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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Estação de rádio FM em miniatura na faixa de 2 metros. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Comunicações de rádio civis A estação de rádio proposta neste artigo tem um peso e dimensões reduzidos. É fácil de usar, porque tem um mínimo de controles. A estação de rádio é feita com componentes SMD, é facilmente repetível, barata de fabricar e fácil de montar, possui bons parâmetros para recepção e transmissão. Para simplificar o design do indicador de frequência, a estação não possui, mas é usado o modo de operação sem busca (três frequências de operação pré-gravadas na memória da estação de rádio). Ao mesmo tempo, existe um modo de varredura em toda a seção FM autorizada, que permite encontrar um correspondente, fixar sua frequência e fazer contatos.
Em geral, o dispositivo é uma estação de rádio completa, em muitos aspectos não inferior aos dispositivos industriais. Possui as seguintes especificações:
O esquema da estação de rádio é mostrado na fig. 2. O caminho de recepção é feito de acordo com o esquema de conversão de frequência dupla e consiste no ULF VT1, o primeiro mixer no transistor VT2, o estágio de amplificação intermediário VT3, o microcircuito funcional DA1 (MC3361 da Motorola) e o ULF no DA2 microcircuito.
No modo de recepção, o sinal da antena através do conector XW1, a bobina L7, o capacitor C1 é alimentado no circuito de entrada L1C2 e, em seguida, no primeiro portão VT1. Além disso, o sinal amplificado é selecionado pelo circuito oscilatório L2C6 e é alimentado na primeira porta do transistor do primeiro misturador VT2. O sinal do 8º oscilador local, retirado do gerador controlado por tensão (VCO) em \/T1, que é comum ao receptor e ao transmissor, é alimentado na segunda porta através do capacitor C10. O VCO é controlado por um sintetizador feito nos microcircuitos DD1 e DA1. O mixer no VT2 opera com deslocamento inicial zero nas portas. Isso possibilitou obter baixo ruído do mixer, boa linearidade e um alto fator de conversão. O sinal do primeiro IF com frequência de 10695 kHz é selecionado no resistor R6 e através do filtro de quartzo ZQ2 entra no estágio de amplificação no transistor VT3. O sinal amplificado é alimentado na entrada do segundo mixer (pino 16 do chip DA1). O sinal do oscilador de cristal do driver do sintetizador com frequência de 1 kHz é alimentado na outra entrada deste mixer (pino 10) através do divisor capacitivo C30C10240. Como resultado da mistura dos dois sinais, um segundo sinal de diferença IF de 455 kHz é gerado. Em seguida, passa pela cerâmica FSS ZQ3 até o IF e o detector, que fazem parte do chip DA1. A inclusão do microcircuito é típica, exceto que os valores do filtro do amplificador de ruído são ligeiramente otimizados para torná-lo mais claro e proteger contra falsas respostas do supressor de ruído com grandes desvios do sinal recebido. O sinal de baixa frequência é removido do filtro R19C18 e alimentado através do controle de volume R21 para o ULF DA2. Na ausência de um sinal recebido, o ULF é fechado por um sinal de alto nível lógico fornecido do pino 19 do processador DD1 ao pino 1 do DA2 (controle). Na presença de um sinal de estação de rádio, uma tensão positiva aparece na saída do gatilho como parte de DA1, que abre a chave VT10 através de R4, configurando assim um nível lógico baixo no pino 1 de DA2, colocando o ULF em modo de operação. Paralelamente ao VT4, está instalado um botão para desligamento forçado do SHP SB2. O limite de resposta do SHP é definido pelo resistor R16. Em geral, o algoritmo de operação é o seguinte: quando o interruptor SA2 é ligado, o processador DD1 é colocado no modo de operação. No pino 13 do microcircuito, existe um 0 lógico, que, através do resistor R41, abre a chave VT9 no circuito de alimentação do receptor. A energia desta chave através do circuito R42VD7 é fornecida ao VCO. Se ao mesmo tempo não houver estação de trabalho (o supressor de ruído está fechado), após 4 s o processador muda para o modo econômico e liga a energia em "porções" de 0,3 s a cada 0,9 s. A fonte de alimentação é indicada por um LED verde VD4.1 piscando. Se houver uma estação e o silenciador tiver funcionado, a tecla VT4 define o 0 lógico no pino 19 do processador e ele entra no modo de operação. O ULF também está ativado. O processador estará em condições de funcionamento enquanto houver atividade na recepção-transmissão ou nas estações de trabalho, ou seja, abrindo o silenciador. Após 4 segundos de ausência de sinal recebido e transmissão, o processador coloca novamente a estação no modo econômico. Para ativar o modo de varredura, quando o rádio estiver desligado, pressione o botão de transmissão SB1 e ligue a energia. Solte SB1 1 s após a alimentação ser aplicada. A varredura indica o piscar frequente do LED VD4. Quando uma estação em execução é detectada, a varredura faz uma pausa de 3 segundos e continua. Você precisa parar de digitalizar pressionando brevemente a transmissão. A estação permanecerá na frequência fixa até que a energia seja desligada. Depois que a energia é ligada novamente, de acordo com a posição da chave SA1, a frequência gravada durante a fabricação da estação de rádio na memória é definida. A transmissão é ligada pressionando o botão SB1. Isso muda o modo do processador no pino 16 DD1, também abre a chave VT36 através de R8 e bloqueia a fonte de alimentação do receptor. O controle através do R37 abre a tecla VT7, que fornece energia aos estágios preliminares do transmissor e do amplificador do microfone. O brilho do LED vermelho VD4.2 indica o modo de transmissão. O amplificador de microfone é montado de acordo com um esquema com conexão direta entre as cascatas nos transistores VT14 e VT15. No amplificador, a correção de frequência é realizada com um aumento de resposta de frequência de cerca de 6 dB por oitava para uma frequência de 3 kHz e um bloqueio adicional da resposta de frequência. O amplificador tem uma saída de impedância relativamente baixa e amplifica o sinal de baixa frequência até uma amplitude de 1,5 V, igual à sua tensão de alimentação. Isso tornou possível usar um grampo de diodo simples e fornecer um pequeno grau de compressão sem causar distorção perceptível. O amplificador não é sensível a campos de RF potentes e fornece um bom som para transmissão. A modulação de frequência é realizada aplicando um sinal de baixa frequência através de R65 ao varicap VD8, que reconstrói o VCO com controle do sintetizador e serve para mudar sua frequência natural ao passar da recepção para a transmissão. No modo de recepção, uma tensão de polarização positiva é aplicada ao varicap através do circuito R43C40R44. O VCO é feito em um transistor de efeito de campo VT10 de acordo com um circuito capacitivo de três pontos. A utilização de um transistor de efeito de campo no gerador possibilitou a obtenção de uma boa estabilidade intrínseca e um espectro de oscilação limpo. O gerador também concorda bem com o estágio subsequente e, em estado carregado, desenvolve uma amplitude no modo de transmissão de cerca de 0,8 V, o que, em geral, tornou possível simplificar o transmissor. A parte amplificadora do transmissor contém três estágios nos transistores VT11, VT12, VT13, respectivamente. As cascatas nos transistores VT12 e VT13 são inicialmente bloqueadas, portanto, a energia para eles não é comutada e é fornecida constantemente. O VT12 opera no modo classe B com um pequeno viés removido do diodo VD9 e o VT13 opera no modo classe C sem viés e possui alta eficiência. O sinal amplificado é alimentado à antena através dos circuitos correspondentes e do conector XW1. Todos os circuitos da estação de rádio, com exceção do ULF e do estágio de saída do transmissor, são alimentados por um estabilizador DA3 com tensão de estabilização de 3,3 V. Como resultado, todos os parâmetros da estação de rádio são salvos até a descarga. Para controlar a descarga, um dispositivo de limite nos transistores VT5 e VT6 e um LED VD5 são usados. A estação é montada em uma única placa de circuito impresso em fibra de vidro dupla face com dimensões de 87x53 mm, confeccionada com tecnologia moderna, com metalização dos furos e máscara de proteção dimensionada no perímetro interno da caixa, o que lhe confere maior força. O traçado dos lados da placa é mostrado na fig. 3 e 4. A placa não possui fixadores especiais, ela é simplesmente inserida no estojo e pressionada contra a tampa traseira, que é fixada com dois parafusos. Pré-solde apenas o alto-falante e o fio do conector da antena.
Na montagem, foram utilizados principalmente elementos SMD: resistores e capacitores de tamanho de 0805 polegadas (mas podem ser substituídos por elementos de tamanho de 1206 polegadas). Resistores e capacitores trimmer, também usados para montagem em superfície. Todos os capacitores de óxido são de 6,3 V. As bobinas dos circuitos são sem moldura (exceto para L3), enroladas em mandril 3 mm com fio PEL 0,5. As bobinas L1, L2, L5, L6 contêm 4 voltas, L4 - 5 voltas, L7 - 3 voltas. A bobina L3, com uma indutância de 680 μH, é usada padrão a 455 kHz em uma tela de 8 mm ou enrolada em uma conexão adequada com um núcleo de ferrite e um copo de ajuste e contém 150 voltas de fio PEL 0,08. Indutores L8, L9 - indutâncias de chip de 0,033 e 0,47 μH, respectivamente, L10 - comuns com pinos com indutância de 1 μH. O indutor L11 possui 5 voltas de fio PEL 0,5 enrolado em um mandril de 2,2 mm e está localizado verticalmente na placa. Diodos VD1, VD2 VD6, VD7, VD9 - KD521, KD522. Diodo VD3 - um conjunto de diodos da série BAV70 com cátodos combinados (os diodos são conectados em paralelo na estação de rádio) e VD10, VD11 - BAV99, contendo dois diodos conectados em série (seu ponto médio é conectado ao capacitor C69 e resistores R64, R65). LED VD5 - AL102A, VD4 - duas cores (dois diodos em um invólucro). Transistor VT3 - SMD doméstico KT368A9. Os transistores SMD domésticos PNP - KT3129A9 e NPN - KT3130A9 também são usados em circuitos LF e de comutação. Chip DA4 - KF1015PL4. Microfone - qualquer eletreto, com diâmetro de 6 mm, cabeça dinâmica BA1 - qualquer, com diâmetro de 40 mm, resistência de enrolamento de 8 ohms.
Para blindar o contorno do VCO, é utilizada uma tela retangular de fabricação própria medindo 8x11 mm, feita de uma tira de folha-de-flandres com 7 mm de largura. Para soldá-lo na placa existe um circuito sem máscara. Depois de afinada por cima, é fechada com uma placa em forma de U do mesmo material e selada em dois ou três pontos. Firmware do microcontrolador e arquivos de rastreamento de PCB Sujeito a todas as classificações indicadas, o circuito funciona quase imediatamente e requer apenas um ajuste mínimo. Antes de iniciar a sintonia, recomenda-se desenergizar o estágio de saída do transmissor. Para fazer isso, você precisa dessoldar uma saída do indutor L11. Desligue o silenciador girando o resistor R16 ou instalando temporariamente um jumper em vez do SB2. A primeira coisa a fazer é ajustar o VCO. Para fazer isso, você precisa medir a tensão no pino 15 do microcircuito DA4 e, com a engrenagem pressionada, pressionando as voltas da bobina L4, definir a tensão em cerca de 1 ... 1,3 V. Quando a transmissão for liberada em o modo de recepção, a tensão deve permanecer aproximadamente a mesma. Se for muito diferente, o resistor R46 deve ser selecionado para que a diferença nos modos de recepção e transmissão seja mínima. Depois disso, a bobina L4 deve ser preenchida com parafina.
Em seguida, você precisa conectar um medidor de frequência à saída da antena e, ao transmitir com um capacitor trimmer C29, definir a frequência correspondente à posição da chave (as frequências são determinadas pelo programa de firmware DD1). Você pode definir o desvio com o resistor R65 usando instrumentos ou usando uma estação de controle para o som mais alto e sem distorção ao falar perto do microfone. Em seguida, aplique do GSS à entrada do receptor um sinal de rádio da frequência apropriada com um desvio de 3 ... 4 kHz e ajuste o receptor com a bobina L3 para o sinal mais alto e sem distorção. Para completar o ajuste do receptor, ajuste a sensibilidade máxima pressionando levemente as voltas das bobinas L1 e L2. Depois de concluir todo o trabalho anterior, solde o indutor L11 no lugar, conecte uma carga de 1 Ohm equivalente ao conector XW50 e meça a tensão de transmissão nele. A potência máxima é definida empurrando levemente as voltas das bobinas L5 e L6. A tensão de carga deve ser de pelo menos 11...12 V, o que corresponde a uma potência de saída de 2,4...2,8 W. Então o resistor R16 define o limite do SR. Sem sinal, a estação deve ficar totalmente silenciosa e ligar com segurança mesmo com sinal fraco com ruído. A antena da estação de rádio é ressonante com um comprimento de fio elétrico de 0,75 comprimentos de onda. Uma antena é feita com base em um segmento de um cabo de televisão RCI de 75 ohms, com diâmetro externo de 7 mm e comprimento de 10 cm. É necessário remover a bainha externa, remover a trança e a central condutor. Sai facilmente sem esforço. Em seguida, a casca é colocada de volta. A uma distância de cerca de 10 mm da borda, usando o condutor central "nativo", o isolamento é perfurado e a ponta do fio é trazida para o centro, e a outra é arrancada e dobrada no isolamento para posterior soldagem o fio espiral para ele. Para a espiral, é utilizado um fio MC duplamente dobrado em isolamento de PTFE, com diâmetro externo de 0,5 mm. O enrolamento é executado volta a volta. O comprimento do condutor dobrado ao meio é de 106 mm. Mas é melhor pegar um comprimento deliberadamente grande, cerca de 115 mm, e depois ajustar encurtando. Uma extremidade do condutor é soldada ao condutor central e suavemente derretida no isolamento. Depois disso, o enrolamento é realizado e o fio é fixado no final. Um conector é instalado na lateral do condutor central. Em seguida, um tubo termorretrátil é colocado sobre toda a estrutura e fixado por aquecimento sobre uma chama leve. Sintonize a antena usando um medidor de resposta de frequência ou um indicador de intensidade de campo usando a própria estação de rádio. Neste caso, é melhor desenergizar o estágio de saída do transmissor. A potência de RF de saída é de cerca de 30 mW, o que é suficiente para operar até mesmo o indicador de campo mais simples. O ajuste com dispositivos de resposta de frequência é mais fácil de executar. Conecte a entrada do dispositivo à saída do estágio final (conforme o diagrama, este é o ponto 3) e conecte a antena a este ponto. Mordendo a antena ao longo do comprimento, eles atingem a ressonância na frequência de 143 MHz. Em espaço livre sem a influência dos fios do aparelho, a ressonância da antena ficará na região de 145 MHz. Após a afinação, a ponta da antena é aquecida novamente para encolher o tubo e a ponta é preenchida com cola quente. Autores: Alexander Shatun (UR3LMZ), Dergachi, Ucrânia, Alexander Denisov (RA3RBE), Moscou, Rússia
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