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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Radio FM VHF. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Radiocommunications civiles Les communications amateurs sur les bandes VHF utilisant la modulation de fréquence (FM) ou de phase (PM) dans notre pays se développent encore très lentement, malgré de nombreuses publications parues dans Radio ces dernières années. L'une des raisons est l'absence d'une description d'une station de radio simple disponible pour être répétée par un large éventail de radioamateurs. Cet article tente de combler cette lacune. Tout d’abord, quelques mots sur les idées principales contenues dans ce développement. Actuellement, les exigences en matière de stabilité de fréquence des émetteurs VHF sont telles qu'il est nécessaire d'utiliser une stabilisation à quartz. C'est précisément un tel émetteur avec multiplication de la fréquence de l'oscillateur maître qui est utilisé dans la station radio. Ceci exclut cependant la possibilité de régler sa fréquence dans des limites significatives, mais cela s'avère assez simple. Les microcircuits modernes permettent d'assembler un récepteur simple à l'aide d'un circuit superhétérodyne avec une conversion de fréquence. Si un oscillateur local avec stabilisation à quartz et sa multiplication ultérieure est utilisé dans le récepteur, il devient alors nécessaire de sélectionner deux résonateurs à quartz avec une différence de fréquence précisément spécifiée. ^De plus, le récepteur sera monocanal, avec une capacité très limitée d'ajustement de sa fréquence. Par conséquent, il a été décidé d'utiliser un oscillateur local LC dont la fréquence est réglable en douceur, ce qui a permis d'écouter toute la gamme de 144...146 MHz et de travailler avec d'autres stations de radio qui diffèrent par la fréquence de l'émetteur, c'est-à-dire à fréquences séparées. Le circuit récepteur a été encore simplifié. L'émetteur et le récepteur de cette station de radio sont complètement indépendants, ce qui permet non seulement de les fabriquer et de les configurer séparément, mais aussi d'écouter votre propre signal en direct. Considérez le schéma de principe de la station de radio (Fig. 1).
L'amplificateur du microphone de l'émetteur de la station radio est réalisé sur une puce DAI chargée d'un limiteur à diode (VDI, VD2), ce qui permet d'augmenter l'indice de modulation moyen, et donc son efficacité, et en même temps d'éviter les surmodulations et les excès. expansion du spectre de rayonnement aux sommets du signal audio. Une partie importante des harmoniques du signal audio limité est atténuée par le filtre passe-bas LIC5C6 avec une fréquence de coupure de 3 kHz. Le signal audio filtré est envoyé à un varicap VD3, connecté en série avec un résonateur à quartz dans l'oscillateur maître. La tension de polarisation constante sur le varicap est régulée par la résistance variable R4, tandis que la fréquence de sortie de l'émetteur est ajustée dans de petites limites (10...20 kHz). L'indice de modulation requis (1,5...2) est réglé avec la résistance R2. Dans ce cas, l'écart de fréquence sera de 5...7 kHz. L'oscillateur maître est assemblé à l'aide d'un circuit trois points à retour capacitif (condensateurs C9, SY) sur le transistor VT1. Le résonateur à quartz est excité à la fréquence fondamentale, située dans la plage 9...9,12 MHz. Vous pouvez également utiliser des résonateurs à des fréquences de 12...12.17 MHz et 18...18,25 MHz. Les cristaux haute fréquence sont même préférables, car la multiplication de fréquence plus courte améliore la pureté spectrale du signal de sortie. Le circuit L2C14 est réglé sur 36 MHz. Pour augmenter son facteur de qualité en charge, et donc améliorer le filtrage des harmoniques voisines, une connexion autotransformateur incomplète du circuit au circuit collecteur a été utilisée. Un signal avec une fréquence de 36 MHz à travers les condensateurs de couplage C12, C13 est envoyé à un doubleur de fréquence monté sur un transistor VT2. Le condensateur ajustable C12 peut ajuster le signal transmis aux nœuds suivants. Le biais au doubleur, ainsi qu'aux étapes suivantes, n'est pas appliqué. Dans le même temps, les transistors fonctionnent en mode classe C, offrant un rendement de multiplication à haute fréquence et un rendement élevé en mode d'amplification. Le circuit L3C17C18C19 est accordé à 72 MHz. Un autre doubleur de fréquence est monté sur un transistor VT3. Son circuit collecteur émet un signal de 144 MHz. Pour une meilleure filtration, un circuit à deux circuits est utilisé ici. De la prise de la bobine du premier circuit L4C20, le signal arrive au deuxième circuit L5C22C23, qui sert également à adapter l'entrée de l'amplificateur de puissance, réalisée sur le transistor VT4. La puissance de sortie est d'environ 2,5 W avec une consommation de courant totale dans le circuit d'alimentation de 300 mA. Le circuit de sortie de l'émetteur est formé par les bobines L6, L7 et les condensateurs d'accord C26, C27, avec lesquels il est accordé en résonance et adapté à l'antenne. L'impédance de sortie de l'émetteur est comprise entre 50 et 75 0 m. Pour commuter l'alimentation de l'antenne de l'émetteur au récepteur et au circuit d'alimentation, on utilise un interrupteur à distance K 1. Pour le contrôler, une courte impulsion de courant est nécessaire, fournie à l'un ou l'autre enroulement. Il se forme lorsque le condensateur C3O se charge et se décharge. Vous pouvez également utiliser un relais connecté selon le circuit traditionnel. Il est souhaitable que ses contacts aient une faible capacité et une courte longueur de conducteurs de connexion internes. Le récepteur radio est assemblé à l'aide d'un circuit superhétérodyne conventionnel. La valeur FI de 2,3 MHz a été choisie de manière à atténuer sensiblement le canal miroir par les circuits d'entrée, tout en ne pas trop étendre la bande passante FI (comme on le sait, à mesure que la valeur FI augmente, la sélectivité de le canal miroir augmente, mais la bande passante de -en raison du facteur de qualité de conception limité des circuits). Le signal du commutateur K1 est fourni au circuit d'entrée L8C32 d'un amplificateur radiofréquence, monté sur un transistor à effet de champ à double grille VT5, qui fournit une impédance d'entrée élevée et une amplification de signal stable. Le mélangeur utilise un transistor VT6 du même type. Le signal RF amplifié du circuit L9C36 est appliqué à la première porte et la tension de l'oscillateur local est appliquée à la seconde. L'oscillateur local du récepteur est réalisé selon un circuit inductif à trois points utilisant un transistor à effet de champ VT7. Pour régler la fréquence, une diode VD10 est connectée à la prise de la bobine de l'oscillateur local L6, utilisée comme varicap. En ajustant la tension de polarisation avec une résistance variable R27, vous pouvez modifier sa capacité, et donc la fréquence de l'oscillateur local. Le filtre passe-bande à double circuit LIIC47L12C48 sélectionne un signal IF de 2,3 MHz, qui est transmis via la bobine de couplage L13 à l'entrée de la puce DA2. Il se compose d'un amplificateur FI, d'un limiteur et d'un détecteur de fréquence. Le circuit de déphasage du détecteur L14C52 est réglé sur 2,3 MHz IF. Le signal audio détecté est envoyé via la commande de volume R32 à l'amplificateur 34, réalisé sur la puce DA3, puis aux téléphones ou au haut-parleur. Les pièces radio peuvent être de nombreux types différents, mais certaines exigences doivent être respectées, communes à tous les appareils KB. Ainsi, seuls des condensateurs céramiques peuvent être utilisés dans les circuits haute fréquence. La longueur de leurs laisses doit être raccourcie au minimum possible. Les condensateurs de blocage de passage peuvent avoir n'importe quelle capacité de plusieurs milliers de picofarads ou plus. Condensateurs ajustables - K.PK ou KPKM. Des condensateurs de tout type peuvent être utilisés dans les chemins de réception IF et 34. Toutes les résistances fixes du récepteur sont MLT, les résistances variables sont de tout type. L'enroulement secondaire (élévateur) d'un transformateur de petite taille TOT1, qui a une inductance d'environ 7 H, est utilisé comme bobine de filtre passe-bas L3. Vous pouvez également utiliser l'enroulement primaire du transformateur correspondant de l'amplificateur 34 récepteurs portables. La bobine L2 est enroulée sur un châssis cylindrique d'un diamètre de 8 mm et contient 7 tours de fil PEL 0,5. L'enroulement est ordinaire. Le robinet se fait à partir du 3ème tour, à partir de la borne connectée au condensateur C15, Trim - magnétite, SCR. Les bobines émettrices restantes sont sans cadre. Ils sont réalisés sur un mandrin d'un diamètre de 10 mm à l'aide de fil de cuivre nu d'un diamètre de l..1,2 mm. C'est bien (mais pas nécessaire) d'utiliser du fil argenté. Les bobines L3 et L6 contiennent chacune 4 tours avec une longueur d'enroulement de 15 mm, L4, L5 et L7 - 3 tours chacune avec une longueur d'enroulement de 8... 10 mm. La prise de la bobine L4 se fait à partir du premier tour, à partir de la borne connectée au condensateur C21. Les bobines réceptrices L8 et L9 sont également sans cadre, mais sont enroulées sur un mandrin d'un diamètre de 4 mm avec du fil PEL 0,7...0,8. La bobine L8 contient 5 tours avec une longueur d'enroulement de 9 mm avec une prise du deuxième tour, L9 - 4 tours avec une longueur d'enroulement de 7 mm. La bobine de l'oscillateur local L10 est enroulée sur un cadre en céramique (tube) d'un diamètre de 5 mm. Il comporte 5 tours de fil PEL 0,5 avec une longueur d'enroulement de 10 mm. Le branchement se fait dès le deuxième tour. Le cadre doit avoir des trous pour fixer les fils ou une métallisation pour les souder. Le fil y est enroulé avec une grande tension, assurant ainsi la stabilité mécanique de la bobine. En dernier recours, vous pouvez fixer le fil au cadre avec une sorte de colle qui sèche à l'état solide. Les bobines des circuits IF sont faites pour augmenter leur facteur de qualité dans les circuits magnétiques blindés SB12a avec un fil de litz LESHO 21x0,07. La méthode d'enroulement n'a pas d'importance, tant que tous les tours s'adaptent. Les bobines LII et L12 ont chacune 44 spires, L14-26. La bobine de communication IZ est enroulée sur la bobine de boucle L12 (dans le même circuit magnétique) et contient 5 tours de fil PELSHO 0,15 ... 0,25. Les bobines L11 et L12, L13 sont situées l'une au-dessus de l'autre dans un écran commun et sont séparées par un joint isolant de 4 mm d'épaisseur. La bobine L14 du détecteur de fréquence est placée dans un écran séparé. Il est pratique d'utiliser des écrans rectangulaires à partir des contours du téléviseur IF (raccourcis en hauteur). Les écrans ronds des panneaux de lampes PLC9 conviennent également. Un schéma des circuits IF est illustré à la fig. 2.
La conception de la station radio est représentée schématiquement sur la Fig. 3. Sur le panneau avant mesurant 190x90 mm se trouvent une résistance variable pour le réglage, un contrôle du volume, un interrupteur « Réception » - « Transmission », des connecteurs pour téléphones et un microphone. Un châssis d'émetteur en forme de boîte en feuille de duralumin souple est fixé au panneau avant avec des morceaux de duralumin roulé (poutre) de 85 mm de long et 30 mm de haut. Entre celui-ci et le panneau avant se trouve une carte réceptrice - une plaque de fibre de verre de dimensions 190x40 mm. Le châssis de l'émetteur, d'une profondeur de 40 mm, est divisé par trois cloisons de blindage en quatre compartiments dans lesquels des parties de l'oscillateur maître et du circuit L2C14, du transistor VT2 et de la bobine L3, du transistor VT3 et des bobines L4, L5, du transistor VT4 et des parties de la sortie Les transistors et les condensateurs de passage sont situés sur le panneau supérieur du châssis. Au-dessus du châssis se trouve également une carte avec un amplificateur de microphone, un résonateur à quartz, des résistances de découplage du circuit de puissance R11, R12 et R14 et un interrupteur à distance K 1. Il y a également des connecteurs pour connecter une antenne et une source d'alimentation. sur le support. Le schéma du circuit imprimé du récepteur n'est pas représenté car la configuration des conducteurs dépend du type et de la taille des pièces utilisées. Dans tous les cas, il est recommandé de laisser la zone de feuille maximale sur la carte pour le fil commun, ce qui réduira le risque de connexions parasites et d'interférences. La conception décrite s'est formée presque spontanément lors du développement de la station et l'auteur ne la considère pas comme optimale. D'autres options de conception sont possibles, en fonction des goûts, des capacités et des désirs des radioamateurs. L'établissement d'une station de radio commence par le récepteur. Après avoir appliqué la tension d'alimentation (cela est possible à partir d'une source séparée), le fonctionnement de l'amplificateur 34 est vérifié.À la position de volume maximale du régulateur R32, un léger bruit de la puce DA2 doit être entendu. En appliquant un signal avec une fréquence GSS de 2,3 MHz à la première grille du transistor VT6 via un condensateur de découplage avec une capacité de 50 ... 300 pF, les circuits du chemin IF sont accordés. Si le générateur a un mode FM, le réglage est particulièrement simple - les trois circuits IF sont ajustés en fonction du volume maximal du signal audio à la sortie du récepteur. S'il n'y a pas de mode FM, vous devez appliquer un signal non modulé et maintenir son niveau afin qu'il y ait une certaine réduction du bruit à la sortie du récepteur. Les circuits sont réglés pour une suppression maximale du bruit, réduisant le niveau du signal du GSS lorsqu'il est réglé. Après réglage, en connectant un voltmètre à la broche 8 de la puce DA2 et en réglant la fréquence GSS à ± (50 ... 60) kHz, il est conseillé de vérifier la courbe de discrimination. Un exemple de cette dépendance est montré dans la Fig. 4. Le réglage optimal correspond au maximum et à la même hauteur des "bosses" au niveau de signal minimum.
En l'absence de GSS, le filtre passe-bande IF peut être ajusté en connectant également une petite antenne de substitution à la première grille du transistor VT6 via un condensateur d'isolement. Près de la fréquence de 2,3 MHz, je travaille avec des stations télégraphiques à ondes courtes et les circuits L11C47 et L12C48 sont réglés sur l'audibilité maximale. Le réglage du circuit L14C52 est précisé après, lors de la réception des stations VHF avec FM, en fonction du volume maximum à la qualité de leur réception. Le fonctionnement de l'oscillateur local est vérifié en connectant un milliampèremètre au fil d'alimentation entre le condensateur C45 et la diode Zener VD7. Toucher le circuit LIOC40 provoque la rupture des oscillations et une légère augmentation du courant. La fréquence de l'oscillateur local est réglée avec le condensateur C40 ou en appliquant un signal d'une fréquence de 144...146 MHz du GSS à l'entrée du récepteur, ou en écoutant le signal de votre propre émetteur (ou d'autres stations de radio amateur). En fréquence légèrement plus élevée, dans la gamme 146... 148 MHz, il est parfois possible d'écouter le fonctionnement des stations de radio FM de service. Les circuits L8C32 et L9C36 sont configurés pour un volume de réception maximum. Le réglage du circuit L9C36 affecte quelque peu la fréquence de l'oscillateur local et doit être ajusté avec la résistance R27. La connexion d'une antenne fouet externe de deux mètres à l'entrée d'un récepteur correctement réglé provoque une augmentation et un changement notables de la nature du bruit dans les téléphones. Le transmetteur est configuré étape par étape, fournissant la tension d'alimentation uniquement à celui en cours de configuration et aux étapes précédentes. Un milliampèremètre doit être inclus dans le circuit d'alimentation. Une aide précieuse dans la mise en place de l'émetteur sera fournie par un simple ondemètre résonnant, réalisé sur la base d'un KPI avec un diélectrique à air d'une capacité maximale de 75...150 pF. La bobine de l'ondemètre est un cadre rectangulaire mesurant 50 x 15 mm, plié à partir d'un fil de cuivre épais. Un schéma du compteur d'ondes et un croquis de sa conception sont présentés respectivement sur la figure 5. 40, a et b. L'ondemètre couvre une plage d'environ 160 à XNUMX MHz, ce qui est largement suffisant pour le réglage. L'échelle du compteur d'ondes est calibrée en fonction des signaux GSS. L'indicateur peut être un avomètre ordinaire allumé à la limite minimale de mesure de tension.
Après avoir allumé l'oscillateur principal, assurez-vous qu'il y a une génération en modifiant le courant dans le circuit de puissance lorsque le résonateur à quartz est éteint ou lorsque la base du transistor est court-circuitée avec le fil commun avec un condensateur de capacité importante. Le circuit L2C14 est ajusté au courant maximum du transistor VT2. De même, en connectant l'alimentation au transistor VT3, configurez le circuit L3C17C18C19. La fréquence (72 MHz) est contrôlée par un ondemètre. Avant d'installer l'étage de sortie, il doit être chargé de l'équivalent d'une antenne - une lampe à incandescence d'une tension de 13,5 V et d'un courant de 0,18 A, dont la résistance à l'état chauffé est proche de 75 0 m. Les circuits L4C20 et L5C22C23 sont réglés à une fréquence de 144 MHz (contrôlée par un ondemètre) en fonction du courant maximum du transistor VT4 (jusqu'à 300 mA). Un courant trop élevé indique la nécessité de réduire l'excitation avec le condensateur C 12, puis d'ajuster le circuit à l'aide du trimmer de la bobine L2 au courant maximum de l'étage de sortie. Le circuit de sortie est ajusté avec les condensateurs C26 et C27, faisant varier le rapport de leurs capacités de manière à atteindre la luminosité maximale de la lampe à incandescence - l'équivalent de la charge. L'amplificateur de microphone ne nécessite aucun réglage. Il est seulement utile de vérifier, en supprimant la réponse en fréquence de l'amplificateur, la fréquence de coupure du filtre passe-bas. L'indice de modulation requis est défini par la résistance R2 lors de l'écoute du signal de l'émetteur par d'autres stations de radio, par votre propre récepteur, auquel il suffit d'alimenter en contournant le commutateur "Receive" - "Transmit", ou en utilisant un spectre analyseur. La modulation doit être propre et profonde, et la bande passante des fréquences émises ne doit pas dépasser 25..30 kHz à un niveau de -30 dB. L'antenne la plus simple pour une station de radio peut être une broche de 0,25 m de long, une « coupelle » quart d'onde qui empêche le courant de circuler dans la tresse du câble et ajoute jusqu'à 0,5 m à la longueur de l'antenne. Figue. 6.
Le diamètre de la goupille et du "verre" ne sont pas critiques, l'auteur a utilisé un morceau de tige de duralumin d'un diamètre de 6 mm et un morceau de tube provenant d'un aspirateur. La fixation au mât isolant peut être quelconque ; le mât métallique doit s'insérer à l'intérieur du « verre » et être en contact avec lui uniquement à proximité du point de connexion de la tresse du câble. Ce dernier peut passer à l'intérieur du tube de mât. La station de radio peut fonctionner avec d'autres antennes, y compris directionnelles. Auteur : V. Polyakov (RA3AAE) Moscou ; Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru
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