Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Radiocommunications civiles

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Il n'est pas nécessaire de dire quoi que ce soit sur la popularité des microphones radio : de plus en plus, toute représentation sur scène, lors d'un rassemblement, d'une réunion ou d'un événement public n'est pas complet sans eux. Les appareils industriels de moyenne et haute qualité étant coûteux et inaccessibles, un large champ d'activité s'ouvre ici aux radioamateurs. Nous proposons ci-dessous une description d'un microphone radio amateur bien conçu et doté de paramètres améliorés par rapport à ceux d'autres produits faits maison.

Ce microphone radio est destiné à la sonorisation d'événements, à l'écoute d'une chambre d'enfant, etc. L'appareil fonctionne dans la gamme VHF à une fréquence de 87,9 MHz, spécialement désignée pour les microphones radio, et ses signaux sont reçus par un récepteur de diffusion classique avec le VHF -2 gamme. La portée du microphone radio en visibilité directe est supérieure à 200 m

Contrairement aux conceptions similaires décrites précédemment [1], ce microphone radio est plus complexe, mais présente un certain nombre d'avantages. Il dispose d'un amplificateur de microphone AGC, qui vous permet de capter les sons faibles et d'éliminer les fortes distorsions non linéaires lorsque les sons forts sont envoyés directement dans le microphone. Le microphone radio décrit présente une stabilité de fréquence relativement élevée et une bonne utilisation de la batterie d'alimentation ; en particulier, ses performances sont maintenues lorsque la tension d'alimentation est réduite de 10 à 5 V.

Schéma et principe de fonctionnement. Le schéma du microphone radio est présenté sur la Fig. 1. L'émetteur est assemblé à l'aide d'un transistor VT4 utilisant un circuit à un étage. Une telle solution pour un appareil miniature tel qu'un microphone radio est justifiée, car l'utilisation d'un oscillateur maître et d'un étage de sortie séparés dans l'émetteur entraîne une diminution de son efficacité et une augmentation de sa taille.

(cliquez pour agrandir)

Comme on le sait, la fréquence d'un oscillateur LC fonctionnant dans la région des 100 MHz dépend de manière significative de la tension d'alimentation. Par exemple, l'auteur a examiné le "trois tonnes" capacitif très répandu avec l'inclusion d'un transistor selon un circuit à base commune. Selon ce schéma, l'émetteur du microphone radio décrit dans [1] est allumé. La dérive de fréquence du générateur était supérieure à 1 MHz lorsque la tension d'alimentation passait de 5 à 10 V. L'introduction d'un stabilisateur de tension dans le microphone radio entraînerait une augmentation des pertes. Par conséquent, dans le dispositif considéré, l'émetteur est alimenté directement par la source.

Contrairement à ceux décrits précédemment, l'émetteur contient deux circuits : le circuit L1C9C10C12C13VD2, qui règle la fréquence du générateur, et le circuit de sortie L3C15C16, connecté à l'antenne. Cela augmente la stabilité de la fréquence générée.

Le circuit maître est connecté au transistor VT4 selon le circuit Clapp, recommandé pour construire les oscillateurs maîtres des émetteurs [2]. L'influence des modifications des paramètres du transistor VT4 lorsque la tension d'alimentation change sur le circuit maître est minimisée en choisissant un petit coefficient d'inclusion du transistor dans le circuit (déterminé par la capacité des condensateurs C10, C12, C13). Pour augmenter la stabilité en température de la fréquence, des condensateurs C9, C10, C12, C13 avec un faible TKE ont été utilisés, et le coefficient d'inclusion dans le circuit maître du varicap VD2 est faible en raison de la petite capacité du condensateur C9.

Le circuit P de sortie vous permet de faire correspondre l'antenne avec la sortie du transistor VT4 et améliore le filtrage des harmoniques supérieures. Notez qu'un circuit conventionnel atténue les harmoniques proportionnellement (n2-1), et un circuit P - n(n2-1), où n est le numéro d'harmonique [3]. Le circuit de sortie est accordé sur la fréquence de la deuxième harmonique du circuit maître. Cela réduit l'influence du circuit de sortie sur le circuit maître grâce à la capacité de la jonction collecteur-base du transistor VT4, améliorant ainsi la stabilité de la fréquence de l'émetteur. Grâce à toutes ces mesures, le décalage de la fréquence de l'émetteur lorsque la tension d'alimentation passe de 5 à 10 V est faible et aucun réglage du récepteur pendant le fonctionnement n'est nécessaire.

Le signal audio du microphone à électret VM1 est envoyé à l'entrée d'un amplificateur de microphone monté sur un amplificateur opérationnel (OA) DA2. Le microphone est alimenté via la résistance R1 et le circuit de découplage R5C2. Pour réduire la consommation d'énergie, un amplificateur opérationnel micro-puissance K2UD140 a été utilisé à la place du DA12. La résistance R10 règle la consommation de courant de l'ampli-op à environ 0,2 mA. Une grande puissance n'est pas requise de la part de l'amplificateur de microphone, car il est chargé sur un varicap, et la puissance de contrôle du varicap, qui est une diode polarisée en inverse, est extrêmement faible.

La résistance R7 et la résistance de la section drain-source du transistor à effet de champ VT1 forment un circuit de rétroaction négative qui détermine le gain de l'amplificateur du microphone. Le canal du transistor à effet de champ VT1 sert de résistance réglable dans le système AGC. Lorsque la tension grille-source est proche de zéro, la résistance du canal est d'environ 1 kOhm et le gain de l'amplificateur du microphone est proche de 100. À mesure que la tension augmente jusqu'à 0,5..-1 V, la résistance du canal augmente jusqu'à 100 kOhm, et le gain de l'amplificateur du microphone diminue jusqu'à 1. Cela garantit un niveau de signal presque constant à la sortie de l'amplificateur du microphone lorsque le niveau du signal à son entrée change sur une large plage.

Le condensateur C4 crée une atténuation de la réponse en fréquence de l'amplificateur du microphone dans la région des hautes fréquences pour réduire la profondeur de modulation à ces fréquences et empêcher l'élargissement du spectre du signal de l'émetteur. Le condensateur C3 bloque le circuit de rétroaction CC de l'amplificateur DA2. Grâce à la résistance R4, l'entrée non inverseuse de l'ampli opérationnel DA2 reçoit la tension de polarisation requise pour une alimentation unipolaire.

Le transistor VT3 remplit la fonction de détecteur du système AGC et contrôle le transistor à effet de champ VT1. Le seuil de réponse du système AGC est défini en coupant la résistance R12. Lorsque le signal de la sortie de l'amplificateur du microphone et la tension de polarisation de déverrouillage d'une partie de la résistance R12 sont égaux à la tension d'ouverture de la jonction émetteur-base du transistor VT3, celui-ci s'ouvre, appliquant une tension à la grille à effet de champ. transistor VT1. La résistance du canal du transistor à effet de champ VT1 augmente et le gain de l'amplificateur du microphone diminue.

Grâce à l'AGC, l'amplitude du signal à la sortie de l'amplificateur est maintenue à un niveau presque constant. Ce niveau peut être ajusté en modifiant la tension de polarisation du transistor VT12 avec la résistance R3. Le circuit R9C5 définit la constante de temps de réponse et le circuit R8C5 définit la constante de temps de récupération du système AGC. Pour compenser les changements de température dans la tension d'ouverture de la jonction émetteur-base du transistor VT3, une tension est appliquée à la résistance R12 à partir de la diode VD1.

Le transistor VT3, le circuit pour former le seuil de réponse AGC R11R12VD1 et la résistance R4, à travers laquelle la polarisation est fournie à l'entrée non inverseuse de l'ampli opérationnel, reçoivent l'alimentation du stabilisateur de tension DA1. La même tension est fournie via la résistance R14 comme tension de polarisation au varicap VD2. Étant donné que la capacité d'un varicap dépend de manière significative de la tension de polarisation qui lui est appliquée, des exigences strictes sont imposées quant à sa stabilité. Par conséquent, le stabilisateur DA1 est le microcircuit KR142EN19, qui est un stabilisateur de tension de type parallèle [4]. En choisissant les résistances R2 et R3, la tension de stabilisation est réglée à environ 3,5 V au niveau de la broche 3 de la puce DA1. La résistance du ballast est le générateur de courant sur le transistor à effet de champ VT2, ce qui augmente l'efficacité du stabilisateur.

Détails. Dans l'appareil, il est permis d'utiliser des résistances constantes MLT, S2-23, S2-33 avec une tolérance ne dépassant pas ± 10 %, une résistance d'ajustement R12 - toute petite, des condensateurs céramiques - K10-17, K10-73, KD , CT. Les condensateurs C9, C10, C12, C13, C16 doivent être du groupe M47 selon TKE. Condensateurs C1, C4, C11 - groupes M750 ou M1500 selon TKE. Condensateurs C6, C7, C8, C14 - groupes H90 selon TKE. Condensateur ajustable C15 - KT4-23. Condensateur C2 - K50-35 ou K50-68. Il est conseillé de prendre des condensateurs C3, C5 à faible courant de fuite, par exemple K53-18 V.

Au lieu du transistor KP10ZE (VT1), il est permis d'utiliser KP10ZI ou KP10ZZH. Au lieu du transistor VT3, n'importe quel transistor en silicium de faible puissance avec un coefficient de transfert de courant d'au moins 100 fera l'affaire. Nous remplacerons le transistor KT368BM (VT4) par KT368B, KT368A (M), varicap KV121A (VD2) par KV121B. L'ampli opérationnel K140UD12 (DA2) a une bonne correction de fréquence interne, est stable lorsqu'il fonctionne avec un gain unité et son remplacement par d'autres types d'ampli opérationnel n'est pas souhaitable (en particulier, l'ampli opérationnel micropuissance KR1407UD2 était enthousiasmé). Un analogue importé de la puce DA1 est le TL431. Microphone VM1 - électret (NMC ou MKE-332 domestique).

L'inducteur L1 est enroulé sur un châssis d'un diamètre de 6 mm avec un trimmer du circuit PPF du module image du canal radio des téléviseurs USCT. Le nombre de tours est de 8. Le bobinage est fait tour à tour avec un fil avec un diamètre de 0,25 mm. La self L2 est enroulée sur une résistance 02-33-0,5 W avec une résistance d'environ 1 MOhm ou plus. Il contient 60 tours de fil d'un diamètre de 0,06 mm. Le bobinage est divisé en trois sections de 20 tours. Le bobinage est effectué en vrac et des espaces d'au moins 0,5 mm de large sont laissés entre les sections. Une self RF standard avec une inductance de 5 μH fonctionnera également. L'inducteur L3 est enroulé sur un châssis d'un diamètre de 5 et d'une longueur de 20 mm avec un trimmer en laiton ou en cuivre. L'auteur a utilisé un cadre avec un trimmer provenant de la bobine de contour d'un interrupteur à tambour PTK-11 provenant d'un téléviseur à tube. Le bobinage contient 7 tours de fil d'un diamètre de 0,8 mm, enroulés tour à tour. Les tours de toutes les bobines doivent être fixés avec de la colle ou du vernis pour éviter qu'ils ne glissent.

L'appareil peut être monté monté ou imprimé. Lors de la fabrication d'un microphone, un certain nombre d'exigences doivent être remplies. Le condensateur C6 et la résistance R10 sont connectés au plus près des bornes de DA2. Les éléments de l'émetteur doivent avoir les connexions les plus courtes entre eux ; le condensateur C11 est situé le plus près possible de l'émetteur. Les éléments inductifs L1, L2, L3 doivent avoir une orientation mutuellement perpendiculaire dans l'espace. Le rotor du condensateur 015 est connecté au fil commun de l'appareil.

La conception de l'antenne est illustrée à la Fig. 2. Pour le réaliser, vous avez besoin d'un fil de cuivre d'un diamètre de 0,8 mm, la bobine contient 17 tours, enroulés en une seule couche tour à tour. Après enroulement, les tours sont fixés avec de la colle.

Mise en place. Tout d'abord, le trimmer de la bobine L1 doit être complètement vissé à l'intérieur de la bobine, le rotor du condensateur C15 doit être réglé en position médiane et le trimmer de la bobine L3 doit être vissé vers l'intérieur jusqu'au milieu de son enroulement. Après avoir appliqué une tension d'alimentation de 7,5 V, utilisez un voltmètre avec une résistance d'au moins 10 kOhm/V pour mesurer la tension aux points indiqués sur le schéma. Les valeurs mesurées ne doivent pas différer de celles indiquées de plus de ±0,3 V.

Ensuite, à l'aide de la résistance R12, réglez la tension entre son moteur et l'émetteur du transistor VT3 entre 0,25...0,3 V. Allumez le récepteur de diffusion dans la gamme VHF-2 et réglez-le sur la fréquence de fonctionnement. Le récepteur et le microphone radio à régler sont placés l'un à côté de l'autre. Le volume du récepteur est réglé de manière appropriée pour une conversation bruyante. À l'aide d'un tournevis en matériau diélectrique, faites tourner doucement le coupe-bobine L1 jusqu'à ce qu'un son fort apparaisse dans le haut-parleur du récepteur, ce qui indiquera que l'émetteur du microphone radio est réglé sur la fréquence du récepteur. Éteignez le récepteur.

Le circuit de sortie de l'émetteur est ajusté à l'aide d'un compteur d'ondes. Étant donné que le circuit de sortie est initialement désaccordé, le signal émis par l'antenne de l'émetteur peut être trop faible pour être détecté par l'ondemètre. Par conséquent, l'auteur a connecté le circuit du compteur d'ondes via un condensateur de 1,5 pF au point de connexion entre l'inductance L3 et l'antenne du microphone radio, reliant les fils communs des deux appareils avec un conducteur court.

Le compteur d'ondes est ajusté aux lectures maximales à la fréquence de fonctionnement du microphone radio. Si le circuit de sortie est désaccordé, un signal avec la fréquence du circuit maître peut être présent à la sortie de l'antenne, l'ondemètre doit donc être réglé spécifiquement sur la fréquence de 87,9 MHz. À l'aide d'un tournevis diélectrique, faites tourner alternativement et en douceur le rotor du condensateur C15 et le trimmer de la bobine L3, pour obtenir les lectures maximales de l'ondemètre.

Lorsque, pendant le processus de configuration, l'aiguille indicatrice du compteur d'ondes commence à sortir de l'échelle, il est nécessaire de la déconnecter du microphone radio et d'effectuer un réglage supplémentaire en fonction du signal maximum émis par l'antenne, en obtenant également les lectures maximales. du compteur d'ondes.

Ensuite, une source sonore, par exemple un magnétophone, est placée à côté du microphone radio, dont le volume est réglé sur un niveau murmuré. En emportant le récepteur dans une autre pièce, allumez-le et réglez-le sur la fréquence du microphone radio. Si le signal entendu via le récepteur est faible et inintelligible, la résistance R12 réduit la tension de polarisation du transistor VT3, obtenant ainsi un son intelligible provenant du récepteur. Réglez le volume du magnétophone au niveau du cri. Si le signal entendu à travers le récepteur est fortement déformé, la résistance R12 augmente la tension de polarisation du transistor VT3, obtenant ainsi un son intelligible provenant du récepteur. Ceci termine la configuration - le microphone radio est prêt à l'emploi.

littérature

1. Les passions de Makarov D. Spy. - Radio, 1995, n° 4, p. 44-46.
2. Shumilin M. S., Kozyrev V. B., Vlasov V. A. Conception de cascades de transistors d'émetteurs. - M. : Radio et communication, 1987, p. 231.
3. Shulgin K. Analyse du contour P. - Radio, 1985, n°5, p.15, 16.
4. Yanushenko E. Puce KR142EN19. - Radio, 1994, n° 4, page 45. 46.

Auteur : A.Naumov, Saransk

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