Любительская радиостанция FM 2003 на 144-146 Мгц

Некоторые особенности:

Радиостанция выполнена преимущественно с использованием SMD элементов и состоит из двух плат. Платы приемопередатчика и платы синтезатора, которые стыкуются между собой через впаянные в них разъемы и представляют в таком виде единую конструкцию. Все органы управления (регулятор громкости, валкодер, тангента) подключаются к соответствующим клемникам. На вертикально расположенной плате синтезатора установлен ЖКИ дисплей, функциональные кнопки, светодиоды прием-передача, и в целом плата представляет составную часть передней панели. Все это позволяет легко скомпоновать всю конструкцию в любом корпусе на свой вкус, с минимальным количеством соединительных проводов. Благодаря широкому применению в схеме малошумящих полевых транзисторов, удалось получить низкий уровень шумов приемника, высокую чувствительность, устойчивую работу передатчика и чистый спектр излучения.

Технические характеристики:

• Напряжение питания 12-14 вольт
• Выходная мощность при 13.2 в. не менее - 9 ватт.
• Чувствительность приемника лучше 0.1мкв.
• Устойчивость по забитию не хуже 80 ДБ.
• Имеется выход на S-метр
• Оперативное отключение ШП
• Имеется контроль уровня выхода передатчика
• Перестройка по частоте с помощью валкодера
• 59 каналов энергонезависимой памяти
• Режим сканирования по частоте или по памяти
• Широкие возможности конфигурирования
• Габарит конструкции 77 Х 80 мм.

Схема приемопередатчика		Схема синтезатора.

Для формирования рабочих частот приемника и передатчика применяется два раздельных ГУНа, (Генератор управляемый напряжением) которые работают на общую нагрузку, и управляются синтезатором. Это облегчает сопряжение настроек при переходе с приема на передачу. ГУНы собраны на полевых транзисторах VT6,VT7 по схеме емкостной трехточки. VT6 работает в режиме приема, VT7 в режиме передачи. Приемный тракт выполнен по схеме с двойным преобразованием частоты и состоит из УВЧ VT1, смесителя VT2, промежуточного каскада VT3, функциональной микросхемы ПЧ-ЧМ DA1, и УНЧ DA2. В режиме приема сигнал поступивший с антенных цепей через С1 выделяется контуром L1,C2 и усиливается каскадом на VT1. Нагружен УВЧ на двухзвенный фильтр L2,C5,C6,C7,L3 который выделяет рабочую полосу частот. Сигнал с него подается на 1-й затвор транзистора смесителя. На 2-й затвор поступает сигнал первого гетеродина от ГУН, через коммутирующий каскад VT8, емкость С10 и выделяется контуром C9,L4. Сигнал первой ПЧ 10695 Кгц выделяется на резисторе R5, проходит через кварцевые фильтры F1,F2 и поступает на промежуточный каскад с небольшим усилением собранный на VT3. Этот каскад служит для компенсации затухания в фильтрах и позволяет получить общее усиление тракта достаточное для корректной работы S-метра при слабых уровнях сигнала. Далее через С13 сигнал поступает на второй смеситель входящий в состав DA1. На другой вход этого смесителя подается сигнал 10240 Кгц, с кварцевого генератора синтезатора через цепочку R14,C14. Сигнал второй ПЧ 455 Кгц выделяется фильтром основной селекции F3 и детектируется микросхемой DA1. Сигнал НЧ снимается с фильтрующей цепочки R24,C23. При отсутствии полезного сигнала эта цепь зашунтирована на корпус выходом триггера в составе DA1. (14-я ножка МС). Диод D4 заперт в этом состоянии и отрезает от входа УНЧ небольшой остаточный НЧ сигнал, и беспрепятственно пропускает его при открывании шумоподавителя. Такое построение схемы обеспечивает аккуратную работу системы ШП, без хлопков в динамике при срабатывании, которые имеются в некоторых станциях. Порог срабатывания устанавливается резистором R21. Выносить его наружу необязательно, так как система работает по соотношению сигнал \ шум, не срабатывает от помех, а так же уверенно включается при слабых, на грани разборчивости сигналах. Для того что бы послушать что-то в шумах, имеется кнопка оперативного отключения ШП S3. При ее нажатии R12 замыкается на корпус, открывается транзистор VT4 и подает положительное напряжение на вывод 12 DA1 и удерживает ШП в открытом состоянии. При наличии работающей станции и открывании ШП, положительное напряжение, приложенное к диоду D4, используется для управления ключом остановки сканера и снимается с его катода и C25. На транзисторе VT5 выполнен согласующий каскад для S-метра. VT12 - ключ коммутирующий питание приемника. Цепи приемника, синтезатора, первых каскадов передатчика стабилизированы микросхемой DA3.

В режиме передачи S2 замыкает цепь 2 схемы на корпус. При этом ключ VT12 обесточивает приемник, снимается напряжение с затвора VT6 и ГУН приемника прекращает работу. Запирается так же коммутирующий каскад VT8 и отключает цепи приемника от выхода ГУНов. Это нужно что бы исключить их влияние на устойчивость работы передатчика. По цепи 2 так же переключается режим работы синтезатора. Схема платы синтезатора приведена на (Рис). В ее состав входит собственно цифровая часть, микросхемы U1,U2,U3, микрофонный усилитель VT1,VT2, светодиоды индикации прием-передача, кнопки управления функциями, и ЖКИ дисплей. (Валкодер для управления частотой подключается к плате через ленточный соединитель). Управлением по цепи 2 логический "0" переводит процессор U1 в режим передачи. (Вывод 16). Открывается так же ключ VT3 и подает питание на микрофонный усилитель VT1,VT2, светодиод LD1. Далее по цепи 5, открывает VT7, запуская ГУН передатчика, подает так же питание на предварительный усилитель мощности VT9, и через цепь R43,D7 дополнительно запирает VT6 во избежание запуска этого генератора при воздействии сильных ВЧ полей. С предварительного усилителя мощности VT9, через С45 сигнал ВЧ с уровнем порядка 100 мвт, поступает на последующие два каскада передатчика работающие в классе "С". До включения передачи каскады заперты, и питание на них подано постоянно. С коллектора VT11, через согласующие цепи сигнал поступает в антенну, а через емкость С54 на измеритель ВЧ.

Налаживание.

Налаживание следует начинать с проверки режима захвата частоты ГУН в режиме приема и передачи. Выходной каскад передатчика лучше обесточить на время, выпаяв дроссель DR4. Включить станцию, установить на дисплее рабочую частоту 145 Мгц. Измерить напряжение цепи 3. Вращая сердечник L6 выставить его значение около 2 вольт. Затем нажать на передачу и вращая сердечник L7 тоже выставить 2 вольта. Далее произвести настройку приемного тракта. В простейшем случае можно обойтись ГСС и ВЧ вольтметром. Вначале следует отключить шумоподавитель, регулировкой положения R21. Наличие шума в динамике предварительно указывает на исправность тракта. Вращая сердечник L5 выставить положение максимальной громкости шума. Подать на антенный вход сигнал с генератора. Установить уровень генератора около 1-5мкв и перестройкой по частоте добиться приема. Резистором R29 выставить показания прибора S-метра по средине шкалы. Затем произвести настройку L1,L2,L4 раздвигая витки и вращая сердечник L3 по максимальным показаниям S-метра и постоянно снижая при этом уровень выхода ГСС. Далее увеличить уровень ГСС до 15мкв (9+10 ДБ) и установить показания S-метра в конце шкалы резистором R29. Затем уменьшить уровень ГСС и измерить чувствительность. Она должна быть не хуже 0.1мкв и показания S-метра должны быть около 10% всей шкалы. Еще раз проверить настройку L5 при ЧМ модуляции от генератора с девиацией 3-4кгц, по наиболее громкому и неискаженному звучанию.
Далее выполнить налаживание передатчика. Его настройка весьма проста. Подключить к выходу вольтметр и при обесточенном пока выходном каскаде, раздвигая по очереди витки катушек L8,L9,L10,L11 увеличить показания прибора. Максимума добиваться пока не следует. В этом положении выставить точное значение частоты по частотомеру подстроечным конденсатором С9 в синтезаторе. Выставить девиацию 4 Кгц резистором R27, при разговоре вплотную перед микрофоном. Это можно сделать по контрольной станции, добиваясь громкого, но не искаженного звука. Затем впаять DR4, подключить к выходу эквивалент нагрузки 50 ом и настроить максимум показаний повторной настройкой всех контуров передатчика. Напряжение ВЧ на выходе должно быть около 22 вольта, что соответствует выходной мощности чуть больше 9 ватт. Далее резистором R56 установить показания уровня выхода передатчика на S-метре в районе 75% шкалы. По этим показаниям в процессе эксплуатации станции можно судить об исправной работе передатчика и антенно-фидерной системы.

Детали.

Печатные платы радиостанции выполнены по современной технологии с металлизацией отверстий и с защитной маской. Посадочные места для катушек индуктивности приемника все одинаковые и рассчитаны на установку стандартных катушек в экранах с ферритовыми сердечниками. Хотя в этом варианте часть катушек приемника бескаркасные, это сделано для универсальности, и возможности изготовления этой радиостанции на низкочастотные диапазоны 28 - 50 Мгц. Программа синтезатора это позволяет. Все катушки радиостанции (за исключением L3,L5,L6,L7) бескаркасные и наматываются проводом ПЭЛ-0.5 на оправке 3 мм. Катушка L5 наматывается на стандартном каркасе от контуров ПЧ проводом ПЭЛ-0.1. Для L3,L6,L7 использованы каркасы и экраны так же от стандартных катушек, из которых удаляется ферритовая чашка, и вместо ферритового сердечника применяется латунный длиной 5 мм. Витки этих катушек укладываются по одному витку на секцию каркаса проводом ПЭЛ 0,3. Количество витков приведено в таблице. В качестве S-метра использована головка на 100мка. Микрофон применяется любой электретный с двумя выводами. Для 1-ой ПЧ применяются кварцевые фильтры 10.6М15А с центральной частотой 10695 Кгц. Для 2-ой ПЧ пьезокерамический CFU455D или аналогичный. Все диоды в станции КД521-522, кроме VD10 который должен иметь прямой ток не менее 2А и служит для защиты от переполюсовки питания. В случае использования станции в автомобиле, питание нужно подавать через дополнительный фильтр имеющий дроссель, так как на плате он не предусмотрен. Если S-метр не будет использоваться в станции, то микросхему МС3371 можно заменить более доступной и дешевой МС3361. К выходному транзистору VT11 прикручивается теплопроводящая пластина, которая крепится так же к радиатору или к корпусу радиостанции. Конструктивно теплоотводящий вывод транзистора 2SC1971 соединен с эммитером так что изолирующих прокладок не требуется. Для получения максимальной мощности необходимо дополнительно соединить его перемычкой на массу платы в ближайшей точке.

Возможности программы синтезатора следующие:

• плавная перестройка, - перестройка с шагом 5,10,15,20,25 Кгц, в пределах 144-146 Мгц (границы перестройки программируются)
• перестройка по заранее запрограммированпередачи каждого канала устанавливается индивидуально, т.е. каждый из каналов может быть использован как репитерный с произвольным разносом частоты.
• сканирование в заданной области частот (область сканирования программируется)
• сканирование по каналам в заданной области частот (область сканирования программируется)
  Синтезатор управляется валкодером и двумя кнопками: "F" (Function) и "Scan".
• "F" - переключение между режимами плавной перестройки и перестройки по заранее запрограммированным каналам.
• "Scan" - включение режима сканирования. При обнаружении работающей радиостанции и срабатывании шумоподавителя процесс сканирования приостанавливается на 3 секунды, затем продолжается. Остановить сканирование можно нажатием на кнопку "Scan" или нажатием на тангенту или поворотом валкодера.

Если нажать кнопку "F" и удерживая ее нажатой включить радиостанцию, то синтезатор войдет в режим настройки каналов - выбор настраиваемого канала. В этом режиме с помощью валкодера выбирается номер настраиваемого канала. После выбора номера канала нажать кнопку "F". При этом синтезатор переходит в режим настройки частоты приема выбранного канала. Частота приема отображается на индикаторе как F1, частота передачи как F2. По умолчанию частота передачи равна частоте приема и если не требуется изменять частоту передачи, то нажать кнопку "F" для выхода из этого режима и настройки следующего канала. Если планируется работа в режиме репитера, то с помощью валкодера установить частоту передачи выбранного канала. После установки нажать кнопку "F". Если в канале частота приема и передачи не совпадают (режим репитера), то это отражается на индикаторе буквой "Р". Для выхода из режима настройки каналов нажать кнопку "Scan".

Примечания:

• Настраиваются каналы с №1 по №59.
• При перестройке в канальном режиме, отображаются только настроенные каналы.
• Для того, чтобы отключить канал, надо записать в него частоту 146025, т.е. вывести его за пределы разрешенного диапазона
• Независимо от установленного шага перестройки настройка каналов памяти происходит с шагом = 5 кгц.
  Служебные каналы:
• канал №60 - последняя использовавшаяся частота. Программировать эту ячейку нет смысла, программа все равно ее перепишет.
• канал №61 - границы диапазона. По умолчанию записывается 144000 - 146000
• канал №62 - границы области сканирования. По умолчанию записывается 144500 - 145800.
• канал №63 - промежуточная частота и частота опорного кварца. По умолчанию записывается 10695 и 10240
• канал №64 - шаг перестройки и служебная ячейка (корректировка не сохраняется). По умолчанию шаг = 25 кгц.

Для полной инициализации синтезатора, восстановления настроек "по умолчанию" нужно нажать одновременно кнопки "Scan" и "F" и удерживая их в нажатом состоянии включить радиостанцию. Через 5 сек отпустить. Все старые настройки стерты, стартовая частота - 145300, настроен 01 канал на частоту 145300, синтезатор готов к работе.

• Пакет плат, программ, схем, описание.