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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Mikroradiosender. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Zivile Funkkommunikation
Bei der Installation großer Antennenmasten sind meist mehrere Personen beteiligt. Darüber hinaus können sie sich in einer solchen Entfernung befinden, dass eine zuverlässige Synchronisierung ihrer Aktionen allein per Sprache nicht mehr möglich ist (insbesondere bei Außengeräuschen, Wind usw.). Und ohne synchrones Handeln des Teams kann es beim Heben zum Einsturz des Mastes mit allen Folgen kommen. Bei fahrendem Motorrad sind Verhandlungen zwischen Fahrer und Beifahrer nahezu unmöglich. Manchmal werden kabelgebundene Gegensprechanlagen verwendet, um die Kommunikation zwischen Fahrer und Beifahrer zu ermöglichen. Ihre Verwendung ist jedoch gefährlich, denn wenn der Draht herunterfällt, kann er die Notsituation verschlimmern und zu einer „Schlinge“ werden. Die Mikroradiostation im Helm weist diesen wesentlichen Nachteil nicht auf. Diese Liste lässt sich fortsetzen: Kletterer auf einer schwierigen Route, Kajakfahrer auf schnellen Flüssen usw. Der im veröffentlichten Artikel beschriebene Radiosender soll genau solche Probleme lösen und sein Einsatz kann in bestimmten Situationen Menschenleben retten . Dieser Radiosender nutzt den „frontalen“ Empfang, um dem Bediener die Hände zu entlasten: Der Übergang vom Empfang zum Senden erfolgt über das VOX-System (Sprachsteuerung). Für diese Art der Kommunikation wäre natürlich Vollduplex besser geeignet – wie bei einem herkömmlichen Telefon. Und dieses Problem lässt sich offenbar mit nicht sehr komplizierten Mitteln lösen, da das Problem der Verstopfung des Empfängers mit seinem Sender aufgrund der sehr geringen Leistung des Senders minimiert wird. Um das Problem der Organisation der Funkkommunikation über sehr kurze Distanzen zu lösen, sind das Amateurband von 10 Metern und das angrenzende CBS-Band optimal. Die Schaltung bei Frequenzen, die diesen Bereichen entsprechen, ist relativ einfach und die Designs lassen sich auch mit wenig Erfahrung im Hochfrequenzbereich leicht reproduzieren und anpassen. Der praktische Aufbau des Radiosenders, der in diesem Artikel besprochen wird, erfolgte im CB-Band. Bei einer Wiederholung in der Version für den Amateurbereich von 10 Metern wird es höchstwahrscheinlich erforderlich sein, nur die Quarzresonatoren im Empfänger und Sender auszutauschen, da die Einstellgrenzen der Induktivitäten für die Betriebsfrequenz in diesem Bereich ausreichend sein sollten Also. Die Empfänger- und Senderpfade dieser Mikroradiostation sind völlig getrennt. Sie sind nur durch den Steuerkreis verbunden, der den Empfänger beim Senden ausschaltet. Die Senderschaltung ist in Abb. dargestellt. 1. Es besteht aus einem Master-Oszillator, einer Ausgangsstufe, einem Mikrofonverstärker und einer Sprachsteuerung zum Einschalten des Senders (und Ausschalten des Empfängers). Der Hauptoszillator ist auf einem Transistor VT5 nach dem „kapazitiven Dreipunkt“-Schema aufgebaut. Die Erzeugungsfrequenz wird durch den Quarzresonator ZQ1 bestimmt. In Reihe dazu ist ein VD3-Varicap geschaltet, der zur Frequenzmodulation des Generators dient. Der Leistungsverstärker basiert auf dem Transistor VT6. Der Schwingkreis L2C11 ist in seinem Kollektorkreis auf die Betriebsfrequenz des Radiosenders abgestimmt.
Auf dem VT1-Transistor und dem DA1-Chip wird ein Mikrofonverstärker hergestellt, dessen Ausgangssignal dem VD3-Varicap zugeführt wird. Der Sender wird per Sprache aktiviert. Das Signal vom Ausgang des DA1-Chips wird dem Gleichrichter VD1VD2R8C5 zugeführt. Eine konstante Spannung vom Ausgang dieses Gleichrichters öffnet die Transistoren VT2 und VT3. Letzterer versorgt die Hochfrequenzstufen des Senders mit Strom. Die Abschaltverzögerung des Senders lässt sich nach folgender Formel berechnen: toff =C5 x R8 x R9/(R8+R9). Normalerweise wird es innerhalb von 0,4 ... 2 s ausgewählt. Diese Wahl wird durch die Merkmale der Sprache des Bedieners (seine Geschwindigkeit, die Dauer der Sprechpausen) bestimmt. Die gewünschte Verzögerung wird durch Auswahl des Kondensators C5 eingestellt. Über den Transistor VT4 wird das Steuersignal dem Empfänger zugeführt und dieser für die Dauer der Übertragung ausgeschaltet. Die Empfängerschaltung ist in Abb. dargestellt. 2. Auf dem Transistor VT1 wird ein Hochfrequenzverstärker montiert. Seine Eingangs- (L1C2C3) und Ausgangsschaltungen (L3C5C6) sind auf die Betriebsfrequenz des Radiosenders abgestimmt. Die Verbindung des Empfängers mit der Antenne erfolgt über einen Transformator. Die Germaniumdioden VD1 und VD2 begrenzen den Eingangssignalpegel auf etwa 0,2 V und verhindern so den Ausfall des Transistors VT1 beim Senden des Funkgeräts.
Die Hauptverarbeitung des HF-Signals erfolgt im DA1-Chip. Es umfasst einen lokalen Oszillator (seine Frequenz wird durch einen ZQ1-Quarzresonator eingestellt), einen Mischer, an dessen Last (ZQ2-Filter) ein Zwischenfrequenzsignal von 465 kHz ausgegeben wird, einen Frequenzdetektor mit einer Phasenverschiebungsschaltung L5C10R3, ein Rauschunterdrückungsverstärker und ein vorläufiger Ultraschallfrequenzwandler. Auf dem Operationsverstärker DA2 und den Transistoren VT5 und VT6 ist ein NF-Leistungsverstärker aufgebaut. Sein Merkmal ist ein geringer Stromverbrauch in allen Modi. Der Gleichstromverstärker (Transistoren VT3, VT4) arbeitet im Tastenmodus. Es koordiniert den Ausgang des Squelchs mit dem Steuereingang DA2. Dadurch wird der Einfluss von Änderungen der Versorgungsspannung des Radiosenders (bei entladenen Batterien) auf den Betrieb der Rauschsperre eliminiert. Der Squelch-Schwellenwert wird durch den Widerstand R6 eingestellt. Wenn ein Nutzsignal erscheint, nimmt das hochfrequente Rauschen am Ausgang des Detektors ab und der Spannungspegel an Pin 13 von DA1 ändert sich schlagartig von hoch nach niedrig. Die Transistoren VT3 und VT4 öffnen sich, sodass der UZCH arbeiten kann. Der Transistor VT2 versorgt den HF-Teil des Empfängers mit Strom, wenn der Sender ausgeschaltet ist. Wenn Pin A hoch ist, ist VT2 geschlossen und die HF- und ZF-Pfade des Empfängers sind stromlos. Bei einem niedrigen Pegel an Pin A öffnet der Transistor VT2 bis zur Sättigung und das Radio schaltet in den Normalbetrieb. Der Empfänger kann über eine eigene Antenne verfügen oder an die Antenne des Senders angeschlossen sein. Der Radiosender ist auf einer Leiterplatte aus doppelseitiger Glasfaserfolie mit einer Dicke von 1,5 mm montiert (Abb. 3). Die rote Linie trennt bedingt Sender und Empfänger.
Die Folie an der Seite der Teile dient nur als gemeinsamer Draht und Schirm. Darin sind an den Stellen, an denen die Leiter übersprungen werden (sie sind in Abb. 3 nicht dargestellt), entsprechende Markierungen vorgenommen (geätzt). Folienverbindungen zu „geerdeten“ Anschlüssen von Widerständen, Kondensatoren und anderen Elementen werden als schwarze Quadrate dargestellt. Die gleichen Quadrate, jedoch mit einem hellen Punkt in der Mitte, markieren die Drahtbrücken, die bestimmte Fragmente der gedruckten Verkabelung mit der Folie des gemeinsamen Drahtes verbinden, und die „geerdeten“ Pins der Mikroschaltungen. Die Sendespule (Abb. 1) L1 besteht aus 25 Windungen, die mit PEVSHO 0,12-Draht auf einen Rahmen mit einem Durchmesser von 5 mm gewickelt sind, der in die Platine eingeschraubt wird (Abb. 4). Der Rahmen verfügt über einen M3x9-Carbonyl-Trimmer.
Der Aufbau der L2-Spule und ihre Montage auf der Platine sind in Abb. dargestellt. 5. Seine 16 Windungen sind in Reihe mit PEV-2 0,33-Draht gewickelt. Spule L3 (vier Windungen PEVSHO 0,2-Draht) ist an ihrem „kalten“ (HF) Ende über L2 gewickelt. Der Spulenschneider L2 ist derselbe wie L1. Mikrofon BM1 - CZN-15E. Sie können ein Elektretmikrofon und einen anderen Typ nehmen.
Empfängerspulen (Abb. 2) L1, L3 und L5 – abgeschirmt, werkseitig hergestellt, Typ KVP, mit Kommunikationsspulen. Sie wurden im Moskauer Laden „Chip and Dip“ gekauft. Induktivität L1 und L3 – 1 μH, L5 – 240 μH. Die Koppelspulen in L3 und L5 bleiben unbenutzt (sie dürfen nicht geschlossen werden!). Es ist zulässig, andere Spulen mit entsprechender Induktivität und akzeptablen Abmessungen zu verwenden. Die Kontaktblätter der Schirme werden rechtwinklig gebogen und direkt mit der Folie des gemeinsamen Drahtes verlötet. Spule L4 - 10 Drahtwindungen PEVSHO 0,12. Es wird Spule an Spule auf einen Rahmen mit einem Durchmesser von 5 mm gewickelt (Abb. 4). Dynamischer Kopf BA1 - 0,25 GDSH-7 mit einem Widerstand von 50 Ohm. Die Quarzresonatoren des Radiosenders können in die dafür vorgesehenen Löcher eingelötet werden. Doch wie die Erfahrung zeigt, weicht die Frequenz eines Quarzresonators manchmal erheblich von dem auf seinem Gehäuse angebrachten Nennwert ab. Um Quarzresonatoren ohne Löten wechseln zu können, werden auf der Platine Miniaturbuchsen aus einem Stecker montiert, der für einen Stift mit einem Durchmesser von 1 mm ausgelegt ist. Sie können wie in Abb. gezeigt auf der Platine montiert werden. 6.
Alle Festwiderstände im Radiosender sind vom Typ MLT-0,125, die Abstimmwiderstände vom Typ SP3-38a. Die Oxidkondensatoren C2 und C10 (siehe Abb. 1) und C22 (Abb. 2) haben einen Durchmesser von 6 mm und C21 (Abb. 2) - 5 mm. Diese Kondensatoren werden im Ausland hergestellt (inländische Kondensatoren haben große Abmessungen). Sie werden wie in Abb. gezeigt auf der Platine montiert. 7. Um Kurzschlüsse zu vermeiden, weist die Folie unter dem Kondensator eine ringförmige Probe auf. Kondensatoren C3, C5 (siehe Abb. 1) und C11 (siehe Abb. 2) - K53-30. Andere – KM-6, K10-17b, KD usw.
Um den Radiosender einzustellen, ist es wünschenswert, einen Frequenzmesser, zum Beispiel Ch3-57, ein Oszilloskop und einen CB-Radiosender mit dem gewünschten Kanal zu haben. Wenn das Oszilloskop ein Signal mit einer Frequenz von etwa 27 MHz „nicht sieht“ oder es nicht zur Messung des Signalpegels verwendet werden kann, dann ein HF-Voltmeter mit einer „~ U“-Skala von 0,3 V, zum Beispiel A4-M2 , wird ebenfalls benötigt. Die Einrichtung beginnt mit dem Sender. Der Übergang in den kontinuierlichen Emissionsmodus erfolgt durch Verbinden des Kollektors des Transistors VT3 und der linken (gemäß Abb. 1) Auskleidung des Quarzresonators ZQ1 mit der gemeinsamen Leitung. Durch Anschließen des Oszilloskops an den Emitter des Transistors VT5 können Sie die Frequenz des Hauptoszillators visuell beurteilen. Wenn sie etwa 9 MHz (27/3) beträgt, ist der eingebaute Resonator harmonisch und die auf seinem Körper angegebene Frequenz ist die dritte Harmonische der Grundresonanz. Es ist besser, ihn durch einen Resonator zu ersetzen, der mit der Grundfrequenz angeregt wird. Wird ein harmonischer Resonator verwendet, muss die Induktivität der Spule L1 um etwa das Neunfache erhöht werden, d. h. die Windungszahl muss dreimal größer sein. Anschließend wird an die L3-Spule ein Antennenäquivalent angeschlossen – eine Last mit einem Widerstand von 50 Ohm und ein HF-Voltmeter. Durch Anpassen der L2-Spule wird der L2C11-Ausgangskreis auf den maximalen Voltmeterwert eingestellt. Durch Entfernen der Brücke, die den Ausgang des Quarzresonators mit dem gemeinsamen Kabel verbindet (und damit den Frequenzmodulator einschaltet), stellen Sie sicher, dass der Generator weiterhin arbeitet, und bringen Sie durch Einstellen der Spule L1 seine Frequenz genau auf die Arbeitsfrequenz. Der Frequenzmesser wird an die Antennenlast des Senders angeschlossen. Mit dem Widerstand R2 oder durch Veränderung der Verstärkung der Kaskade am Operationsverstärker DA1 (k=R5/R4) lässt sich das Mikrofonsignal einfach auf den gewünschten Pegel bringen. Durch Überbrücken des Widerstands R5 wird die Verstärkung des Pfads verringert und durch Überbrücken von R4 erhöht. Die Verstärkung des Mikrofonverstärkers (Modulationspegel) wird durch das Niederfrequenzsignal am Ausgang des Steuerempfängers gesteuert. Es muss eine ausreichende Lautstärke haben, darf aber nicht aus dem Kanal „herausfliegen“, was meist mit starken Verzerrungen einhergeht. Die konstante Spannung am Ausgang von DA1 sollte innerhalb von 2,5 ... 3,5 V liegen. Wenn sie weniger als 2 V beträgt, wird sie erhöht, indem der Kondensator C3 mit einem Widerstand in der Nähe von R5 überbrückt wird. Die konstante Spannung an Pin 6 von DA1 sollte praktisch unverändert bleiben, wenn die Versorgungsspannung auf 4,5 ... 5 V sinkt. Die Funktion des Stabilisators, der diese Spannung fixiert und dementsprechend die „Drift“ der Senderfrequenz minimiert, wenn die Änderungen der Versorgungsspannung erfolgt durch den Transistor VT1, der hier im Modus eines Stromgenerators arbeitet. Anschließend überprüfen sie die Funktion der „Sprach“-Taste: Sie stellen sicher, dass der Widerstand R2 die eine oder andere akustische Schwelle zum Einschalten des Senders einstellen kann. In der Tabelle. In Abb. 1 zeigt die Abhängigkeiten des vom Sender verbrauchten Stroms im Übertragungsmodus Itrans, der Ausgangsleistung Рout, der Trägerfrequenzdrift Df und des Standby-Stroms Idep (keine Modulation, Sender ist ausgeschaltet) von der Versorgungsspannung Upit.
Zum Abstimmen des Empfängers (Abb. 2) können Sie einen CB-Radiosender verwenden, der sich in einer Entfernung von 1 ... 2 m befindet und mit einer äquivalenten Antenne betrieben wird. Es fungiert als HF-Generator. An Pin 5 des DA1-Mikroschaltkreises (dem Ausgang des ZF-Filters) wird ein Oszilloskop angeschlossen (Empfindlichkeit beträgt 10 mV pro Teilung) und durch Anpassen der HF-Schaltkreise (einschließlich L4) wird der maximale Pegel des ZF-Signals erreicht. Beim Abstimmen mit steigendem Ausgangssignalpegel wird die strahlende Station entfernt und die Abstimmung ist bei einem extrem kleinen Eingangssignal abgeschlossen. Die Phasenverschiebungsschaltung L5C10 des Empfängers wird entsprechend dem Signal des entsprechenden FM-Empfängers angepasst: Der Spulentrimmer L5 wird in der Position belassen, der das lauteste Signal mit der besten Qualität entspricht. Die Abhängigkeit des vom Empfänger verbrauchten Stroms im Standby-Empfangsmodus Idezh (UZCH ist durch einen Rauschunterdrücker geschlossen) und des Betriebsmodusstroms Iwork (UZCh ist offen, Rauschen des freien Kanals ist zu hören) von der Versorgungsspannung Upit ist in dargestellt Tisch. 2. Bei einem Empfänger ohne URF ist Idezh um 0,7 ... 1,8 mA niedriger (bei Upit 5 ... 10 V).
Der Radiosender funktioniert mit jeder 50-Ohm-Antenne akzeptabler Länge, zum Beispiel vom Radiosender Dragon SY-101 (Länge 23 cm, Stecker Typ CP-50). Auch selbstgebaute Antennen sind geeignet (siehe den Artikel von G. Minakov, M. Fedosov, D. Travinov Radiosender „Hummingbird“ in „Radio“, 1999). In jedem Fall wird jedoch empfohlen, die Folie des gemeinsamen Drahtes anzuschließen Die Platine (besser - an der Stelle, an der die L3-Spule mit dem Sender verbunden ist) mit etwas, das als Gegengewicht im resultierenden Antennensystem dienen könnte (bei herkömmlichen „tragbaren Geräten“ dient der Bediener selbst als Gegengewicht). Die „Reichweite“ der Station erhöht sich merklich, wenn als Gegengewicht ein 1 ... 1,5 langes Stück Montagedraht verwendet wird, XNUMX m Der Funkempfänger kann über eine eigene Antenne verfügen. Da an die Abstimmung und Anpassung der Empfangsantenne weniger strenge Anforderungen gestellt werden, reicht ein einfaches Stück Montagedraht von 20 ... 30 cm Länge völlig aus. Der geringe Stromverbrauch des Radiosenders im Sendemodus ermöglicht die Verwendung kleinerer Lichtquellen mit geringer Kapazität für seine Stromversorgung, einschließlich Batterien galvanischer Zellen. Bei einem Verhältnis der Zeit im Standby-Modus zur Zeit des aktiven Betriebs von 10/1 ist also ein Radiosender mit einem Neun-Volt-„Korund“ (seine Abmessungen betragen 26,5 x 17,5 x 48,5 mm, Gewicht 46 g, elektrische Kapazität 620 mAh) kann 70 ... 100 Stunden arbeiten, und mit einer Sechs-Volt-Batterie Typ 476A (Durchmesser 13 mm, Höhe 25 mm, Gewicht 14 g, Kapazität 105 mAh) - bis zu 15 ... 20D-7. Das endgültige Design des Radiosenders hängt von seinem Zweck ab. Strukturell kann es in Form einer einzigen Einheit hergestellt werden, die nur über ein externes Mikrofon-Telefon-Headset verfügt. Wenn die Station jedoch beispielsweise in einem Schutzhelm eines Motorradfahrers untergebracht wird, ist es bequemer, sich mit ihren einzelnen Komponenten auseinanderzusetzen: Sender, Empfänger, Stromversorgung (Haupt- oder Backup-Stromversorgung), Lautsprecher, Mikrofon usw. und jede einzelne davon zu montieren je nach den Betriebsbedingungen angepasst und benutzerfreundlich sein. Zwei Widerstände, die normalerweise Elemente der Betriebssteuerung des Radiosenders sind, werden als Trimmer hergestellt. Dies ist der Widerstand R2 (siehe Abb. 1), der die Schwelle zum Einschalten des Senders festlegt (fremde akustische Geräusche und Rascheln sollten unter der Schwelle bleiben), und R6 (siehe Abb. 2) ist die Schwelle des Rauschunterdrückers. Dadurch wird die Ultraschallfrequenz des Senders nur dann eingeschaltet, wenn im Kanal die Trägerverbindung hoch genug ist. Die eine oder andere Position dieser Regler wird vor Arbeitsbeginn festgelegt. Autor: Yuri Vinogradov, Moskau
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In den meisten Fällen geht es bei der Gründung eines Radiosenders darum, den Aktionsradius zu vergrößern. Allerdings gibt es Anwendungen, bei denen nicht die Kommunikationsreichweite, sondern der Bedienkomfort im Vordergrund steht. Und vor allem die Möglichkeit, den Radiosender zu nutzen und dabei beide Hände frei zu haben. Für diese Anwendungen stellen das Mindestgewicht und die Mindestabmessungen des Funkgeräts kein Hindernis dar. Hier sind einige Beispiele.
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