Микрорадиостанция
12.07.2017 11:14| Уголок радиоконструктора |
Журнал "Радио", номер 8, 1999г.
Автор:Юрий Виноградов
В большинстве случаев при создании радиостанции стремятся увеличить радиус ее действия. Однако есть применения, где на первый план выходит не дальность связи, а удобство пользования ей. И в первую очередь - возможность использовать радиостанцию, оставляя свободными обе руки. Не помехой для этих применений будут минимальный вес и габариты радиостанции. Вот несколько примеров. При установке больших антенных мачт обычно задействовано несколько человек. Причем они могут находиться на таком расстоянии, на котором обеспечить надежную синхронизацию их действий просто голосом уже нельзя (особенно в условиях внешних шумов, ветра и т. д.). А без синхронных действий команды мачта при подъеме может и завалиться со всеми вытекающими из этого последствиями.
При движении мотоцикла переговоры между водителем и пассажиром практически невозможны. Иногда для обеспечения связи водитель - пассажир применяют проводные переговорные устройства. Но они опасны в пользовании, так как при падении провод может усугубить аварийную обстановку, превратившись в "удавку". Микрорадиостанция в шлеме лишена этого весьма существенного недостатка. Этот список можно продолжить: альпинисты на сложном маршруте, путешественники на байдарках по быстрым рекам и т. д. Радиостанция, описание которой приводится в публикуемой статье, предназначена для решения именно таких задач, и ее применение может в определенных ситуациях спасти человеческие жизни.
В этой радиостанции для высвобождения рук оператора использован "лобовой" прием: переход с приема на передачу обеспечивает система VOX (голосового управления). Естественно, что более подходящим для такого рода связи был бы полный дуплекс - как в обычном телефоне. И эту задачу, по-видимому, можно решить не очень сложными средствами, поскольку проблема забития приемника своим передатчиком минимизирована из-за очень малой мощности передатчика. Редакция с интересом познакомится с вашими экспериментами в этой области, а если они будут удачны, то познакомит с ними и читателей журнала.
Для решения задачи организации радиосвязи на очень небольшие расстояния оптимальными являются любительский диапазон 10 метров и соседствующий с ним Си-Би диапазон. Схемотехника на частотах, соответствующих этим диапазонам, относительно проста, а конструкции легко воспроизводятся и налаживаются даже при не очень большом опыте работы на высоких частотах. Практическая конструкция радиостанции, о которой идет речь в этой статье, была изготовлена на СиБи диапазон. При повторении ее в варианте на любительский диапазон 10 метров скорее всего потребуется заменить лишь кварцевые резонаторы в приемнике и передатчике, поскольку пределов подстройки катушек индуктивности должно хватить и для рабочей частоты в пределах и этого диапазона.
Тракты приемника и передатчика этой микрорадиостанции полностью раздельные. Связывает их лишь цепь управления, отключающая приемник при работе на передачу.
Схема передатчика приведена на рис. 1. Он состоит из задающего генератора, выходного каскада, микрофонного усилителя и узла голосового управления включением передатчика (и выключения приемника). Задающий генератор выполнен на транзисторе VT5 по схеме "емкостная трехточка". Частоту генерации определяет кварцевый резонатор ZQ1. Последовательно с ним включен варикап VD3, который используется для частотной модуляции генератора. Усилитель мощности выполнен на транзисторе VT6. Колебательный контур L2C11 в его коллекторной цепи настроен на рабочую частоту радиостанции.
На транзисторе VT1 и микросхеме DA1 выполнен микрофонный усилитель, сигнал с выхода которого поступает на варикап VD3.
Передатчик включается "голосом". Сигнал с выхода микросхемы DA1 поступает на выпрямитель VD1VD2R8C5. Постоянное напряжение с выхода этого выпрямителя открывает транзисторы VT2 и VT3. Последний подает питание на высокочастотные каскады передатчика. Задержку выключения передатчика можно рассчитать по формуле: tвыкл =С5 х R8 х R9/(R8+R9). Обычно ее выбирают в пределах 0,4...2 с. Этот выбор определяется особенностями речи оператора (ее темпом, длительностью речевых пауз). Нужную задержку устанавливают подбором конденсатора С5. Через транзистор VT4 управляющий сигнал поступает на приемник, выключая его на время работы на передачу.
Схема приемника показана на рис. 2. На транзисторе VT1 собран усилитель радиочастоты. Его входной (L1C2C3) и выходной (L3C5C6) контуры настроены на рабочую частоту радиостанции. Связь приемника с антенной - трансформаторная. Германиевые диоды VD1 и VD2 ограничивают уровень входного сигнала на уровне примерно 0,2 В, исключая тем самым выход из строя транзистора VT1 при работе радиостанции на передачу.
Основная обработка сигнала радиочастоты происходит в микросхеме DA1. Она включает в себя гетеродин (его частоту задает кварцевый резонатор ZQ1), смеситель, на нагрузке которого (фильтр ZQ2) выделяется сигнал промежуточной частоты 465 кГц, частотный детектор с фазосдвигающим контуром L5C10R3, усилитель шумоподавителя и предварительный УЗЧ.
На операционном усилителе DA2 и транзисторах VT5 и VT6 собран усилитель мощности ЗЧ. Его особенность - низкое энергопотребление во всех режимах. Усилитель постоянного тока (транзисторы VT3, VT4) работает в ключевом режиме. Он согласовывает выход шумоподавителя с управляющим входом DA2. Это позволяет исключить влияние изменений напряжения питания радиостанции (при разряде аккумуляторов) на работу шумоподавителя.
Порог срабатывания шумоподавителя регулируют резистором R6. Когда появляется полезный сигнал, на выходе детектора уменьшаются высокочастотные шумы и уровень напряжения на выводе 13 DA1 изменяется скачком с высокого на низкий. Транзисторы VT3 и VT4 открываются, разрешая работу УЗЧ.
Транзистор VT2 подает питание на радиочастотную часть приемника при выключении передатчика. Когда на выводе А высокий уровень, VT2 закрыт и тракты РЧ и ПЧ приемника обесточены. При низком уровне на выводе А транзистор VT2 открывается до насыщения и радиоприемник включается в нормальную работу. Приемник может иметь собственную антенну, а может быть подключен к антенне передатчика.