Схема УКВ-ЧМ-радиостанции (2 м)
Эта радиостанция имеет абсолютную нестабильность частоты в диапазоне 2 м — менее 15 кГц, т. е. вполне сопоставимую с полосой пропускания приемника ЧМ-сигналов. Следовательно, при проведении любительских связей приемник в большинстве случаев подстраивать будет не нужно.
Передатчик и приемник этой радиостанции полностью независимы, что дает возможность не только изготавливать и настраивать их по отдельности, но и во время работы в эфире прослушивать собственный сигнал. Принципиальная схема радиостанции приведена на рис. 28.
Микрофонный усилитель передатчика радиостанции выполнен на микросхеме DA1, нагруженной диодным ограничителем (VD1, VD2), позволяющим увеличить средний индекс модуляции, а, следовательно, и ее эффективность, и избежать в то же время перемодуляции и излишнего расширения спектра излучения на пиках звукового сигнала. Значительная часть гармоник ограниченного звукового сигнала ослабляется П-образным ФНЧ L1C5C6 с частотой среза 3 кГц.
Отфильтрованный звуковой сигнал подается на варикап VD3, включенный последовательно с кварцевым резонатором в задающем генераторе. Постоянное напряжение смещения на варикапе регулируют переменным резистором R4; в результате в небольших пределах (10—20 кГц) перестраивается выходная частота передатчика. Необходимый индекс модуляции (1,5—2) устанавливают резистором R2. При этом девиация частоты будет 5—7 кГц.
Задающий генератор собран по трехточечной схеме на транзисторе VT1. Кварцевый генератор возбуждается на основной частоте в пределах 9—9,12 МГц. Можно использовать и резонаторы на частоты 12—12,17 МГц и 18—18,25 МГц. Высокочастотные кварцы даже предпочтительней, так как меньшая краткость умножения частоты улучшает спектральную чистоту выходного сигнала. Контур L2C14 настроен на частоту 36 МГц. Чтобы повысить его нагруженную добротность, а значит, и улучшить фильтрацию соседних гармоник, применено неполное автотрансформаторное включение контура в коллекторную цепь.
Сигнал частотой 36 МГц через разделительные конденсаторы С12, С13 поступает на удвоитель частоты, собранный на транзисторе
VT2. Подстроечным конденсатором С12 можно регулировать сигнал, передаваемый на последующие узлы. Смещение на удвоитель, как и на последующие каскады, не подается. При этом транзисторы работают в режиме класса С, обеспечивая высокую эффективность умножения частоты и высокий КПД в режиме усиления. Контур L3C17C18C19 настроен на частоту 72 МГц.
Еще один удвоитель частоты собран на транзисторе VT3. Его коллекторная цепь выделяет сигнал частотой 144 МГц. Для лучшей фильтрации здесь применена двухконтурная цепь. С отвода катушки первого контура L4C20 сигнал приходит на второй контур L5C22C23, служащий также и для согласования с входом усилителя мощности, выполненного на транзисторе VT4. Выходная мощность — около 2,5 Вт при общем потребляемом токе по цепи питания 300 мА. Выходной контур передатчика образован катушками L6, L7 и конденсаторами С26, С27, которыми его подстраивают в резонанс и согласовывают с антенной.
Для коммутации антенны и цепи питания используется дистанционный переключатель (поляризованное реле) К1. Для управления им требуется короткий импульс тока, подаваемый в одну или другую обмотку. Он формируется при зарядке и разрядке конденсатора СЗО. Можно применить и реле, включенное по традиционной схеме. Желательно, чтобы его контакты имели малую емкость и небольшую длину внутренних соединительных проводников.
Приемник радиостанции собран по обычной супергетеродинной схеме. Значение ПЧ, равное 2,3 МГц, выбрано из такого расчета, чтобы заметно ослабить зеркальный канал входными контурами и в то же время не слишком расширить полосу пропускания по ПЧ (при повышении значения ПЧ селективность по зеркальному каналу повышается, но расширяется полоса пропускания из-за ограниченной конструктивной добротности контуров).
Сигнал с переключателя К1.1 поступает на входной контур L8C32 усилителя радиочастоты, собранного на двухзатворном полевом транзисторе VT5, обеспечивающем высокое входное сопротивление и стабильное усиление сигнала.
В смесителе использован транзистор VT6 того же типа. Усиленный РЧ сигнал с контура L9C36 подается на первый затвор, а напряжение гетеродина — на второй. Гетеродин приемника выполнен по схеме индуктивной трехточки на полевом транзисторе VT7. Для перестройки по частоте к отводу катушки гетеродина L10 подключен диод VD6, используемый как варикап. Регулируя переменным резистором R27 напряжение смещения на нем, можно изменять частоту гетеродина. Двухконтурный полосовой фильтр L11C47L12C48 выделяет сигнал ПЧ (2,3 МГц), который через катушку связи L13 подается на вход микросхемы DA2.
В состав микросхемы DA2 входят усилитель ПЧ, ограничитель и частотный детектор. Фазосдвигающий контур детектора L14C52 настроен на ПЧ 2,3 МГц. Продетектированный звуковой сигнал через регулятор громкости R32 поступает на усилитель 34, выполненный на микросхеме DA3, и далее на телефоны или громкоговоритель.
Детали радиостанции могут быть самых различных типов, но следует соблюдать некоторые требования, общие для любых УКВ аппаратов. Так, в высокочастотных цепях можно применять только керамические конденсаторы, длину их выводов следует укорачивать до минимально возможной. Проходные блокировочные конденсаторы могут иметь любую емкость — от нескольких тысяч пикофа-рад и более. Подстроечные конденсаторы — KJTK или КПК-М. В тракте ПЧ-ЗЧ приемника можно применять конденсаторы любого типа. Все постоянные резисторы в приемнике — MJIT, переменные — любого типа.
В качестве катушки ФНЧ L1 использована вторичная (повышающая) обмотка стандартного малогабаритного трансформатора ТОТ7, имеющая индуктивность около 3 Гн. Можно также использовать первичную обмотку согласующего трансформатора от усилителя 34 портативных приемников. Катушка L2 намотана на цилиндрическом каркасе диаметром 8 мм и содержит 7 витков провода ПЭЛ диаметром 0,5 мм. Намотка рядовая. Отвод сделан от 3-го витка, считая от вывода, соединенного с конденсатором С15. Подстроечник — СЦР.
Остальные катушки передатчика — бескаркасные. Они изготовлены на оправке диаметром 10 мм голым медным проводом диаметром 1—1,2 мм. Катушки L3 и L6 содержат по 4 витка при длине намотки 15 мм, L4, L5 и L7 — по 3 витка при длине намотки 8—10 мм. Отвод у катушки L4 сделан от первого витка, считая от вывода, соединенного с конденсатором С21. Катушки приемника L8 и L9 — также бескаркасные, но намотаны на оправке диаметром 4 мм проводом ПЭЛ диаметром 0,7—0,8 мм. Катушка L8 содержит 5 витков при длине намотки 9 мм с отводом от второго витка, L9 — 4 витка при длине намотки 7 мм. Катушка гетеродина L10 намотана на керамическом каркасе (трубке) диаметром 5 мм. Она имеет 5 витков провода ПЭЛ диаметром 0,5 мм при длине намотки 10 мм. Отвод сделан от второго витка. Каркас должен иметь отверстия для закрепления выводов или металлизацию для их припайки. Провод на него наматывают с большим натяжением, обе спечивающим механическую стабильность катушки. В крайнем случае, можно закрепить провод на каркасе каким-либо клеем, высыхающим до твердого состояния.
Катушки контуров ПЧ выполнены для повышения их добротности в броневых магнитопроводах СБ-12а литцендратом ЛЭШО 21x0,07. Способ намотки значения не имеет, лишь бы уместились все витки. Катушки L11 и L12 содержат по 20 витков провода ЛЭШО 21x0,07, катушка связи L13 — 4 витка провода ПЭЛШО диаметром 0,15— 0,25 мм. Катушка L14 фазосдвигающего контура — такая же, как L11 и L12.
Удобно использовать прямоугольные экраны от контуров ПЧ телевизора (укоротив их по высоте). Подойдут и круглые экраны от ламповых панелей ПЛК-9. Конструкция катушек показан на рис. 29,
Эскиз печатной платы приемника не приводится, поскольку конфигурация проводников зависит от типа и размера примененных деталей. В любом случае рекомендуется оставить на плате максимальную площадь фольги под общий провод, что уменьшит вероятность паразитных связей и наводок.
Простейшей антенной радиостанции может служить штырь длиной 0,25А. с четвертьволновым «стаканом», предотвращающим затекание тока на оплетку кабеля и дополняющим длину антенны до 0,5А.. Эскиз антенны приведен на рис. 30.
Крепление к изолирующей мачте может быть любым; металлическая мачта должна входить внутрь «стакана» и иметь с ним контакт только около точки подключения оплетки кабеля. Последний может цроходить внутри трубы-мачты.
Транзисторы КП306Б (VT5, VT6) можно заменить на КП306 или КП350 с любым буквенным индексом. Требуемые токи стока (в каскаде усилителя РЧ — 1,5—4, в смесителе — 1—2,5 мА) при необходимости устанавливают подбором резисторов R20 и R24.
Вместо микросхемы К122УН2В (DA1) применимы К122УН2 и К118УН2 с любым буквенным индексом (конечно, с учетом цоко-левки и конструктивного исполнения). Возможна замена и на любую микросхему из серий К122УН1 и К118УН1 (в этом случае понадобятся дополнительно два блокировочных конденсатора). При замене следует обратить внимание на номинальное напряжение питания устанавливаемой микросхемы и соответствующим образом подобрать резистор R1.
Кроме К174УН4 (DA3), для усиления сигнала 34 можно применить микросхему К174УН7 (в типовом включении), а также любой другой усилитель мощности 34 с номинальным входным напряжением 50—150 мВ. Диод КД504А (VD6), используемый в приемнике в качестве варикапа, можно, естественно, заменить варикапом, обладающим емкостью 8—12 пФ при обратном напряжении 4 В (подойдет, например, любой из серии KB 109). Возможно применение варикапа и с большей емкостью. В этом случае отвод у катушки L10 делают от меньшего числа витков. Вместо варикапа Д901Г (VD3) в модуляторе передатчика можно использовать любой другой с примерно такой же емкостью, в том числе и один из варикапов матрицы КВС111А или КВС111Б.
Возможно применение и более высокочастотных кварцевых резонаторов, например на частоты 48—48,66 МГц. Имея в распоряжении тот или иной высокочастотный кварцевый резонатор, следует, прежде всего, разобраться, для какой механической гармоники указана его резонансная частота. Обычно резонаторы на частоту до 20 МГц работают на основной частоте. Резонатор же на 48 МГц, скорее всего, предназначен для использования на третьей гармонике, поэтому в данном передатчике он возбудится на основной частоте механического резонанса, равной 16. МГц. Контур L2C14 в этом случае настраивают на частоту 48 МГц, для чего уменьшают число витков катушки L2 примерно до пяти (отвод делают от второго витка). Каскад на транзисторе VT2 используют в качестве утроителя частоты.
Литература: А.П. Семьян. 500 схем для радиолюбителей (Радиостанции и трансиверы) СПб.: Наука и Техника, 2006. - 272 с.: ил.