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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Trainingskomplex für einen Anfänger-Radiosportler. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Anfänger Funkamateur Ursprünglich wurde der Trainingskomplex als visuelles Hilfsmittel zur Erläuterung der bestehenden Prinzipien der Informationsvermittlung entwickelt. Es stellte sich jedoch heraus, dass es durchaus geeignet ist, praktische Übungen zur Beherrschung der Fähigkeiten des Bedieners am Schlüssel, zum Erlernen des Morsecodes sowie zum Empfangen und Senden von Telegrafen- und Sprachnachrichten über eine drahtgebundene Leitung, über Funk und einen Laserstrahl durchzuführen. Das Blockschaltbild des Komplexes ist in Abb. dargestellt. 1. Seine Haupteinheit 1 besteht aus einem Sender, einem 3H-Generator und einem Netzteil. Der Betrieb des Generators wird über die Morsetaste gesteuert. Sie können die Signale des Generators über Kopfhörer hören, die direkt an den Ausgang des Generators angeschlossen oder am Ende einer Zweidrahtleitung installiert sind.
Wenn die Nachricht über einen Sender übertragen wird, ist entweder ein FM-Empfänger (2) oder ein superregenerativer Empfänger (3) im Lieferumfang enthalten. Bei der Nutzung optischer Kommunikation gilt Block 4 und für den Empfang von Nachrichten Block 5. Der Sender kann auf 27,12 MHz abgestimmt werden. Seine maximale Leistung erreicht bei Modulation durch einen Träger mit einem Audiofrequenzsignal 180 ... .200 mW, was es ermöglicht, die Kommunikation über eine Entfernung von bis zu einem Kilometer aufrechtzuerhalten. Doch bevor Sie den Sender zusammenbauen und in Betrieb nehmen, müssen Sie die entsprechende Genehmigung der staatlichen Telekommunikationsinspektion einholen. Der Sender (Abb. 2) besteht aus einem zweistufigen NF-Verstärker mit den Transistoren VT1, VT2 und einem Master-Push-Pull-Oszillator mit den Transistoren VT3, VT4. Am Eingang des Verstärkers können Sie über den Schalter SA1 ein Signal entweder von einem Mikrofon oder von einem NF-Generator anlegen. Über den Koppelkondensator C1 wird das Signal der Basis des Transistors VT1 der ersten Stufe des Verstärkers zugeführt. Vom Lastwiderstand R2 wird das verstärkte Signal über den Kondensator C2 der Basis des Transistors VT2 der zweiten Stufe zugeführt. Von seinem Lastwiderstand R4 gelangt das Signal über den Kondensator C3 und die Begrenzungswiderstände R7, R8 zu den Basen der Transistoren VT3, VT4 des Hauptoszillators und führt eine Amplitudenmodulation seines Hochfrequenzsignals durch.
Die Versorgungsspannung an den Kollektoren der Generatortransistoren wird über die Hochfrequenzinduktivität L1 und die Spule L2 zugeführt. Der Induktor verhindert, dass die Hochfrequenzkomponente in den Stromkreis des Simulators gelangt. Die L4-Spule wird verwendet, um den Hauptoszillatorkreis mit dem Antennenkreis zu verbinden, und die L3-Spule mit einem Trimmer wird verwendet, um die Antenne auf Resonanz mit der Frequenz des Hauptoszillators abzustimmen. Als Antenne diente ein etwa einen Meter langer isolierter Kupferdraht. Die Reihenfolge der Herstellung des Senders ist wie folgt. Nehmen Sie zunächst alle Funkkomponenten in die Hand und überprüfen Sie deren Leistung. Die Transistoren VT3, VT4 müssen die nächstgelegenen Parameter und ein Stromübertragungsverhältnis von mindestens 70 haben. Dann müssen Sie Spulen herstellen. Sie benötigen Styroporrahmen mit einem Durchmesser von 8 mm. Auf Abb. 3 zeigt die Abmessungen der Rahmen sowohl der Sender- als auch der Empfängerspule. Alternativ können für Rollen auch Segmente runder Kugelschreiber verwendet werden. Trimmer aus Carbonyleisen - SCR Im Inneren des Spulenrahmens wird der Trimmer mit einem Gewindefaden oder einem dünnen Stück Gummiband befestigt. Nach dem Tuning kann der Trimmer mit einem Tropfen geschmolzenem Wachs oder Paraffin fixiert werden. Ebenso ist die Montage von Spulen auf einer Leiterplatte zulässig.
Die Spulen sind in einer Lage Windung zu Windung mit PEL 0,5-Draht gewickelt. Die Spulen L3 des Senders und L1 des Empfängers enthalten jeweils 10 Windungen, L2 - 4 + 4 Windungen, L4 - 4 Windungen, die zwischen den Hälften der L2-Spule angeordnet sind. Induktoren können mit einer Induktivität von 40 μH vorgefertigt sein, es ist jedoch nicht schwierig, sie selbst herzustellen. Dazu muss ein Widerstand jeglicher Art mit einer Leistung von mindestens 0,5 W und einem Widerstand von ca. 1 MΩ in loser Schüttung mit 200 Windungen PEV- oder PEL-Draht mit einem Durchmesser von 0,1 mm umwickelt werden. Bei Verwendung eines Drahtes mit größerem Durchmesser empfiehlt es sich, entlang der Widerstandskanten Pappwangen anzubringen (zu kleben). Jetzt können Sie mit der Herstellung einer Leiterplatte (Abb. 4) aus einseitiger Glasfaserfolie beginnen. Die darauf befindlichen Isolierbahnen werden mit einem speziellen Fräser geschnitten, der beispielsweise aus einem Stück Bügelsägeblatt besteht.
Um Platz zu sparen, können Widerstände auf der Platine vertikal eingebaut werden. Es ist zu beachten, dass die im Diagramm mit einem Sternchen gekennzeichneten Teile (sie müssen ausgewählt werden) vorübergehend von der Seite der Gleise auf die Platine montiert werden sollten, ohne ihre Leitungen zu kürzen. Der Kondensator C3 wird nach dem Einrichten des 3H-Verstärkers und -Generators auf der Platine installiert. Bei der Installation des Hochfrequenzteils des Senders ist darauf zu achten, dass alle Leitungen und Verbindungen so kurz wie möglich sind. Kürzen Sie die Transistorleitungen auf 1 cm. Platzieren Sie Induktor und Spulen senkrecht zueinander. Trennen Sie die Details des Hauptoszillators mit einem Schirm aus dünnem Zinn oder Kupfer vom Rest der Installation und löten Sie ihn mit einem verzinnten Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,6 ... 0,8 mm an die positive Leiterbahn der Platine. Der Aufbau des Senders beginnt mit einem 3-Stunden-Verstärker. Durch Auswahl des Widerstands R3 stellen Sie die Spannung am Kollektor des Transistors VT2 auf die Hälfte der Versorgungsspannung ein. Anschließend wird die Wellenform am Kollektor des Transistors VT10 mit einem Oszilloskop beobachtet, indem ein sinusförmiges Signal mit einer Frequenz von 50OO Hz und einer Amplitude von 2 mV von einem industriellen NF-Generator an den Eingang des Verstärkers angelegt wird. Durch die Auswahl des Widerstands R1 werden Signalverzerrungen vermieden. Anstelle eines Oszilloskops werden hochohmige Kopfhörer mit einem Widerstand von etwa 4 kOhm über einen Kondensator mit einer Kapazität von etwa 1 μF an den Ausgang des Verstärkers angeschlossen (parallel zum Widerstand R4) – zwei in Reihe geschaltete Kapseln von TON- 2-Typ-Telefone – und durch Auswahl der Widerstände R1, R3 erzielen Sie einen unverzerrten Klang. Dann geht es weiter zum Generator. Im Spalt der linken Drossel L1 wird je nach Ausgangskreis ein Milliamperemeter eingeschaltet und durch Auswahl des Widerstands R5 (und ggf. R9) ein Strom von 60 ... 70 mA eingestellt. Durch eine genauere Auswahl des Widerstands R5 wird die erforderliche Vorspannung an den Basen der Transistoren VT3, VT4 erreicht, um den Erzeugungsmodus zu erhalten. Bei Bedarf wird durch Auswahl des Kondensators C7 eine stabile Erzeugung erreicht. Darüber hinaus erreichen sie durch die Auswahl der Widerstände R7, R8 das Maximum und die gleiche Signalamplitude in beiden Armen des Generators. Die Steuerung erfolgt über ein Oszilloskop, das abwechselnd an die Ausgänge von Emitter und Kollektor der Generatortransistoren angeschlossen ist. Danach können Sie den Kondensator C3 verlöten und ein Signal vom 3H-Generator an den Eingang des Verstärkers anlegen. Der Generator wird mit einem kalibrierten Referenzempfänger oder Wellenmesser auf den zulässigen Bereich von 27,12 MHz abgestimmt. Indem sie den Sender näher an den Empfänger bringen und den Rotor des Trimmerkondensators C8 bewegen, erzielen sie Klang im Empfänger. Durch Anpassen der Position des L3-Spulentrimmers wird der Antennenkreis auf Resonanz mit der Frequenz des Generatorkreises abgestimmt. In diesem Fall sollte die Lautstärke des Tons des Receivers maximal sein. Der Tonfrequenzgenerator (Abb. 5) besteht aus zwei Transistoren. Darüber hinaus ist der Generator selbst nach dem kapazitiven Dreipunktschema auf dem Transistor VT1 aufgebaut und auf VT2 ist ein Repeater angebracht. Die Kondensatoren C1, C2 sorgen für die notwendigen Voraussetzungen für das Auftreten von Rückkopplungen. Die Frequenz der erzeugten Schwingungen wird durch deren Kapazität und die Induktivität der Spule L1 bestimmt. Bei dieser Konstruktion wurde eine Spule verwendet, die auf einen gepanzerten Kern der Marke SB, Version a (z. B. SB-12a) mit einem PEL 0,1-Draht gewickelt war. Die Anzahl der Windungen beträgt 500.
Durch Anpassen der Position des Spulentrimmers und des Schiebers des Widerstands R1 (er sollte sich bei entsprechender Auswahl des Widerstands R2 ungefähr in der Mittelposition befinden) wird die beste Form des Sinussignals am Kollektor des Transistors VT1 erreicht . Auf ein Oszilloskop können Sie verzichten, wenn Sie anstelle einer Spule einen BF1-Kopfhörer (Typ TON-2) anschließen und so einen unverzerrten Klang erzielen. In dieser Version werden die Telefone zu einem Indikator für die Steuerung des Generators. Mit Hilfe des Widerstands R1 ist es möglich, die Frequenz des Audiosignals von 500 auf 5000 Hz zu ändern und mit dem Widerstand R6 das Ausgangssignal, das an die Leitung oder den Eingang des Senders gelangt, im Bereich von zu regulieren 0 bis 2 V. Der Telegrafenschlüssel ist in der Unterbrechung des Stromkreises enthalten. Im Ausgangszustand sind die Schlüsselkontakte geöffnet, sodass der Generator nicht funktioniert. Ein kurzer Tastendruck entspricht einem Punkt, ein langer Tastendruck einem Strich des Telegraphenalphabets. Wenn der Generator benötigt wird, um den Betrieb der Niederfrequenzkaskaden des Simulators zu überprüfen, müssen die Schlüsselkontakte geschlossen sein. Durch die Verwendung eines Repeaters im Generator können Sie eine Zweidrahtleitung mit einer Länge von mehreren zehn und sogar Hunderten Metern daran anschließen. Die Einrichtung des Generators reduziert sich auf die Einstellung der Betriebsart des Transistors VT1 in einem streng linearen Modus. Schalten Sie dazu die Rückkopplung aus, indem Sie den Draht ablöten, der vom Verbindungspunkt der Kondensatoren C1, C2 zur Basis des Transistors VT2 führt, und wählen Sie den Widerstand R2 mit einem solchen Widerstand aus, dass er mit der mittleren Position des Schiebereglers übereinstimmt Durch den Widerstand R1 betrug die Spannung am Emitter des Transistors VT1 3 ... 4 V. Außerdem wird vom NF-Generator ein Signal mit einer Amplitude von 1 V und einer Frequenz von 1 kHz über einen Isolationskondensator mit einer Kapazität von 5 ... 0,05 μF der Basis des Transistors VT1 zugeführt. Das mit einem Oszilloskop beobachtete Ausgangssignal am Kollektor des Transistors sollte um das 10 ... 20-fache verstärkt werden. Geschieht dies nicht, sollten Sie einen Transistor mit einem großen Stromübertragungskoeffizienten wählen. Netzteil (Abb. 6) - stabilisiert, mit einstellbarer Ausgangsspannung. Der Netztransformator muss an der Sekundärwicklung eine Wechselspannung abgeben, die etwa 1,5 ... 2 mal größer ist als die Stabilisierungsspannung bei einem Laststrom von bis zu 0,5 A.
Die Blockteile werden auf einer Leiterplatte (Abb. 7) aus einseitiger Glasfaserfolie platziert. Der Transistor VT2 ist an einer von der Platine isolierten Metallecke an einem Kühler montiert.
Beim Herstellen einer Stromversorgung durch Wahl eines Widerstands R1 wird im Zenerdiodenkreis ein Strom von 15 ... 20 mA eingestellt. Danach erreicht der Trimmwiderstand R2 bei einem Laststrom von ca. 2 mA die auf der Schaltung angegebene Ausgangsspannung an den Klemmen X3, X100. Sender, Generator und Stromversorgung sind in einem Gehäuse aus einem Dreiprogramm-Teilnehmerlautsprecher untergebracht (Abb. 8).
Der superregenerative Empfänger (Abb. 9) des Simulators bietet eine ausreichend hohe Empfindlichkeit – 5...15 µV. Bei dieser Empfindlichkeit beträgt die Kommunikationsreichweite 1 km.
Auf dem Transistor VT1 ist ein superregenerativer Detektor montiert, und auf VT2 und VT3 ist ein 3-Stunden-Verstärker montiert. Das von der WA1-Antenne empfangene Hochfrequenzsignal wird über den Kondensator C3 dem Eingangskreis L1C5 zugeführt. Darüber hinaus wird es durch eine superregenerative Kaskade am Transistor VT1 verstärkt und erfasst, dessen Last der Widerstand R3 ist. Das am R5C8-Filter ausgewählte Niederfrequenzsignal wird über den Kondensator C7 einem zweistufigen 3H-Verstärker zugeführt, der aus den Transistoren VT2, VT3 besteht. Die Last der Endstufe des Verstärkers ist der hochohmige Kopfhörer BF1 (z. B. TON-2). Die meisten Empfängerteile sind auf einer Leiterplatte (Abb. 10) aus einseitiger Glasfaserfolie montiert.
Bei Anschluss an einen Stromquellenempfänger ist im Kopfhörer ein zischendes Geräusch zu hören, wenn der Superregenerator normal funktioniert. Bei fehlendem Rauschen oder geringer Lautstärke wird die Betriebsart des Transistors VT1 durch Auswahl des Widerstands R1 geändert. Als nächstes wird der Sender eingeschaltet, indem ein kontinuierliches Signal vom 3-Stunden-Generator an seinen Eingang angelegt wird. Durch Auswahl des Kondensators C6, Änderung der Rotorposition des Kondensators C5 und des Spulentrimmers L1 werden diese auf die Frequenz des Senders abgestimmt. Ein guter Klang des empfangenen Signals wird durch die Auswahl der Teile C4, R3 erreicht. Manchmal kann dieses Ergebnis durch Auswahl des Kondensators C1 erreicht werden. Für die Zeit der Anpassung empfiehlt es sich, anstelle eines Konstantwiderstands R1 eine Variable mit einem Widerstand von 30-51 kOhm anzuschließen und damit die maximale Signallautstärke in Telefonen zu erreichen, dann den resultierenden Widerstand zu messen und einen Konstantwiderstand einzulöten solchen Widerstands. Der Betriebsmodus der Transistoren VT2, VT3 des 3H-Verstärkers wird nach einem ähnlichen Verfahren eingestellt, das für denselben Sendeverstärker beschrieben wurde. Der Laserstrahlmodulator (Abb. 11) ist ein einstufiger Leistungsverstärker auf Basis eines VT1-Transistors, dessen Last ein Laserpointer ist. Das Signal kann dem Eingang des Modulators entweder vom 3H-Generator zugeführt werden, wenn der Bediener mit einer Taste arbeitet, oder vom 3H-Verstärker, wenn der Bediener mit einem Mikrofon arbeitet. Zu diesem Zweck können Sie jeden industriellen 3-Stunden-Verstärker mit einer Leistung von mindestens 1 W und einer Ausgangssignalamplitude von etwa 1 V verwenden.
Das Signal über den Entkopplungskondensator C1 wird der Basis des Transistors VT1 zugeführt. Mit einem variablen Widerstand R1 wird je nach Modifikation des verwendeten Zeigers und damit dessen Innenwiderstand die Betriebsart des Transistors so eingestellt, dass der Spannungsabfall an den Zeigeranschlüssen 4 V beträgt. Die optimale Amplitude des Eingangs Das Signal des Modulators beim Arbeiten mit der Taste wird durch den variablen Widerstand R6 des Generators 3H eingestellt. Und der erforderliche Signalpegel beim Arbeiten mit einem Mikrofon wird über die Ausgangspegelregler des verwendeten 3H-Verstärkers eingestellt. Die Klangqualität der übertragenen Informationen wird nach Gehör mit einem beliebigen 3-Stunden-Haushaltsverstärker mit einem Mikrofoneingang mit einer Empfindlichkeit von 3 mV überprüft. Dazu wird ein lichtempfindliches Element (Fotodiode oder Fototransistor) an den Mikrofoneingang des Verstärkers angeschlossen. Der resultierende Fotodetektor (Block 5 in Abb. 1) wird in einem Abstand von etwa 5 m vom Emitter (Block 4) platziert. Bei der vorgeschlagenen Entwicklung sind der Modulator-Emitter und der Fotodetektor auf Fotoständern (Abb. 12) alter Fotovergrößerungsgeräte montiert, was eine einfache Anpassung der optischen Ausrichtung des Geräts ermöglicht.
Durch Anpassen der vertikalen und horizontalen Position der Halterung mit einem festen Laserpointer an einer der Stativstangen und der Position der Halterung mit dem Fotodetektor an der anderen Stange werden ihre optischen Achsen angepasst. Anschließend wird durch die Anpassung der zuvor erwähnten variablen Widerstände der lauteste und unverfälschteste Klang erreicht. Bei Experimenten zur Übertragung von Informationen entlang eines Laserstrahls mithilfe eines Kondensors desselben fotografischen Vergrößerungsgeräts konnte die Kommunikationsreichweite um ein Vielfaches erhöht werden. Autor: A.Dronov, Moskau
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