыдущей конструкцией (рисунок 4, а). Изменения: R2=RЗ=50к-150к, C1=0.1-1мкФ. Изменением соотношений R2 и RЗ можно осуществлять точную настройку на частоту.

УКВ ЧМ ретрансляторы на МОП транзисторах

Используя МОП-транзисторы, как и в случае УКВ ЧМ-радиопередатчиков, можно существенно упростить схемы и конструкции телефонных УКВ ЧМ-ретрансляторов.

На рисунке 5 представлены примеры схем телефонных УКВ ЧМ-ретрансляторов на МОП-транзисторах. Первая (рис 5, а) схема имеет УНЧ на 1 транзисторе, вторая (рис 5, б) - без УНЧ. Резистор К1 - регулятор громкости. При чувствительности УКВ радиоприемника 10 мкВ дальность - около 100 м. Подключение данных УКВ ЧМ ретрансляторов производится в соответствии со схемой.

Передающей антенной служит отдельный провод.

Рис. 5. Схемы телефонных ЧМ-ретрансляторов на МОП-транзисторах; антенна - отдельный провод, а - УНЧ на 1 транзисторе, б - без УНЧ.

Элементы для схемы ЧМ-передатчика на рисунке 5, а:

• R1=1к-10к, R2=500к-1.0 (требует подстройки), R3=3к-10к, R4=360;
• С1 =4.7мкФ-20мкФ, С2=4.7мкФ-20мкФ, С3=10, С4=20-30, С5=1н-10н, С6= 10-15;
• Т1 - КТ3102, КТ315 или любой другой НЧ- или ВЧ-транзистор с коэффициентом усиления более 100.
• Т2 - КП305Ж,Е;
• D1 - варикап Д901А.В, КВ 102 или аналогичные;
• D2 - стабилитрон на 5.6-6.8, например, КС162А, КС168А;
• L1 - дроссель, например, Д0.1 40-100 мкН;
• катушка L2 - бескаркасная, внутренний диаметр - 6 мм, диаметр провода - 0.8 мм, желательно посеребренный, L2 - 3+1 витка.

Настройка выполняется изменением величины резистора R2 установить напряжение на коллекторе транзистора Т1 равным половине напряжения питания, при КС168А - это 3-4 В. Увеличение сопротивления в коллекторе транзистора Т1 ведет к увеличению коэффициента усиления каскада. Однако не рекомендуется уменьшать коллекторный ток менее 0.5 мА, т.е. устанавливать RЗ более 10к-15к.

При отсутствии генерации подстроить (подобрать, начиная, например, с 500 Ом) R4, не превышая допустимого предела максимального тока транзистора - 15 мА, оптимальный ток стока должен составлять 12-14 мА. При этом токе обеспечивается максимальная мощность излучения, дальность передачи, стабильность частоты, минимальное влияние антенны.

При уменьшении тока стока МОП-гранзистора повышается экономичность, но ухудшаются перечисленные параметры. Не рекомендуется уменьшать ток стока менее 5 мА, иначе при подключении передающей антенны возможен не только значительный уход частоты, но даже срыв генерации. Частота генерации устанавливается конденсатором С4 и сжатием или растягиванием катушки L2.

Для этой схемы также не рекомендуется увеличивать емкость конденсатора СЗ.

Монтаж схемы ретранслятора выполняется на 2-стороннем фольгированном стеклотекстолите. Одна сторона (со стороны деталей) используется как общий провод и экран, другая - для печатных проводников схемы. Проводники. соединяющие детали, должны иметь минимальную длину. Для повышения стабильности частоты целесообразно поместить задающий (оператор или все устройство в экран.

При этом частота генератора, возможно, несколько изменится (увеличится). Для обеспечения максимальной дальности длина антенны должна соответствовать четверти длины волны.

Схема на рисунке 5 (а) для указанного способа подключения к телефонной линии обладает избыточным усилением по низкой частоте. На рисунке 5 (б) представлена упрощенная схема УКВ ЧМ-ретранслятора. В данной схеме отсутствует УНЧ, однако, как правило, громкости разговора будет вполне достаточно чтобы все разобрать.

Схема содержит меньшее количество элементов и ее проще настраивать.

Основные элементы для схемы (рисунок 5, б), особенности конструкции и настройки совпадают с предыдущей конструкцией (рисунок 5, а). Изменения в схеме: R2=RЗ=50к-150к, C1=0.1-1мкФ. Изменением соотношений R2 и RЗ. как и для схемы на рис.8.4.б, можно осуществлять точную настройку на частоту.

УКВ ЧМ-ретрансляторы подключаемые в разрыв линии связи

Предыдущие схемы телефонных УКВ ЧМ-ретрансляторов, как это следовало из приведенных схем, требовали подключения к телефонной линии в трех точках: в разрыв одного проводника и подключение к другому. Это не всегда бывает удобно.

На рисунке 6 представлены схемы телефонных УКВ ЧМ-ретрансляторов, предусматривающих подключение в двух точках: в разрыв одного из проводников. Схема на рисунке 6, а имеет УНЧ на 1 транзисторе, схема на рисунке 6, б - без УНЧ. Резистор R1 - регулятор громкости.

Мощность позволяет держать связь на отдалении около 100 метров. Подключение данных УКВ ЧМ-ретрансляторов производится в соответствии со схемой. Передающей антенной служит отдельный провод.

Элементы, особенности конструкции и настройки для схем ЧМ-передатчиков на рисунке 6 совпадают с устройствами на рисунке 4.

Рис. 6. Схемы телефонных ЧМ-ретрансляторов на биполярных транзисторах; антенна - отдельный провод, а - УНЧ на 1 транзисторе, б - без УНЧ.

У данных схем громкость меньше, чем у сходных схем на рисунке 4, однако даже уменьшенного уровня часто вполне достаточно. При этом необходимо учитывать, что у схемы на рисунке 6 (а), имеющей в своем составе УНЧ, громкость больше, чем у схемы на рисунке 6 (б), не имеющей УНЧ. Правда, схема на рисунке 6 (б) - проще.

На рисунке 7 представлены схемы телефонных УКВ ЧМ-ретрансляторов на МОП-транзисторах. Схема подключения этих устройств подобна предыдущему варианту. Данные схемы (рисунок 7), подключаемые в двух точках - в разрыв сети, сохраняют все преимущества и недостатки, описанные в аналогичном варианте на биполярных транзисторах.

Рис. 7. Схемы телефонных чм-ретрансляторов на МОП-транзисторах; антенна - отдельный провод, : а - УНЧ на 1 транзисторе, б - без УНЧ.

Применение в качестве антенны дополнительного провода создает определенные неудобства, которые могут быть исключены при использовании для этой цели телефонный провод.

Рис. 8. Схемы телефонных ЧМ-ретрансляторов на биполярных транзисторах; антенна - ТФ-провод (2); а - УНЧ на транзисторе, б - без УНЧ.

Рис. 9. Схемы телефонных ЧМ-ретрансляторов на МОП - транзисторах ; антенна - ТФ-провод (2 ); а - УНЧ на транзисторе, б - без УНЧ.

Соответствующие схемы представлены на рисунке 8 и рисунке 9. Отличие данных схем от предыдущих схем телефонных УКВ ЧМ-ретрансляторов на биполярных и МОП-транзисторах заключается в использовании к качестве передающей антенны самого телефонного провода. При этом указанные устройства включаются в разрыв одного из проводников телефонного провода.

Это видно из приведенных схем. Использование такой антенны сопровождается некоторым снижением дальности.

Основные элементы для схем на рисунке 8, особенности их конструкции и настройки совпадают с устройствами на рисунке 6. Изменения в деталях: ВЧ-дроссели LЗ, L4 совпадают с L1, С10=С11= 100-200.

Основные элементы для схем на рисунке 9, особенности их конструкции и настройки совпадают с устройствами на рисунке 7. Изменения в деталях: ВЧ-дроссели LЗ, L4 совпадают с L1, С7=С8= 100-200.

Мощность (и дальность) телефонных УКВ ЧМ-ретрансляторов (рисунки 4 - 9) может быть увеличена за счет введения в схему дополнительных ВЧ-каскадов - усилителей мощности.

Литература: Рудомедов Е.А., Рудометов В.Е - Электроника и шпионские страсти-3.