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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Micro-radio. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Radiocommunications civiles
Lors de l'installation de grands mâts d'antenne, plusieurs personnes sont généralement impliquées. De plus, ils peuvent se trouver à une distance telle qu'il n'est plus possible d'assurer une synchronisation fiable de leurs actions simplement par la voix (notamment dans des conditions de bruit extérieur, de vent, etc.). Et sans actions synchrones de l'équipe, le mât peut s'effondrer lors du levage, avec toutes les conséquences qui en découlent. Lorsque la moto est en mouvement, les négociations entre le conducteur et le passager sont presque impossibles. Parfois, des interphones filaires sont utilisés pour assurer la communication entre le conducteur et le passager. Mais leur utilisation est dangereuse, car si le fil tombe, il peut aggraver la situation d'urgence en se transformant en "corde". La microstation radio du casque est dépourvue de cet inconvénient très important. Cette liste peut être poursuivie: grimpeurs sur un itinéraire difficile, voyageurs en kayak sur des rivières rapides, etc. La station de radio, décrite dans l'article publié, est conçue pour résoudre ces problèmes et son utilisation peut sauver des vies humaines dans certaines situations. . Cette radio utilise la réception « frontale » pour libérer les mains de l'opérateur : le passage de la réception à l'émission est assuré par le système VOX (commande vocale). Naturellement, le duplex intégral serait plus adapté à ce type de communication - comme dans un téléphone conventionnel. Et ce problème, apparemment, peut être résolu par des moyens peu compliqués, puisque le problème de colmatage du récepteur avec son émetteur est minimisé en raison de la très faible puissance de l'émetteur. Pour résoudre le problème d'organisation des communications radio sur de très courtes distances, la bande amateur de 10 mètres et la bande CBS adjacente sont optimales. Les circuits aux fréquences correspondant à ces gammes sont relativement simples et les conceptions sont faciles à reproduire et à régler même avec peu d'expérience dans les hautes fréquences. La conception pratique de la station de radio, qui est abordée dans cet article, a été réalisée sur la bande CB. Lors de la répétition dans la version pour la gamme amateur de 10 mètres, il sera très probablement nécessaire de remplacer uniquement les résonateurs à quartz dans le récepteur et l'émetteur, car les limites de réglage des inducteurs devraient être suffisantes pour la fréquence de fonctionnement dans cette gamme comme Bien. Les voies de réception et d'émission de cette station microradio sont complètement séparées. Ils ne sont connectés que par le circuit de commande, qui éteint le récepteur lors de la transmission. Le circuit émetteur est représenté sur la fig. 1. Il se compose d'un oscillateur maître, d'un étage de sortie, d'un amplificateur de microphone et d'une unité de commande vocale pour allumer l'émetteur (et éteindre le récepteur). L'oscillateur maître est réalisé sur un transistor VT5 selon le schéma "capacitif à trois points". La fréquence de génération est déterminée par le résonateur à quartz ZQ1. Une varicap VD3 est connectée en série avec elle, qui est utilisée pour la modulation de fréquence du générateur. L'amplificateur de puissance est réalisé sur le transistor VT6. Le circuit oscillant L2C11 dans son circuit collecteur est accordé sur la fréquence de fonctionnement de la station radio.
Un amplificateur de microphone est réalisé sur le transistor VT1 et la puce DA1, dont le signal de sortie est envoyé à la varicap VD3. L'émetteur est activé par la voix. Le signal de la sortie de la puce DA1 est envoyé au redresseur VD1VD2R8C5. Une tension constante de la sortie de ce redresseur ouvre les transistors VT2 et VT3. Ce dernier alimente les étages haute fréquence de l'émetteur. Le délai de désactivation de l'émetteur peut être calculé à l'aide de la formule : toff =C5 x R8 x R9/(R8+R9). Habituellement, il est choisi entre 0,4 ... 2 s. Ce choix est déterminé par les caractéristiques de la parole de l'opérateur (son rythme, la durée des pauses de parole). Le retard souhaité est défini en sélectionnant le condensateur C5. À travers le transistor VT4, le signal de commande est envoyé au récepteur, le désactivant pendant la durée de la transmission. Le circuit récepteur est représenté sur la fig. 2. Un amplificateur radiofréquence est monté sur le transistor VT1. Ses circuits d'entrée (L1C2C3) et de sortie (L3C5C6) sont réglés sur la fréquence de fonctionnement de la station radio. La connexion du récepteur avec l'antenne est un transformateur. Les diodes au germanium VD1 et VD2 limitent le niveau du signal d'entrée à environ 0,2 V, éliminant ainsi la défaillance du transistor VT1 lorsque la radio émet.
Le traitement principal du signal RF a lieu dans la puce DA1. Il comprend un oscillateur local (sa fréquence est fixée par un résonateur à quartz ZQ1), un mélangeur, sur la charge duquel (filtre ZQ2) un signal de fréquence intermédiaire de 465 kHz est émis, un détecteur de fréquence avec un circuit déphaseur L5C10R3, un amplificateur suppresseur de bruit et un convertisseur de fréquence ultrasonique préliminaire. Sur l'amplificateur opérationnel DA2 et les transistors VT5 et VT6, un amplificateur de puissance AF est assemblé. Sa caractéristique est une faible consommation d'énergie dans tous les modes. L'amplificateur CC (transistors VT3, VT4) fonctionne en mode clé. Il coordonne la sortie du squelch avec l'entrée de commande DA2. Cela élimine l'influence des variations de la tension d'alimentation de la station radio (lorsque les batteries sont déchargées) sur le fonctionnement du squelch. Le seuil de squelch est ajusté par la résistance R6. Lorsqu'un signal utile apparaît, le bruit haute fréquence diminue à la sortie du détecteur et le niveau de tension à la broche 13 de DA1 passe brusquement de haut à bas. Les transistors VT3 et VT4 s'ouvrent, permettant à l'UZCH de fonctionner. Le transistor VT2 alimente la partie RF du récepteur lorsque l'émetteur est éteint. Lorsque la broche A est haute, VT2 est fermé et les voies RF et IF du récepteur sont désactivées. A un niveau bas sur la broche A, le transistor VT2 s'ouvre jusqu'à saturation et la radio passe en fonctionnement normal. Le récepteur peut avoir sa propre antenne ou être connecté à l'antenne de l'émetteur. La station radio est montée sur une carte de circuit imprimé en fibre de verre double face d'une épaisseur de 1,5 mm (Fig. 3). La ligne rouge sépare conditionnellement l'émetteur et le récepteur.
La feuille sur le côté des pièces est utilisée uniquement comme fil et écran communs. Des sélections correspondantes y sont effectuées (gravées) aux endroits où les conducteurs sont ignorés (ils ne sont pas représentés sur la Fig. 3). Les connexions des feuilles aux bornes "mises à la terre" des résistances, condensateurs et autres éléments sont représentées par des carrés noirs. Les mêmes carrés, mais avec un point brillant au centre, marquent les cavaliers qui relient certains fragments de câblage imprimé à la feuille du fil commun et les broches "mises à la terre" des microcircuits. La bobine émettrice (Fig. 1) L1 a 25 tours enroulés avec du fil PEVSHO 0,12 sur un cadre de 5 mm de diamètre, qui est vissé dans la carte (Fig. 4). Le cadre a un trimmer carbonyle M3x9.
La conception de la bobine L2 et son montage sur la carte sont illustrés à la fig. 5. Ses 16 spires sont enroulées à la suite avec du fil PEV-2 0,33. La bobine L3 (quatre tours de fil PEVSHO 0,2) est enroulée sur L2 à son extrémité "froide" (HF). Le potentiomètre de bobine L2 est le même que L1. Micro BM1 - CZN-15E. Vous pouvez prendre un microphone à électret et un autre type.
Bobines réceptrices (Fig. 2) L1, L3 et L5 - blindées, fabriquées en usine, de type KVP, avec bobines de communication. Ils ont été achetés dans la boutique moscovite "Chip and Dip". Inductance L1 et L3 - 1 μH, L5 - 240 μH. Les bobines de couplage dans L3 et L5 ne sont pas utilisées (elles ne doivent pas être fermées !). Il est permis d'utiliser d'autres bobines avec l'inductance appropriée et des dimensions acceptables. Les pétales de contact des écrans sont pliés à angle droit et soudés directement sur la feuille du fil commun. Bobine L4 - 10 tours de fil PEVSHO 0,12. Il est enroulé bobine à bobine sur un cadre de 5 mm de diamètre (Fig. 4). Tête dynamique BA1 - 0,25GDSH-7 avec une résistance de 50 ohms. Les résonateurs à quartz de la station radio peuvent être soudés dans les trous qui leur sont destinés. Mais, comme le montre l'expérience, la fréquence d'un résonateur à quartz diffère parfois sensiblement de la valeur nominale apposée sur son boîtier. Pour pouvoir changer les résonateurs à quartz sans soudure, des douilles miniatures sont installées sur la carte à partir d'un connecteur conçu pour une broche d'un diamètre de 1 mm. Ils peuvent être montés sur la carte comme indiqué sur la Fig. 6.
Toutes les résistances fixes de la station de radio sont des MLT-0,125, les résistances d'accord sont des SP3-38a. Les condensateurs à oxyde C2 et C10 (voir Fig. 1) et C22 (Fig. 2) ont un diamètre de 6 mm et C21 (Fig. 2) - 5 mm. Ces condensateurs sont de fabrication étrangère (les condensateurs nationaux ont de grandes dimensions). Ils sont montés sur la carte comme indiqué sur la Fig. 7. Afin d'éviter les courts-circuits, la feuille sous le condensateur a un échantillon annulaire. Condensateurs C3, C5 (voir Fig. 1) et C11 (voir Fig. 2) - K53-30. Autres - KM-6, K10-17b, KD, etc.
Pour syntoniser la station de radio, il est souhaitable d'avoir un fréquencemètre, par exemple, Ch3-57, un oscilloscope et une station de radio CB avec le canal souhaité. Si l'oscilloscope "ne voit pas" un signal avec une fréquence d'environ 27 MHz, ou s'il ne peut pas être utilisé pour mesurer le niveau du signal, alors un voltmètre RF avec une échelle "~ U" de 0,3 V, par exemple, A4-M2 , sera également nécessaire. La configuration commence par l'émetteur. Il est transféré en mode de rayonnement continu en connectant le collecteur du transistor VT3 et la garniture gauche (selon la Fig. 1) du résonateur à quartz ZQ1 au fil commun. En connectant l'oscilloscope à l'émetteur du transistor VT5, évaluez visuellement la fréquence de l'oscillateur maître. S'il est d'environ 9 MHz (27/3), alors le résonateur installé est harmonique et la fréquence indiquée sur son corps est la troisième harmonique de la résonance fondamentale. Il vaut mieux le remplacer par un résonateur excité à la fréquence fondamentale. Si un résonateur harmonique est utilisé, l'inductance de la bobine L1 doit être augmentée d'environ neuf fois, c'est-à-dire que le nombre de spires doit être trois fois plus grand. Ensuite, un équivalent d'antenne est connecté à la bobine L3 - une charge avec une résistance de 50 ohms et un voltmètre RF. En ajustant la bobine L2, le circuit de sortie L2C11 est ajusté à la lecture maximale du voltmètre. En retirant le cavalier reliant la sortie du résonateur à quartz au fil commun (allumant ainsi le modulateur de fréquence), assurez-vous que le générateur continue de fonctionner et en ajustant la bobine L1, amenez sa fréquence exactement à celle de travail. Le fréquencemètre est connecté à la charge d'antenne de l'émetteur. Il est facile d'amener le signal du microphone au niveau désiré avec la résistance R2 ou en changeant le gain de la cascade sur l'amplificateur opérationnel DA1 (k=R5/R4). En shuntant la résistance R5, le gain du chemin est réduit, et en shuntant R4, il est augmenté. Le gain de l'amplificateur du microphone (niveau de modulation) est contrôlé par le signal basse fréquence à la sortie du récepteur de contrôle. Il doit avoir un volume suffisant, mais pas "s'envoler" du canal, ce qui s'accompagne généralement d'une forte distorsion. La tension constante à la sortie de DA1 doit être comprise entre 2,5 ... 3,5 V. Si elle est inférieure à 2 V, elle est augmentée en shuntant le condensateur C3 avec une résistance proche de R5. La tension constante à la broche 6 de DA1 doit rester pratiquement inchangée lorsque la tension d'alimentation chute à 4,5 ... 5 V. La fonction du stabilisateur, qui fixe cette tension et, par conséquent, minimise la "dérive" de la fréquence de l'émetteur lorsque le les variations de tension d'alimentation, est réalisée par le transistor VT1, fonctionnant ici en mode générateur de courant. Ensuite, ils vérifient le fonctionnement de la touche "voix": ils s'assurent que la résistance R2 peut régler l'un ou l'autre seuil acoustique pour allumer l'émetteur. En tableau. La figure 1 montre les dépendances du courant consommé par l'émetteur en mode d'émission Itrans, de la puissance de sortie Pout, de la dérive de fréquence porteuse Df et du courant de veille Idej (pas de modulation, émetteur éteint) sur la tension d'alimentation Upit.
Pour régler le récepteur (Fig. 2), vous pouvez utiliser une station de radio CB située à une distance de 1 ... 2 m, fonctionnant sur une antenne équivalente. Il agira comme un générateur RF. Un oscilloscope est connecté à la broche 5 du microcircuit DA1 (la sortie du filtre IF) (la sensibilité est de 10 mV par division) et en ajustant les circuits RF (y compris L4), le niveau maximum du signal IF est atteint. Lors du processus de réglage avec une augmentation du niveau du signal de sortie, la station rayonnante est éloignée et le réglage est terminé avec un signal d'entrée extrêmement faible. Le circuit déphaseur L5C10 du récepteur est réglé en fonction du signal du correspondant travaillant en FM : le potentiomètre de bobine L5 est laissé dans la position à laquelle correspondra le signal le plus fort de la meilleure qualité. La dépendance du courant consommé par le récepteur en mode de réception en veille Idezh (UZCH est fermé par un suppresseur de bruit) et du courant en mode de fonctionnement Iwork (UZCh est ouvert, un bruit de canal libre est entendu) sur la tension d'alimentation Upit est indiquée dans Tableau. 2. Dans un récepteur sans URF, Idezh est inférieur de 0,7 ... 1,8 mA (à Upit 5 ... 10 V).
La station radio fonctionne avec n'importe quelle antenne 50 ohms d'une longueur acceptable, par exemple de la station radio Dragon SY-101 (longueur 23 cm, connecteur type CP-50). Les antennes faites maison conviennent également (voir l'article de G. Minakov, M. Fedosov, D. Travinov Station de radio "Hummingbird" dans "Radio", 1999 Mais dans tous les cas, il est recommandé de connecter la feuille du fil commun de la carte (mieux - au point où la bobine L3 est connectée à l'émetteur) avec quelque chose qui pourrait servir de contrepoids dans le système d'antenne résultant (dans les "portables" conventionnels, l'opérateur lui-même sert de contrepoids). de la station augmentera sensiblement si un morceau de fil de montage de 1 ... 1,5 de long est utilisé comme contrepoids, XNUMX m Le récepteur radio peut avoir sa propre antenne. Comme les exigences de réglage et d'adaptation de l'antenne de réception sont moins strictes, un simple morceau de fil de montage de 20 ... 30 cm de long suffit amplement. La faible consommation d'énergie de la station radio en mode émission permet d'utiliser des sources lumineuses de petite taille et de faible capacité pour son alimentation, y compris des batteries de cellules galvaniques. Ainsi, avec un rapport entre le temps passé en mode veille et le temps de fonctionnement actif de 10/1, une station de radio avec un "Korund" de neuf volts (ses dimensions sont de 26,5x17,5x48,5 mm, poids 46 g, capacité électrique 620 mAh) pourra fonctionner 70 ... 100 h, et avec une batterie de six volts de type 476A (diamètre 13 mm, hauteur 25 mm, poids 14 g, capacité 105 mAh) - jusqu'à 15 ... 20D-7. La conception finale de la station de radio dépend de son objectif. Structurellement, il peut être réalisé sous la forme d'une seule unité, n'ayant qu'un casque micro-téléphone externe. Mais lorsque vous placez la station, par exemple, dans un casque de protection d'un motocycliste, il est plus pratique de gérer ses composants individuels: émetteur, récepteur, alimentation (principale ou de secours), haut-parleur, microphone, etc., en montant chacun d'eux que les conditions de fonctionnement l'exigent et seront faciles à utiliser. Deux résistances, qui sont généralement des éléments du contrôle opérationnel de la station radio, sont constituées de potentiomètres. Il s'agit de la résistance R2 (voir fig. 1), qui fixe le seuil d'allumage de l'émetteur (les bruits acoustiques parasites et les bruissements doivent rester sous le seuil), et R6 (voir fig. 2) est le seuil du suppresseur de bruit, qui active la fréquence ultrasonore de la station uniquement lorsqu'elle apparaît dans le canal, la connexion porteuse est suffisamment élevée. L'une ou l'autre position de ces régulateurs est fixée à l'avance, avant de commencer le travail. Auteur : Yuri Vinogradov, Moscou
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Dans la plupart des cas, lors de la création d'une radio, ils cherchent à augmenter la portée de son action. Cependant, il existe des applications où ce n'est pas la portée de communication qui prime, mais la commodité de son utilisation. Et tout d'abord - la possibilité d'utiliser la station de radio en laissant les deux mains libres. Le poids et les dimensions minimales de la radio ne seront pas un obstacle pour ces applications. Voici quelques exemples.
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