Передатчик с кварцевой стабилизацией частоты (радиоуправление)
Принципиальная схема
Применение супергетеродинных приемников, полосу пропускания которых можно сужать вплоть до значения активной ширины спектра принимаемого сигнала, позволяет существенно повысить помехозащищенность приемников и их чувствительность. Как результат, возрастает дальность действия аппаратуры без увеличения мощности передатчика.
Однако супергетеродинные приемники, полоса пропускания которых не превышает 10—12 кГц, требуют такой высокой стабильности передатчиков, при которой уходы излучаемой частоты не будут превышать 5—10 % от полосы пропускания. В абсолютном исчислении это 0,5—1,2 кГц. Следовательно, относительная нестабильность передатчиков в диапазоне 27—28 МГц не должна превышать 1,8-10"5. Такие высокие требования могут обеспечить только генераторы, стабилизированные кварцем.
Выше уже отмечалось, что модуляцию в самом задающем генераторе осуществлять нецелесообразно, поэтому передатчики получаются как минимум двухкаскадные. На рис. 3.24 приведена схема такого передатчика, в которой кварц ZQ1 работает на третьей механической гармонике. Резонатор включен между коллектором и базой транзистора, что, как показывает практика, позволяет сочетать простоту схемы с высокой надежностью ее работы даже с кварцами, имеющими низкую активность. Выходная мощность передатчика не превышает 10 мВт.
Необходимо иметь в виду, что кварцы, работающие на первой гармонике, выпускаются в основном до 20 МГц. Поскольку резонансная частота зависит от геометрических размеров пластины кварца, то на более высоких частотах размеры получаются столь малы, что технологически трудно изготовить пластину с требуемыми характеристиками. По этой причине, если на корпусе кварца нанесена частота более чем 20 МГц, то это кварц, с большой вероятностью, гармониковый.
Поскольку на противоположных гранях пластины должны наводиться (за счет пьезоэффекта) противоположные потенциалы, то возбуждение возможно только на нечетных гармониках, обычно не выше седьмой. Чтобы такой кварц не возбудился на основной частоте, в схеме обязательно должен быть контур, настроенный на требуемую гармонику. В рассматриваемой схеме этот контур состоит из индуктивности L1 и конденсатора С2.
На транзисторе VT2 реализован усилитель мощности, работающий в режиме класса В за счет отсутствия постоянного смещения на базе транзистора. Эмиттерная цепь этого транзистора коммутируется электронным ключом VT2, управляемым по базе модулирующими импульсами с выхода шифратора. Антенна подключена к выходному контуру через удлинительную катушку L3. Применено частичное включение через емкостной делитель С6С7, обеспечивающее режим согласования.
Фильтр R4C1, через который запитан каскад задающего генератора, обеспечивает устранение гальванической обратной связи через общий источник питания, что могло бы привести к паразитной генерации передатчика в целом.
Детали и конструкция
Печатная плата изображена на рис.3.25. Кварцевый резонатор ZQ1 использован на частоту 27,12 МГц. Можно применить и достаточно распространенные на 27,14 МГц. Катушка L1 представляет собой 24 витка провода диаметром 0,12—0,15, намотанные на резисторе MJIT-0,5 сопротивлением не менее 100 кОм. L2 намотана на каркасе диаметром 6 мм с подстроечным сердечником из карбонильного железа и имеет 9 витков провода диаметром 0,5 мм.
Удлинительная катушка L3 представляет собой стандартный дроссель ДМ (ДПМ) на 5 мкГн. Все транзисторы могут иметь любой буквенный индекс, также возможна замена на КТ3102.
Конденсаторы керамические, типа КМ-5, КМ-6 или им аналогичные. Антенна штыревая, длиной 40—60 см.
Настройка
Настройка сводится к установке сердечника L2 в такое положение, при котором обеспечивается максимум амплитуды выходных колебаний. Предварительно модуляционный вход соединяется с плюсом источника питания. Амплитуда контролируется с помощью осциллографа так, как это описано в предыдущих параграфах. Между базой VT1 и корпусом на схеме пунктиром изображен конденсатор (на плате для него предусмотрено место). Если генератор не будет самовозбуждаться (из-за низкой активности кварца), на это место нужно впаять конденсатор, подобрав его в диапазоне 120—180 пФ по максимуму выходных колебаний. При отсутствии указанных кварцев можно попробовать установить резонаторы на частоту, в три раза меньшую требуемой (9,04—9,046). Передатчик уверенно работает при снижении напряжения питания до 5 В.
Днищенко В. А. 500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями. СПб.: Наука и техника, 2007. — 464 е.: ил.