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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Émetteur-récepteur avec filtre à quartz. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Radiocommunications civiles L'article décrit un simple émetteur-récepteur avec un filtre à quartz fait maison composé de résonateurs identiques à une fréquence de 8,867238 MHz. De tels résonateurs ne sont pas rares - ils sont utilisés dans les décodeurs de télévision PAL-SECAM. La carte émetteur-récepteur principale, avec des modifications minimes, peut être utilisée dans un appareil multibande. Paramètres de base de l'émetteur-récepteur : sensibilité à un rapport signal/bruit de 12 dB - pas pire que 1 µV ; sélectivité sur les canaux de réception adjacents et autres - pas pire que 60 dB ; profondeur de réglage du système AGC - au moins 60 dB ; puissance de sortie maximale de l'émetteur à une charge de 50 Ohms - pas moins de 5 W ; suppression des émissions parasites en mode transmission - pas pire que 40 dB ; la consommation de courant en mode transmission ne dépasse pas 0,6 A à une tension d'alimentation de 12 V. Grâce à l'utilisation de circuits intégrés, il est devenu possible de créer un émetteur-récepteur compact ne comportant pas de composants rares et facile à configurer. Bien entendu, un tel appareil n'a pas de paramètres très élevés, mais il peut être recommandé soit comme émetteur-récepteur pour un radioamateur à ondes courtes débutant, soit comme émetteur-récepteur auxiliaire mobile. Le chemin réversible de l'émetteur-récepteur est implémenté sur deux microcircuits K174XA2 [1]. Parmi les microcircuits, seuls les amplificateurs réglables, les mélangeurs et les systèmes UPT de l'AGC UFC ont été utilisés. Les amplificateurs réglables des microcircuits eux-mêmes ne sont pas utilisés car ils ont un facteur de bruit élevé et ne sont pas conçus pour fonctionner à des fréquences supérieures à 1 MHz. Structurellement, l'émetteur-récepteur est divisé en trois nœuds : la carte principale (Fig. 1),
générateur de plage lisse (Fig. 2)
et amplificateur de puissance (Fig. 3).
Le schéma d'interconnexion de l'émetteur-récepteur est présenté sur la Fig. 4.
En mode réception, le signal de l'entrée de l'antenne via les contacts KZ.2 du relais K3, situé dans l'unité PA, est fourni à la broche 3 de la carte principale. Un filtre passe-bande à double circuit (DFT) est assemblé à l'aide des éléments L1C4C6C8L4. Le signal radiofréquence, ayant traversé le DFT, arrive à l'entrée du microcircuit DA1. Dans ce microcircuit, le signal est amplifié et converti en une fréquence IF. Le signal GPA est fourni à la broche 6 de la carte principale et via les contacts K 1.1 du relais K1, le transformateur T1 est fourni à la puce DA1. Le circuit L5C19 connecté à la sortie du convertisseur du microcircuit est configuré sur la fréquence IF. Un filtre à cristal à six résonateurs Z1 est connecté à la prise de l'inducteur L5, ce qui permet une adaptation optimale. Le circuit de filtrage est illustré à la fig. 5.
Depuis la sortie du filtre à quartz, le signal IF va à la puce DA2. Le signal de l'oscillateur de référence arrive à ce microcircuit via les contacts K2.1 du relais K2 et du transformateur T2. Le signal audiofréquence est isolé au niveau de la résistance R15. Le filtre passe-bas C27R19C28 atténue les composantes haute fréquence du signal détecté. L'amplificateur audio est monté sur le circuit intégré K174UN14 dans une connexion standard. Son gain est de 40 dB. Depuis la broche 11 de la carte principale, le signal 3H passe par le contrôle de volume R1 (voir Fig. 4) jusqu'au casque. Le chemin de réception est couvert par un système AGC. Le signal pour le fonctionnement du système AGC est retiré de la sortie du sondeur à ultrasons et via la résistance R23 est fourni au détecteur VD7VD8. La vitesse du système est déterminée par la capacité du condensateur C29. À partir de la sortie de l'émetteur suiveur VT3, la tension AGC est fournie à l'amplificateur de courant continu (DCA) du S-mètre (broche 9 de la puce DA2) et via la diode VD4 aux entrées de commande des puces DA1 et DA2 . La diode est installée de manière à ce qu'en mode transmission, la tension de commande n'affecte pas le S-mètre. La tension du S-mètre est fournie par la broche 13 de la carte principale via la résistance d'ajustement R22 et la diode VD9, connectées à la broche 10 de la puce DA2. Le générateur de fréquence de référence est monté sur un transistor à effet de champ KP303G (VT1). La fréquence du résonateur ZQ1 est de 8,867238 MHz. En ajustant l'inducteur 12, il est possible de décaler la fréquence d'oscillation du générateur par rapport à la bande passante du filtre à quartz dans de petites limites. La source suiveuse sur le transistor VT2 élimine l'influence de la charge sur la fréquence d'oscillation du générateur. L'émetteur-récepteur passe en mode émission en appuyant sur le SB1 (bouton "Control") connecté au connecteur XS3. Dans ce cas, le relais de court-circuit du bloc UM est activé. Ce relais, selon le mode de fonctionnement, avec ses contacts KZ.2 relie l'antenne soit à l'entrée de la voie de réception, soit à la sortie de l'émetteur et en même temps, avec les contacts K3.1, commute les tensions d'alimentation nécessaires aux unités émetteurs-récepteurs. La tension +12 V (TX) est fournie aux broches 4 et 12 de la carte principale, les relais K1, K2 sont activés et les signaux GPA et oscillateur de référence sont commutés. À partir de la broche 12, une tension est fournie à l'entrée inverse du microcircuit ultrasonique DA3 et la bloque. La tension d'alimentation est également fournie au microphone à électret VM1 (voir Fig. 4). Le signal du microphone est fourni à la puce DA1 via le filtre passe-bas C5L3C10, qui empêche les interférences haute fréquence de pénétrer dans l'entrée de l'amplificateur du microphone. En mode transmission, la puce DA1 fonctionne comme un modulateur équilibré. Le signal de l'oscillateur de référence est fourni via le transformateur T1. La sortie du modulateur génère un signal à deux bandes latérales avec porteuse supprimée (DSB). La suppression maximale des porteuses se produit lorsque le modulateur est précisément équilibré avec la résistance d'ajustement R10. À partir de la sortie du modulateur DSB, le signal est envoyé à un filtre à quartz, qui sélectionne la bande latérale inférieure. La puce DA2 convertit le signal IF en un signal de bande amateur de 160 mètres. La charge haute fréquence DA2 est le transformateur large bande TZ, qui fait correspondre l'impédance de sortie élevée du mélangeur avec la faible impédance de charge. Le signal RF de la broche 9 de la carte principale entre dans l'amplificateur de puissance. Le coefficient de transmission du chemin est ajusté par la résistance R3 « TX Level ». Le coefficient de transmission maximum correspond à la tension minimale sur la broche 8 de la carte principale. Dans le bloc PA, le signal traverse un filtre passe-bande double circuit L7C53C54C55L8, amplifié par un amplificateur pré-final sur les transistors VT6, VT7 et un étage final sur VT8. Un 2SC2078 importé a été sélectionné comme transistor de sortie. Ce transistor est généralement utilisé dans les étapes finales des stations de radio CB dans la gamme 27 MHz et développe une puissance d'au moins 4 W à une tension d'alimentation de 12 V. Il s'avère qu'il est facile de l'acheter sur les marchés radio dans les grands villes. Dans une portée de 160 mètres, vous pouvez facilement obtenir 5 W de puissance crête de ce transistor. La chaîne R37VD11R38 règle le courant de polarisation initial du transistor en mode émission pour qu'il fonctionne en mode linéaire. Le signal amplifié pénètre dans l'antenne par les contacts KZ.2. À partir du diviseur R39R40, une partie de la tension du signal de sortie est fournie au détecteur de niveau. La tension redressée par le détecteur est fournie à l'indicateur PA1. L'émetteur-récepteur GPA (voir Fig. 2) est à deux étages. Sur le transistor VT4, un oscillateur maître est assemblé selon un circuit capacitif à trois points, et sur VT5 il y a un étage tampon. Le réglage de la fréquence est effectué par KPE C1 avec un diélectrique à air. Lors de l'utilisation de résonateurs d'une fréquence de 8,867238 MHz dans un filtre à quartz, la plage d'accord du GPA sera de 10698... 10867 kHz (plus la marge nécessaire de plusieurs kilohertz aux bords de la plage). Pour alimenter l'émetteur-récepteur, une source de tension stabilisée de +12 V est nécessaire. La diode Zener VD1 (Fig. 4) est utilisée à des fins de protection. Lorsque la polarité est inversée ou que la tension d'alimentation est dépassée, le courant traversant la diode Zener augmente considérablement et le fusible FU1 saute. L'émetteur-récepteur utilise des résistances fixes telles que S1-4, S2-23, MLT ; gréé - SPZ-38b; résistances variables - SP4-1a. Tous les condensateurs permanents - K10-17, KM ; les condensateurs accordés sont KT4-23 et les condensateurs à oxyde sont K50-35. Condensateur de réglage C1 - KPI d'une radio à tube. Les inducteurs L1, L2, L4, L5, L7, L8 sont enroulés sur des châssis en polystyrène d'un diamètre de 5 mm avec des noyaux ajustés PR n°2 (carbonyle en matériau P-20, filetage M4). L'auteur a utilisé des images de la station de radio Len VHF. Les bobines L1 et L7 contiennent 10+40 tours (à partir de la borne de terre), L2 et L8 - 50 tours, L4 - 25+25 tours de fil PEV-2 0,15 et la bobine L5 - 8+8 tours de PEV-2 0,25 fil, 6. La bobine L12 GPA est enroulée sur un châssis d'un diamètre de 12 mm et contient 2 tours de fil PEV-0,45 4 (noyau de réglage - PR n°20, carbonyle - R-7, filetage - M0,75x1). Les transformateurs à large bande T7-TZ sont enroulés sur des noyaux magnétiques en ferrite annulaire de taille standard K4x2x600 mm, grade 1000-1NN. T2 et T2 contiennent 20x2 tours de fil PEV-0,25 3, TZ contient 20x4 tours du même fil. Le transformateur T600 est enroulé sur un noyau magnétique annulaire en ferrite de grade 10NN, taille standard K6x3x20 mm. L'enroulement primaire contient 2 tours de fil PEV-0,25 5, l'enroulement secondaire contient 9 tours du même fil. Les bobines L11-L50 sont enroulées sur un noyau magnétique annulaire en ferrite de grade 2VCh-25 de taille standard K12x7x9 mm. L3 contient 10 tours, L25 - 11 tours, L5 - 2 tours de fil PEV-0,6 3. Tous les anneaux de ferrite doivent être enveloppés dans une couche de tissu verni avant d'être enroulés. L0,1 - self standard DM-100-12 µH, L0,6 - D-20-1 µH. Relais K2 et K49 - RES270 avec une résistance d'enroulement de 9 Ohms. Relais de court-circuit - type RES500 avec une résistance d'enroulement de 1 Ohms. VM1 est un microphone électret à deux bornes importé. PA50 est un microampèremètre avec un courant de déviation total de 100 à 1 μA. Résonateurs à quartz ZQ7-ZQ174 - dans des boîtiers de petite taille. Si possible, il est conseillé d'utiliser des microcircuits TCA2 importés au lieu des microcircuits K440ХА174 ; le microcircuit K14UN2003 peut être remplacé par TDAXNUMX. Les condensateurs de boucle C4, C8, C19, C53, C55 sont soudés directement aux bornes des bobines correspondantes. Les boîtiers des résonateurs à quartz ZQ1-ZQ7 le long d'une des extrémités sont soudés à la couche supérieure de métallisation. La carte principale et la carte émetteur-récepteur PA sont constituées d'une feuille de fibre de verre double face. La feuille située du côté de l'installation des pièces sert de fil commun et en même temps d'écran. Autour des fils des pièces qui ne doivent pas entrer en contact avec le fil commun, les trous sont fraisés. Le panneau GPA est constitué d'une feuille de fibre de verre sur une face. Des dessins de cartes de circuits imprimés et la disposition des éléments sur celles-ci sont présentés sur la Fig. 6 - 8.
L'émetteur-récepteur est assemblé dans un boîtier mesurant 210x210x110 mm, constitué de deux plaques de duralumin en forme de U. Une disposition approximative de l'émetteur-récepteur est présentée sur la Fig. 9. Le compartiment dans lequel se trouve le PA est séparé du reste des composants de l'émetteur-récepteur par une cloison de blindage. L'unité de sonorisation est fixée à la paroi arrière du boîtier. Le transistor VT8 est isolé du corps à l'aide d'un joint en mica.
La configuration de l'émetteur-récepteur commence par le réglage des fréquences VFO. La tension d'alimentation nominale est fournie à la carte GPA et un fréquencemètre est connecté à la sortie (broches 4, 5). Lorsque le rotor KPI C1 est complètement inséré, en tournant le trimmer de la bobine L6, la limite inférieure du réglage de l'oscillateur local est réglée (10690 kHz), après quoi le rotor KPI est réglé sur la position de capacité minimale et la limite supérieure est vérifiée. (10870 kHz). Si la plage de réglage est insuffisante, installez le condensateur C2 avec une capacité plus grande ; si la plage de réglage est grande, la valeur de C2 est réduite. Lors de la configuration de la carte principale, vérifiez tout d’abord le fonctionnement du sondeur à ultrasons. Après cela, le fonctionnement du générateur de référence est vérifié. En connectant le fréquencemètre à la borne droite (selon le schéma) du condensateur C18, assurez-vous que le générateur fonctionne et en ajustant la bobine L2, réglez la fréquence du générateur de 200...300 Hz en dessous de la valeur de fréquence à la point avec un niveau de -6 dB sur la réponse en fréquence du filtre à quartz Z1. Ensuite, le système AGC est désactivé en dessoudant l'une des bornes de la résistance R23. En mode réception, un signal non modulé du GSS avec un niveau d'environ 100 μV dans la plage de fonctionnement est fourni à l'entrée de l'émetteur-récepteur, obtenant l'apparition d'un signal audio dans les téléphones. En tournant le trimmer de la bobine L5, le circuit IF est ajusté au volume de réception maximum. Pour régler la DFT d'entrée, il est pratique d'utiliser un compteur de réponse en fréquence (si disponible). Vous pouvez également configurer le DFT à l'aide de GSS. Un signal d'un niveau d'environ 10 μV est fourni à l'entrée de l'émetteur-récepteur. En ajustant le GSS dans la plage de fréquences de fonctionnement, le niveau du signal de sortie 3H est contrôlé. En faisant tourner les trimmers des bobines L1 et L4, le volume maximum du signal reçu est atteint. Le système AGC doit être désactivé. En dernier recours, le DFT peut être ajusté en fonction du volume des signaux reçus des stations amateurs. D'autres réglages sont effectués en commutant l'émetteur-récepteur en mode de transmission. Un millivoltmètre RF est connecté à la sortie 9 de la carte principale et, sans envoyer de signal audio à l'entrée de l'émetteur-récepteur, une lecture minimale est obtenue en ajustant la résistance R10. Après cela, l'une des bornes de la résistance R6 est dessoudée pour couper la tension d'alimentation du microphone. Un signal générateur 3H d'une amplitude de 5...10 mV est fourni à l'entrée microphone de l'émetteur-récepteur. Le générateur est réglé en fréquence par pas de 100...200 Hz. Dans ce mode, il est pratique de mesurer la réponse en fréquence d'un filtre à quartz et d'ajuster ses paramètres. En sélectionnant des condensateurs de filtrage et, éventuellement, des résonateurs, on obtient une inégalité minimale dans la bande passante. Le niveau du signal de sortie est surveillé avec un millivoltmètre sur la broche 9 de la carte principale. Le régulateur « TX Level » est réglé en position médiane pour éviter de surcharger le chemin de transmission. La limite inférieure des fréquences transmises doit être comprise entre 300 et 500 Hz, la limite supérieure entre 2900 3100 et XNUMX XNUMX Hz. La bande de fréquences transmises est décalée vers le haut ou vers le bas en ajustant la fréquence de l'oscillateur de référence. L'unité PA est configurée séparément de la carte principale. Sans appliquer de tension d'alimentation au transistor final VT8, la DFT de l'émetteur est ajustée. La technique de réglage est similaire à la technique de réglage de la DFT de réception décrite ci-dessus. Le signal permettant de contrôler le niveau de sortie peut être retiré de la base du transistor terminal. Après cela, une charge adaptée (50 Ohms) est connectée à la sortie du bloc et la tension d'alimentation est fournie au transistor VT8. En l'absence de signal, le courant de repos de l'étage final est réglé. Un milliampèremètre peut être connecté au circuit d'alimentation du transistor terminal, par exemple en dessoudant l'une des bornes de l'inductance L12. Le courant de repos doit être compris entre 200 et 220 mA. Sa valeur peut être ajustée en sélectionnant la résistance R37. Lorsqu'un signal GSS est appliqué à l'entrée du bloc PA, le circuit de l'étage de sortie est ajusté de manière à ce que le maximum de transmission soit au centre de la plage de fonctionnement - environ à une fréquence de 1915 kHz. Le réglage s'effectue en sélectionnant le condensateur C62. La dernière étape de la configuration consiste à connecter tous les nœuds émetteur-récepteur et à vérifier la puissance de sortie. Lorsqu'un signal avec une fréquence de 400...1000 10 Hz et un niveau de 50 mV est fourni à l'entrée microphone de l'émetteur-récepteur, la puissance de sortie de l'émetteur-récepteur à une charge de 2 Ohms doit être d'au moins 4 W. La résistance R41 est sélectionnée de manière à ce qu'au gain maximum, le chemin de transmission ne soit pas surchargé. En sélectionnant la résistance RXNUMX, nous nous assurons qu'aux pics de transmission, la flèche de l'indicateur de niveau de sortie ne dépasse pas l'échelle. La configuration du S-mètre de l'émetteur-récepteur en mode réception est décrite en détail dans [2]. L'étage de sortie de l'émetteur-récepteur est conçu pour fonctionner sous une charge de 50 Ohms. Lorsqu'on travaille avec une antenne avec une impédance d'entrée inconnue (une poutre inclinée de longueur inconnue, une antenne en L, etc.), il faut sélectionner le nombre de tours de la bobine L11 en fonction du maximum du signal émis, le surveiller à l’aide de l’indicateur. Pour que la carte principale de l'émetteur-récepteur Amator-KF-160 puisse être utilisée dans un émetteur-récepteur multibande, elle doit être modifiée. Les éléments DFT d'entrée sont retirés et à leur place un filtre bouchon réglé sur la fréquence IF est installé (Fig. 10).
Ce filtre est conçu pour atténuer les interférences à la fréquence FI qui pénètrent à l'entrée du chemin. L'influence de ces interférences est plus sensible dans les gammes dont la fréquence est proche de Ff (7, 10, 14 MHz). L' contient 16 tours de fil PEV-2 0,25 sur un châssis de diamètre 5 mm (coupe-bordure, comme dans les versions précédentes). littérature
Auteur : A. Temerev (UR5VUL)
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Commentaires sur l'article : Anatoly Je lis, lis, beaucoup de mots, mais quelle est la portée de cet émetteur-récepteur ? On ne peut deviner que par des preuves circonstancielles. Vasily Au départ, à 160 mètres, on peut le voir depuis le GPA, puis on peut l'agrandir, à la fin on lui donne comment.
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