Интерес к работе на любительских УКВ диапазонах постоянно растет. Наряду с промышленной аппаратурой радиолюбители широко используют и самодельную. Ниже приводится описание одноканальной малогабаритной радиостанции диапазона 1260 МГц с частотной модуляцией сигнала.

Для рассказа о принципе работы радиостанции воспользуемся структурной схемой, показанной на рис. 1. Основа радиостанции — синтезатор частоты, в состав которого входят генератор образцовой частоты с кварцевой стабилизацией А2, генератор, управляемый напряжением (ГУН), А5 и специализированная микросхема синтезатора A3. Управляет работой синтезатора микроконтроллер А4. В режиме передачи ("ТХ") сигнал с микрофона усиливается усилителем А1 и поступает на образцовый генератор А2, где с помощью варикапов осуществляется частотная модуляция. Управляемый синтезатором A3 ГУН А5 работает непосредственно на частоте передачи (в данном случае 1296 МГц), и его сигнал усиливает предварительный усилитель А7, а затем оконечный усилитель А8. Через коммутатор А12 сигнал передатчика поступает на антенну. В режиме приема ("RX") микрофонный усилитель А1, а также усилители А7 и А8 отключены. Приемный тракт устройства выполнен по схеме супергетеродина с двойным преобразованием частоты. Сигнал из антенны через коммутатор А12 поступает на входной малошумящий усилитель А9, а затем на смеситель А6. Сигнал ГУН (синтезатор перестраивает его на другую частоту) также подается на смеситель А6. С выхода смесителя сигнал первой ПЧ поступает на микросхему приемника А10, туда же поступает и сигнал второго гетеродина, в качестве которого используется образцовый генератор А2 синтезатора частоты. Демодулированный сигнал усиливается усилителем звуковой частоты А11 и поступает на динамическую головку ВА1. Первая ПЧ приемника находится в интервале 20,040...20,045 МГц, и в этом случае частота синтезатора для приема сигналов на частоте 1296 МГц должна составлять 1275,955...1275,960 МГц. Вторая ПЧ приемника — 40...45 кГц, именно на ней работает тракт ПЧ узла А10.

Принципиальная схема радиостанции показана на рис. 2. Микрофонный усилитель выполнен на транзисторе VT1. Подстроечный резистор R7 регулирует девиацию частоты образцового генератора. Генератор, управляемый напряжением, выполнен на транзисторе VT3. Подстройка частоты ГУН осуществляется варикапом VD3. На транзисторе VT6 выполнен предварительный, а на микросхеме DA3 — оконечный усилители передающего тракта. Переключателем SA1 можно изменить выходную мощность в 10 раз за счет изменения режима работы усилителя DA3. На выходе этого усилителя установлен согласующий П-контур C45L8C46, а коммутатор собран на p-i-n диодах VD4, VD5.

Микросхема DA1 — синтезатор частоты. Свечение светодиода HL1 свидетельствует о нормальной работе синтезатора и показывает, что радиостанция включена. Микроконтроллер DD1, управляющий синтезатором, в зависимости от положения переключателя SB 1.1 посылает команды, устанавливающие необходимую частоту для приема и передачи. Управляющее напряжение на варикап VD3 ГУН поступает через пропорционально-интегрирующий фильтр C9R15R16C15. Образцовый генератор выполнен на транзисторе VT4, кварцевом резонаторе ZQ1 и варикапах VD1, VD2. Подстроечным резистором R14 устанавливают частоту синтезатора в режиме "RX", а резистором R2 — в режиме "ТХ". На транзисторе VT2 выполнен входной малошумящий усилитель приемника, контур L1C7 настроен на рабочую частоту радиостанции (1296 МГц). Транзистор VT5 — смеситель. Сигналы с выхода УВЧ и с гетеродина поступают на VT5 через трансформатор-сумматор Т1. Это сделано для того, чтобы сигнал гетеродина не "забивал" УВЧ. Контур L4C19 настроен на частоту первой ПЧ (около 20 МГц).

На микросхеме DA2 выполнен ЧМ приемник с низкой ПЧ (40...45 кГц), а на микросхеме DA5 — усилитель звуковой частоты. Регулировка громкости осуществляется переменным резистором R36, совмещенным с выключателем питания радиостанции SA2. Напряжение питания ГУН образцового генератора и синтезатора частоты стабилизировано интегральным стабилизатором напряжения на микросхеме DA4. Переключение режимов "RX"/"TX" осуществляется переключателем SB1 (кнопка с самовозвратом). При этом от источника питания отключаются одни узлы и подключаются другие, например, в режиме "ТХ" отключаются все узлы приемника. Питается радиостанция от батареи из четырех аккумуляторов Д-0,25 или аналогичных, которые размещены в батарейном отсеке. Для подзарядки аккумуляторов на стенке батарейного отсека установлено гнездо (на рис. 2 не показано). Ток, потребляемый радиостанцией в режиме приема, — около 40 мА. Чувствительность радиостанции составляет 0,4...0,5 мкВ. Это обусловлено низким значением ПЧ и сравнительно большой полосой пропускания тракта ПЧ. В режиме передачи максимальная выходная мощность радиостанции составляет 100 мВт при потребляемом токе 120 мА.

Большинство деталей размещено на печатной плате из двусторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Эскиз платы и расположение на ней радиодеталей показаны на рис. 3. Полностью металлизированная поверхность одной стороны платы и металлизация второй стороны, выполняющая роль общего провода, соединены друг с другом полоской фольги, припаянной по всему периметру платы. Кроме того, поверхности соединены отрезками провода, пропущенными через отверстия в плате. Точки X, X' и X", пространственно разнесенные на плате, соединены между собой навесными проводниками, не показанными на рис. 3. Плата предназначена для установки в корпус от радиоприемника "Вестник РП-401". Ее крепят винтами в корпусе, а на его стенках устанавливают светодиод, микрофон, динамическую головку и высокочастотный разъем.

В радиостанции можно применить детали: подстроечные конденсаторы — КТ4-27, все оксидные конденсаторы — танталовые для поверхностного монтажа, остальные — К10-17в, К10-42 или аналогичные импортные для поверхностного монтажа. Постоянные резисторы РН1 -12 типоразмера 0603, подстроечные — СПЗ-19, переменный с выключателем — СПЗ-3. Светодиод можно применить любой малогабаритный, желательно с повышенной яркостью. Кварцевый резонатор типа К1 или аналогичный на частоту 20000 кГц. Микрофон ВМ1 —электретный от телефонной трубки, динамическая головка ВА1 — 0.25ГДШ-2 или любая малогабаритная. Катушки L1, L2, L6, L8 намотаны с шагом 1 мм на оправке диаметром 2 мм посеребренным проводом диаметром 0,2 мм и содержат 2, 3, 1 и 1 виток соответственно. Катушка L3 намотана на оправке диаметром 3 мм проводом ПЭВ-2 0,1 и содержит 15...20 витков. Катушка L7 намотана проводом ПЭВ-2 0,3 на оправке 2 мм и содержит 5...6 витков. Катушки L4, L5, L9 — дроссели для поверхностного монтажа индуктивностью 10 мкГн. Для изготовления трансформатора Т1 использованы две ферритовые трубки длиной 10... 12 мм от дросселя ДМ-0,1. Два свитых вместе провода ПЭВ-2 0,15 продевают через отверстия в трубках, и затем трубки складывают вместе, а выводы распаивают в соответствии со схемой. Высокочастотное гнездо XW1 можно применить любое малогабаритное. Его соединяют с платой проводом минимальной длины или коаксиальным кабелем. Антенна радиостанции — самодельная общей длиной 175 мм (5/8 λ) вместе с разъемом и согласующей катушкой.

Микросхема DA2 (TDA7000) имеет встроенную систему шумопонижения, однако она работает не очень эффективно. Ее работу можно значительно улучшить, если ввести дополнительный пороговый шумоподавитель, выполнив его по схеме на рис. 4. При исследовании работы этой микросхемы было выявлено, что в зависимости от уровня входного сигнала постоянное напряжение на выводе 2 изменяется на несколько сотен милливольт. Это напряжение и использует пороговый шумоподавитель. На микросхеме DA6 (рис. 4) собран компаратор напряжения, на транзисторе VT7 — электронный ключ. Работает устройство так. Постоянное напряжение с вывода 2 микросхемы DA2 через ФНЧ R39C55 с частотой среза несколько герц поступает на инвертирующий вход ОУ. На неинвертирующий вход ОУ поступает постоянное напряжение с подвижного контакта резистора R42. При отсутствии сигнала на входе микросхемы DA2 на выводе 2 будет постоянное напряжение около 1,5 В. На выводе 3 микросхемы DA6 устанавливают напряжение немного больше, поэтому на выходе микросхемы DA6 будет напряжение, близкое к напряжению питания, и транзистор VT7 будет открыт. Выходной сигнал 34 с вывода 2 микросхемы DA2 поступает на переменный резистор R36, а с его движка через резистор R41 и конденсатор С35 на вход УЗЧ. Так как транзистор VT7 открыт, то сигнал 34 "закорочен" на общий провод, в данном случае это шум. Когда на микросхему DA2 поступит сигнал, на выводе 2 постоянное напряжение увеличится и напряжение на инвертирующем входе DA6 превысит напряжение на неинвертирующем. Благодаря большому коэффициенту усиления ОУ его выходное напряжение практически скачком уменьшится почти до нуля и транзистор VT7 закроется. Сигнал 34 в этом случае поступит на вход УЗЧ. Изменяя напряжение на движке резистора R42, можно изменять порог срабатывания шумоподавителя. Дополнительные детали размещают на небольшой плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, которую устанавливают в крышке корпуса.

Налаживание начинают с режима "ТХ". Для этого на выход (разъем XW1) подключают частотомер и измеритель мощности (или высокочастотный вольтметр). Сначала настраивают синтезатор частоты. Подбором индуктивности катушки L2 (сдвигая и раздвигая ее витки) устанавливают на конденсаторе С15 напряжение около 1,6 В. Светодиод HL1 при этом должен светиться. Подбором конденсаторов С9 и С15, в случае необходимости, добиваются наименьшего шума синтезатора. Конденсаторами С45, С46 добиваются максимума выходной мощности. Если они окажутся в положении минимальной емкости, то их можно исключить. Затем подстроечным резистором R14 устанавливают частоту выходного сигнала 1296 МГц. В случае необходимости, возможно, придется подобрать индуктивность катушки L3. Затем проводят регулировку в режиме "RX". На вход (разъем XW1) подают ЧМ сигнал частотой 1296 МГц. Подстроечным резистором R2 настраивают приемник на частоту сигнала. Конденсаторами С7 и С19 добиваются максимума чувствительности. Кроме того, для повышения чувствительности можно подобрать резистор R19, а между базой и эмиттером транзистора VT5 установить конденсатор емкостью 1...3 пФ, он компенсирует индуктивное сопротивление трансформатора Т1. Установку частоты в режимах "ТХ" и "RX" необходимо повторить несколько раз, так как эти регулировки зависимы. Кроме того, может понадобиться подбор резисторов R40 и R43 для получения плавной регулировки порога срабатывания шумоподавителя.

Программа микроконтроллера PIC 12C509A: СКАЧАТЬ

Игорь НЕЧАЕВ (UA3WIA), г. Курск