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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Radiosender Kolibri. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Zivile Funkkommunikation Das Angebot der Handelsunternehmen an CB-Funkstationen scheint derzeit für nahezu jeden Nutzerwunsch gerüstet zu sein. Und doch sind sie nicht immer zufrieden, weder mit der Wirtschaftlichkeit der Geräte noch mit Abmessungen, Gewicht und Preis. Den Lesern wird eine kurze Beschreibung des Radiosenders "Hummingbird" angeboten, der auf der Basis von Oberflächenelementen erstellt wurde. Sie können es mit herkömmlichen Elementen selbst herstellen, Sie müssen nur die Leiterplatte neu gestalten (in diesem Fall erhöhen sich die Abmessungen des Radiosenders). Durch den Austausch der Quarzresonatoren machen Sie diesen Radiosender auch für das 28-MHz-Amateurband. Die Einfachheit der Schaltungslösungen des vorgeschlagenen Designs, die Verwendung moderner importierter Mikroschaltkreise und die Verwendung von oberflächenmontierten Funkelementen ermöglichen es, den Radiosender auf einer einzigen Leiterplatte mit einer Größe von nur 45 x 50 mm zu montieren und dabei ein durchaus akzeptables technisches Ergebnis zu erzielen Eigenschaften. Und wenn "Kolibri" die Vorstellungskraft zukünftiger Besitzer nicht mit der Anzahl der von ihm ausgeführten Funktionen und der erzwungenen Leistung des Senders anregt, werden sie die Dimensionen des Radiosenders, seine Wirtschaftlichkeit und seinen relativ niedrigen Preis schätzen können. Wir haben keine Zweifel, dass dieser Radiosender seine Anwendung für die Kommunikation im Büro oder mit Autoradios über kurze Entfernungen sowie für die Kommunikation von zu Hause aus mit Kindern auf der Straße oder bei der Freizeit im Freien finden wird.
"Hummingbird" wurde entwickelt, um auf einem der CBS-Kanäle im Schmalband-Frequenzmodulationsmodus zu arbeiten. Nach den wichtigsten elektrischen Parametern entspricht die Station der Liste der typischen Merkmale der Ausrüstung im 27-MHz-Band. Die Arbeitsfrequenzen von Empfänger und Sender werden durch Schwingquarze eingestellt. Die Stromversorgung erfolgt aus einer Batterie von Batterien oder galvanischen Zellen mit einer Spannung von 3 ... mehr als 6 mA. Die Sendeleistung bei einer Versorgungsspannung von 4,5 V beträgt 200 mW, der maximale Frequenzhub beträgt -1,8 kHz. Die Empfindlichkeit des Empfängers beträgt nicht weniger als 0,3 µV, die Leistung des Tonsignals am dynamischen Kopf mit einem Widerstand von 8 Ohm beträgt nicht weniger als 60 mW. Die Kommunikationsreichweite zwischen zwei Hummingbird-Radiosendern kann 1 km betragen und mit effizienten stationären Antennen noch viel mehr. Die Dauerbetriebszeit mit Batterien mit einer Kapazität von 0,6 Ah beträgt ca. 20 Stunden bei einem Verhältnis von Empfangen / Senden von 4:1. Diese Eigenschaft entspricht einer ziemlich intensiven Verbindung! Das Diagramm des Radiosenders ist in der Abbildung dargestellt. Das Signal von der Antenne über den Koppelkondensator C1 und die Taste SB1 wird dem Eingang des Hochfrequenzverstärkers des Empfängers (Transistor VT1) zugeführt. Die Eingangs-L4C7C8- und Ausgangs-L5C13C14-Verstärkerschaltungen sind auf die Betriebsfrequenz abgestimmt.
Der Chip DA2 übernimmt die Funktionen Umwandlung, Verstärkung des Zwischenfrequenzsignals, Frequenzerkennung und Rauschunterdrückung. Die Lokaloszillatorfrequenz wird durch einen ZQ2-Quarzresonator stabilisiert, der bei der dritten mechanischen Harmonischen arbeitet. Die resultierende Zwischenfrequenz von 465 kHz wird vom Verstärker verstärkt und vom Piezokeramikfilter Z1 gefiltert. Das Signal durchläuft dann einen Begrenzungsverstärker und gelangt in einen Frequenzdetektor. Um ein FM-Signal zu erkennen, ist die Schaltung L10C32 mit der Mikroschaltung verbunden, die die Abstimmfrequenz bestimmt, und der Widerstand R19 bestimmt die Bandbreite des Frequenzdetektors. Für den normalen Betrieb des Detektors muss die Schaltung auf eine Zwischenfrequenz von 465 kHz abgestimmt sein und eine Bandbreite von etwa 10 kHz haben. Über den Tiefpassfilter R21C33 wird das Niederfrequenzsignal von Pin 9 des DA2-Chips einem Niederfrequenzverstärker (DA3-Chip) zugeführt. Mit dieser Mikroschaltung erfolgt eine Frequenzkorrektur des Signals und dessen Verstärkung auf 60...100 mW. Die Rauschunterdrückung des Empfängers wird mithilfe eines Operationsverstärkers und eines im DA2-Chip enthaltenen Schwellenwertgeräts implementiert. Das demodulierte Signal vom Ausgang des FM-Detektors wird einem Schmalbandfilter mit einem maximalen Transmissionskoeffizienten bei Frequenzen von 8...10 kHz zugeführt. Der Filter überträgt kein Sprachsignal im 300-3000-Hz-Band, sondern selektiert und verstärkt Rauschen im 8-10-kHz-Frequenzband, das von einem Amplitudendetektor an der VD1-Diode gleichgerichtet wird. Wenn die gleichgerichtete Spannung größer als der Schwellenwert des Schwellenwertgeräts ist, tritt an Pin 13 der DA2-Mikroschaltung ein hoher Pegel auf, der den Niederfrequenzverstärker ausschaltet (während die DA3-Mikroschaltung weniger als 60 μA Strom verbraucht). Die Ansprechspannung der Schwellwerteinrichtung wird durch den Widerstand R14 geregelt. Wenn Sie die SB1-Taste drücken, werden die Antenne und der Akku mit dem Sender verbunden. Die L2-Drossel dient zur Hochfrequenzentkopplung. Der Sender befindet sich auf einem DA1-Chip, der einen Mikrofonverstärker-Limiter, einen Master-Oszillator, einen Frequenzmodulator und andere Elemente enthält. Der Transistor VT2 verstärkt das HF-Signal leistungsmäßig. Die P-Schleife C34L12C38 passt die Ausgangsimpedanz des Verstärkers an die Eingangsimpedanz der Antenne an und filtert auch das Ausgangssignal des Radiosenders. Das Signal des Elektretmikrofons BM1 wird von einem Mikrofonverstärker (MU) verstärkt und dem FM-Modulator zugeführt. Mit dem Spulentrimmer L3 wird die Arbeitsfrequenz des Senders eingestellt. Das erzeugte und verstärkte HF-Signal von Pin 14 der DA1-Mikroschaltung wird einem Frequenzmultiplikator mit zwei zugeführt, dessen Funktion von einem der Transistoren der Mikroschaltung ausgeführt wird. Die Last des Frequenzvervielfachers ist die Schaltung L7C19C20. Ferner wird das Signal durch den zweiten Transistor der Mikroschaltung verstärkt, von dessen Kollektorschaltung L8C29C30 das Signal dem Ausgangstransistor VT2 des Senders zugeführt wird. Der Transistor VT2 arbeitet im Modus C. In der Funkstation kommen Oxidkondensatoren K50-35 oder K50-40 zum Einsatz. Widerstand R10 - SPZ-38a. Zwischenfrequenzfilter Z1 - Typ FP1P1-60.02. Kippschalter SA1 - PD9-2, Taster SB1 - MP7. Quarzresonatoren ZQ1 und ZQ2 stellen die Abstimmfrequenz des Radiosenders ein. Ihre Frequenzen werden wie folgt bestimmt: Die Frequenz ZQ1 muss gleich Fwork / 2 und die Frequenz ZQ2 - Fwork - 465 sein, wobei Fwork die Betriebsfrequenz des Radiosenders in Kilohertz ist. Das BM1-Mikrofon kann vom MKE-332 verwendet werden. Dynamischer Kopf BA1 - beliebiger Widerstand 8 ... 16 Ohm. Informationen zu Induktoren sind in der Tabelle dargestellt. 1. Die Spule L1 ist in der Tabelle nicht dargestellt, sie ist ein integraler Bestandteil der Antenne. Antennendesigns werden unten detailliert beschrieben.
Der Aufbau einer richtig zusammengestellten Radiostation läuft darauf hinaus, die Schaltungen einzurichten. An den Pins 2 und 3 der Platine wird unter Beachtung der Polarität eine 4,5-V-Spannungsversorgung und an den Pins 4 und 5 ein dynamischer Kopf angeschlossen. Schalten Sie den Radiosender ein und messen Sie die Spannung an Transistoren und Mikroschaltkreisen mit einem Gleichspannungsvoltmeter. Die Modi sind in der Tabelle angegeben. 2. Eine starke Abweichung von den angegebenen Werten weist auf eine Fehlfunktion hin.
Bei einem funktionierenden Empfangsteil treten an Pin 9 der DA2-Mikroschaltung Geräusche auf, und bei ausgeschaltetem Rauschunterdrücker (der Motor des Widerstands R10 befindet sich gemäß Diagramm in der linken Position) sind sie im dynamischen Kopf zu hören. Um den Frequenzdetektor zu konfigurieren, müssen Sie ein frequenzmoduliertes Signal mit einer Frequenz von 465 kHz und einer Abweichung von 1,1 kHz vom HF-Signalgenerator an Pin 5 des DA2-Chips anlegen. Der FM-Detektor wird durch Anpassen der Softwarespule entsprechend dem Maximum des demodulierten Signals an Pin 9 des D2-Chips eingestellt. Anschließend wird dem Empfängereingang von einem Hochfrequenzgenerator ein Signal mit der Abstimmfrequenz des Radiosenders zugeführt (der Frequenzhub des Generators ist auf 1,1 kHz eingestellt). Durch schrittweises Reduzieren des Eingangssignalpegels und Anpassen der Spulen L4, L5 wird die maximale Empfindlichkeit des Empfängers erreicht. Coils ohne Trimmer werden durch Stauchen oder Dehnen der Windungen abgestimmt. Zum bequemen Aufstellen einer solchen Spule können Sie einen Ferrit- oder Messingstab mitbringen. Wenn die besten Ergebnisse erzielt werden, wenn ein Messingtrimmer hochgezogen wird, müssen die Spulenwindungen gedehnt werden, und wenn es sich um Ferrit handelt, müssen die Spulenwindungen gestaucht werden. Beim Aufstellen des Senders wird an den Antennenanschluss 1 der Funkstation eine Ersatzlast angeschlossen, beispielsweise ein drahtloser Widerstand mit einem Widerstandswert von etwa 50 Ohm mit einer Leistung von mindestens 0,25 Watt. An den Kontrollpunkt KT5 ist ein Oszilloskop angeschlossen, und im Übertragungsmodus wird das Vorhandensein eines Signals vom Mikrofon überprüft, die Signalamplitude sollte etwa 0,5 V betragen. Sie können den Betrieb des Hauptoszillators überprüfen, indem Sie ein Hochfrequenz-Voltmeter an die Kontrollpunkte KT1 und KTZ anschließen. Im Sendebetrieb sollte die Wechselspannung an diesen Stellen 0,2 ... 0,3 V betragen. An den gleichen Stellen wird die Frequenz des Master-Oszillators gemessen. Dann wird das HF-Voltmeter an den Kontrollpunkt KT7 angeschlossen und durch Drehen des Spulentrimmers L7 werden die maximalen Messwerte des Voltmeters erreicht. Stellen Sie in ähnlicher Weise die Schaltung L8C29C30 ein und messen Sie die Spannung am Punkt KT10. Die HF-Spannung in KT7 und KT10 sollte 0,6 bzw. 1 V betragen. Es sollte darauf geachtet werden, dass die Spannung an der Dummy Load etwa 3,2 V beträgt, was einer Sendeleistung von 200 mW entspricht. Die maximale Leistung wird erreicht, indem die Spule L12 angepasst und die Einstellungen der Spulen L7 und 18 verfeinert werden. Schließen Sie die Einstellung des Senders ab, indem Sie den Frequenzhub (1,8 kHz) am Widerstand R9 einstellen. Dazu können Sie jeden CB-Funksender verwenden, der auf den Arbeitskanal eingestellt ist. Das übertragene Sprachsignal sollte keinen für das Ohr wahrnehmbaren Verzerrungen unterliegen. Bei der Einrichtung ist es wünschenswert, den Stromverbrauch des Senders zu kontrollieren und nicht mehr als 150 mA zuzulassen. Die Funkreichweite hängt stark von der Antenne ab. Es ist bekannt, dass eines der Optimalen eine Antenne ist, deren Länge gleich einem Viertel der Länge der Funkwelle ist. Für das 27-MHz-Band beträgt eine Viertelwellenlänge etwa 2,7 m. Es ist klar, dass eine solche Länge einer Peitschenantenne in einer tragbaren Version nicht akzeptabel ist. Dann wird eine Antenne verwendet, deren Länge aus Designüberlegungen gewählt wird, und die Abstimmung auf Resonanz wird durch eine "Verlängerungs"-Spule durchgeführt. Auf dem Funkdiagramm ist dies die L1-Spule. Weit verbreitete Designs von Antennen mit einem Stift in Form einer spiralförmig gewickelten Spule zu Spule oder in Inkrementen. Die Wendelantenne kann auf Resonanz abgestimmt werden, indem die Anzahl der Windungen und die Steigung der Wendel gewählt werden. "Verkürzte" Antennen haben eine schmale Bandbreite und sind sehr empfindlich gegenüber Objekten in der Nähe, aber eine akzeptablere Option ist für einen kleinen Radiosender nicht bekannt. Für die Herstellung einer Spiralantenne ist jeder Stab oder jedes Rohr aus Kunststoff, Glasfaser, Polyethylen oder anderem Isoliermaterial geeignet. Ein Draht wird auf die Stange gewickelt, Drehung um Drehung oder mit einem bestimmten Schritt, die Enden des Drahts werden auf der Stange fixiert. Im Tisch. 3 zeigt die Daten einiger Antennenoptionen. Die dritte Version der Antenne wurde auf einem Kugelschreiber hergestellt.
Mit der Feldstärkeanzeige [1, 2] können Sie die Antenne abstimmen. Die Wendelantenne wird am Radiosender installiert, der Modus "Senden" wird eingeschaltet und die Feldstärke wird geschätzt. Durch die Auswahl der Windungszahl wird die Antenne auf den maximalen Messwert des Geräts abgestimmt. Die Stimmgenauigkeit hängt sogar von der Befestigungsart des Drahtes und dem verwendeten Material (Fäden, Schrumpfschlauch usw.) ab. Die Teleskopantenne wird auf ähnliche Weise abgestimmt, nur die Induktivität (L1), die mit dem Stift in Reihe geschaltet ist, kann als Abstimmelement dienen. Literatur
Autoren: G. Minakov, M. Fedotov, Woronesch, D. Travinov, Moskau; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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