Схема приемника радиоуправления на транзисторах 28Мгц
Приемник предназначен для работы с амплитудно-манипули-рованными сигналами длительностью не менее 0,5 мс. Частота
настройки— 28 МГц. Чувствительность, при отношении «сигнал/шум» = 10 — не хуже 1 мкВ (4—5 мкВ без УРЧ). Амплитуда положительных импульсов на выходах всех каналов практически равна напряжению питания (5—6 В).
Принципиальная с и микросхемах очень похожа на схему приемника прямого преобразования, но, по сути, представляет собой супергетеродин с очень низкой промежуточной частотой (8—10 кГц). Принимаемый сигнал, представляющий собой высокочастотные импульсы с прямоугольной огибающей, через входной контур поступает на вход усилителя радиочастоты, собранного на транзисторе VT1. Постоянное напряжение на втором затворе управляет коэффициентом усиления транзистора и выбрано таким, при котором УРЧ имеет максимальное усиление (Ки ~ 10), не приводящее еще к самовозбуждению.
Усиленный входной сигнал поступает на традиционный для многих приемников прямого преобразования смеситель на встречно-параллельных диодах VD1, VD2. На другой вход смесителя через конденсатор С9 подается опорное напряжение частотой 14 МГц с гетеродина, собранного на транзисторе VT2 и стабилизированного кварцем.
Используемый смеситель, как известно, осуществляет преобразование на второй гармонике гетеродинного напряжения. Частоты кварцевых генераторов в передатчике и приемнике сдвинуты в противоположные стороны таким образом, чтобы на выходе смесителя выделялась разностная частота, лежащая в диапазоне 8—10 кГц. При минимальной длительности модулирующего импульса т = 0,5 мс, полезный сигнал на выходе смесителя содержит 4—5 периодов частоты заполнения (рис. 5.48, а), чего вполне достаточно для выделения впоследствии их огибающей (рис. 5.48, б).
При желании УРЧ можно из схемы исключить, изъяв детали С2, СЗ, С4, С5, Rl, R2, R3 и транзистор VT1. В этом случае нижнюю по схеме точку соединения диодов VD1,VD2 необходимо подключить непосредственно к входному контуру (точка соединения С1 и L1). Чувствительность при этом ухудшится до 4—5 мкВ.
Фильтр нижних частот C9R7C11 подавляет побочные продукты преобразования и препятствует просачиванию напряжения гетеродина в последующие каскады. Сигнал с его выхода поступает на УНЧ, собранный на транзисторах VT3—VT6. В первом каскаде, от характеристик которого в значительной степени зависит чувствительность, использован малошумящий транзистор КТ3103Е с рекомендованным для минимизации собственных шумов режимом работы по постоянному току. Следующие три каскада с непосредственной связью имеют общий коэффициент усиления порядка 20000. Для защиты от «дрейфа нуля» каскады охвачены глубокой отрицательной обратной связью по постоянному току.
Сигнал разностной частоты, смешанный с шумом, с выхода УНЧ подается на компаратор, функции которого выполняет элемент DDI .2. Постоянное напряжение на коллекторе VT6 выбрано таким образом, чтобы не происходило срабатывания компаратора от шумов. На выходе компаратора выделяются прямоугольные импульсы стандартной амплитуды, следующие с частотой 8—10 кГц.
Далее они поступают на последовательный амплитудный детектор, выполненный на элементах VD3, С14, R17. Для придания прямоугольной формы продетектированным импульсам используется элемент DD1.3. Если радиоканал применяется для передачи однократных импульсных команд, дальнейшую часть схемы можно не использовать.
Если имеется в виду аппаратура пропорционального управления, например восьмиканальная, то в этом случае командная посылка выглядит так, как это показано на рис. 5.49, а. В качестве синхронизирующего импульса здесь выступает синхропауза. Именно в таком виде выделяется сигнал на выходе 10 элемента DD1.3 приемника.
Для восстановления собственно командных импульсов т1—т8 этот сигнал поступает на счетный вход двоично-десятичного счетчика DD2. Номер выхода счетчика является номером соответствующего канала. Форма выходных канальных импульсов показана на рис. 5.49, е—з. Для выделения синхропаузы используются элементы DD1.1 и DDI.4. Принцип действия этой части устройства понятен из рис. 5.49, б—д. Короткий положительный импульс с выхода дифференцирующей цепочки C16R19 поступает на вход сброса счета микросхемы DD2, подготавливая ее к новому циклу работы.
Устройство можно использовать и для приема аналогового сигнала, например в связной радиостанции или аппаратуре дискретного управления. В этом случае сигнал снимается с коллектора транзистора VT6.
Детали и конструкция
Печатная плата приемника и размещение на ней деталей изображены на рис. 5.50. На плате предусмотрено место для стабилизатора напряжения на 5 Вольт типа КР1170ЕН5 (DA1), отсутствующего на принципиальной схеме. Его устанавливают, если в других блоках аппаратуры отсутствует стабилизированный источник соответствующего напряжения.
Контурные катушки LI, L2 наматываются на каркасах 5—6 мм и обязательно должны быть заключены в экраны. В противном случае УРЧ будет самовозбуждаться. Катушки одинаковые и содержат по 3 + 6 витков провода диаметром 0,25—0,3 мм. Катушка L3 намотана проводом диаметром 0,15—0,18 мм на резисторе MJIT-0,5 сопротивлением не менее 100 кОм и содержит 24 витка с отводом от середины.
Кварцевые резонаторы в передатчике и приемнике желательно применить одинаковые на 14 МГц. В этом случае легко будет добиться их взаимной расстройки, обеспечивающей разностную частоту на выходе смесителя 8—10 кГц.
Диоды смесителя VD1,VD2 типа КД514 можно заменить на КД503А с некоторой потерей чувствительности (примерно в полтора раза). Полевой двухзатворный транзистор BF964 заменяется на отечественные КП306, КП350, КП327 с любой буквой.
С изменением рисунка печатной платы можно установить и любой другой УРЧ по одной из схем, широко представленных в радиолюбительской литературе. Если не требуется дальность действия аппаратуры больше 20—30 м, УРЧ из схемы можно исключить так, как это говорилось выше.
Транзисторы VT2,VT4—VT6 могут быть типа КТ315 или КТ3102 с любыми буквенными индексами, VT3 желательно не заменять.
Электролитические конденсаторы — любого типа на напряжение не менее 6,3 В. Остальные конденсаторы — любые керамические.
Все резисторы —MJIT-0,125 или им аналогичные. Микросхемы DDI и DD2 можно заменить их функциональными аналогами из других серий, но обязательно КМОП-структуры.
Антенна приемника — отрезок провода длиной 15—30 см.
Настройка
После проверки правильности монтажа временно впаять вместо резистора R6 подстроенный на 3,3 кОм. Подключить питание той величины в диапазоне 5—6 В, при которой приемник будет эксплуатироваться, и убедиться, что гетеродин возбуждается. Для этого, контролируя осциллографом напряжение на среднем выводе катушки L3, вращением оси подключенного подстроеч-ного резистора получить на экране высокочастотные колебания частоты 14 МГц.
Переключить осциллограф на коллектор транзистора VT6. С помощью потенциометра R13 установить напряжение равным 2 В. Подключив ко входу приемника через конденсатор емкостью не менее 0,01 мкФ генератор стандартных сигналов, установить на его выходе немодулированное напряжение амплитудой 100 мкВ и частотой 28 МГц. Изменяя частоту генератора в небольших окрестностях около 28 МГц, добиться на экране колебаний разностной частоты 8—10 кГц. Сердечниками катушек LI, L2 настроить контуры в резонанс по максимуму амплитуды наблюдаемых колебаний.
Коэффициент усиления настраиваемой части схемы существенно зависит от амплитуды гетеродинного напряжения, подаваемого на смеситель. Для ее оптимизации необходимо изменять амплитуду гетеродинного напряжения с помощью подстроенного резистора, включенного вместо R6, добиваясь максимума наблюдаемых на экране осциллографа колебаний.
Затем измерить сопротивление подстроенного резистора и на его место впаять постоянный, соответствующего номинала. Правильно настроенный приемник должен обеспечивать коллекторе VT6 напряжение разностной частоты не менее 1 В при входном напряжении с генератора стандартных сигналов, равном 5 мкВ.
Цифровая часть схемы никакой настройки не требует. Связь между номерами выводов микросхемы и номерами каналов приведена в табл. 5.7.
Днищенко В. А. 500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями. СПб.: Наука и техника, 2007. — 464 е.: ил.