Главная » Радиоприем
Призовой фонд
на март 2017 г.
1. UNI-T UT-39C
Паяльник
2. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник
3. 100 руб.
От пользователей

Простая УКВ радиостанция с узкополосной ЧМ (20 МГц...50 МГц)

Хочу представить свой вариант простой портативной УКВ радиостанции с ЧМ.

Основные технические характеристики радиостанции:
- Рабочая частота передатчика 27,12 МГц.
- Мощность передатчика 0,3…0,4 Вт.
- Чувствительность приемника 0,3…0,5 мкВ/м.
- Напряжение питания 7…12 В.
- Потребляемый ток:   передатчика - 100 mA.
приемника   - 5 mA.   (при отсутствии сигнала), - 40 mA (при максимальной громкости)
- Модуляция ЧМ узкополосная +/- 3…7 кГц.
- Стабилизация частоты кварцевая.
- Уход частоты передатчика (при температуре от -20*C до +40*C) не более 300…400 Гц.
- Отсутствие паразитной АМ.
- Приемник супергетеродинный с одним преобразованием. ПЧ 465 кГц (455 кГц).

При всей простоте схемы, радиостанция показала хорошие результаты (рис. 2.).
Как правило, все простые связные УКВ ЧМ радиостанции строятся по стандартной схеме: кварцевый задающий генератор ЧМ с последующим умножением частоты. Такие схемы имеют ряд недостатков. Умножители сложны в настройке и нестабильны в работе.
Предлагаю другую схему. В ее основе новый кварцевый генератор.

Кварцевый генератор

На (Рис.1а) и (Рис. 1б) представлены для сравнения две схемы. Схема  "классического" и "нового" кварцевого генератора.

Кварцевый генератор

В схеме "классического" генератора (Рис.1а) кварц возбуждается на частоте 9,04 МГц (первая гармоника). При этом максимальная перестройка по частоте составляет примерно 2…4 кГц. Девиация составляет +/- 1…2 кГц. После умножения в три раза получаем 27,12 МГц. При этом диапазон перестройки составляет 6…12 кГц. Девиация соответственно +/- 3…6 кГц. Попытки увеличить диапазон перестройки подбором емкостей С3, C4, C6, C8 и индуктивностей L1, L2, ничего не дал. В этой схеме при перестройке сильно меняется амплитуда выходного сигнала. До 30…40% и более. Это приводит к паразитной АМ. Кроме того, мощность гармоники 27,12 МГц значительно меньше основной частоты 9,04 МГц. Приходиться ставить дополнительный усилитель после генератора.

В схеме "нового" генератора (Рис. 1б) кварц возбуждается на частоте 27,12 МГц (третья гармоника). При этом максимальная перестройка по частоте составляет примерно 100 кГц. Девиация соответственно +/- 50 кГц. Без умножения (!) В этой схеме при перестройке, амплитуда выходного сигнала постоянная. Нет паразитной АМ (!)

Идея такого генератора взята из журнала радиолюбитель №8 1991 год стр.14 "Портативная радиостанция личного пользования" В авторском варианте генератор работал неустойчиво (низкая стабильность, паразитное возбуждение и т.д.). Доработанная схема представлена на (Рис. 1б). Все элементы схемы подобраны опытным путем.

В новой схеме работают все кварцы, от 20 МГц и выше. Практически были испытаны кварцы от 20 МГц до 52 МГц разных форм и размеров. Все кварцы показали хорошие результаты: диапазон перестройки до 100 кГц, высокая стабильность амплитуды.

Кварцы до 16 МГц также работают стабильно на гармонике (третья гармоника). Но диапазон их перестройки не превышает 3…4 кГц.

В схему (Рис. 1б) добавлена катушка L3, получаем контур С4L3, настроенный на первую гармонику кварца 9,04 МГц. Контур блокирует возбуждение кварца на этой гармонике. При этом кварц работает на частоте 27,12 МГц (третья гармоника). По температурной стабильности генераторы на (Рис.1а) и (Рис. 1б) имеют примерно одинаковую стабильность частоты (при условии: одинаковом диапазоне перестройке).

Особое внимание следует уделить катушке L1. От нее во многом зависит температурная стабильность частоты и стабильность амплитуды выходного сигнала. Катушка наматывается на каркас (без ферритового сердечника!) из хорошего диэлектрика диаметром 4 мм, проводом 0,1 мм, виток к витку. Примерно 80 витков для кварца 27,12 МГц при диапазоне перестройки 20…25 кГц. Катушку L1 настраивают путем подбора витков.

Металлический корпус кварца припаять к общему проводу (стабильность повышается).

Передатчик

Схема передатчика

В описываемой радиостанции (Рис. 2) диапазон перестройки составляет 25 кГц (устанавливается подбором количества витков L1). Девиация частоты составляет +/- 7,5 кГц. Рабочая частота передатчика 27,108 МГц. Т.е. на 12 кГц ниже частоты кварца. Это объясняется тем, что при подключении индуктивности последовательно кварцу, частота кварца уменьшается. Это следует учитывать при подборе кварцев. Если требуется точная установка рабочей частоты 27,120.000 МГц, то следует выбирать кварц на 10…15 кГц больше по частоте, т.е. 27,130…27,135 МГц или повысить частоту кварца по методу, описанному ниже.

Обычно, трудно подобрать кварцы на точную разницу ПЧ (465 кГц или 455 кГц). В этом случае можно заменить пьезокерамический фильтр ФСС на фильтр LC и настроить его на точную разницу частот передатчика и гетеродина приемника. Но LC фильтр больше по габаритам, избирательность и температурная стабильность его хуже, чем пьезокерамического ФСС.

Или второй вариант: берем любые два кварца с разницей частот 400…500 кГц и меняем частоту одного кварца до получения разницы их частот 465 кГц. Пример 1: первый кварц 27,400 МГц, второй 27,000 МГц. Повышаем частоту первого кварца на 65 кГц, до 27,465 МГц. Получаем: 27,465 МГц-27,000 МГц = 465 кГц. Пример 2: первый кварц 27,500 МГц второй 27,000 МГц. Повышаем частоту второго кварца на 35 кГц, до 27,035 МГц. Получаем: 27,500 МГц-27,035 МГц = 465 кГц.

Один кварц можно взять низкочастотный, например 9,000 МГц. Он будет работать в радиоприемнике на частоте 27,000 МГц (третья гармоника). В радиоприемнике одинаково хорошо работают как низкочастотные кварцы (испытывались кварцы до 16 МГц), так и высокочастотные (от 20 МГц и выше). Пример 3: первый кварц 27,500 МГц второй 9,000 МГц. Повышаем частоту второго кварца на 11,666.666 кГц, до 9,011.666.666 МГц. Получаем: 27,500 МГц-9,011.666.666 МГц * 3 = 465 кГц. Этот вариант лучше тем, что пластины низкочастотных кварцев толще, и их проще обрабатывать.    

Для повышения частоты кварца делаем следующие. Снимаем крышку с кварца (стачиваем на точильном камне основание крышки). С помощью мягкого ластика осторожно стираем слой серебра с поверхности кварцевой пластины, при этом контролируем частоту кварца. Делать это нужно аккуратно, пластина кварца очень хрупкая. Работать чистыми руками (кварц боится грязи). Лучше вообще не трогать пластину руками, а работать в перчатках. Периодически промывать пластину в спирте. Тут главное стерильность! Причем более высокочастотные кварцы больше бояться грязи. Затем тщательно промывают пластину в спирте. После этого плотно закрывают крышку и герметизируют (запаивают или заливают клеем).

Стирая с каждой стороны пластины тонкий слой серебра, я поднимал частоту до 50 кГц с каждой стороны. Таким образом, мне удавалось повысить частоту кварца до 100 кГц, с 27,120 МГц до 27,220 МГц. После такой операции кварцы продолжали хорошо работать. При дальнейшем стирании, слой становился тонким, и кварц переставал работать.

Контролировать частоту кварца лучше частотомером или по осциллографу (подключив к УПЧ приемника и контролируя частоту 465 кГц на экране).
Если нет приборов, то подстраивать частоту кварца можно с помощью передатчика и приемника. Возьмем пример 3: первый кварц 27,500 МГц второй 9,000 МГц. Временно заменяем катушку L1, другой, с ферритом. Подключаем вольтметр к С5 (для контроля напряжения на варикапе). Устанавливаем напряжение на C5 0 В. (R5).  Подстраиваем L1 до появления сигнала в приемнике (L1 позволяет перестраивать передатчик до 100 кГц). При этом частота радиостанции будет 27,465 МГц. Затем повышаем частоту кварца в приемнике (9,000 МГц). Добиваемся такой частоты кварца, чтобы при изменении напряжения на С5 от 0 до 3 В. частота передатчика полностью перекрывала полосу пропускания ФСС приемника. Зарубежные ФСС имеют полосу пропускания примерно 15 кГц. При этом диапазон перестройки передатчика получается примерно 20…25 кГц (при напряжении на С5 от 0 до 6 В.). Подстраиваем катушку L1, отматывая витки. Фиксируем клеем и сушим. Окончательно подстраиваем частоту передатчика (R5) после просушки.

На VT3 собран буфер-усилитель. На VT4 собран усилитель мощности. Связь между каскадами емкостная: С11 и С14. Как показала практика, при такой связи, удается получить большое устойчивое усиление. Нет паразитной межвитковой связи трансформаторов и т.д. Все конденсаторы подобраны экспериментально.

Усилитель мощности (VT 4) стандартный. Транзистор VT 4 любой высокочастотный мощностью не менее 0,5 Вт. Можно повысить выходную мощность радиостанции до 2 Ватт, добавив еще один транзистор (Рис. 3).

Увеличение выходной мощности

Приемник

Обычно большую часть времени портативные радиостанции работают в дежурном режиме (при отсутствии сигнала), поэтому при разработке приемника большое внимание уделялось экономичности, для увеличения времени работы батареи радиостанции. Потребляемый ток радиостанции в дежурном режиме всего 5 mA. Приемник собран по супергетеродинной схеме, с одним преобразованием. Имеет минимум деталей. УПЧ имеет большое устойчивое усиление и малый потребляемый ток. Из всех схем детекторов лучшие результаты показал классический дробный детектор. На VT 13 и VT 14 собрана схема подавления шума (ШП), R 33 регулирует порог ШП.

ШП имеет высокую чувствительность, начинает работать уже при отношении сигнал/шум 1:1. При отсутствии сигнала ШП отключает УНЧ (VT 21 замыкает базу VT 18 на корпус). При этом УНЧ практически не потребляет ток. Это дополнительно экономит заряд батарей.

Стабилизатор

VT 15, VT 16 имеет высокую стабильность при малой разнице между входным и выходным напряжением, поддерживает стабильно выходное напряжение (6 В.) даже при глубоком разряде батареи (от 12 до 7 В.). А так же имеет защиту от короткого замыкания по выходу. Вместо стабилитрона использованы два светодиода в прямом включении. Как показала практика, светодиоды работают стабильнее. Светодиоды крепятся на корпусе радиостанции и служат индикатором работы радиостанции.

Детали

Особых требований к подбору деталей нет. В радиостанции работают практические любые высокочастотные транзисторы, например КТ315 и КТ361, или их аналоги (исключение VT4 – типа КТ603 или любой другой мощностью не менее 0,5 Вт).

Настройка

УНЧ: подбирая R43, устанавливают половину напряжения питания на С54.

Стабилизатор: подбирая R35, устанавливают на выходе +6 В.

Передатчик: Отключают провод, идущий на VT 4, и включают в разрыв миллиамперметр на 200…300 mA. Настраивают L2, L3, L4, по максимальному току VT 4. Растягивая и сжимая витки катушек L5, L6 настраивают П-контур по максимальному току в антенне. Отматывая витки катушки L1, и подстраивая резистор R5, контролируют частоту и предел перестройки по частоте 20…25 кГц.

Приемник: Устанавливают ток транзисторов VT5, VT6, VT7 в пределах 0,5…1 mA подбором резисторов R12, R14, R13 соответственно. Настраивают L11, L12, L13 по максимальному шуму, в динамике. Настраивают L10 до появления генерации, по характерному шуму в динамике. Включают вторую радиостанцию на передачу при малой мощности (отключают VT3 или VT4) и разносят приемник и передатчик на некоторое расстояние, до появления шума в приемнике. Настраивают L7, L8, L9 по максимальной громкости сигнала на фоне шумов. Подстраивают L10, подбирают R13, или С28, устанавливают амплитуду сигнала гетеродина приемника по максимальной чувствительности приемника. При отключенном передатчике еще раз подстраивают L13 по нулевому напряжению на С44.

После настройки все катушки зафиксировать клеем. После просушки еще раз проверяют качество настройки, подстраивают рабочую частоту передатчика R5. Проверяют отсутствие паразитной АМ. При вращении R5, частота передатчика должна меняться на 20…25 кГц, при этом ток выходного транзистора VT4 должен оставаться постоянным. Это свидетельствует об отсутствии паразитной АМ. На этом настройка заканчивается.

P.S. Описания принципа работы подобных схем кварцевых генераторов я нигде не встречал. Любопытно было бы узнать физические принципы и особенности работы кварца в таком режиме. Почему только высокочастотные кварцы (их называют "гармониковыми") дают такую большую перестройку по частоте? С чем это связано? Если найдутся специалисты, буду рад их выслушать. Спасибо.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
VT1-VT3, VT5-VT14, VT16-VT19, VT21 Биполярный транзистор
КТ315Б
18 Поиск в FivelВ блокнот
VT4 Биполярный транзистор
КТ603А
1 Поиск в FivelВ блокнот
VT15, VT20 Биполярный транзистор
КТ361Б
2 Поиск в FivelВ блокнот
VD1-VD10 Диод
КД409А
10 Или любой другой высокочастотныйПоиск в FivelВ блокнот
CD1 Варикап
КВ109А
1 Поиск в FivelВ блокнот
С1, С3, С4, С27, С47 Конденсатор0.02 мкФ5 Поиск в FivelВ блокнот
С2, С5 Конденсатор3000 пФ2 Поиск в FivelВ блокнот
С6 Конденсатор33 пФ1 Поиск в FivelВ блокнот
С7 Конденсатор68 пФ1 Поиск в FivelВ блокнот
С8, С10, С12, С15, С16, С22, С23, С25, С29, С45 Конденсатор0.1 мкФ10 Поиск в FivelВ блокнот
С9, С24 Конденсатор20 пФ2 Поиск в FivelВ блокнот
С11, С13, С17 Конденсатор30 пФ3 Поиск в FivelВ блокнот
С14 Конденсатор100 пФ1 Поиск в FivelВ блокнот
С18, С20 Конденсатор150 пФ2 Поиск в FivelВ блокнот
С19 Конденсатор300 пФ1 Поиск в FivelВ блокнот
С21, С26 Конденсатор47 пФ2 Поиск в FivelВ блокнот
С28 Конденсатор5 пФ1 Поиск в FivelВ блокнот
С30, С53, С54 Электролитический конденсатор100 мкФ3 Поиск в FivelВ блокнот
С31, С34-С37, С42-С44, С48 Конденсатор1000 пФ9 Поиск в FivelВ блокнот
С32 Конденсатор5000 пФ1 Поиск в FivelВ блокнот
С33, С38 Электролитический конденсатор10 мкФ2 Поиск в FivelВ блокнот
С39, С41 Конденсатор510 пФ2 Поиск в FivelВ блокнот
С40 Конденсатор56 пФ1 Поиск в FivelВ блокнот
С46 Конденсатор200 пФ1 Поиск в FivelВ блокнот
С49 Конденсатор0.3 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
С50-С52 Электролитический конденсатор1 мкФ3 Поиск в FivelВ блокнот
R1, R3, R7, R8, R17, R19, R21, R23, R25, R30, R32, R39, R41 Резистор
22 кОм
13 Поиск в FivelВ блокнот
R2, R16, R18, R20, R22, R24, R29, R31, R38, R43 Резистор
390 кОм
10 Поиск в FivelВ блокнот
R4, R6 Резистор
100 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R5 Подстроечный резистор22 кОм1 Поиск в FivelВ блокнот
R9, R10 Резистор
510 Ом
2 Поиск в FivelВ блокнот
R11 Резистор
270 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
R12 Резистор
510 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R13, R14 Резистор
1 МОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R15 Резистор
180 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
R26-R28, R36 Резистор
12 кОм
4 Поиск в FivelВ блокнот
R33, R40 Переменный резистор47 кОм2 Поиск в FivelВ блокнот
R34, R37 Подстроечный резистор1 кОм2 Поиск в FivelВ блокнот
R35 Резистор
10 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R42 Резистор
3 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
Микрофон1 Поиск в FivelВ блокнот
L1-L13 Катушка индуктивности13 Поиск в FivelВ блокнот
Кварцевый резонатор27.12 МГц1 Поиск в FivelВ блокнот
Кварцевый резонатор26.640 МГц1 Поиск в FivelВ блокнот
ФСС Пьезокерамический фильтр465 кГц (455 кГц)1 Поиск в FivelВ блокнот
Переключатель1 Поиск в FivelВ блокнот
HL1, HL2 Светодиод2 Поиск в FivelВ блокнот
Динамик4-100 Ом1 Поиск в FivelВ блокнот
S1 Выключатель1 Поиск в FivelВ блокнот
Батарея питания7-12 В1 Поиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Теги:

Роман Опубликована: 2012 г. 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (6) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Lavad #
Это все, конечно, здорово! Но где данные на детали передатчика? Ни транзисторы, ни диоды,... не проименованы. Да и по остальным схемам описания и наименования не лучше.
Ответить
0
Roman #
VT1...VT3,VT5...VT14,VT16...VT19,VT21-КТ315.
VT15,VT20-КТ361.
VT4-любой высокочастотный, например КТ608.
VD1...VD10-любые высокочастотные.
Ответить
0
Andrey #
Хотелось бы еще узнать параметры катушек, указано только количество витков, а каким проводом, на каком каркасе, параметры сердечников?
Ответить
0
Roman #
L1-80 витков(подбираеться при настройке) провод 0,1мм на каркасе от ПЧ контуров диаметром 4мм.
L2,L3,L4,L7,L8,L9,L10-бескаркасные, намотаны проводом 0,3мм на ферритовых подстроечниках от ПЧ контуров старого приёмника, диаметром 3мм. Залиты клеем.
L5,L6-бескаркасные, намотаны проводом 0,3мм на оправке диаметром 3мм.
L11,L12,L13-готовые ПЧ контура от старого приёмника.
Др1, Др2-намотаны на резисторе 100кОм, проводом 0,1мм, в 3 слоя внавал (до заполнения).
Варикап CD1 и диоды VD1...VD10-от старого телевизора, блок СКМ-24 или СКД-24 и др.
Антенна-спиральная, намотана на серцевине кабеля РК, диаметром 7мм, проводом 0,3мм, виток к витку. Количество витков подбираеться при настройке антенны в резонанс.
Ответить
0
виталий #
А где схема приемника? Хотелось бы увидеть....
Ответить
0
MazaevAndrey #
L11, L12, L13-продаются готовые?
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическое сопротивление?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

FM-модуль RDA5807M
FM-модуль RDA5807M
Набор для сборки - УНЧ 2х60 Вт на TDA7294 Мультиметр Mastech MS8268
вверх