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無線電子工学および電気工学の百科事典 145 MHz の実験用 FM 送信機。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
提案された送信機は、設計がシンプルで、サイズが小さく、非常にアクセスしやすい部品に組み立てられています。 携帯ラジオ局の不可欠な部分として、またはローカル VHF ネットワークでの作業やアンテナの調整時などの実験用として推奨できます。 送信機の出力電力は 1 V の電源電圧で 9,5 W、周波数偏差は +/- 3 kHz です。 送信機のブロック図を図1に示します。 マイクロフォンからの信号はアンプ A1 に供給され、そこから水晶周波数安定化機能を備えた変調発振器 G1 に供給されます。 FM 信号の 1 番目、XNUMX 番目、または XNUMX 番目の高調波 (適用される水晶共振子の周波数に応じて) が周波数 XNUMX 倍器 UXNUMX に供給されます。 XNUMX メートルのアマチュア帯域内で変換された信号は、XNUMX 段アンプによって増幅され、アンテナに供給されます。
図 2 に送信機の概略図を示します。 BM1 マイクからの信号は、デカップリング コンデンサ C1 と抵抗 R1 を介して、AF 範囲の低い周波数をカバーし、オペアンプ (op-amp) DA1 に供給され、増幅されます。 コンデンサ C2 はアンプの入力を RF 干渉から保護します。 オペアンプの負帰還回路の抵抗 R4 がそのゲインを決定します。 抵抗 R2、R3 は、直流用オペアンプのバランスを取ると同時に、ローパス フィルター抵抗 (LPF) を介して直流用オペアンプに接続されているバリキャップ マトリックスの容量変化特性の動作点を設定します。 R5C4R6。
バリキャップの電圧はオーディオ信号の周波数に合わせて脈動します。 それらの静電容量は水晶発振器のフィードバック回路内の容量性分割器に直列に接続されているため、水晶発振器が励起されると、その周波数も音声信号に合わせて変化します。 マスターオシレータはトランジスタ VT1 で作成されます。 水晶振動子 ZQ1 はベース回路に含まれており、並列共振周波数で励振されます。 トランジスタのコレクタ回路の L1C9 回路は、72:73 MHz の範囲の周波数の電圧を放出します。 偶数高調波で動作するパラフェーズ平衡周波数逓倍器 (この場合は周波数 XNUMX 倍器) の入力は、この回路のコイルに誘導的に接続されます。 バンドパス フィルター (PF) L3C13C15L4C16 は、周波数 144:146 MHz (ZQ1 水晶共振子の周波数に応じて) の電圧を割り当てます。この電圧は、L4 コイルの巻線の一部から絶縁コンデンサーを介して入力されます。アンプの初段の入力。トランジスタ VT4 で作られます。 これは、パラメトリック電圧レギュレータ (電流の順方向に接続されたシリコン ダイオード VD3) で得られる小さな初期バイアスを使用して、クラス AB モードで動作します。 増幅およびフィルタリングされた (PF L5C20L6C21) 電圧は、VT5 トランジスタに組み込まれた最終パワーアンプに供給されます。 カスケードには何の機能もありませんが、クラス C で動作します。増幅された RF 電圧 (ここでは電流または電力について説明する方が適切です) は、高調波を抑制するローパス フィルターと負荷とのマッチング ステージを介して入力されます。 WA1アンテナ。 コンデンサC26が切り離されています。 マイクアンプと水晶発振器は、VD1 ツェナーダイオードで作られたパラメトリック電圧レギュレータによって電力を供給されます。 ツェナー ダイオードと直列に接続された LED HL1 は、送信機が含まれていることを示します。 RC フィルタ R10C10、R12C14、R16C22、R14C18 とコンデンサ C3、C5、C23 は、電力段をデカップリングすることで送信機の安定性を高めます。 送信機アンテナは、16/9 波長振動子、短縮コイルを備えたホイップ アンテナ、スパイラルなどです。 静止状態では、GP から多素子および多層に至るまで、あらゆるアンテナが許容されます。 著者は、GP および XNUMX 素子 FXNUMXFT のアンテナを使用して送信機をテストしました。 トランスミッターは、寸法 137,5 x 22 x 1,5 mm の両面フォイルグラスファイバー製の基板上に作成されています (図 3)。 基板の上側（部品が取り付けられている側）の素子のリード線が挿入される穴の周囲から、共通の配線から隔離され、箔が皿穴加工によって除去されました。 ケースへのはんだ付けはすべて基板の上面で行われますが、構造上不可能な場合（水晶振動子を垂直に取り付ける場合など）を除き、基板の上面の「接地」点はワイヤジャンパで接続されます。ボードの下側のフォイルに貼り付けます（ボードの図面上で、取り消し線の丸でマークされた場所）。
送信機は小型パーツを使用しており、取り付けもしっかりしています。 設置が難しい場合は、一部の抵抗器とコンデンサをプリント導体の側面に配置できます。 VT5パワーアンプトランジスタは基板上に上下逆に取り付けられています（ネジ止め）。 クリスタルの蓋は、ボードの直径 7 mm の穴に埋め込まれています。 平面ベースとコレクタのリード線は、基板の上面のエッチングまたはカットされた導体に重ねてはんだ付けされ、エミッタのリード線は本体の両側で「グランド」箔にはんだ付けされます。 コンデンサ C26 は基板の外部（基板とアンテナジャックの間）に取り付けられています。 マイクは送信機 (ポータブル ラジオ) の底部に配置されており、オペレーターの脳をアンテナ放射から遠ざけます。 本体に「受信 - 送信」スイッチが付いているリモート マイクを使用するとさらに良いです。後者を使用すると、腕を頭の上に伸ばしてラジオ局を持ち上げることができ、それによって「ラジオの地平線を移動」し、ラジオを提供できます。より遠く離れたコミュニケーション。 この設計では、抵抗 MLT-0,125 (MLT-0,25)、R11-SP3-38、容量 4:23、4:21 pF のトリマー コンデンサ KT5-20、KT6-25、C1、C7、C8、C17 - KM を使用します。 、C15 - KD、C5 - K53-1A、残りのコンデンサ - KM、K10-7、KD。 マイク VM1 - エレクトレット カプセル MKE-84-1、MKE-3、または極端な場合には DEMSh-1a。 ツェナー ダイオード VD1 - KS-156A、KS-162A、KS168A HL1 LED がない場合は、抵抗 R17 の抵抗値を大きくすることで表示を拒否できます。 ダイオード VD3 - 任意のシリコン低電力小型、VD2 - バリキャップ マトリックス KV111A、KV111B。 別のバリキャップ（KV109、KV110）を使用する場合、VD2.1の代わりにスイッチがオンになり、抵抗R7が削除され、スキームに従って残されたコンデンサC7の出力が要素の接続点にはんだ付けされます。 C6、R6、VD2.2。 オペアンプ DA1 - K140UD6 ～ K140UD8、K140UD12 シリーズのいずれか。 OA K140UD8 は、トランスミッタ電源電圧を高くして使用することをお勧めします (ツェナー ダイオード VD12 - KS1A を使用した場合は 168 V 以上)。 K8UD140 OU のピン 12 では、電源の正バスから 2 MΩ 抵抗を介して制御電流を適用する必要があります。 VT1 として、カットオフ周波数が少なくとも 300 MHz の低電力トランジスタ (KT315B、KT315G、KT312 および KT368 シリーズなど) を使用できます。 トランジスタ VT2: VT4 も低電力ですが、たとえば KT500、KT368、KT316、KT325、BF306、BF115、BF224、BF167 シリーズのカットオフ周波数は少なくとも 173 MHz です。 トランジスタ VT5 - KT610A、KT610B、KT913A、KT913B、2N3866、KT920A、KT925A。 使用が推奨されているトランジスタのすべてが、著者のバージョンの KT610A トランスミッタで使用されているものと同じサイズであるわけではありません。 設計を繰り返すときは、これを考慮する必要があります。 送信機設計のサイズを縮小するために、複数の高周波段で XNUMX つのトランジスタ アセンブリを使用することは望ましくありません。強い段間結合により、送信機パラメータが劣化するためです。スペクトル純度、副励起が発生し、最大出力電力を達成できないこと。 送信機は、基本周波数に水晶共振子を使用できます: 14,4:.14,6。 18,0:18,25; 24,0:24,333 MHz、または周波数 43,2:43,8 の高調波 (倍音)。 54,0:54,75; 72,0:73,0MHz。 L1 と L2 を除く送信コイルはフレームレスです。 L1 と L2 は、VHF ラジオ局 (できれば 5 HF 以下) のフェライト同調コアを備えた直径 20 mm のフレーム上に配置されています。 そうでない場合は、真鍮、アルミニウムを使用するか、コイル L1 と L2 の巻き数を比例的に数えて、基板のプリントされたトラックの側面から小さなトリマー コンデンサをはんだ付けすることにより、コアを完全に放棄することができます。 L1を巻いてフレームをオンにし、L2をL1の上に巻きます。 コイル L1 と L2 の間に、ある点 (片側) で「接地」された、箔の 3 つの開いたループの形で静電スクリーンを配置することをお勧めします。 コイル L8:L0,5 は基板から 1,0:10 mm の距離に配置されます。 コイルの巻線データを表に示します。 マイクロ波フェライト同調コアを備えたコイルが送信回路で使用され、容量が XNUMX pF 以下のコンデンサ (同調コンデンサの代わりに) が対応するコイルのスクリーンの下に隠されている場合、送信装置の出力電力は増加します。 、設置体積は減少し、回路はコイルコアによって調整されます。 送信機をセットアップする前に、プリント導体間に短絡がないか基板をチェックする必要があります。 次に、ラジオ局が動作する電圧は、新しい電池と放電した電池の電圧の算術平均として決定されます。たとえば、新しい電池の電圧は 9 V、放電した電池は 7 V、 (9 + 7) / 2 = 8V 8 V の電圧で送信機を調整する必要があります。これにより、電源電圧に対する送信機パラメータの依存性が最小限に抑えられ、経済性の面での妥協が保証されます。 実際のところ、電源電圧の増加に伴い、最終段の蓄積電力の増加だけでなく、安定化電流 VD1 の増加により、送信機の消費電流も増加します。これにより、送信機の効率が向上します。送信機では、この電流を減らすことができますが、電源電圧が低下したり、バッテリーが放電したりすると、ツェナーダイオードの安定化電流の下限値を超えてしまう危険性があります。 同等のものが送信機の出力に接続されています。0,5 オームの抵抗を持つ 100 つの MLT-1 抵抗が並列に接続されています。 共通線から（電源がオフの場合）、ツェナーダイオードVD30の出力をはんだ付けし、矢印の最大偏向電流60:17 mAでそれに直列のミリ電流計をオンにします。 次に送信機の電源を入れます。 抵抗器 R162 の抵抗値を選択して、供給電圧を最大許容値から最小許容値まで変化させることにより、供給電圧の極端な許容値でツェナー ダイオードが安定化モード (最小安定化電流) を終了しないことが保証されます。 KS3A の場合は 22 mA、最大値は XNUMX mA)。 その後、電源を切ると接続が回復します。 適切に設置され、保守可能な部品があれば、制御に共振波長計を使用して回路を調整することにより、送信機の確立が続行されます。 まず、L1 コイルの同調フェライト コアを回転させることにより、L72C73 回路では最大電圧値が 1:9 MHz (水晶共振子の周波数に応じて) の周波数で達成されます。 次に、回路 L3C13、L4C16、バンドパス フィルター、およびローパス フィルターが、144:146 MHz の周波数の最大電圧に順次同調されます。 同時に、いずれかのトリマー コンデンサが最大静電容量または最小静電容量の位置にある場合は、たとえばグラスファイバー プレート (誘電体) を使用して、対応するループ コイルの巻線をそれぞれ圧縮または拡張する必要があります。 波長計の読み取り値の急激な変化、水晶共振器が短絡し、（および）波長計の周波数が動作中の送信機から離調している場合でも、測定ヘッドの矢印のずれ、リスニング中に発生する無関係な倍音受信機上の送信機信号への影響は、送信機の寄生自己励起を示します。 この問題が発生した場合は、実装されたコンポーネントを基板の「グランド」フォイルのできるだけ低い位置に下げ、すべてのコンデンサのリード線を必要な最小値まで短くし、デカップラーをシールドとして (回路面に対して直角に) 設定する必要があります。ボードを水平に置かないでください）。 これは、送信機の安定した動作やコンデンサの品質の低下に影響を与える可能性があります。コンデンサの亀裂、誘電体漏れ、低周波タイプのコンデンサの使用、コンデンサの大きな寸法などです。 回路を調整した後、送信機の最大出力電圧にも焦点を当てて、水晶発振器の抵抗器 R9 の抵抗値を選択します。その後、周波数ダブラーは、周波数出力での最適な抑制に従って調整抵抗器 R11 でバランスが取られます。 72:73 MHz の領域 (使用する水晶振動子によって異なります)。 高調波の存在とその絶対レベルおよび相対レベルをスペクトラム アナライザの画面上で観察すると便利ですが、残念ながらまだ大量に使用されるデバイスにはなっていません。 最も「細心の注意を払った」チューナーの場合は、最大出力電力に応じて抵抗器 R8 の抵抗値とコンデンサ C7 / C8 の静電容量の比を選択することをお勧めします。 周波数の平衡乗算器（ダブラー）では、同調抵抗器 R11 を 72 つの定数に置き換えることができ、それらの値は個別に選択できます。 この場合、73:144 MHzの範囲で最大周波数を抑制するだけでなく、146:3 MHzの範囲で最大出力電圧を取得し、それを共振波長計で制御する必要があります。 L13C2 回路または送信機出力で。 乗算器に電界効果トランジスタを使用することもできますが、その場合はLXNUMX結合コイルの巻数を増やす必要があります。 必要に応じて、L1C9 回路を離調することで送信周波数を (狭い範囲内で) 調整できますが、このモードでの動作は変調中の水晶発振器での生成障害のリスクがあるため望ましくありません。 送信機では、1 倍器の代わりに周波数 9 倍器を使用できます。 この場合、L36,0C36,5 回路は 7,2:7,3 MHz に調整する必要があります。 マスターオシレーターでは、基本周波数に水晶共振子を使用できます: 9,0: 9,125。 12,0:12,166; 18,0:18,25; 21,6:21,9 MHz または倍音: 27,0:27,375; 36,0:36,5; 45,0:45,625; 60,0:60,83; XNUMX:XNUMXMHz。 ただし、周波数 XNUMX 逓倍器を使用した送信機の出力電力は XNUMX 逓倍器を使用した場合よりも小さくなり、送信機の PF および LPF に追加のリンクを含める必要がある場合があることを考慮する必要があります。 送信機が 12 V 電源から電力供給されている場合、節約するために、ツェナー ダイオード D1A、D814B、D814 を VD818 として使用できますが、前述したように、抵抗 R17 の抵抗値を選択する必要があります。 追加のパワーアンプを接続する場合、送信機はそれから完全にシールドされる必要があります。 送信機は複数のチャネルを持つことができます。そのためには、AF による並列接続で電源によって切り替えられる発生器 (チャネル) があるため、L1L2 RF トランスに同じ数の L1 コイルを配置する必要があります。 さらに、送信機の周波数を調整するには、ZQ1 水晶共振器と直列に、同調コンデンサまたは同調フェライト コアを備えたインダクタをオンにします。前者の場合は周波数が増加し、後者の場合は周波数が減少します。 。 取り付けられた送信機の基板は、ケース内で水平方向にも垂直方向にも配置できます。 コンデンサ C15 は印刷されたトラックの側面に取り付けられます。 コンデンサC17の(図によれば)上部端子はコイルL4の巻線に直接はんだ付けされています。 コイル L2 は対称性を確保するために二重ワイヤで巻かれ、一方のワイヤの始端がもう一方のワイヤの終端に接続されます。 この記事には、輸入された機器から残った、市販されている外国製トランジスタの名前が含まれていますが、これは矛盾しています。場合によっては、外国製トランジスタの方が国産のものよりも見つけやすく、前者の方が後者よりも安価であるということです。 送信機を幅広い電源電圧で動作させたい場合は、HL1 LED を放棄し、抵抗 R17 の抵抗値を再選択し、抵抗 R0,47 の接続点の間に容量 0,68:4 uF のデカップリング コンデンサを導入する必要があります。オペアンプの端子 6 と抵抗 R5 をツェナー ダイオードと並列に接続します。 VD1 は 200:220 kOhm の抵抗を持つ調整抵抗で、バリキャップの変調特性の中央を「たむろ」します。マトリックス。 追加のトリマー スライダーは接続ポイント R5C4R6 に接続する必要があります。 トランジスタ VT1 のベースのバイアスは、抵抗分圧器から印加することもできるため、より安定した動作点で、より広範囲の電源電圧で動作することができます。 FM 変調器を正確に動作させるには、たとえば [1] からわかるように、VD2 ツェナー ダイオード回路に電流安定器を含めることが役立つ場合があります。 後者は、安定化特性内で電源電圧の非常に小さな変化を得たいという要望によって説明できます。ツェナー ダイオードのパラメトリック スタビライザの場合、これは 30:40 mV、電流スタビライザの場合 - 1 ... 2 mV。 実際には、図のような図になります。 [1] の 2 は、R17、KP303E トランジスタ、抵抗値 100:150 オームの抵抗器 (ツェナー ダイオード VD1 の定格安定化電流に従って選択) の代わりにオンになります。 送信機がフルパワーを必要としない場合は、アンテナを C24L8C25 ローパス フィルターを介して VT4 トランジスタのコレクタに接続するか、アンテナを L5 コイルのタップに接続することで、最終段を省略できます (ただし、 1: 「コールド」端から 1,5 ターン)、コンデンサ C20 を保持し、その右側の (図によると) 出力が共通のワイヤに接続されています。たとえば、アンテナの調整などです。 トランスミッタが自励式のときは、すでに上で述べたように、取り付け部分をフォイルに近づけて下げ、部品のリード線を適切な最小限の長さに短くします。垂直に取り付けられた部品の場合は、基板に最も近い下部のリード線が「ホット」になる必要があります。 RF を使用する場合、デカップリング コンデンサは RF タイプであり、静電容量が 1000:68000 pF である必要があります。 回路図からわかるように、送信機は、コイル L1 と L2 に関して、いわば XNUMX つの部分で構成されています。FM 変調器を備えた水晶発振器、マイクアンプ、および XNUMX 段階の電力を備えた周波数逓倍器です。増幅器。 この構造により、設計者は送信機の部品をブロック原則に基づいて使用し、自分の裁量で同じタイプに置き換えることができます。 指定された「交差点」(L1 と L2) を基準にして、「乗算」することができます。複数の水晶発振器を共通のマイク アンプ、周波数ダブラー、パワー アンプとともに使用します。これは、送信に複数 (最大 1 つ) のチャネルが必要な場合の対策です。直流に切り替えると、使用する水晶発振器と同じ数の L1 コイルが必要になります。 また、1 つのパワー アンプをシングル チャネル トランスミッタなどに接続し、スタック内の独自のアンテナを介して各アンテナに給電するか、異なる方向に向けて、(GP の代わりに) 効率を高めることもできます。 マスターオシレーターをラジオ局の一部として使用して、リピーターを介して動作させることもできます。 局部発振器の電圧（この場合、その役割は VT600 上の送信機の水晶局部発振器によって果たされます）は、結合コイル（LXNUMX で数回巻いた）を介して受信機ミキサーに供給されます。受信機ミキサーは、スーパーヘテロダインの原理で動作します。 XNUMXkHzの低い中間周波数。 ミキサーは、局部発振器の XNUMX 次高調波での動作を提供する必要があります (直接変換技術)。 72 つのミキサーに同時に電圧を印加して SYNTEX-3 原理を使用することが可能です [72]。 ところで、SYNTEX-2 システムは、IF2 のイメージ チャンネルの抑制に周波数の点でゲインを与えません - これは私の間違いです - XCUSE! しかし、IF は基礎となる回路とバンドパス フィルターの背後にあるラジオ受信機回路のさらに奥に「隠されている」ため、通常の変換方法が使用される場合、IFXNUMX 上のイメージ チャネルは、低い IF での単一変換よりもはるかに効果的に抑制されます。 。 145 MHz での実験用 FM 送信機のコイルの巻線データ:
結論として、V.Kに感謝したいと思います。 カリニチェンコ(UA9MIM)。 文学
著者: A.ベセディン
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