VHF FMラジオ局1.スキーム、説明

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VHF 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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私たちの国では、周波数（FM）または位相（PM）変調を使用したVHF帯域でのアマチュア通信は、近年ラジオに多数の出版物が掲載されているにもかかわらず、まだ非常にゆっくりと発展しています。その理由のXNUMXつは、幅広いアマチュア無線家が繰り返し利用できる単純な無線局の説明が不足していることです。この記事では、このギャップを埋めようとしています。

まず、この開発に具体化された主なアイデアについて少し説明します。現在、VHF 送信機の周波数安定性要件は、水晶安定化を使用する必要があるようなものです。ラジオ局で使用されるマスターオシレーターの周波数を逓倍した送信機です。ただし、これにはかなりの範囲内での周波数の調整が含まれませんが、非常に簡単であることがわかります。

最新の超小型回路により、144 回の周波数変換を備えたスーパーヘテロダイン回路に従って単純な受信機を組み立てることができます。水晶安定化とその後の増倍を備えた局部発振器が受信機で使用される場合、正確に指定された周波数差を持つ 146 つの水晶共振器を選択する必要があります。 ^さらに、受信機はシングルチャンネルとなり、周波数調整の可能性は非常に限られています。したがって、連続同調可能な LC 局部発振器を使用することが決定されました。これにより、XNUMX ～ XNUMX MHz の全範囲を受信し、送信周波数が異なる、つまり間隔をあけた周波数で他の無線局と連携できるようになりました。受信回路はさらに簡素化されています。

この無線局の送信機と受信機は完全に独立しているため、別々に製造して構成するだけでなく、放送中に自分の信号を聞くこともできます。無線局の概略図を考えてみましょう（図1）。

（クリックして拡大）

ラジオ局の送信機のマイクアンプは、ダイオードリミッター (VDI、VD2) を搭載した DAI チップ上で作られています。これにより、平均変調指数が向上し、その効率が向上し、同時に過変調と過度の拡張が回避されます。オーディオ信号のピークにおける放射スペクトルの。制限されたオーディオ信号の高調波の大部分は、カットオフ周波数 5 kHz の LIC6C3 U 字型ローパスフィルターによって減衰されます。フィルタリングされたオーディオ信号は、マスターオシレーターの水晶共振器と直列に接続された VD3 バリキャップに供給されます。バリキャップの一定バイアス電圧は可変抵抗器 R4 によって調整され、送信機の出力周波数は狭い範囲 (10 ～ 20 kHz) 内で調整されます。必要な変調指数 (1,5 ～ 2) は抵抗 R2 によって設定され、この場合、周波数偏移は 5 ～ 7 kHz になります。

マスターオシレータは、トランジスタ VT9 に容量性フィードバック (コンデンサ C1、CIO) を備えた 9 点回路に従って組み立てられます。水晶共振器は、9,12 ～ 12 MHz の範囲の基本周波数で励起されます。 12.17 ～ 18 MHz および 18,25 ～ 2 MHz の周波数の共振器を使用することもできます。高周波クリスタルは、より短い周波数逓倍により出力信号のスペクトル純度が向上するため、さらに好ましい。 L14C36 回路は XNUMX MHz に調整されています。負荷品質係数を高め、隣接する高調波のフィルタリングを改善するために、コレクタ回路内の回路に不完全な単巻変圧器を組み込むことが適用されました。

結合コンデンサC36、C12を介した13 MHzの周波数の信号は、トランジスタVT2に組み込まれた周波数ダブラーに供給されます。トリマコンデンサ C12 は、後続のノードに送信される信号を調整できます。ダブラーおよび後続のステージへのバイアスは適用されません。同時に、トランジスタはクラスCモードで動作し、高周波増倍効率と増幅モードでの高効率を提供します。 L3C17C18C19 回路は 72 MHz に調整されています。

もう 3 つの周波数ダブラーは、VT144 トランジスターに組み込まれています。そのコレクタ回路は 4 MHz 信号を放出します。より良いろ過のために、ここでは20回路回路が使用されています。最初の回路L5C22のコイルのタップから、信号は23番目の回路L4C2,5C300に到達します。これは、トランジスタVT6で作成されたパワーアンプの入力と一致するようにも機能します。出力電力は約 7 W で、電源回路の総消費電流は 26 mA です。送信機の出力回路は、コイル L27、L50 と同調コンデンサ C75、C0 によって形成され、共振に同調され、アンテナと整合されます。送信機の出力インピーダンスは XNUMX～XNUMX XNUMXm 以内です。

アンテナ給電線を送信機から受信機および電源回路に切り替えるには、リモートスイッチ K 1 が使用され、これを制御するために、一方または他方の巻線に短い電流パルスが印加されます。これは、コンデンサ C3O が充電および放電されるときに形成されます。従来の方式に従って接続されたリレーを使用することもできます。その接点の静電容量が低く、内部接続導体の長さが短いことが望ましい。

ラジオ局の受信機は、通常のスーパーヘテロダイン回路に従って組み立てられます。 2,3 MHz の IF 値は、入力回路によってイメージチャネルを大幅に減衰させると同時に、IF 帯域幅をあまり拡大しないように選択されました (ご存知のとおり、IF 値が増加すると、画像チャネルの選択性は増加しますが、回路の構成品質係数が制限されているため、帯域幅は減少します。

スイッチ K1 からの信号は、ダブルゲート電界効果トランジスタ VT8 上に組み立てられた高周波増幅器の入力回路 L32C5 に供給され、高入力インピーダンスと安定した信号増幅を実現します。ミキサーには同じタイプの VT6 トランジスタが使用されています。 L9C36 回路からの増幅された RF 信号が最初のゲートに印加され、局部発振器の電圧が XNUMX 番目のゲートに印加されます。

受信局部発振器は、VT7 電界効果トランジスタの誘導性 10 点回路に従って作成されます。周波数調整のために、バリキャップとして使用される VD6 ダイオードが局部発振器コイル L27 のタップに接続されます。可変抵抗器 RXNUMX を使用してバイアス電圧を調整することにより、その静電容量を変更でき、したがって局部発振器の周波数を変更できます。

LIIC47L12C48 デュアルループバンドパスフィルターは 2,3 MHz IF 信号を選択し、この信号は L13 結合コイルを介して DA2 マイクロ回路の入力に供給されます。 IFアンプ、リミッター、周波数検出器で構成されています。 L14C52 検出器の移相回路は IF 2,3 MHz に設定されています。音量コントロールＲ３２を介して検出された音声信号は、ＤＡ３チップ上で作成された増幅器３４に供給され、その後、電話またはスピーカに供給される。

無線局の一部にはさまざまなタイプがありますが、すべての U KB デバイスに共通するいくつかの要件に従う必要があります。したがって、高周波回路ではセラミックコンデンサのみを使用できます。結論の長さは可能な限り短くする必要があります。貫通型ブロッキングコンデンサは、数千ピコファラッド以上の任意の静電容量を持つことができます。トリマーコンデンサ - K.PK または KPKM。任意のタイプのコンデンサを IF パスと受信機の 34 で使用できます。レシーバー内のすべての固定抵抗は MLT であり、変数は任意のタイプです。

インダクタンス約1Hの小型TOT7トランスの3次（昇圧）巻線をローパスフィルタコイルL34として使用しました。ポータブル受信機2のアンプのマッチングトランスの一次巻線も使用できます。コイル L8 は直径 7 mm の円筒形フレームに巻かれており、PEL 0,5 ワイヤーが 3 回巻かれています。巻きは普通。タップは、コンデンサ C15、トリマー - マグネタイト、SCR に接続された出力から数えて 10 番目のターンから行われます。残りの送信コイルはフレームレスです。これらは、直径 1,2..3 mm の裸銅線を使用して、直径 6 mm のマンドレル上で作成されます。銀メッキのワイヤを使用することは良いことです (必須ではありません)。コイル L4 と L15 には、それぞれ 4 mm の巻き長さの 5 ターンが含まれ、L7、L3 および L8 - それぞれ 10 ... 4 mm の巻き長さの 21 ターンが含まれています。コイルＬ４からのタップは、コンデンサＣ２１に接続された出力から数えて１回目から行われる。

受信コイル L8 と L9 もフレームレスですが、直径 4 mm のマンドレルに PEL ワイヤ 0,7 ～ 0,8 で巻かれています。コイルL8は5ターン目からタップ付きの巻き長9mmで9ターン、L4は巻き長7mmで10ターンとなります。局部発振コイルＬ１０は、直径５ｍｍのセラミックフレーム（チューブ）に巻かれている。巻き長さ 5 mm の PEL 5 ワイヤーが 0,5 回巻かれています。撤退は10ターン目からとなります。フレームには、リード線を固定するための穴、またはリード線をはんだ付けするためのメタライゼーションが必要です。ワイヤーは高い張力で巻き付けられるため、コイルの機械的安定性が確保されます。極端な場合には、乾燥して固まる接着剤を使用してワイヤーをフレームに固定することもできます。

IF回路のコイルは、LESHO12x21リッツ線を使用して装甲磁気回路SB0,07aの品質係数を高めるように作られています。すべてのターンが適合する限り、巻き方は重要ではありません。コイルLIIとL12はそれぞれ44ターン、L14-26です。 IZ通信コイルは（同じ磁気回路内の）L12ループコイルに巻かれ、5ターンのPELSHO 0,15...0,25ワイヤーが含まれています。コイルL11とL12、L13は、共通のスクリーンに上下に配置され、厚さ4mmの絶縁ガスケットで分離されています。周波数検出器のコイルL14は別のスクリーンに配置されます。 TV IF（高さを短くしたもの）の輪郭から長方形の画面を使用すると便利です。 PLC9ランプパネルの丸型スクリーンも適しています。 IF回路のスケッチを図2に示します。 XNUMX。

VHFFMラジオ局

ラジオ局の設計を図に模式的に示します。 3. 190x90 mmのフロントパネルには、チューニング用の可変抵抗器、ボリュームコントロール、「受信」-「送信」スイッチ、電話用のコネクタ、およびマイクがあります。軟板ジュラルミン製の箱型送信機シャーシを長さ85mm、高さ30mmのジュラルミン圧延材（ビーム）でフロントパネルに取り付けます。それとフロントパネルの間には、190x40 mmの寸法を持つフォイルグラスファイバーのプレートであるレシーバーボードがあります。

奥行き 40 mm の送信機シャーシは、2 つのシールドパーティションによって 14 つのコンパートメントに分割されており、それぞれマスターオシレーターと L2C3 回路、トランジスタ VT3 とコイル L4、トランジスタ VT5 とコイル L4 の詳細が示されています。、Ｌ５、トランジスタＶＴ４および出力回路の詳細は、シャーシの上部に配置されている。シャーシの上部には、マイクアンプ、水晶共振器、電源回路用のデカップリング抵抗R11、R12、R14、リモートスイッチK1を備えたボードもあります。アンテナと電源を接続するためのコネクタもシャーシ上にあります。ブラケット。

導体の構成は使用する部品の種類とサイズに依存するため、受信回路基板のスケッチは示していません。いずれの場合でも、共通ワイヤ用にボード上の最大フォイル領域を残すことをお勧めします。これにより、スプリアス接続と干渉の可能性が減少します。

説明されている設計は、ステーションの開発過程でほぼ自然発生的に形成されたものであり、著者はそれが最適であるとは考えていません。アマチュア無線家の好み、能力、要望に応じて、他の設計オプションも可能です。

無線局の設立は受信機から始まります。供給電圧を印加した後（別のソースから可能）、アンプ34の動作をチェックします。R32レギュレータの最大音量位置で、DA2チップのかすかなノイズが聞こえるはずです。 GSS周波数2,3MHzの信号を、静電容量6〜50 pFのデカップリングコンデンサを介してトランジスタVT300の最初のゲートに印加することにより、IFパスの回路が調整されます。ジェネレーターにFMモードがある場合、設定は特に簡単です。XNUMXつのIF回路はすべて、レシーバー出力でのオーディオ信号の最大音量に調整されます。 FMモードがない場合は、変調されていない信号を適用し、そのレベルを維持して、レシーバー出力のノイズをある程度低減する必要があります。回路は最大のノイズ抑制のために調整されており、調整されるとGSSの信号レベルが低下します。

調整後、電圧計をDA8チップのピン2に接続し、GSS周波数を±（50 ... 60）kHz以内に調整することにより、識別曲線を確認することをお勧めします。この依存関係の例を図4に示します。 XNUMX.最適な設定は、最小信号レベルでの「こぶ」の最大かつ同じ高さに対応します。

VHFFMラジオ局

GSS がない場合、結合コンデンサを介して VT6 トランジスタの最初のゲートに小さな代理アンテナを接続することによって、IF バンドパスフィルタを調整することもできます。私は 2,3 MHz 付近の周波数で短波電信局を使用しており、L11C47 および L12C48 回路は最大の可聴性に調整されています。 L14C52 回路の設定は、VHF 局を FM で受信する場合、最大音量と受信品質に応じて指定されます。

局部発振器の動作は、コンデンサ C45 とツェナーダイオード VD7 の間の電源線にミリ電流計を挿入することによってチェックされます。 LIOC40 回路に触れると、発振が停止し、電流がわずかに増加します。局部発振器の周波数は、GSS から受信機の入力に 40 ～ 144 MHz の周波数の信号を適用するか、自分の送信機 (または他のアマチュア無線機) の信号を聞くことによって、コンデンサ C146 によって設定されます。駅）。周波数がやや高く、146 ... 148 MHz の範囲では、サービス FM ラジオ局の作品を聴くことができる場合があります。 L8C32、L9C36回路は最大受信音量に調整されています。 L9C36 回路の調整は局部発振器の周波数に多少影響を与えるため、抵抗 R27 によって補正する必要があります。外部の XNUMX メートルのホイップアンテナを適切に調整された受信機の入力に接続すると、電話のノイズの性質が顕著に増加し、変化します。

送信機はカスケード的に調整され、調整可能なカスケードと前のカスケードにのみ電圧を供給します。ミリ電流計を電源回路に接続する必要があります。最大静電容量が 75 ～ 150 pF の空気誘電体を使用して KPI に基づいて作成された最も単純な共振波長計は、送信機のセットアップに非常に貴重な支援を提供します。波長計コイルは、太い銅線から曲げられた、サイズ 50x15 mm の長方形のフレームです。波長計の概略図と設計図をそれぞれ図 5 に示します。 40、aとb。波長計は約 160 ～ XNUMX MHz の範囲をカバーしており、チューニングには十分です。波長計のスケールは GSS 信号に従って校正され、インジケーターには最小電圧測定限界までオンになった従来のアボメータを使用できます。

VHFFMラジオ局

マスターオシレータをオンにすることにより、水晶振動子がオフになっているとき、またはトランジスタのベースがかなりの容量のコンデンサによって共通ワイヤに接続されているときに、電源回路内の電流を変更することで発電が行われるようにします。 L2C14回路はトランジスタVT2の最大電流に合わせて調整されています。同様に、トランジスタVT3の電源を接続して回路L3C17C18C19を調整します。周波数 (72 MHz) は波長計によって制御されます。出力段を設定する前に、アンテナに相当するもの、つまり電圧13,5 V、電流0,18 Aの白熱灯を負荷する必要があります。加熱状態での抵抗は75 0mに近くなります。回路 L4C20 および L5C22C23 は、トランジスタ VT144 の最大電流 (最大 4 mA) に従って、300 MHz の周波数 (波長計によって制御) に同調されます。電流が過度に高い場合は、コンデンサ C12 による励起を低減し、コイル L2 のトリマを使用して回路を出力段の最大電流に調整する必要があることを示します。出力回路はコンデンサ C26 と C27 で調整され、白熱灯の最大輝度 (負荷等価) が達成されるように静電容量の比率を変更します。

マイクアンプは調整不要です。アンプの周波数応答を削除して、ローパスフィルターのカットオフ周波数を確認するだけで役に立ちます。必要な変調指数は、「受信」 - 「送信」スイッチをバイパスして電源電圧を印加するだけで、他のラジオ局、自分の受信機で送信機の信号を聞くときに抵抗R2によって設定されます。スペクトラムアナライザーを使用。変調はクリーンで深く、放射される周波数の帯域幅は -25 dB のレベルで 30..30 kHz を超えてはなりません。

最も単純なラジオ局アンテナは、長さ 0,25 m のピンと 0,5 分の 6 波長の「ガラス」で、電流がケーブルのシースに流れるのを防ぎ、アンテナの長さを最大 XNUMX m まで補うことができます。アンテナのスケッチは次のとおりです。図の。 XNUMX.

VHFFMラジオ局

ピンと「ガラス」の直径は重要ではありません。著者は直径 6 mm のジュラルミン棒の一部と掃除機のチューブの一部を使用しました。絶縁マストへの固定方法は任意です。金属マストは「ガラス」の内側に入り、ケーブル編組の接続点の近くでのみガラスと接触する必要があります。後者はマストチューブ内を通過する可能性があります。

ラジオ局は、指向性アンテナを含む他のアンテナと連携できます。

著者: V. ポリアコフ (RA3AAE) モスクワ; 出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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