2メートルの範囲のミニチュアFMラジオ局。スキーム、説明

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2メートルの範囲にある小型FMラジオ局。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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この記事で提案するラジオ局は、重量と寸法が小さいです。最小限のコントロールしかないので使いやすいです。無線局は SMD コンポーネントで作られており、再現性が高く、安価に製造でき、組み立ても簡単で、受信および送信に優れたパラメータを備えています。

周波数インジケーターの設計を簡素化するために、局には周波数インジケーターはありませんが、サーチレス動作モードが使用されます（XNUMX つの動作周波数がラジオ局のメモリに事前に記録されています）。同時に、認定された FM セクション全体にわたるスキャンモードがあり、特派員を見つけ、その周波数を確認し、連絡を取ることができます。

2メートルの範囲のミニチュアFMラジオ局

一般に、このデバイスは本格的なラジオ局であり、多くの点で産業用デバイスに劣りません。次の仕様があります。

受信経路の感度、μV ...... 0,1 以下
出力電力、W: バッテリー満充電時......2,5
低い供給電圧で ...... 1,8
「目詰まり」のダイナミックレンジ、dB ...... 80以下
プログラムされた周波数......3
供給電圧、V ...... 4,8
消費電流、mA：送信時……750
受信モードで......26
エコノミーレセプションモードで....3,6
スキャンモードは、周波数帯域 144,5 ～ 145,8 MHz で 25 kHz ステップで提供されます。

無線局の仕組みを図に示します。 2. 受信パスは二重周波数変換方式に従って作成され、ULF VT1、VT2 トランジスタの最初のミキサー、中間増幅段 VT3、DA1 機能マイクロ回路 (Motorola の MC3361)、および DA2 の ULF で構成されます。マイクロ回路。

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受信モードでは、アンテナからの信号は、XW1 コネクタ、L7 コイル、コンデンサ C1 を介して入力回路 L1C2 に供給され、その後、第 1 ゲート VT2 に供給されます。さらに、増幅された信号は、発振回路Ｌ２Ｃ６によって選択され、第１のミキサＶＴ２のトランジスタの第１のゲートに供給される。第 6 局部発振器の信号は、受信機と送信機に共通の T2 上の電圧制御発電機 (VCO) から得られたコンデンサ C8 を介して 1 番目のゲートに供給されます。 VCO は、DD10 および DA1 マイクロ回路で作られたシンセサイザーによって制御されます。 VT1 のミキサーは、ゲートの初期オフセットをゼロにして動作します。これにより、低いミキサーノイズ、良好な直線性、および高い変換係数を得ることが可能になりました。周波数 2 kHz の最初の IF の信号は抵抗 R10695 で選択され、水晶フィルター ZQ6 を通ってトランジスタ VT2 の増幅段に入ります。増幅された信号は 3 番目のミキサーの入力 (DA16 チップのピン 1) に供給されます。シンセサイザードライバーの水晶発振器からの周波数 1 kHz の信号は、容量性分圧器 C10C30 を介してこのミキサーのもう一方の入力 (ピン 10240) に供給されます。 455 つの信号を混合した結果、3 kHz の第 1 IF 差分信号が生成されます。次に、セラミック FSS ZQXNUMX を通過して、DAXNUMX チップの一部である IF と検出器に送られます。

マイクロ回路の組み込みは一般的ですが、ノイズアンプのフィルタ値がわずかに最適化されて、より明確に機能し、受信信号の大きな偏差による誤ったノイズサプレッサーの応答から保護されます。低周波信号はフィルター R19C18 から除去され、ボリュームコントロール R21 を介して ULF DA2 に供給されます。受信信号がない場合、ULF は、DD19 プロセッサのピン 1 から DA1 (制御) のピン 2 に供給される高論理レベルの信号によって閉じられます。ラジオ局の信号が存在すると、DA1 の一部としてトリガー出力に正の電圧が現れ、R10 を介して VT4 キーが開き、それによって DA1 のピン 2 の論理レベルが Low に設定され、ULF が動作モードになります。 VT4と並行して、SHP SB2の強制シャットダウンボタンが搭載されています。 SHP の応答しきい値は抵抗 R16 によって設定されます。

一般に、動作アルゴリズムは次のとおりです。電源スイッチ SA2 がオンになると、DD1 プロセッサは動作モードに設定されます。マイクロ回路のピン 13 には論理 0 があり、抵抗 R41 を介して受信機の電源回路の VT9 キーが開きます。このキーからの電力は R42VD7 回路を介して VCO に供給されます。同時に作業ステーションがない場合（ノイズ抑制装置が閉じている場合）、4 秒後にプロセッサはエコノミーモードに切り替わり、0,3 秒ごとに 0,9 秒の「部分的に」電源をオンにします。電源は緑色の LED VD4.1 の点滅によって示されます。ステーションが存在し、スケルチが機能している場合、VT4 キーはプロセッサのピン 0 で論理 19 を設定し、プロセッサは動作モードになります。 ULFもオンになっています。プロセッサは、受信/送信ステーションまたは作業ステーションにアクティビティがある限り、つまりスケルチを開いている限り、動作状態にあります。信号の受信と送信が 4 秒間行われないと、プロセッサはステーションを再びエコノミーモードにします。

スキャンモードをオンにするには、無線がオフのときに、SB1 送信ボタンを押して電源をオンにします。電源が投入されてから 1 秒後に SB1 を放します。スキャンすると、VD4 LED が頻繁に点滅することが示されます。実行中のステーションが検出されると、スキャンは 3 秒間一時停止し、その後続行されます。送信ボタンを短く押してスキャンを停止する必要があります。ステーションは電源がオフになるまで固定周波数を維持します。

電源再投入後、スイッチＳＡ１の位置に応じて、無線局の製造時にメモリに記録された周波数が設定される。

SB1 ボタンを押すと送信がオンになります。これにより、ピン 16 DD1 でプロセッサモードが切り替わり、R36 を介して VT8 キーも開き、レシーバへの電源供給がブロックされます。 R37 を介した制御により VT7 キーが開き、送信機とマイクアンプの前段に電力が供給されます。赤色 LED VD4.2 の輝きは、送信モードを示します。

マイクアンプは、トランジスタ VT14 と VT15 のカスケード間を直接接続する方式に従って組み立てられています。アンプでは、周波数補正が実行され、周波数応答が 6 kHz までオクターブあたり約 3 dB 上昇し、周波数応答がさらに遮断されます。このアンプは比較的低インピーダンスの出力を備えており、低周波信号を電源電圧に等しい 1,5 V の振幅まで増幅します。これにより、シンプルなダイオードクランプを使用し、目立った歪みを引き起こすことなく、わずかな圧縮を実現することが可能になりました。このアンプは強力な RF フィールドの影響を受けにくく、送信に良好なサウンドを提供します。

周波数変調は、R65 を介して低周波信号を VD8 バリキャップに適用することによって実行されます。VD43 バリキャップは、シンセサイザーからの制御で VCO を再構築し、受信から送信に切り替えるときにその固有周波数を切り替える役割を果たします。受信モードでは、正のバイアス電圧が R40C44RXNUMX 回路を通じてバリキャップに印加されます。

VCO は、容量性 10 点方式に従って VT0,8 電界効果トランジスタ上に作成されます。発電機に電界効果トランジスタを使用することにより、優れた固有の安定性ときれいな発振スペクトルを得ることができました。発生器も後段とよく一致しており、負荷状態では送信モードで約XNUMXVの振幅を発生し、全体として送信器を簡素化することができました。

送信機の増幅部には、トランジスタ VT11、VT12、VT13 の 12 つのステージがそれぞれ含まれています。トランジスタ VT13 および VT12 のカスケードは最初はロックされているため、それらへの電力は切り替えられず、常に供給されます。 VT9 は、VD13 ダイオードから小さなバイアスが除去されたクラス B モードで動作し、VT1 はバイアスなしでクラス C モードで動作し、高効率を実現します。増幅された信号は、整合回路と XWXNUMX コネクタを介してアンテナに供給されます。

ULF と送信機の出力段を除く、無線局のすべての回路は、安定化電圧 3 V の DA3,3 スタビライザーによって電力供給されます。その結果、すべての無線局パラメータは放電まで保存されます。放電を制御するには、トランジスタ VT5 および VT6 のしきい値デバイスと LED VD5 が使用されます。

このステーションは、87x53 mm の寸法の両面フォイルグラスファイバー製の単一のプリント基板上に組み立てられており、現代の技術に従って製造されており、穴の金属化とケースの内周に沿ったサイズの保護マスクが施されており、追加の機能を提供しています。強さ。基板の側面のトレースを図に示します。 3 と 4. 基板には特別な留め具はなく、ケースに挿入して裏蓋に押し当て、XNUMX 本のネジで固定するだけです。スピーカーとアンテナコネクタからの配線のみを事前に半田付けします。

2メートルの範囲のミニチュアFMラジオ局

組み立てる際には、主に SMD 要素、つまりインチサイズ 0805 の抵抗器とコンデンサーが使用されました (ただし、インチサイズ 1206 の要素でも置き換えることができます)。トリマー抵抗器とコンデンサーは、表面実装にも使用されます。酸化物コンデンサはすべて 6,3 V です。

回路のコイルはフレームレス (L3 を除く) で、PEL 3 ワイヤーで 0,5 mm のマンドレルに巻かれています。コイル L1、L2、L5、L6 には 4 ターン、L4 - 5 ターン、L7 - 3 ターンが含まれています。インダクタンスが 3 μH のコイル L680 は、455 mm スクリーンで 8 kHz で標準で使用されるか、フェライトコアとチューニングカップを備えた適切なフィッティングに巻かれ、150 回の PEL 0,08 ワイヤが含まれています。インダクタL8、L9 - それぞれ0,033および0,47μHのチップインダクタンス、L10 - インダクタンス1μHのピンリードを備えた通常のもの。 L11 インダクタには、5 mm マンドレルに 0,5 回巻かれた PEL 2,2 ワイヤがあり、基板上に垂直に配置されています。

ダイオード VD1、VD2、VD6、VD7、VD9 - KD521、KD522。ダイオード VD3 - カソードを組み合わせた BAV70 シリーズのダイオードアセンブリ (ラジオ局内でダイオードは並列に接続されています)、および直列に接続された 10 つのダイオードを含む VD11、VD99 - BAV69 (それらの中間点はコンデンサ C64 と抵抗 R65 に接続されています) R5）。 LED VD102 - AL4A、VD3 - 368 色 (9 つのハウジングに 3129 つのダイオード)。トランジスタVT9 - 国産SMD KT3130A9。国産SMDトランジスタPNP-KT4A1015とNPN-KT4AXNUMXはLF回路やスイッチング回路にも使用されています。チップDAXNUMX - KFXNUMXPLXNUMX。

マイク - 任意のエレクトレット、直径 6 mm、ダイナミックヘッド BA1 - 任意、直径 40 mm、巻線抵抗 8 オーム。

2メートルの範囲のミニチュアFMラジオ局

VCO 輪郭をシールドするために、幅 8 mm のブリキのストリップから作られた、11x7 mm の自作の長方形のスクリーンが使用されます。基板にはんだ付けするために、マスクのない回路があります。上から調律した後、同素材のコの字型のプレートで閉じ、XNUMX～XNUMX箇所で密閉します。

マイクロコントローラーのファームウェアと PCB トレースファイル

示されたすべての定格に従って、回路はほぼ即座に動作し、最小限の調整のみが必要になります。チューニングを開始する前に、送信機の出力段の電源を切ることをお勧めします。これを行うには、インダクタ L11 の 16 つの出力のはんだ付けを外す必要があります。抵抗 R2 を回すか、SBXNUMX の代わりに一時的にジャンパを取り付けてスケルチをオフにします。

最初に行うことは VCO の調整です。これを行うには、DA15 マイクロ回路のピン 4 の電圧を測定し、ギアを押して L4 コイルの巻きを押し、電圧を約 1 ... 1,3 V に設定する必要があります。受信モードでは、電圧はほぼ同じままである必要があります。大きく異なる場合は、受信モードと送信モードの差が最小限になるように抵抗 R46 を選択する必要があります。その後、L4 コイルにパラフィンを充填する必要があります。

2メートルの範囲のミニチュアFMラジオ局

次に、周波数計をアンテナ出力に接続し、トリマーコンデンサ C29 を使用して送信する場合は、スイッチの位置に対応する周波数を設定する必要があります (周波数は DD1 ファームウェアプログラムによって決定されます)。マイクの近くで話すときに最も大きく歪みのないサウンドを得るには、楽器を使用するか、コントロールステーションを使用して R65 抵抗器で偏差を設定できます。次に、GSS から受信機の入力に、偏差 3 ～ 4 kHz の適切な周波数の無線信号を適用し、最も大きく歪みのない信号が得られるように L3 コイルを使用して受信機を調整します。受信機の調整を完了するには、コイル L1 と L2 のターンをわずかに押して最大感度を設定します。

前の作業をすべて完了したら、L11 インダクタを所定の位置にはんだ付けし、XW1 コネクタに相当する 50 オームの負荷を接続し、その上の送信電圧を測定します。最大出力は、コイル L5 と L6 の巻き数をわずかに押すことで設定されます。負荷電圧は少なくとも 11 ～ 12 V である必要があり、これは 2,4 ～ 2,8 W の出力電力に相当します。

次に、抵抗 R16 が SR の閾値を設定します。信号がなければ、ステーションは完全に沈黙し、ノイズのある弱い信号であっても自信を持ってオンになるはずです。

ラジオ局のアンテナは、0,75 波長の電線長で共振します。アンテナは、外径 75 mm、長さ 7 cm の 10 オーム RCI テレビケーブルのセグメントに基づいて作成されており、外側のシースを取り外し、編組と中央のケーブルを取り外す必要があります。導体。力を入れずに簡単に外れます。その後、シェルを元に戻します。端から約10 mmの距離で、「ネイティブ」中心導体を使用して絶縁体に穴を開け、ワイヤの端を中央に引き出し、もう一方の端を噛み切って絶縁体上に曲げてさらにはんだ付けします。スパイラルワイヤーをそれに接続します。

スパイラルには、外径 0,5 mm の PTFE 絶縁の二重折り MC ワイヤが使用されます。巻き取りはターンツーターンで行われます。導体を半分に折った長さは106mmです。ただし、長さを115mm程度とわざと長めにして、短くして微調整するのが良いでしょう。導体の一端は中心導体にはんだ付けされ、絶縁体にゆっくりと溶けます。その後、巻き付けを行い、最後にワイヤーを固定します。コネクタは中心導体側から取り付けます。次に、熱収縮チューブを全体にかぶせ、軽い炎で加熱して固定します。

周波数応答メーターを使用するか、ラジオ局自体を使用して電界強度インジケーターを使用してアンテナを調整します。この場合、送信機の出力段の電源をオフにした方がよいでしょう。出力 RF 電力は約 30 mW で、これは最も単純なフィールドインジケータでも動作させるのに十分です。

周波数応答デバイスを使用した調整はより簡単に実行できます。デバイスの入力を最終段の出力 (図によると、これはポイント 3) に接続し、アンテナをこのポイントに接続します。アンテナを長さに沿って噛み切ると、143 MHz の周波数で共振が得られます。デバイスの配線の影響がない自由空間では、アンテナの共振は 145 MHz 付近になります。チューニング後、アンテナの端を再度加熱してチューブを収縮させ、端をホットグルーで満たします。

著者: Alexander Shatun (UR3LMZ)、Dergachi、ウクライナ、Alexander Denisov (RA3RBE)、モスクワ、ロシア

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