3.1. Индикатор напряженности поля

При работе в эфире иногда возникает потребность (например, при замене микрофона) контроля качества модуляции. Для этого операторы Си-Би трансиверов часто обращаются друг к другу с просьбой дать оценку сигнала. Такая оценка всегда зависит от наличия и характера помех в канале, качества приемной аппаратуры и, конечно, от субъективного восприятия сигнала оператором. В этой ситуации может оказаться полезным простейший контрольный приемник. Схема такого приемника представлена на рис. 3.1.

Рис. 3.1

Как видно из схемы, это простейший детекторный приемник. Тем не менее он позволяет успешно контролировать работу собственного передатчика. Катушка L1 намотана проводом в эмалевой изоляции диаметром 0,8 мм на каркасе 5 мм и имеет 12 витков. Если вместо головных телефонов подключить измерительный прибор с током полного отклонения стрелки 100 мкА (рис. 3.2), то получим простейший индикатор напряженности поля. При антенных измерениях его необходимо относить от антенны на расстояние не менее 2...3 длин волн, поэтому для удобства считывания

результата измерительный прибор можно подключить длинными проводами, как показано на рис. 3.2. Большую чувствительность индикатора напряженности поля можно получить, если вместо стрелочного прибора использовать цифровой мультиметр, который включается в режим измерения постоянного напряжения и устанавливается наиболее чувствительный предел измерений.

Рис. 3.2

В качестве антенны используется кусок жесткого провода длиной около 50 см. Настройка контура на частоту Си-Би диапазона производится подбором конденсатора С1 и сжиманием (растяжением) витков катушки L1 по максимальной громкости сигнала в наушниках или по максимальным показаниям измерительного прибора при контроле работы собственного передатчика. После настройки приемник помещается в корпус подходящих размеров.

3.2. Сверхрегенеративный приемник

Детекторный приемник обладает низкой чувствительностью, поэтому в некоторых случаях может оказаться полезным сверхрегенеративный приемник, схема которого приведена на рис. 3.3. Такой приемник обладает чувствительностью 10...20 мкВ и позволяет принимать Си-Би станции в режиме AM на расстоянии до 1 км.

На транзисторе VT1 собран собственно сверхрегенеративный детектор. Он одновременно обеспечивает усиление высокочастотного сигнала и его детектирование. В коллекторной цепи

транзистора VT1 включен контур L1C3, настроенный на частоту принимаемого сигнала. Этот контур является единственным селективным элементом приемника, поэтому его избирательные свойства невысоки. Для контрольного приемника это скорее достоинство, чем недостаток — без дополнительных настроек можно принимать несколько каналов. Через конденсатор С1 к контуру подключена антенна. В качестве антенны используется провод длиной около 50 см.

Рис. 3.3

На транзисторе VT2 собран усилитель низкой частоты, нагрузкой которого являются высокоомные головные телефоны. Для громкоговорящего приема приемник следует подключить к усилителю низкой частоты с выходной мощностью 0,1...0,5 Вт. Схемы таких усилителей многократно публиковались в радиолюбительской литературе. Сверхрегенеративный детектор при отсутствии принимаемого сигнала генерирует шум. При появлении достаточно сильного (10...20 мкВ) высокочастотного сигнала на входе приемника шум пропадает. Наличие этого шума свидетельствует о правильной работе сверхрегенератора. При отсутствии шума следует подобрать величину емкости С4. Настройка приемника на рабочую частоту производится подбором емкости СЗ и сжатием или растяжением витков катушки L1 по максимальной громкости принимаемой радиостанции.

3.3. Микромощный передатчик для настройки антенн

Рис. 3.4

Для контроля работы приемников и для связи на несколько десятков метров можно использовать самодельные микромощные передатчики. В соответствии с приказом Минсвязи России №99 от 07.09.96 действие "Особых условий на приобретение радиоэлектронных средств и высокочастотных устройств" не распространяется на детские радиопереговорные устройства, работающие в полосе 26957... 27283 кГц с мощностью излучения не более 10 мВт. То есть разрешение на микропередатчики с такими параметрами не требуется. Схема простейшего микромощного передатчика изображена на рис. 3.4. Этот передатчик излучает немодулированный сигнал и может быть использован для настройки антенн в режиме приема. Частота, на которой работает передатчик, определяется частотой кварца Z1. В данной схеме кварцевый резонатор возбуждается на третьей гармонике и при указанной на схеме частоте 9,0 МГц на выходе передатчика будет излучаться сигнал частотой 27,0 МГц, что соответствует 4 каналу сетки С "российского" стандарта. Контур в коллекторной цепи транзистора VT1 настраивается на рабочую частоту 27 МГц путем подбора конденсатора С1 и растяжением витков катушки М. Катушка L1 наматывается проводом ПЭВ 0,8 мм на оправке диаметром 8 мм и содержит 10 витков. Длина намотки около 10 мм. Высокочастотный сигнал поступает в антенну через конденсатор связи СЗ. В качестве антенны используется кусок жесткого провода длиной 50...70 см. Питание осуществляется от любого источника постоянного тока напряжением 4,5...9 В.

3.4. Простой ЧМ передатчик

На рис. 3.5 представлена схема простого ЧМ передатчика на трех транзисторах.

Рис. 3.5

Мощность передатчика не превышает нескольких милливатт, а рабочая частота определяется частотой примененного кварцевого резонатора. В качестве микрофона используется микрофон электретного типа (МКЭ-3 или аналогичный). Питание на микрофон поступает через фильтр, состоящий из резистора R1 и конденсатора С1. Напряжение звуковой частоты через конденсатор С2 поступает на вход усилителя звуковой частоты. Усилитель собран на транзисторах VT1 и VT2. Режим работы по постоянному току устанавливается и поддерживается за счет отрицательной обратной связи через резистор R3. Конденсатор С5 ослабляет действие отрицательной обратной связи на звуковых частотах. Усиленный сигнал звуковой частоты через RC фильтр низкой частоты, выполненный на элементах R7, R8 и С4, поступает на варикап VD1. Под действием переменного напряжения звуковой частоты изменяется емкость варикапа, включенного последовательно с кварцевым резонатором Z1. При этом происходит модуляция частоты генератора, собранного на транзисторе VT3. Кварцевый резонатор может иметь частоту 26,960...27,280 МГц или 8987...9093 кГц. В последнем случае генератор будет возбуждаться на третьей механической гармонике кварцевого резонатора. Контур в коллекторной цепи транзистора VT3 настраивается на рабочую частоту 27 МГц путем подбора конденсатора С7 и растяжением витков катушки L1. Катушка L1 наматывается проводом ПЭВ 0,8 мм на оправке диаметром 8 мм и содержит 10 витков. Высокочастотный сигнал поступает в антенну через конденсатор связи С9. В качестве антенны используется кусок провода 100... 150 см.

Настройка передатчика сводится к подбору величины сопротивления резистора R3, при котором на коллекторе транзистора VT2 установится напряжение около 4 вольт, а также к настройке выходного контура по максимуму излучения. Настройка контура производится путем сжатия и растяжения витков катушки L1.

3.5. Простой AM передатчик

Рис. 3.6

На рис. 3.6 представлена схема простого AM передатчика. От предыдущей схемы она отличается незначительно. В этой схеме модулирующее напряжение звуковой частоты подается не на варикап для изменения частоты задающего генератора, а на эмиттерный повторитель на транзисторе VT4, который обеспечивает режим амплитудной модуляции. Порядок настройки не отличается от настройки предыдущей схемы. Упрощенная схема модуляции привела к снижению излучаемой мощности по сравнению с аналогичным ЧМ передатчиком в несколько раз, однако для контрольных передатчиков этот параметр не является важным, так как всегда можно уменьшить расстояние между передатчиком и проверяемым приемником.

Большое количество схем подобных радиопередатчиков, а также варианты их применения, приведены в [10].

3.6. Технология монтажа

При разработке и изготовлении электронных устройств, содержащих высокочастотные каскады, большую трудность составляет разработка печатной платы. Такая плата должна отвечать различным требованиям. В первую очередь компоновка платы и трассы соединительных дорожек не должна допускать образования паразитных обратных связей, которые могут привести к самовозбуждению схемы. В обычных конструкциях паразитные связи уменьшаются за счет использования экранов, что делает конструкцию устройства более сложной и затрудняет ее изготовление в радиолюбительских условиях. Вместе с тем существует достаточно простой способ монтажа электронных устройств, содержащих высокочастотные каскады. Монтаж производится на плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита на опорных площадках. Эти площадки вырезаются с помощью приспособления, показанного на рис. 3.7.

Резец изготавливается из сверла диаметром 5...6 мм. Сначала сверло затачивается на наждачном круге "под отвертку", а затем с помощью алмазного надфиля вытачивается центральная иголка и боковой резец. Приспособление вставляется в патрон дрели, устанавливается иголкой в ту точку платы, где должен быть центр монтажной площадки, и за несколько оборотов вырезает кольцевую прорезь в фольге. Кольцевой вырез изолирует монтажную площадку от остальной фольги, которая обычно используется в качестве зем-

Рис. 3.8

ляной шины. Монтажные площадки можно вырезать все сразу, а можно вырезать по мере установки элементов, что более удобно. После подготовки площадок плата зачищается с помощью мелкой шлифовальной шкурки или чернильного ластика, покрывается жидким флюсом и залуживается. Пример монтажа элементов приведен на рис. 3.8. Выводы деталей делаются минимально возможной длины. Как и при работе с обычными печатными платами, не следует перегревать монтажные площадки. За счет большой поверхности земляного провода и близкого расположения к нему элементов значительно уменьшаются паразитные емкостные связи между каскадами и обеспечивается устойчивая работа схемы. В литературе [46] описаны приемники и передатчики на частоту 430 МГц, смонтированные на подобных платах. Платы позволяют достаточно просто проводить модернизацию собранного устройства, что при использовании обычных плат весьма затруднительно, а в некоторых случаях и вовсе невозможно.

3.7. Доработка трансивера "Alan 100 plus"

Существующие правила запрещают ремонт и модернизацию Си-Би трансиверов, поэтому приведенные далее сведения можно использовать в образовательных целях и для использования при конструирования контрольных приемников. В широко распространенных Си-Би трансиверах "Alan 100 plus" синтезатор частот реализован на микросхеме LC7185-8750. Однако возможности микросхемы используются не полностью. Алгоритм работы микросхемы предусматривает быстрое переключение на 5 предварительно настроенных каналов. Схема подключения микросхемы, позволяющая использовать все возможности, приведена на рис. 3.9.

По сравнению с типовой схемой включения добавлены кнопки ME, М1 — М5. Алгоритм использования предварительных настроек следующий.

После включения питания все кнопки быстрого выбора канала настроены на 33 канал. Для предварительной настройки на другой канал выполняется следующая процедура. Кнопками Up и Dn выбирается требуемый номер канала, затем нажимается кнопка ME. В этот момент на индикаторе будет мигать символ РЕ, указывающий на режим предварительной настройки. Затем нажимается одна из кнопок М1 — М5 (в дальнейшем этой кнопке и будет соответствовать выбранный канал) и на индикаторе на время около 0,4 секунды появится индикация Р1 — Р5 и снова номер выбранного канала. Необходимо отметить, что предварительная установка номера канала не может быть осуществлена в режиме передачи, в режиме РА, в режиме работы на аварийных каналах (9 и 19), в режиме с питанием пониженным напряжением (в режиме сохранения настроек). В следующей таблице приведен пример предварительной настройки кнопки М1 на 16 канал.

Рис. 3.9

Аналогично настраиваются все пять кнопок памяти. В дальнейшем выбор предварительно настроенного канала производится одним нажатием соответствующей кнопки (М1 — М5). На индикаторе на время около 0,4 секунды появится индикация Р1 — Р5 и номер предварительно настроенного канала. В следующей таблице приведен пример быстрого перехода на 16 канал с помощью предварительно настроенной кнопки М1.

3.8. Сохранение данных в памяти трансивера

Номера предварительно настроенных каналов будут храниться в памяти трансивера до тех пор, пока на микросхему синтезатора частот будет подано питающее напряжение. При выключении

трансивера выключателем питания самого аппарата питающее напряжение продолжает поступать на блок памяти и все настройки сохраняются. Такой алгоритм работает если радиостанция установлена в автомобиле и аккумуляторная батарея не отключается. Однако достаточно часто минус аккумуляторной батареи на время длительной стоянки отключается специальным ключом, что приводит к полному обесточиванию микросхемы синтезатора частот и, как следствие, к потере предварительных установок.

Рис. 3.10

Если автомобильный трансивер используется в качестве базовой станции и питается от сетевого блока питания, то для сохранения данных в памяти блок питания приходится оставлять включенным, что не всегда желательно. Решением проблемы может быть подключение дополнительного автономного источника питания. В соответствии с техническими условиями на микросхему LC7185-8750 для сохранения данных в памяти на выводе 24 напряжение должно быть более 3,2 В, при этом ток потребления не превышает 10 мкА (типовое значение 5 мкА ). В качестве источника питания обеспечивающего указанные параметры можно использовать три последовательно включенных гальванических элемента от наручных электронных часов или три аккумулятора Д-0,06. В качестве корпуса такой батареи удобно использовать отрезок термоусадочной трубки подходящего диаметра. Для обеспечения сохранения данных при всех вариантах включения сетевого блока питания и выключателя трансивера дополнительный источник питания необходимо подключить между внутренним стабилизатором и выводом 24 микросхемы. Схема подключения дополнительного источника питания к трансиверу "Alan 100 plus" приведена на рис. 3.10.

Для подключения дополнительного источника от печатной платы отпаивается один вывод катушки L1 подключенный к конденсатору С68 (по схеме трансивера). К освободившейся контактной площадке на печатной плате припаивается анод диода VD2', а катод припаивается к поднятому выводу катушки L1. Диод VD2 и батарея GB1' располагаются в свободном месте вдали от высокочастотных каскадов. Аналогичным образом дополнительный источник питания может подключаться и к другим трансиверам, имеющим режим памяти. В литературе (48) описано подключение дополнительного источника к трансиверу "Alan 48 plus"