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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Radiomicrofono. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Radiocomunicazioni civili Le parole sono superflue sulla popolarità dei radiomicrofoni, sempre più spesso qualsiasi esibizione dal palco, raduno, incontro, evento pubblico non è completa senza di loro. Poiché i dispositivi industriali di fascia media e alta sono costosi e inaccessibili, qui c'è un ampio campo di attività per i radioamatori. Di seguito proponiamo una descrizione di un microfono radioamatoriale, ben progettato e con parametri migliorati rispetto ad altri fatti in casa. Questo radiomicrofono è progettato per il suono di eventi, l'ascolto di una stanza per bambini, ecc. Il dispositivo funziona nella banda VHF a una frequenza di 87,9 MHz, appositamente riservata ai radiomicrofoni, e i suoi segnali vengono ricevuti da un ricevitore di trasmissione convenzionale con un VHF -2 bande. La portata del radiomicrofono all'interno della linea di vista - più di 200 m A differenza dei progetti simili descritti in precedenza [1], questo radiomicrofono è più complicato, ma presenta una serie di vantaggi. Ha un amplificatore microfonico AGC che rileva i suoni deboli ed elimina la forte distorsione non lineare quando i suoni forti vengono inviati direttamente al microfono. Il radiomicrofono descritto ha una stabilità di frequenza relativamente elevata e un buon utilizzo della batteria di alimentazione, in particolare le sue prestazioni vengono mantenute quando la tensione di alimentazione viene ridotta da 10 a 5 V. Schema e principio di funzionamento. Lo schema del radiomicrofono è riportato in fig. 1. Il trasmettitore è assemblato su un transistor VT4 in un circuito a stadio singolo. Tale soluzione per un dispositivo in miniatura, come un radiomicrofono, è giustificata, poiché l'uso di un oscillatore principale separato e di uno stadio di uscita nel trasmettitore porta a una diminuzione della sua efficienza e ad un aumento delle dimensioni.
Come sapete, la frequenza di un generatore LC operante nella regione dei 100 MHz dipende in modo significativo dalla tensione di alimentazione. Ad esempio, l'autore ha studiato il diffuso "tre-sottile" capacitivo con l'inclusione di un transistor secondo un circuito di base comune. Secondo questo schema, è incluso il trasmettitore del radiomicrofono descritto in [1]. La deriva della frequenza del generatore era superiore a 1 MHz quando la tensione di alimentazione passava da 5 a 10 V. L'introduzione di uno stabilizzatore di tensione nel radiomicrofono porterebbe ad un aumento delle perdite. Pertanto, nel dispositivo in esame, il trasmettitore è alimentato direttamente dalla sorgente. A differenza di quelli descritti in precedenza, il trasmettitore contiene due circuiti: il circuito L1C9C10C12C13VD2 che imposta la frequenza del generatore e il circuito di uscita L3C15C16 associato all'antenna. Ciò migliora la stabilità della frequenza generata. Il circuito master è connesso al transistor VT4 secondo il circuito di Clapp raccomandato per la costruzione di oscillatori master del trasmettitore [2]. L'effetto della modifica dei parametri del transistor VT4 quando si modifica la tensione di alimentazione al circuito di pilotaggio è ridotto al minimo scegliendo un piccolo coefficiente di inclusione del transistor nel circuito (determinato dalla capacità dei condensatori C10, C12, C13). Per aumentare la stabilità della temperatura della frequenza, vengono utilizzati i condensatori C9, C10, C12, C13 con un piccolo TKE e il coefficiente di inclusione nel circuito di pilotaggio del varicap VD2 è piccolo a causa della piccola capacità del condensatore C9. L'uscita P-loop consente di abbinare l'antenna con l'uscita del transistor VT4 e migliora il filtraggio delle armoniche superiori. Si noti che il circuito convenzionale attenua le armoniche in proporzione a (n2-1), e il circuito P - n(n2-1), dove n è il numero armonico [3]. Il circuito di uscita è sintonizzato sulla frequenza della seconda armonica del circuito di pilotaggio. Ciò riduce l'influenza del circuito di uscita sul circuito di pilotaggio attraverso la capacità della giunzione collettore-base del transistor VT4, migliorando così la stabilità in frequenza del trasmettitore. A causa di tutte queste misure, la deriva di frequenza del trasmettitore quando la tensione di alimentazione cambia da 5 a 10 V è piccola e non è necessario sintonizzare il ricevitore durante il funzionamento. Il segnale sonoro dal microfono electret BM1 viene inviato all'ingresso di un amplificatore microfonico assemblato su un amplificatore operazionale (op-amp) DA2. Il microfono riceve alimentazione attraverso il resistore R1 e il circuito di disaccoppiamento R5C2. Per ridurre il consumo energetico presso il sito DA2, è stato utilizzato un sistema operativo micropower K140UD12. Il resistore R10 imposta il consumo di corrente dell'amplificatore operazionale a circa 0,2 mA. Non è richiesta una potenza elevata dall'amplificatore del microfono, poiché è caricato sul varicap e la potenza per pilotare il varicap, che è un diodo a polarizzazione inversa, è estremamente ridotta. Il resistore R7 e la resistenza della sezione drain-source del transistor ad effetto di campo VT1 formano un circuito di retroazione negativa che determina il guadagno dell'amplificatore microfonico. Il canale del transistor ad effetto di campo VT1 funge da resistenza regolabile nel sistema AGC. Quando la tensione gate-source è vicina a zero, la resistenza del canale è di circa 1 kOhm e il guadagno dell'amplificatore del microfono è vicino a 100. Quando la tensione aumenta a 0,5..-.1 V, la resistenza del canale aumenta a 100 kOhm , e il guadagno dell'amplificatore del microfono diminuisce a 1. Ciò fornisce un livello di segnale quasi invariato all'uscita dell'amplificatore del microfono quando il livello del segnale al suo ingresso cambia su un'ampia gamma. Il condensatore C4 crea un calo nella risposta in frequenza dell'amplificatore del microfono nella regione ad alta frequenza per ridurre la profondità di modulazione a queste frequenze e prevenire la diffusione dello spettro del segnale del trasmettitore. Il condensatore C3 blocca il circuito di retroazione CC dell'amplificatore DA2. Attraverso il resistore R4, la tensione di polarizzazione richiesta per un'alimentazione unipolare viene fornita all'ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale DA2. Il transistor VT3 svolge la funzione di rivelatore del sistema AGC e controlla il transistor ad effetto di campo VT1. La soglia per il funzionamento del sistema AGC è impostata da un resistore di regolazione R12. Quando il segnale dall'uscita dell'amplificatore del microfono e la tensione di polarizzazione di attivazione da parte del resistore R12 in totale pari alla tensione di apertura della giunzione emettitore-base del transistor VT3, quest'ultimo si apre, applicando tensione al gate del transistor ad effetto di campo VT1. La resistenza del canale del transistor ad effetto di campo VT1 aumenta e il guadagno dell'amplificatore del microfono diminuisce. Grazie all'AGC, l'ampiezza del segnale all'uscita dell'amplificatore viene mantenuta a un livello praticamente costante. Questo livello può essere regolato modificando la tensione di polarizzazione del transistor VT12 con il resistore R3. Il circuito R9C5 imposta la costante del tempo di risposta e il circuito R8C5 imposta la costante del tempo di recupero AGC. Per compensare le variazioni di temperatura nella tensione di apertura della giunzione emettitore-base del transistor VT3, la tensione viene applicata al resistore R12 dal diodo VD1. Il transistor VT3, il circuito di formazione della soglia AGC R11R12VD1 e il resistore R4, attraverso il quale viene applicata la polarizzazione all'ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale, sono alimentati dal regolatore di tensione DA1. La stessa tensione viene applicata attraverso il resistore R14 come tensione di polarizzazione al varicap VD2. Poiché la capacità di un varicap dipende in modo significativo dalla tensione di polarizzazione ad esso applicata, vengono imposti requisiti rigorosi sulla sua stabilità. Pertanto, lo stabilizzatore DA1 è il microcircuito KR142EN19, che è uno stabilizzatore di tensione di tipo parallelo [4]. Scegliendo i resistori R2 e R3, sul pin 3,5 del chip DA3 viene impostata una tensione di stabilizzazione di circa 1 V. La resistenza di zavorra è un generatore di corrente su un transistor ad effetto di campo VT2, che aumenta l'efficienza dello stabilizzatore. Dettagli. È consentito utilizzare resistori fissi MLT, S2-23, S2-33 con una tolleranza non superiore a ± 10% nel dispositivo, qualsiasi resistore di regolazione di piccole dimensioni R12, condensatori ceramici - K10-17, K10-73, KD , KT. I condensatori C9, C10, C12, C13, C16 devono essere del gruppo M47 secondo TKE. Condensatori C1, C4, C11 - gruppi M750 o M1500 secondo TKE. Condensatori C6, C7, C8, C14 - gruppo H90 secondo TKE. Condensatore trimmer C15 - KT4-23. Condensatore C2 - K50-35 o K50-68. Si consiglia di prendere i condensatori C3, C5 con una bassa corrente di dispersione, ad esempio K53-18 V. Invece del transistor KP10ZE (VT1), è consentito utilizzare KP10ZI o KP10ZZH. Invece del transistor VT3, è adatto qualsiasi silicio a bassa potenza con un coefficiente di trasferimento di corrente di almeno 100. Sostituiremo il transistor KT368BM (VT4) con KT368B, KT368A (M), il varicap KV121A (VD2) con KV121B. L'amplificatore operazionale K140UD12 (DA2) ha una buona correzione della frequenza interna, è stabile quando funziona con guadagno unitario e la sua sostituzione con altri tipi di amplificatori operazionali è indesiderabile (in particolare, l'amplificatore operazionale a micropotenza KR1407UD2 era eccitato). Analogo di importazione del chip DA1 - TL431. Microfono VM1 - electret (NMC o domestico MKE-332). L'induttore L1 è avvolto su un telaio con un diametro di 6 mm con un trimmer dal circuito FPF dell'immagine del modulo del canale radio dei televisori USST Il numero di giri è 8. L'avvolgimento viene fatto girare per girare con un filo con un diametro di 0,25 mm. L'induttore L2 è avvolto su un resistore 02-33-0,5 W con una resistenza di circa 1 MΩ o più. Contiene 60 giri di filo con un diametro di 0,06 mm. L'avvolgimento è diviso in tre sezioni di 20 spire. L'avvolgimento viene eseguito alla rinfusa e tra le sezioni vengono lasciati spazi di almeno 0,5 mm di larghezza. Funzionerà anche un'induttanza RF standard con un'induttanza di 5 uH. L'induttore L3 è avvolto su un telaio con un diametro di 5 e una lunghezza di 20 mm con un trimmer in ottone o rame. L'autore ha utilizzato un telaio con un trimmer dalla bobina di contorno dell'interruttore a tamburo PTK-11 da una TV a tubo. L'avvolgimento contiene 7 giri di filo con un diametro di 0,8 mm, avvolti da un giro all'altro. Le spire di tutte le bobine devono essere fissate con colla o vernice per evitare che scivolino. L'installazione del dispositivo può essere incernierata o stampata. Quando si realizza un microfono, è necessario soddisfare una serie di requisiti. Il condensatore C6 e la resistenza R10 sono collegati il più vicino possibile ai terminali DA2. Gli elementi del trasmettitore devono avere le connessioni più brevi tra loro, il condensatore C11 si trova il più vicino possibile al trasmettitore. Gli elementi induttivi L1, L2, L3 devono avere un orientamento reciprocamente perpendicolare nello spazio. Il rotore del condensatore 015 è collegato al filo comune del dispositivo.
Il design dell'antenna è mostrato in fig. 2. Per la sua fabbricazione è necessario un filo di avvolgimento in rame con un diametro di 0,8 mm, la bobina contiene 17 spire avvolte in uno strato da girare a girare. Dopo l'avvolgimento, le spire vengono fissate con la colla. Istituzione. Innanzitutto, il trimmer della bobina L1 dovrebbe essere completamente avvitato all'interno della bobina, il rotore del condensatore C15 dovrebbe essere impostato nella posizione centrale e il trimmer della bobina L3 dovrebbe essere avvitato verso l'interno al centro del suo avvolgimento. Applicando una tensione di alimentazione di 7,5 V, un voltmetro con una resistenza di almeno 10 kOhm/V misura la tensione nei punti indicati nel diagramma. I valori misurati non devono differire da quelli indicati di più di ±0,3 V. Quindi, con un resistore R12, la tensione tra il suo motore e l'emettitore del transistor VT3 è impostata tra 0,25 ... 0,3 V. Il ricevitore di trasmissione viene acceso nella gamma VHF-2 e sintonizzato sulla frequenza operativa. Il ricevitore e il radiomicrofono regolato sono posizionati uno accanto all'altro. Il volume del ricevitore è impostato per corrispondere a una conversazione ad alto volume. Con un cacciavite in materiale dielettrico, ruotare delicatamente il trimmer della bobina L1 fino a quando non appare un suono forte nell'altoparlante del ricevitore, che indicherà che il trasmettitore del radiomicrofono è sintonizzato sulla frequenza del ricevitore. Spegnere il ricevitore. L'impostazione del circuito di uscita del trasmettitore viene eseguita utilizzando un wavemeter. A causa del fatto che il circuito di uscita è inizialmente desintonizzato, il segnale emesso dall'antenna del trasmettitore può essere debole per essere rilevato dal wavemeter. Pertanto, l'autore ha collegato il circuito del wavemeter tramite un condensatore da 1,5 pF al punto di connessione dell'induttore L3 e dell'antenna del radiomicrofono, collegando i fili comuni di entrambi i dispositivi con un conduttore corto. Regolare il wavemeter alle letture massime sulla frequenza operativa del radiomicrofono. Con un circuito di uscita desintonizzato, all'uscita dell'antenna può essere presente un segnale con la frequenza del circuito master, quindi il wavemeter deve essere sintonizzato esattamente sulla frequenza di 87,9 MHz. Con un cacciavite dielettrico, il rotore del condensatore C15 e il trimmer della bobina L3 vengono ruotati alternativamente senza problemi, ottenendo le massime letture del wavemeter. Quando, durante il processo di sintonia, la freccia indicatrice del wavemeter inizia a fuori scala, è necessario scollegarla dal radiomicrofono ed effettuare un'ulteriore sintonia al massimo segnale emesso dall'antenna, ottenendo anche le massime letture del wavemeter. Successivamente, una sorgente sonora viene posizionata accanto al radiomicrofono, ad esempio un registratore, il cui volume è impostato al livello di un sussurro. Portare il ricevitore in un'altra stanza, accenderlo e sintonizzarsi sulla frequenza del radiomicrofono. Se il segnale udito dal ricevitore è silenzioso e incomprensibile, il resistore R12 riduce la tensione di polarizzazione del transistor VT3, ottenendo un suono comprensibile del ricevitore. Imposta il volume del registratore a livello di urlo. Se il segnale udito dal ricevitore è fortemente distorto, il resistore R12 aumenta la tensione di polarizzazione del transistor VT3, ottenendo nuovamente un suono comprensibile del ricevitore. Questo completa la regolazione: il radiomicrofono è pronto per il lavoro. Letteratura
Autore: A.Naumov, Saransk
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