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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Transmissor a transistor para a banda de 432 MHz. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / transmissores A descrição deste transmissor foi publicada na revista RADIO REF da F8CV. A potência de saída do transmissor é relativamente pequena, cerca de 100 mW, mas é o bastante para fazer comunicações em curtas distâncias ou, por "fixação", por exemplo, de um amplificador híbrido fabricado pela Motorola ou RCA, para obter um "full- transmissor avançado" com uma potência de saída de várias dezenas de watts. O diagrama do transmissor é mostrado na Fig.1.
O transistor T2 opera em um circuito oscilador de cristal a uma frequência de 72 MHz. Um amplificador de modulação é montado no transistor T1, um sinal de um microfone é alimentado na base T1. O sinal amplificado, através de um capacitor de isolação, é alimentado a um varicap conectado em série com a bobina L1 e um ressonador de quartzo. A tensão de modulação altera a capacitância do varicap e, consequentemente, a frequência do oscilador de cristal, proporcionando assim a modulação FM. A amplificação do microfone UZCH é ajustada pelo potenciômetro P, com resistência de 10 kOhm, alterando a tensão de alimentação do amplificador. O circuito do oscilador de cristal é clássico e, geralmente, com peças reparadas e instalação adequada, ele começa a funcionar imediatamente. O oscilador de quartzo é seguido por um triplicador de frequência no transistor T3, no circuito coletor do qual está instalado um circuito sintonizado na frequência de 216 MHz. Uma característica distintiva do triplicador é o aumento da impedância de entrada da cascata, o uso de acoplamento indutivo-capacitivo com o gerador [você pode fazer o trimmer C8, que aumentará a filtragem de tensão do oscilador de quartzo, combinará melhor as cascatas umas com as outras e com isso aumentar a potência de saída do transmissor como um todo, pois , a bobina de acoplamento com o capacitor formam um circuito oscilatório em série (talvez seja necessário selecionar o número de voltas da bobina de acoplamento e melhor combiná-lo com o triplicador)]. No circuito emissor T3, está incluído um circuito oscilante serial L4C9, conectado em paralelo com o resistor R15 e sintonizado para triplicar a frequência do oscilador de quartzo - 216 MHz, é fornecido (com apenas um circuito!) Para supressão quase zero de a frequência do gerador e seus harmônicos (especialmente o segundo - 144 MHz e o quarto - 288 MHz, exceto, é claro, útil, o terceiro) devido ao feedback negativo dependente da frequência na corrente de RF. Assim, na saída do triplicador, há um sinal de saída bastante limpo com frequência de 216 MHz. A próxima cascata nos transistores T4 e T5 - um dobrador de frequência de 216 MHz a 432 MHz, é feita de acordo com um circuito push-pull, além disso, as saídas dos coletores de transistores são conectadas juntas [tais circuitos emitem harmônicos pares e suprimem os ímpares se você ligar essa cascata da maneira usual com cargas nos circuitos coletores, os harmônicos ímpares se destacarão, inclusive o primeiro (amplificador), e os pares, ao contrário, serão suprimidos]. Na saída deste estágio, já existe um nível bastante alto de potência de saída, suficiente para construir o estágio final. É importante garantir a simetria completa do estágio do duplicador [tanto de hardware quanto de sinal]. Seria lógico conectar os terminais emissores dos transistores dobradores de frequência T4 e T5 entre si e instalar um resistor comum entre eles e a caixa, bloqueando-o em RF com um capacitor, porém, para garantir melhor simetria, é necessário fazer os circuitos emissores separados [também pode ser instalado no lugar dos resistores constantes R16 e R17 um resistor de sintonia com resistência de 160:180 Ohm entre as saídas dos emissores, aterrando a saída do seu motor, então será possível suavemente equilibrar operacionalmente a cascata]. A potência de RF recebida após o dobrador a uma frequência de 432 MHz é alimentada na linha de tira L5, e existem três linhas de tira no transmissor: L5, L6 e L7, elas são feitas de folha de placa de circuito impresso [sabe-se que a 432 MHz a fibra de vidro já está começando a "mancar", ou seja, as perdas no aumento dielétrico, por isso é desejável "compensá-las" pelo menos um pouco, polindo a linha para um acabamento espelhado e protegendo-a da oxidação com um bom verniz isolante elétrico com baixas perdas por micro-ondas, dourando ou prateando a linha. A melhor opção seria no caso de uma linha polida revestida de prata colocada sobre uma placa de fluoroplasto (Teflon), na falta de fluoroplasto foil, pode-se usar uma placa combinada, colocando apenas a cascata final com linhas no "fluoroplasto ". A cascata no transistor T6 é o estágio de saída do transmissor, opera na frequência de 432 MHz na classe AB. A polarização de abertura para a base do transistor é fornecida do "mais" da fonte de alimentação através de uma cadeia de resistores R18 e R19, um diodo de silício é conectado entre seu ponto de conexão e a caixa como um diodo zener de baixa tensão. Na ausência de "acumulação" no circuito coletor do transistor T6, flui uma corrente quiescente de 2:3 mA. A linha L6 é a carga do coletor do amplificador de potência terminal do transmissor, a linha L7 opera no circuito do filtro P para combinar a impedância de saída do transistor com a impedância de entrada da antena. Ramifique para a antena a partir de 10 mm da extremidade "fria" da linha. Projeto e detalhes: para construir o transmissor, é necessário fazer uma placa de circuito de folha de fibra de vidro ou (melhor ainda) de folha de fluoroplasto (Teflon) com dimensões de 130 x 60 x 1,5 mm. A localização das peças na placa de circuito é mostrada na Fig.2. Na Fig. A Figura 3 mostra um esboço dos condutores impressos da placa de circuito (por conveniência, uma imagem negativa é mostrada: a folha é indicada em branco). A colocação das peças no quadro, via de regra, não causa dificuldades, pois há espaço suficiente nele. Atenção especial deve ser dada à fabricação de bobinas. A bobina L1 contém 9 voltas de fio de enrolamento com diâmetro de 0,3:0,35 mm em uma estrutura com diâmetro de 6 mm. A bobina do oscilador de cristal L2 contém 6 voltas do mesmo fio em uma estrutura com diâmetro de 4 mm, a bobina de acoplamento é enrolada entre as voltas da bobina L2 de sua extremidade "fria" e possui 4 voltas do fio de enrolamento do mesmo diâmetro que o de L2 (Fig. 4).
O enrolamento da bobina L3 e a bobina de acoplamento de parafase devem receber atenção redobrada: primeiro, 3 voltas de fio de enrolamento com diâmetro de 5 mm são enroladas em um mandril com diâmetro de 0,8 mm, depois torcemos dois fios, é possível instalar núcleo único com isolamento multicolorido com diâmetro de cobre de 0,15: 0,2, 3 mm. O enrolamento da bobina de acoplamento parafásico (5 voltas) deve ser feito conforme a Fig. 3, na extremidade "fria" da bobina L6, colocando sobre ela, primeiro, duas voltas da bobina de acoplamento e, por cima eles, o terceiro. Em seguida, o início de um fio da bobina de comunicação é conectado ao final do segundo (Fig. 4), os fios conectados entre si são soldados ao fio comum da placa, o restante - às bases dos transistores T5, TXNUMX. Assim, obtém-se uma derivação do meio e uma bobina de acoplamento simétrica.
Como a frequência de 216 MHz já é bastante alto, a fim de reduzir sua penetração na saída do transmissor devido a capacitâncias de montagem parasitas, os terminais das bases dos transistores T4 e T5 não são passados nos orifícios da placa na lateral das trilhas impressas, mas são conectados acima do placa por montagem em superfície com conclusões curtas, suficientes para solda. Como isso é feito é mostrado na Fig. 7, usando o exemplo do transistor T5.
Todos os circuitos devem ser montados com os cabos mais curtos possíveis, lembrando que um centímetro do comprimento do fio ou cabo na frequência de 216 MHz corresponde a cerca de um metro em frequências próximas a 2 MHz, você não montará peças em equipamentos de HF com medidor pistas! Ao configurar, você pode medir as tensões em cada metade da bobina de acoplamento com um voltímetro de RF com transistores conectados e equilibrar um pouco mais seu enrolamento mordendo um dos fios (com tensão mais baixa) com cortadores laterais. As soldas devem ser protegidas da oxidação com verniz isolante elétrico. A bobina L4 é enrolada com um fio de enrolamento com diâmetro de 0,45 mm em um mandril com diâmetro de 4 mm e contém 6 voltas. A bobina de RF nos circuitos coletores dos transistores dobradores de frequência possui 4 voltas de fio com diâmetro de 0,45 mm em um mandril de 2,5 mm. As duas bobinas restantes têm 4:5 voltas de fio isolado e são enroladas em pequenos tubos de ferrite (Fig. 8). O número de voltas não é crítico.
As conclusões dos transistores montados devem ter o comprimento mínimo para soldá-los, especialmente para T6. Os capacitores trimmer devem ser de altíssima qualidade: com dielétrico cerâmico (ou ar). O conector da antena coaxial BNC é montado no ângulo de latão ou na parede do transmissor, de forma a permitir a soldagem ao stripline sem fios adicionais no ponto de solda de L7 a C17. A saída da antena também pode ser feita sem conector soldando o cabo conforme a Fig. 9: o núcleo central do cabo à linha no local de solda L7 com C17, a trança é dividida em duas partes, que são soldadas para a folha do fio comum da placa em ambos os lados do cabo.
Sintonização: uma vez que você tenha montado este, em geral, um transmissor simples, então para que ele funcione, ele deve ser configurado. Para poder combinar a antena com o transmissor de maneira ideal, é necessário fazer uma conexão de RF para o medidor, por exemplo, um testador. Um diagrama de tal prefixo é mostrado na Fig. 10. Se o cabo coaxial for conectado ao transmissor sem um conector, as peças de fixação podem ser soldadas de acordo com a Fig.11. Você também precisa de um resistor não indutivo com resistência de 47 (50) ou 75 ohms, dependendo da resistência do alimentador de sua antena com potência de dissipação de 0,5 W - o equivalente da antena. Diodo AA119 - germânio, pode ser substituído por qualquer outro (germânio) capaz de operar em frequências de microondas. Capacitor C - desacoplamento por RF, sua capacitância pode estar dentro de 100:200 pF, tipo miniatura, conectado ao circuito set-top box com fios curtos.
Para medir a tensão de saída, conecte um voltímetro CC com uma impedância de entrada de pelo menos 20000 ohm/V ao acessório de RF. A medição é feita no limite de 10 V. Também pode ser útil incluir um miliamperímetro CC com limite de 100 mA no circuito de alimentação do transmissor. Antes de tudo, verificamos a instalação quanto à ausência de curtos-circuitos e a correta montagem do transmissor. Conectamos a energia e verificamos a geração no oscilador de quartzo trazendo um medidor de onda ressonante para a bobina L2 e girando seu núcleo de ferrite de ajuste (é possível selecionar a capacitância do capacitor C6 ou instalá-lo como um trimmer e esticar e comprimir o voltas da bobina se, como L2, for usada uma bobina sem moldura ou sem núcleo). Ao girar os rotores dos capacitores C9 e C11, você deve definir o "acúmulo" máximo dos transistores T4 e T5, verificando se o circuito L4C9 está realmente sintonizado na frequência de 216 MHz. O capacitor C12 atinge o "acúmulo" máximo do transistor T6 e, a seguir, os capacitores C14 e C16 (C15 e C17 na posição de sua capacitância média) devem atingir a tensão máxima na saída do acessório indicador.
Esta operação deve ser repetida várias vezes com posições diferentes dos rotores C15 e C17 até obter uma tensão de saída máxima de cerca de 3 V. Naturalmente, se o equivalente for 47 ohms, a tensão será menor e, em 75 ohms, será ser mais alto. As operações de ajuste devem ser realizadas em sessões curtas, permitindo que os transistores "resfriem" que já possuem um acúmulo sólido na entrada, mas circuitos de saída não sintonizados, caso contrário, tais transistores terão que ser trocados, especialmente para transistores de saída - isso não deve ser esquecido ao trabalhar com outros dispositivos de transmissão]. Para definir corretamente o nível de modulação (e, portanto, o desvio de frequência), você deve monitorar seu sinal no receptor FM incluído na banda de 432 MHz. Desparafusamos o núcleo de ferrite da bobina L1, ajustamos o motor do potenciômetro de ajuste P (10 kOhm) para a posição mais alta (conforme o diagrama da Fig. 1), ou seja, para a amplificação máxima do sinal AF. Se agora, por exemplo, você soprar no microfone, poderá ouvir o sinal correspondente no receptor FM. Quando o núcleo é inserido dentro da bobina L1, a profundidade de modulação (desvio de frequência) muda, a frequência de sintonia do transmissor também muda (diminui), o que é inevitável. Ao instalar o núcleo da bobina, em algumas posições, é possível que a frequência do cristal oscilador quebre, com desvio excessivo. Usando o movimento do núcleo acima mencionado e definindo um nível de modulação suficiente com o potenciômetro P, obtenha uma operação estável do oscilador de cristal com desvio de frequência suficiente e a frequência do transmissor necessária (na ausência de modulação). Como é constantemente cansativo "soprar" no microfone e o nível desse sinal não é constante, um gerador de frequência de áudio deve ser conectado à entrada do microfone, selecionando sua tensão de saída com uma frequência de, por exemplo, 1 kHz, dentro de 1:10 mV, dependendo das "capacidades" do seu microfone. Capacitores marcados com "C" na Fig. 1 podem ter uma capacitância de 1000 a 4700 pF. Como transistor T1, você pode usar qualquer tipo de condutividade npn, por exemplo, da série BC107/108/109. O autor usou 2N918. Como T3, T4 e T5, 2N918 também são usados. T2 - 2N2369 ou similar em características. Ao configurar um oscilador de cristal, pode ser necessário selecionar o valor da capacitância do capacitor C7 (geração instável, baixa tensão de saída, deslocamento de frequência). 6N2 é usado como o transistor de saída T3866. Para orientação, são dados os valores das correntes de coletor dos transistores transmissores: T2 - 2,2 mA, T3 - 12 mA, T4 - 8 mA, T5 - 8 mA (as correntes T4 e T5 podem diferir, até um máximo de 5%), T6 - aproximadamente, 20 mA. O consumo total de corrente da fonte de alimentação é de 50:55 mA a uma tensão de alimentação de 12 V. Se as correntes dos transistores T4 e T5 diferirem em mais de 5%, verifique a identidade das resistências dos resistores R16 e R17 (em uma ponte ou usando um multímetro digital com precisão suficiente), características dos transistores T4 e T5 e metades da bobina de acoplamento com L3. O balanceamento de circuitos é um processo delicado, mas é muito facilitado se você primeiro cuidar da identidade dos braços de tais circuitos: selecionando peças com as mesmas características, não esperando o balanceamento, o que, claro, ajuda, mas será banda muito estreita e profundidade insuficiente quando se trata de supressão, por exemplo, um sinal de oscilador local em mixers, se você apenas espera balanceamento. Depois de pegar os detalhes, neste caso, você pode instalar um elemento de balanceamento suave, conforme mencionado acima, e equilibrar o dobrador em termos de distorção mínima da forma de onda, potência máxima de saída em um transmissor já sintonizado e o espectro mais limpo - isso é para aqueles quem gosta de "brincar" com aparelhos e tem essa oportunidade, em um caso simples, é possível medir a tensão nos coletores T4 e T5 com um voltímetro de RF (testador com cabeçote de RF), configurá-los iguais, alternadamente, o mais curto e idêntico fechando as bases dos transistores no ponto de conexão dos enrolamentos da bobina de comunicação com L3 em curto ou através do mesmo resistor de baixa resistência se a tensão de saída cair muito, o que é inconveniente para medições e indica uma forte acoplamento indutivo com L3. Em conclusão, deve-se notar que mesmo um transmissor tão simples deve ser construído, configurado e operado por uma pessoa com certas habilidades para trabalhar com tais dispositivos. [Se uma pessoa construiu um receptor e não conseguiu configurá-lo, então ela prejudicou apenas a si mesma, enquanto um transmissor defeituoso pode "estragar a vida" de muitos, incluindo o próprio "criador"]. Usando este artigo, você também pode fazer um transmissor para a faixa de 144 MHz, [o que o autor da tradução fez, consulte o site "Transmissor experimental de FM em 145 MHz"] (se desejar, e em 28 e 27 MHz, é claro , estamos falando de linhas de tira não vão). Para trabalhar com este transmissor, o autor utilizou um amplificador RCA R47-M15 alimentado por 12 V, que, com um consumo de corrente de 3A, forneceu 15 watts de potência de saída de RF. É imperativo combinar os níveis de potência de entrada do drive dos amplificadores com as potências de saída do excitador, e também combinar as impedâncias se requerido pelo amplificador (entrada não de banda larga). Uma boa dissipação de calor deve ser assegurada a partir de amplificadores de potência, colocando-os em radiadores. O uso de um amplificador híbrido não exigia nenhum circuito adicional de correspondência e ajuste (tudo está dentro, projetado para uma determinada largura de banda): o transmissor descrito acima foi conectado à entrada RA, uma antena foi conectada à saída e a energia foi conectados às entradas RA correspondentes. Um potente potenciômetro de fio enrolado com resistência de 100:200 Ohm pode ser conectado ao circuito de alimentação do RA por um reostato para reduzir a potência de saída do RA para 2:3 W, para o caso de operação com potência aumentada (15 W) não é necessária. Autor: V.Besedin
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