Проводное переговорное устройство для спелеологов

Проводное переговорное устройство предназначено для переговоров групп спелеологов между собой и базовым лагерем во время исследования глубоких карстовых пещер.

Экстремальные условия во время прохождения маршрута: разветвленность ходов, отсутствие дневного света, высокая влажность при низкой температуре требуют точной координации работы поисковых групп.
Радиосвязь в таких условиях не работает.

Переговорная линия связи прокладывается одножильным, с заземлением, или двухжильным проводом в изоляции. Потери сигнала в такой линии очень велики и в схеме переговорного устройства приняты меры по их снижению, увеличена выходная мощность приёмо-передающего устройства и напряжение сигнала в линии.

Для освещения рабочего места при подключении переговорного устройства к линии в корпусе дополнительно установлен сверхяркий светодиод питающийся совместно с усилителем от одного источника тока.

Тональный сигнал вызова хорошо прослушивается в стесненных условиях пещер.
В основу схемы переговорного устройства входит усилитель низкой частоты аналоговой микросхемы DA1 типа К174 УН14 (Рис.1), обладающей небольшим током потребления и высоким коэффициентом усиления при выходной мощности достаточной для одновременного подключения к линии нескольких станций.
Переговорное устройство оснащено кнопками «Прием-передача» и «Вызов», светодиод фонарика включается отдельным микровыключателем. Батарея питания располагается в куртке спелеолога и соединяется с переговорным устройством гибким проводом, подключение к линии производится двумя зажимами типа «Крокодил», провод линии предварительно зачищается.

Технические данные переговорного устройства:
Напряжение питания 4.5-12 Вольт.
Выходная мощность 1-4.5 Ватт.
Коэффициент усиления более 40 дБ.
Напряжение сигнала в линии 15 Вольт.
Потребляемый ток: покой/нагрузка 10/50 мА
Дальность приема более 2-х км
Вес без батареек 60 г.

Электродинамическая головка ВА-1 типа ТRI-50 сопротивлением 50 Ом малогабаритного исполнения позволяет использовать её в режиме приёма и передачи. Микросхема DA2 стабилизирует ток в цепи питания сверхяркого светодиода HL3 независимо от напряжения питания батареи, напряжение обратной связи снимается с делителя составленного светодиодом HL2 и токоограничительном резистором R7 и поступает на вход (2) микросхемы DA2.

Напряжение питания на усилитель подаётся при нажатии кнопки SB2 в режим передачи. В дежурном режиме усилитель ток не потребляет.

Согласующий трансформатор на выходе усилителя передаёт сигнал в линию в соотношении 1: 10, а при приеме согласует высокое сопротивление линии с низким сопротивлением головки BA1,что и устраняет потери сигнала при приеме и передаче.

Индикатор HL1 указывает на режим передачи сигнала в линию, а HL2 на наличие сигнала в линии при приеме и передачи.
Линия гальванически разделена от переговорного устройства трансформатором Т1 и конденсатором С9.

Конденсаторы С7, С8 в цепи питания устраняют самовозбуждение усилителя при полной разрядке батареи аккумуляторов.
Сигнал вызова появляется при замыкании цепи SB1.1 - «Вызов», конденсатор С2 подключается к выходу усилителя, создаются условия генерации с частотой 600 -1200гц, в исходном состоянии конденсатор заземлён и устраняет самовозбуждение усилителя по цепям питания.

Фильтр состоящий из конденсаторов С1,С2,С3 и резисторов R2,R3 срезает верхние частоты звукового диапазона улучшая разборчивость речи.
Вторые контакты кнопки SB1.2 замыкают цепь питания.

Цепь C6.R6 устраняет самовозбуждение усилителя на низких частотах.
Отрицательная обратная связь с выхода (4) усилителя через разделительный резистор R4 конденсатор С4 поступает на инвертирующий вход (2) микросхемы DA1, что позволяет не только снизить искажения сигнала, но и регулировать уровень сигнала в линии резистором R4.

Согласующий трансформатор Т1 подключен первичной, низкоомной обмоткой W1 к разделительному конденсатору С5, а при приёме нагружен на электродинамическую головку ВА1.

Вторичная высокоомная обмотка W2 через разделительный трансформатор Т1 включена в линию Х3Х4.
При однопроводной линии второй вывод трансформатора Т1 заземляется. Светодиод HL2 позволяет визуально определить уровень сигнала в линии и рабочее состояние усилителя.

В схеме отсутствуют дефицитные и самодельные радиокомпоненты : резисторы типа МЛТ, СП конденсаторы КМ, К50-3Т, SANA.

Аналогом микросхемы К174УН14 является TDA 2003, стабилизатор DA2 - 7805.
В авторском варианте установлена электродинамическая головка ВА1 типа TRI-50 диаметром 28 мм с влагозащищённым диффузором мощностью 250 мвт, можно применить и другие головки небольших габаритов и сопротивлением обмотки от 30 до 150 Ом.

Кнопки SB1,SB2 - КМ 2-1, выключатель МТЗ.
Светодиод белого свечения L200CW 8KB-12D или NSPW500BS с напряжением питания 3,6 вольта и током 20 мА при силе света 3,6 кд.

 Индикаторы включения HL1 и линии HL2 выполнены
светодиодами красного или зеленого свечения. Батарею питания лучше установить из NI-CA аккумуляторов или использовать плоскую батарейку типа КБС.

Согласующий трансформатор используется от радиотрансляционного динамика или от карманного радиоприёмника.

Правильно собранная схема переговорного устройства при подключении источника питания входит в рабочий режим при передаче, на линии появляется звуковой сигнал. Индикатор линии указывает на работу усилителя. Для проверки громкости и качества звука следует временно к выводам Х3, Х4 подключить трансляционный динамик через резистор 100 Ом.

При монтаже устройства в корпусе не следует близко располагать входные и выходные цепи усилителя. Подключение к кнопкам выполнить коротким проводом, желательно в экране.

Кнопки переключения режимов работы переговорного устройства удобно расположить с торцов корпуса, электродинамическую головку приклеить с внутренней лицевой стороны корпуса, светодиоды индикации питания и передачи закрепить в верхней части корпуса, фонарик с торцевой стороны.

Заземление входных и выходных цепей выполнить в разных точках платы.
На фотографии печатная плата показана в развёрнутом виде - вариант с двумя каналами, один в резерве. Обозначения деталей условные и отличаются от схемы на рисунке 1.

Литература:
1. Применение микросхем серии К174 в усилителях НЧ.Радио №12 1994г. стр.12.
2. Переговорное устройство на базе телефонных трубок. Радио № 10 1994 г стр.20.
3. Ш.А.Мячин. 180 аналоговых микросхем стр.59, 79.