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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Micro estação de rádio. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Comunicações de rádio civis
Ao instalar grandes mastros de antena, geralmente várias pessoas estão envolvidas. Além disso, eles podem estar a uma distância tal que não é mais possível garantir uma sincronização confiável de suas ações simplesmente por voz (especialmente em condições de ruído externo, vento, etc.). E sem ações síncronas da equipe, o mastro pode desabar durante o levantamento, com todas as consequências decorrentes. Quando a motocicleta está em movimento, as negociações entre o motorista e o passageiro são quase impossíveis. Às vezes, intercomunicadores com fio são usados para fornecer comunicação entre o motorista e o passageiro. Mas são perigosos de usar, pois se o fio cair pode agravar a situação de emergência, virando um "laço". A estação de microrrádio no capacete é desprovida dessa desvantagem muito significativa. Esta lista pode ser continuada: alpinistas em uma rota difícil, viajantes de caiaque em rios rápidos, etc. A estação de rádio, descrita no artigo publicado, foi projetada para resolver exatamente esses problemas e seu uso pode salvar vidas humanas em certas situações . Esta estação de rádio usa a recepção "frontal" para liberar as mãos do operador: a transição da recepção para a transmissão é fornecida pelo sistema VOX (controle de voz). Naturalmente, full duplex seria mais adequado para este tipo de comunicação - como em um telefone convencional. E esse problema, aparentemente, pode ser resolvido por meios não muito complicados, já que o problema de entupimento do receptor com seu transmissor é minimizado devido à baixíssima potência do transmissor. Para resolver o problema de organizar as comunicações de rádio em distâncias muito curtas, a banda amadora de 10 metros e a banda CBS adjacente são ideais. Os circuitos nas frequências correspondentes a essas faixas são relativamente simples e os projetos são fáceis de reproduzir e ajustar, mesmo com pouca experiência em altas frequências. O projeto prático da estação de rádio, discutido neste artigo, foi feito na banda CB. Ao repeti-lo na versão para faixa amadora de 10 metros, muito provavelmente será necessário substituir apenas os ressonadores de quartzo no receptor e no transmissor, pois os limites de ajuste dos indutores devem ser suficientes para a frequência de operação dentro desta faixa conforme bem. Os caminhos do receptor e do transmissor desta microestação de rádio são completamente separados. Eles são conectados apenas pelo circuito de controle, que desliga o receptor durante a transmissão. O circuito do transmissor é mostrado na fig. 1. Consiste em um oscilador mestre, um estágio de saída, um amplificador de microfone e uma unidade de controle de voz para ligar o transmissor (e desligar o receptor). O oscilador mestre é feito em um transistor VT5 de acordo com o esquema "capacitivo de três pontos". A frequência de geração é determinada pelo ressonador de quartzo ZQ1. Um varicap VD3 é conectado em série com ele, que é usado para modulação de frequência do gerador. O amplificador de potência é feito no transistor VT6. O circuito oscilatório L2C11 em seu circuito coletor é sintonizado na frequência de operação da estação de rádio.
Um amplificador de microfone é feito no transistor VT1 e no chip DA1, cujo sinal de saída é alimentado no varicap VD3. O transmissor é ativado por voz. O sinal da saída do chip DA1 é alimentado ao retificador VD1VD2R8C5. Uma tensão constante da saída deste retificador abre os transistores VT2 e VT3. Este último fornece energia aos estágios de alta frequência do transmissor. O atraso de desligamento do transmissor pode ser calculado usando a fórmula: toff =C5 x R8 x R9/(R8+R9). Normalmente é escolhido dentro de 0,4 ... 2 s. Essa escolha é determinada pelas características da fala do operador (seu ritmo, a duração das pausas na fala). O atraso desejado é definido selecionando o capacitor C5. Através do transistor VT4, o sinal de controle é alimentado ao receptor, desligando-o durante a transmissão. O circuito receptor é mostrado na fig. 2. Um amplificador de radiofrequência é montado no transistor VT1. Seus circuitos de entrada (L1C2C3) e saída (L3C5C6) são sintonizados na frequência de operação da estação de rádio. A conexão do receptor com a antena é transformadora. Os diodos de germânio VD1 e VD2 limitam o nível do sinal de entrada a aproximadamente 0,2 V, eliminando assim a falha do transistor VT1 quando o rádio está transmitindo.
O processamento do sinal de RF principal ocorre no chip DA1. Inclui um oscilador local (sua frequência é definida por um ressonador de quartzo ZQ1), um misturador, em cuja carga (filtro ZQ2) é emitido um sinal de frequência intermediária de 465 kHz, um detector de frequência com um circuito de mudança de fase L5C10R3, um amplificador supressor de ruído e um conversor de frequência ultrassônico preliminar. No amplificador operacional DA2 e nos transistores VT5 e VT6, um amplificador de potência AF é montado. Sua característica é o baixo consumo de energia em todos os modos. O amplificador DC (transistores VT3, VT4) opera no modo chave. Ele coordena a saída do silenciador com a entrada de controle DA2. Isso elimina a influência de mudanças na tensão de alimentação da estação de rádio (quando as baterias estão descarregadas) na operação do silenciador. O limiar do silenciador é ajustado pelo resistor R6. Quando um sinal útil aparece, o ruído de alta frequência diminui na saída do detector e o nível de tensão no pino 13 de DA1 muda abruptamente de alto para baixo. Os transistores VT3 e VT4 abrem, permitindo que o UZCH funcione. O transistor VT2 fornece energia para a parte de RF do receptor quando o transmissor é desligado. Quando o pino A é alto, VT2 é fechado e os caminhos de RF e IF do receptor são desenergizados. Em um nível baixo no pino A, o transistor VT2 abre para saturação e o rádio liga para operação normal. O receptor pode ter sua própria antena ou pode ser conectado à antena do transmissor. A estação de rádio é montada em uma placa de circuito impresso de fibra de vidro dupla face com espessura de 1,5 mm (Fig. 3). A linha vermelha separa condicionalmente o transmissor e o receptor.
A folha na lateral das peças é usada apenas como fio comum e tela. As seleções correspondentes são feitas (gravadas) nos locais onde os condutores são ignorados (eles não são mostrados na Fig. 3). Conexões de folha para terminais "aterrados" de resistores, capacitores e outros itens são mostrados como quadrados pretos. Os mesmos quadrados, mas com um ponto brilhante no centro, marcam os jumpers de fio que conectam certos fragmentos de fiação impressa com a folha do fio comum e os pinos "aterrados" dos microcircuitos. A bobina do transmissor (Fig. 1) L1 possui 25 voltas enroladas com fio PEVSHO 0,12 em uma moldura com diâmetro de 5 mm, que é aparafusada na placa (Fig. 4). O quadro tem um aparador de carbonilo M3x9.
O desenho da bobina L2 e sua montagem na placa são mostrados na fig. 5. Suas 16 voltas são enroladas seguidas com fio PEV-2 0,33. A bobina L3 (quatro voltas de fio PEVSHO 0,2) é enrolada sobre L2 em sua extremidade "fria" (HF). O trimmer de bobina L2 é o mesmo que L1. Microfone BM1 - CZN-15E. Você pode pegar um microfone de eletreto e outro tipo.
Bobinas receptoras (Fig. 2) L1, L3 e L5 - blindadas, de fábrica, tipo KVP, com bobinas de comunicação. Eles foram comprados na loja de Moscou "Chip and Dip". Indutância L1 e L3 - 1 μH, L5 - 240 μH. As bobinas de acoplamento em L3 e L5 não são usadas (não devem ser fechadas!). É permitido usar outras bobinas com a indutância apropriada e dimensões aceitáveis. As pétalas de contato das telas são dobradas em ângulo reto e soldadas diretamente na folha do fio comum. Bobina L4 - 10 voltas de fio PEVSHO 0,12. É enrolado bobina a bobina em uma moldura com um diâmetro de 5 mm (Fig. 4). Cabeça dinâmica BA1 - 0,25GDSH-7 com resistência de 50 ohms. Os ressonadores de quartzo da estação de rádio podem ser soldados nos orifícios destinados a eles. Mas, como mostra a experiência, a frequência de um ressonador de quartzo às vezes difere significativamente do valor nominal afixado em sua caixa. Para poder trocar os ressonadores de quartzo sem soldar, são instalados soquetes em miniatura na placa a partir de um conector projetado para um pino com diâmetro de 1 mm. Eles podem ser montados na placa como mostrado na Fig. 6.
Todos os resistores fixos na estação de rádio são MLT-0,125, os resistores de ajuste são SP3-38a. Os capacitores de óxido C2 e C10 (ver Fig. 1) e C22 (Fig. 2) têm um diâmetro de 6 mm e C21 (Fig. 2) - 5 mm. Esses capacitores são de fabricação estrangeira (os nacionais têm grandes dimensões). Eles são montados na placa como mostrado na Fig. 7. A fim de evitar curto-circuito, a folha sob o capacitor tem uma amostra anular. Capacitores C3, C5 (ver Fig. 1) e C11 (ver Fig. 2) - K53-30. Outros - KM-6, K10-17b, KD, etc.
Para sintonizar a estação de rádio, é desejável ter um medidor de frequência, por exemplo, Ch3-57, um osciloscópio e uma estação de rádio CB com o canal desejado. Se o osciloscópio "não detectar" um sinal com uma frequência de cerca de 27 MHz ou não puder ser usado para medir o nível do sinal, um voltímetro de RF com uma escala "~ U" de 0,3 V, por exemplo, A4-M2 , também será necessário. A configuração começa com o transmissor. É transferido para o modo de emissão contínua conectando o coletor do transistor VT3 e o revestimento esquerdo (conforme a Fig. 1) do ressonador de quartzo ZQ1 ao fio comum. Ao conectar o osciloscópio ao emissor do transistor VT5, avalie visualmente a frequência do oscilador mestre. Se for cerca de 9 MHz (27/3), o ressonador instalado é harmônico e a frequência indicada em seu corpo é o terceiro harmônico da ressonância fundamental. É melhor substituí-lo por um ressonador excitado na frequência fundamental. Se for usado um ressonador harmônico, a indutância da bobina L1 deve ser aumentada em cerca de nove vezes, ou seja, o número de voltas deve ser três vezes maior. Em seguida, um equivalente de antena é conectado à bobina L3 - uma carga com resistência de 50 ohms e um voltímetro de RF. Ao ajustar a bobina L2, o circuito de saída L2C11 é ajustado para a leitura máxima do voltímetro. Ao remover o jumper que conecta a saída do ressonador de quartzo ao fio comum (ligando assim o modulador de frequência), certifique-se de que o gerador continue funcionando e ajustando a bobina L1 traga sua frequência exatamente para a de trabalho. O medidor de frequência é conectado à carga da antena do transmissor. É fácil trazer o sinal do microfone para o nível desejado com o resistor R2 ou alterando o ganho da cascata no amplificador operacional DA1 (k=R5/R4). Ao desviar o resistor R5, o ganho do caminho é reduzido e ao desviar R4, ele é aumentado. O ganho do amplificador de microfone (nível de modulação) é controlado pelo sinal de baixa frequência na saída do receptor de controle. Deve ter volume suficiente, mas não "voar" do canal, o que geralmente é acompanhado por forte distorção. A tensão constante na saída de DA1 deve estar dentro de 2,5 ... 3,5 V. Se for menor que 2 V, é aumentada desviando o capacitor C3 com um resistor próximo em resistência a R5. A tensão constante no pino 6 do DA1 deve permanecer praticamente inalterada quando a tensão de alimentação cai para 4,5 ... 5 V. A função do estabilizador, que fixa essa tensão e, consequentemente, minimiza o "desvio" da frequência do transmissor quando o mudanças na tensão de alimentação, é realizada pelo transistor VT1, operando aqui no modo de gerador de corrente. Em seguida, verificam o funcionamento da tecla "voz": verificam se o resistor R2 pode definir um ou outro limite acústico para ligar o transmissor. Na tabela. 1 mostra as dependências da corrente consumida pelo transmissor no modo de transmissão Itrans, potência de saída Pout, desvio da frequência portadora Df e corrente de espera Idej (sem modulação, transmissor desligado) na tensão de alimentação Upit.
Para sintonizar o receptor (Fig. 2), você pode usar uma estação de rádio CB localizada a uma distância de 1 ... 2 m, operando em uma antena equivalente. Ele atuará como um gerador de RF. Um osciloscópio é conectado ao pino 5 do microcircuito DA1 (a saída do filtro IF) (a sensibilidade é de 10 mV por divisão) e ajustando os circuitos de RF (incluindo L4) o nível máximo do sinal IF é alcançado. No processo de sintonização com um aumento no nível do sinal de saída, a estação irradiante é afastada e a sintonização é concluída com um sinal de entrada extremamente pequeno. O circuito de mudança de fase L5C10 do receptor é ajustado de acordo com o sinal do correspondente trabalhando em FM: o trimmer da bobina L5 é deixado na posição que corresponderá ao sinal mais alto e de melhor qualidade. A dependência da corrente consumida pelo receptor no modo de recepção de espera Idezh (UZCH é fechado por um supressor de ruído) e a corrente do modo de operação Iwork (UZCh é aberta, ruído de canal livre é ouvido) na tensão de alimentação Upit é mostrada em Mesa. 2. Em um receptor sem URF, Idezh é menor em 0,7 ... 1,8 mA (em Upit 5 ... 10 V).
A estação de rádio funciona com qualquer antena de 50 ohms de comprimento aceitável, por exemplo, da estação de rádio Dragon SY-101 (comprimento 23 cm, conector do tipo CP-50). Antenas caseiras também são adequadas (veja o artigo de G. Minakov, M. Fedosov, D. Travinov "Hummingbird" estação de rádio em "Radio", 1999 Mas em todos os casos é recomendado conectar a folha do fio comum de a placa (melhor - no ponto em que a bobina L3 está conectada a ele transmissor) com algo que poderia servir de contrapeso no sistema de antena resultante (em "portáteis" convencionais o próprio operador serve como contrapeso). da estação aumentará visivelmente se um pedaço de fio de montagem de 1 ... 1,5 de comprimento for usado como contrapeso, XNUMX m O receptor de rádio pode ter sua própria antena. Como existem requisitos menos rigorosos para ajustar e combinar a antena receptora, um simples pedaço de fio de montagem de 20 ... 30 cm de comprimento é suficiente. O baixo consumo de energia da estação de rádio no modo de transmissão possibilita o uso de fontes de luz de pequeno porte e de pequena capacidade para seu fornecimento de energia, incluindo baterias de células galvânicas. Assim, com uma relação entre o tempo gasto no modo de espera e o tempo de operação ativa de 10/1, uma estação de rádio com um "Korund" de nove volts (suas dimensões são 26,5x17,5x48,5 mm, peso 46 g, capacidade elétrica 620 mAh) poderá funcionar 70 ... 100 h, e com uma bateria de seis volts tipo 476A (diâmetro 13 mm, altura 25 mm, peso 14 g, capacidade 105 mAh) - até 15 ... 20D-7. O design final da estação de rádio depende de sua finalidade. Estruturalmente, pode ser feito na forma de uma única unidade, possuindo apenas um fone de ouvido microfone-telefone externo. Mas ao colocar a estação, digamos, no capacete de proteção de um motociclista, é mais conveniente lidar com seus componentes individuais: transmissor, receptor, fonte de alimentação (principal ou reserva), alto-falante, microfone etc., montando cada um deles conforme as condições de operação exigirem e serão fáceis de usar. Dois resistores, que geralmente são elementos do controle operacional da estação de rádio, são feitos de aparadores. Este é o resistor R2 (veja a fig. 1), que define o limite para ligar o transmissor (ruídos acústicos estranhos e farfalhar devem permanecer abaixo do limite), e R6 (veja a fig. 2) é o limite do supressor de ruído, que ativa a frequência ultrassônica da estação somente quando aparece no canal a conexão da operadora é alta o suficiente. Uma ou outra posição desses reguladores é definida com antecedência, antes de iniciar o trabalho. Autor: Yuri Vinogradov, Moscou
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Na maioria das vezes, ao criar uma emissora de rádio, buscam aumentar o alcance de sua atuação. No entanto, existem aplicações em que não é o alcance da comunicação que vem à tona, mas a conveniência de usá-lo. E antes de tudo - a possibilidade de usar a estação de rádio, deixando as duas mãos livres. Nenhum obstáculo para essas aplicações será o peso e as dimensões mínimas do rádio. Aqui estão alguns exemplos.
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