Схема портативной радиостанции с ЧМ, 27 МГц, 3Вт

Современная элементная база позволяет создавать радиоэлектронные устройства с отличными техническими характеристиками, минимальными размерами и низким энергопотреблением. Конечно, для радиолюбителей, проживающих вдалеке от крупных городов и районных центров, возможность приобретения зарубежных интегральных микросхем является практически не реальной, хоть стоят они сравнительно недорого. Однако это отнюдь не означает, что проектирование устройств с применением современных ИМС следует прекратить.

Вниманию радиолюбителей предлагается вариант портативной радиостанции, очень похожей на радиостанцию “Колибри”. По сравнению с “Колибри”, описываемая конструкция имеет большее значение выходной мощности, лучшую чувствительность системы подавления шумов (СПШ), а также используется несколько иное включение ИМС и транзисторов передатчика.

Технические характеристики:

чувствительность приемника, не хуже, мкВ....................0,5

выходная мощность передатчика, Вт..............................3

девиация, кГц..............................................................3

вид модуляции............................................................ ЧМ

дальность связи на открытой местности, км......................6

дальность связи в условиях города, км.............................2

Следует, однако, заметить, что характеристики радиостанции зависят от многих факторов, поэтому при повторении конструкции возможны отклонения величин в большую или меньшую сторону от указанных выше.

На рис. 1 приведена принципиальная электрическая схема радиостанции. В режиме передачи сигнал с микрофона ВМ1 поступает на каскады микросхемы передатчика DA1 МС2833Р. ИМС DA1 выполняет функции усиления НЧ-сигнала, его ограничения, генерации высокочастотного сигнала и его модуляции. В состав микросхемы также входят два транзистора, способные работать на частотах до 200 МГц (по паспортным данным - до 500 МГц). Сигнал с усилителя ВЧ (вывод 14 DA1) подается на базу первого транзистора (вывод 13) через резонансный контур L2, СЗ, на котором выделяется основной сигнал передатчика (или гармоника, если используется кварцевый резонатор на неосновную частоту). В коллекторной цепи (вывод 11) установлен резонансный контур L3, С8, настроенный на частоту передачи. С катушки связи L4 через разделительный конденсатор С10 промодулирован-ный сигнал рабочей частоты поступает на линейку из усилительных каскадов на транзисторах ѴТ1., ѴТ2 и далее через двойной П-контур -в антенну WA1.

В режиме приема сигнал с антенны WA1 через конденсатор С27 поступает на катушку связи L12. Теперь второй транзистор микросхемы DA1 выполняет функцию резонансного УВЧ-приемника. Использование в качестве УВЧ биполярного транзистора, конечно, нельзя считать оптимальным решением. Лучше было бы применить полевой транзистор (например, КП307, КП350). Однако при разработке радиостанции ставилась цель создать конструкцию с наименьшим количеством деталей, габаритными размерами и стоимостью. Для любителей экспериментов можно рекомендовать использовать второй транзистор ИМС МС2833 в составе передающего тракта, а в качестве УВЧ-приемника применить полевой транзистор.

Далее принятый сигнал подается на многофункциональную микросхему DA3, где происходит полное преобразование высокочастотного сигнала с частотной модуляцией в низкочастотный информационный сигнал. На данной ИМС собрана регулируемая система подавления шумов. С выхода DA3 (вывод 9) через резистор регулировки уровня громкости R15 НЧ-сигнал поступает на УНЧ, выполненный на ИМС DA2 МС34119Р. Переключатель SA2 выключает дежурный режим в тех случаях, когда сигнал принимаемой радиостанции имеет очень низкий уровень. Транзисторы ѴТЗ и ѴТ4 используются в качестве усилителя СПШ. При появлении принимаемого сигнала уровень шумов значительно уменьшается и транзисторы переводят микросхему DA3 в рабочее состояние. Все остальное время данная ИМС находится в состоянии “выключено”. Это позволяет значительно снизить потребление энергии при дежурном приеме.

Питание микросхем осуществляется с помощью интегральных стабилизаторов DA4, DA5 78L06, поэтому работоспособность радиостанции сохраняется при уменьшения напряжения питания до 6...7 В. Вместо указанных ИМС можно применить и стабилизаторы типа 78L05, но в этом случае выходные транзисторы передатчика будут работать с низким КПД, не обеспечивая связь на должное расстояние.

Рис. 1. Схема радиостанции

Одним из недостатков данной конструкции можно считать необ-ходимость подбора кварцев приемника и передатчика с разницей ПЧ (обычно 465 кГц, но можно и 455 кГц). Однако это дает выигрыш в размерах устройства в целом и улучшает стабильность частоты.

Настройку радиостанции может выполнить и новичок. Однако собирать радиостанцию следует по этапам. То есть устанавливают элементы тех каскадов, которые будут настраиваться в текущий момент времени. Это позволит избежать многих проблем в настройке всего устройства. Вначале проверяется работа приемника, а затем - передатчика.

Порядок сборки и настройки

1.    Приемник:

а)    микросхема УНЧ DA2 и соответствующие навесные элементы до резистора R15 регулятора уровня громкости;

б)    микросхема приемника DA3 и соответствующие навесные элементы до УВЧ; при этом СПШ следует отключить замыканием контактов SA2;

в)    настройка контура ПЧ L15, С42.

2.    Передатчик:

а)    микросхема передатчика DA1 и соответствующие навесные элементы до транзистора ѴТ1;

б)    настройка контуров L2, СЗ и L3, С8 в резонанс (на данном этапе можно разнести на расстояние 3...5 м приемник и передатчик и подстроить контур ПЧ);

в)    линейка транзисторов передатчика ѴТ1 и ѴТ2 и элементы П-контура (L7, L8, С16...С18).

Следует помнить, что настройку усилителя мощности передатчика необходимо производить при подключенной антенне или ее эквиваленте! Сначала настраиваем контур L5, С11, а затем П-контур. В итоге подстраиваем все контуры передатчика (если это необходимо) до достижения максимальных показателей используемого прибора и настраиваем контуры УВЧ-приемника L11, С26 и L14, С28 в резонанс. Теперь можно отрегулировать СПШ переменным резистором R23 по принятому сигналу передатчика.

В обоих режимах (приема и передачи) необходимо будет настроить в резонанс контуры ВЧ. Изменением индуктивности катушки L1 необходимо установить рабочую частоту (по приемнику). Резистором R9 регулируют усиление микрофонного усилителя. Чем больше сопротивление R9, тем больше коэффициент усиления. В режиме приема следует настроить контур ПЧ по принимаемому сигналу (или предварительно настроить на максимальный уровень шумов с выключенной системой ПШ; и окончательно - по принимаемому сигналу). Затем настраивают контуры входного УВЧ.

Наконец, настраивают П-контур по максимуму тока в антенне в режиме передачи. Настройку лучше производить нерезонансным волномером по максимуму отклонения стрелки прибора. Антенну можно применить как телескопическую, так и спиральную. Тут все зависит от “вкуса” конструктора. Обязательно следует помнить, что без антенны или при ее некачественном соединении можно повредить выходной транзистор усилителя мощности передатчика, поэтому к ее монтажу необходимо отнестись со всей ответственностью.

Выключатель СПШ SA2 должен быть подключен не между базой транзистора ѴТЗ и общим проводом, а между базой ѴТЗ и правым (по схеме) выводом стабилизатора DA5 через резистор сопротивлением 68 кОм.

При замыкании контактов SA2 происходит смещение рабочей точки транзистора ѴТЗ, что приводит к выключению системы и позволяет прослушивать слабые сигналы при плохих условиях приема.

Для настройки порога срабатывания СПШ необходимо вместо резистора R22 временно установить переменный резистор сопротивлением 27 кОм. Движок резистора R23 ставят в среднее положение и, вращая движок временного резистора, находят такое положение, при котором происходит переключение СПШ при отсутствии сигнала передатчика. Затем, измерив сопротивление временного резистора, запаивают вместо него постоянный резистор.

Доработан усилитель мощности передатчика. Для этого изменены номиналы резисторов R5 и R7, составившие по 1 кОм каждый, и добавлены резисторы R* 33 кОм и R** 47 кОм (рис. 2). Поскольку в этом случае работа каскадов усилителя мощности происходит в классе А, то возрастает ток покоя транзисторов. Однако при этом происходит заметное увеличение коэффициента усиления и, соответственно, отдаваемого в антенну сигнала, что в свою очередь увеличивает дальность связи.

Рис. 2. Доработка усилителя

Моточные данные катушек индуктивности приведены в табл. 1.

Дроссели L6, L9, L10-стандартныетипа Д-0,1 индуктивностью 110 мкГн. Катушка контура ПЧ намотана на сердечнике СБ-12. Настройка производится вращением сердечника. Бескаркасные катушки L7, L8 П-контура настраиваются растяжением или сжатием витков.

В случае если не удалось найти микросхему МС34119Р - не стоит отчаиваться. Функцию бесшумной настройки можно выполнить на другой широко распространенной микросхеме LM386, не имеющей входа “ON/OFF”, или просто на транзисторах по любой известной схеме. Пример использования в качестве УНЧ-приемника ИМС LM386 показан на рис. 3. При этом транзистор VT4 и резистор R20 не устанавливаются, а точки А, В и С, показанные на рис. 1, соединяются между собой соответственно.

Табл. 1. Моточные данные катушек индуктивности

Рис. 3. Пример использования в качестве УНЧ-приемника ИМС LM386

Рисунки печатных плат отображены в зеркальном виде (рис. 4 и рис. 5 - специально для “принтерного” способа изготовления. Размеры печатных плат: плата передатчика и УВЧ-приемника 60x67,5 мм; приемника - 57,5x35 мм.

Качество печатных плат при использовании указанного ниже способа получается довольно хорошее.

1.В графическом или текстовом редакторе подбираем требуемый размер рисунка печатной платы. Печатаем его с максимальным расходом тонера на лазерном принтере на бумаге от любого плаката. Печатать необходимо на обратной (белой) стороне. Бумага должна иметь глянцевый отблеск. На обычной бумаге печатать не стоит. Руками готовый рисунок трогать нельзя - останутся жирные пятна и тонер не прилипнет к фольге.

2.Вырезаем с бордюром в 2см напечатанный рисунок. Накладываем полученную заготовку на обработанный мелкой наждачной бумагой фольгированный стеклотекстолит, вырезанный на 7...10 мм больше необходимого со всех сторон (руками не трогать, иначе тонер не прилипнет к фольге!), так чтобы тонер был приложен к фольге, и обворачиваем бумагу.

Рис. 4. Печатная плата передатчика

Рис. 5. Печатная плата приемника

Кладем все это на твердую поверхность и проглаживаем утюгом в течение 1 минуты. Время можно подобрать экспериментально. Потом даем стеклотекстолиту немного остыть и опускаем в очень теплую, но не горячую воду. Через 20 минут бумагу аккуратно скатываем в комочки, пока на фольге не останется бумаги. В случае, если бумага останется в некоторых местах, не следует беспокоиться -кислота (или другой раствор для травления) сделает свое дело.

3.Опускаем плату в раствор для травления. Травим. Промываем. Обрезаем по требуемым размерам.

При аккуратном соблюдении вышеперечисленных пунктов точность будет зависеть от подготовки поверхности стеклотекстолита. Иначе бумага отслоится вместе с тонером.

Автор статьи - А. Огурцов. Статья опубликована в PЛ, №8, 2002 г.