МАЛОГАБАРИТНАЯ ЧМ-СТАНЦИЯ ПОВЫШЕННОЙ МОЩНОСТИ

М.ТРОЦЕНКО, 308022, г.Белгород-22, ул.Кирова, 1 - 55.

Откликаясь на письма радиолюбителей, предлагаю схему ЧМ-радиостанции на современной элементной базе. Особое внимание при разработке уделялось простоте конструкции и максимальному уменьшению габаритов при одновременном получении максимальной мощности передатчика.

Технические данные радиостанции.

Рабочая частота - 27,41 Мгц.

Выходная мощность - 4 Вт.

Чувствительность приемника не хуже - 0,3 мкВ.

Ток потребления в дежурном режиме - 15 мА.

Напряжение питания - 12 В.

Габаритные размеры - 175х65х35 мм.

Вес - 500 г.

Принципиальная схема радиостанции приведена на рис.1. Сигнал с антенны WA1 поступает на вход УВЧ приемника на транзисторах VT4, VT5. Входной контур L9-C26 и выходной L10-C27 настроены на рабочую частоту радиостанции. Частота гетеродина стабилизирована кварцем ZQ2. Промежуточная частота 465 кГц фильтруется пьезокерамическим фильтром Z1. Контур L13, С39 определяет частоту настройки, резистор R38 - полосу пропускания частотного детектора. На операционном усилителе DA3 и транзисторах VT6, VT7 собран усилитель мощности 34 с низким энегопотреблением. Шумоподавитель реализован на ОУ и пороговом устройстве, входящих в состав микросхемы DA2. Сигнал с выхода ЧМ детектора поступает на узкополосный фильтр для выделения и усиления шумов, которые выпрямляются диодом VD6. Порог срабатывания шумоподавителя задается резистором R30. При появлении полезного сигнала на входе детектора, уменьшаются высокочастотные шумы, пороговое устройство срабатывает и разрешает работу УНЧ. Оперативная регулировка осуществляет резистором R31, а регулировка громкости - R41. Приемник питается напряжением 6,8 В от стабилизатора на транзисторе VT8.

rst-6oo1.gif

При нажатии на кнопку SA2 антенна и батарея питания подключаются к передатчику. Сигнал с электретного микрофона ВМ1 усиливается микрофонным усилителем на микросхеме DA1. При нажатой кнопке SA1 генерируется тональный сигнал с частотой, определяемой цепью С5, R7. Далее сигнал поступает на ЧМ-модулятор на варикапе VD4. Резистором R13 устанавливают девиацию частоты, a R15 - рабочую точку варикапа. Задающий генератор выполнен на транзисторе VT1. Частоту генерации определяет кварцевый резонатор ZQ1. Катушкой L1 уточняется рабочая частота передатчика. Сформированный сигнал поступает на базу транзистора VT2, усиливается и поступает на оконечный каскад на транзисторе VT3. С выхода усилителя мощности через конденсатор С18, выходной П-контур и контакты реле Р1.1 сигнал поступает в антенну WA1. Переключателем SB1 можно уменьшить выходную мощность передатчика.

Индикатор разряда аккумуляторной батареи выполнен на транзисторах VT9, VT10. При снижении напряжения до 9 В зажигается светодиод HL2. Порог срабатывания регулируется резистором R54.

Детали и конструкция. Постоянные резисторы - типа МЛТ, подстроечные - СПЗ-38, R31 - СПЗ-4МА, R41 - СПЗ-4ВМ с выключателем (служит выключателем питания SA2). Электролитические конденсаторы - импортные (они меньше К50-35). Конденсаторы С21, С37, С38, С39, С43, С45, С46 - КМ, остальные - дисковые импортные.

Микрофон ВМ1 - CZ-0.34X (от импортных телефонов-трубок). Пьезокерамический фильтр Z1 - ФП1П1-6.1.02. Кнопки SA1, SA2 - МР-1, SB1 - ПД9-2. Реле Р1 - РЭС-49, паспорт 0340283 002 (Uсp=6 В). Динамическая головка - ВА1-0,25ГДШ-2 (0,1 ГД-17) с сопротивлением обмотки 50 Ом. Светодиоды HL1, HL2-трехмиллиметровые, импортные, зеленого и красного свечения соответственно. Микросхему DA2 можно заменить на К174ХА26. Транзистор VT3 - КТ920А, Б; VT4, VT5 - КП303А, Б, VT6, VT7 - с индексами В, Г, Д; VT9, VT10 - с индексами Б, В, Г. Варикап VD4 можно заменить на КВ109Г. Кассета - на 10 аккумуляторов НКГЦ-05-lllc, производства Тайваня.

Намоточные данные катушек индуктивности приведены в таблице. Каркасы катушек L2, L4, L9, L10 выточены из оргстекла согласно рис.2а, L1, L12 - рис.26. Резьбу М3 нарезают новым метчиком, чтобы при настройке не сломался подстроечный сердечник. Катушки L2, L4, L9, L10 помещены в алюминиевые экраны 11х11 мм, высотой 15 мм, от малогабаритных приемников. Для катушки L12 изготовлен экран из латуни размером 11х8х15 мм. Экраны припаяны к фольге общего провода в 2-3 точках припоем для пайки алюминия.

Обозначение

Диаметр каркаса

Число витков

Диаметр провода, мм

Сердечник

Примечание

L1

5мм

30...35

0,2

М30ВЧ резьба М3

L2

5 мм

12

0,25

М30ВЧ

С экраном

L3

3

0,25

Поверх L2

L4

5 мм

12

025

М30ВЧ

Отвод от 3 витка, с экраном

L5

K10х6х5 мм

9

0,35

М400...600

L6

бескаркасная,

6 мм

4

0,8

Длина намотки 8 мм

L7

бескаркасная, 6 мм

7

0,8

Длина намотки 7 мм

L8

5 мм

3

0,25

Поверх L9

L9

5 мм

18

0,25

М30ВЧ

С экраном

L10

5 мм

18

0,25

М30ВЧ

С экраном

L11

3

0,25

Поверх L10

L12

5 мм

30...35

0,2

М30ВЧ

L13

СБ-9а

75

0,1

М3х10 мм

Карбонильный сердечник

Сердечник М30ВЧ можно заменить на карбонильный с резьбой М4


rst-6oo2.gif
Рис.2

Радиостанция смонтирована на двух печатных платах из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Фольгу со стороны деталей используют в качестве общего провода, надо лишь раззенковать отверстия, не связанные с общим проводом. Выводы HL1, HL2, R53, R27, С23, С44 следует припаять к общему проводу с двух сторон платы. Для транзистора VT3 выточен цилиндрический радиатор из дюраля диаметром 17 мм и высотой 16,5 мм. Транзистор VT2 снабжен пластиной, размер которой чуть больше корпуса самого транзистора.

На основной плате размером 79х60 мм смонтирована передающая и приемная части радиостанции с кнопками SA1, SA2. На плате размером 60х32,5 мм расположены микрофонный усилитель, УНЧ, индикаторы разряда батареи. Светодиоды HL1, HL2 установлены со стороны печатных проводников. Для уменьшения размеров, платы расположены в два яруса на стойках и соединены "плоским" кабелем или проводом МГТФ. Высота деталей на платах микрофонного усилителя и УНЧ - не более 8...8,5 мм.

Корпус размерами 175х65х35 мм спаян из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Его собирают после изготовления печатных плат. Сначала на передней панели надо расположить динамик, и резаком по его окружности сделать углубление на 0,7...0,8 мм. Слои стеклотекстолита сколоть острым ножом. Затем припаять три стойки для крепления печатных плат и просверлить отверстия для светодиодов. В боковой стенке со стороны транзистора VT3 сделать вырез под SB1. Задняя крышка радиостанции состоит из двух частей. Одна закрывает верхний радиочастотный отсек, другая - батарейный. На верхней крышке расположено гнездо для подключения внешнего источника питания (от малогабаритных транзисторных приемников, для подключения головных телефонов). Из-за высокой плотности монтажа, между платами необходимо проложить прокладку из тонкого изоляционного материала.

Настройка. Для настройки радиостанции нужны цифровой частотомер Ч3-61/1, ВЧ-вольтметр В7-36, генератор сигналов Г4-76А или подобные им приборы. Сначала собирают микрофонный усилитель и УНЧ. Вывод конденсатора СИ соединяют с регулятором громкости R41. Оценивают качество работы этих узлов. Резистором R7 или конденсатором С5 можно скорректировать частоту тонального вызова. Спаяв схему приемника, приступают к настройке. Движки резисторов R30, R31 переводят в нижнее положение (отключают шумоподавитель). При исправной приемной части в динамике слышны шумы, и горит светодиод HL1. Если шумы прерывистые, что встречается при использовании импортной микросхемы, номинал резистора R32 уменьшают до 51 ...47 кОм. Для настройки частотного детектора, с ВЧ-генератора подают сигнал с частотой 465 кГц и девиацией 1,1...1,5 кГц на вывод 5 микросхемы DA2. Подстройкой катушки L13 добиваются максимального сигнала на выводе 10 DA2.

Если диапазон ВЧ-генератора начинается с более высокой частоты, надо отсоединить вывод конденсатора С29 от катушки L11 и подать на него сигнал с частотой 27,41 МГц, девиацией 1,5...2 кГц и амплитудой 5...10 мкВ. Таким же образом настраивают контур L13-С39. Восстанавливают соединение конденсатора С29, и на вход приемника подают сигнал частотой 27,41 МГц, девиацией 2,5 кГц и уровнем 10...15 мкВ. Настраивая входные контура, постепенно уменьшая уровень входного сигнала и девиацию до 1 кГц, добиваются максимальной чувствительности приемника (не хуже 0,3 мкВ). Изменяя частоту входного сигнала на ±3...5 кГц от основной, уточняют частоту гетеродина катушкой L12. Надо добиться того, чтобы при минимальном входном сигнале звук в динамике был чистым, без шумов, именно на частоте 27,41 МГц. Частота кварцевого резонатора иногда значительно отличается от номинальной, и если она срывается при переключении режимов работы, такой резонатор надо заменить. Это касается и передатчика.

Шумоподавитель настраивают следующим образом. Движок резистора R30 устанавливают в среднее положение. Переводя движок резистора R31 в верхнее положение, отмечают момент срабатывания шумоподавителя (по исчезновению шумов). Постепенно перемещая движок R30 к верхнему положению, добиваются того, чтобы шумоподавитель срабатывал при возможно меньшем перемещении ручки резистора R31 от нижнего положения. Измеряют ток потребления при включенном шумоподавителе. Он должен составить не более 15 мА. На этом настройка приемника заканчивается.

Собрав схему передатчика, приступают к его настройке. К антенному входу подключают эквивалент нагрузки-соединенные параллельно два резистора МЛТ-2 по 100 Ом. Питать радиостанцию при настройке передатчика (как и приемника) надо от стабилизированного источника напряжением 12В, т.к. при этом потребляется ток до 900...950 мА при полной выходной мощности. Движок резистора R15-в среднем положении. Кнопкой SA2 подают питание, и по ВЧ-вольтметру, подключенному к базе VT2, а затем к VT3, добиваются максимальных показаний прибора подстройкой катушек L2 и L4. ВЧ-вольтметр подключают к эквиваленту антенны. П-контур настраивают растяжением или сжатием витков катушек L6, L7. Вращением сердечника катушки L1 уточняют частоту передатчика по частотомеру, подключенному к эквиваленту нагрузки. Она должна составить 27,410 МГц. Переключатель SB1 служит для уменьшения выходной мощности.

Режим работы модулятора устанавливают следующим образом. На небольшом расстоянии от передатчика помещают приемник без антенны. Включают передатчик с эквивалентом нагрузки и, нажав кнопку "вызов", подстройкой резисторов R13 (ближе к верхнему положению) и R15 (от середины к нижнему) добиваются максимально громкого неискаженного сигнала в приемнике.

Мощность, отдаваемая передатчиком в антенну, измерена на эквиваленте нагрузки "Штырь-4М". Ток в нагрузке составлял 0,28 А, что соответствует мощности 4 Вт. При этом от источника питания потреблялся ток 900...950 мА.

Питать радиостанцию можно и от 8 аккумуляторов. Высота корпуса при этом уменьшится на 15 мм, ток потребления приемника составит 11 мА, передатчика - 800 мА, что соответствует выходной мощности в 2,7 Вт. В стационарных условиях радиостанция может питаться от блока питания напряжением 12 В [1]. Радиостанция работает с любой 50-омной антенной.

Дальность связи, в зависимости от уровня помех, плотности застройки, рельефа местности (город, поле, лес) составляет З...8 км.

По вопросам приобретения рисунков печатных плат можно обращаться к автору. В письмо прошу вложить маркированный конверт.

Литература

1. Радио, 1998, N2.C.82.

РЛ 6/2000, с.36-38.