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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Stazione radio FM in miniatura con portata di 2 metri. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Radiocomunicazioni civili La stazione radio proposta in questo articolo ha peso e dimensioni ridotte. È facile da usare perché ha un minimo di controlli. La stazione radio è realizzata con componenti SMD, è facilmente ripetibile, economica da produrre e facile da assemblare e ha buoni parametri di ricezione e trasmissione. Per semplificare la progettazione dell'indicatore di frequenza, la stazione non dispone, ma viene utilizzata la modalità operativa senza ricerca (tre frequenze operative preregistrate nella memoria della stazione radio). Allo stesso tempo, esiste una modalità di scansione sull'intera sezione FM autorizzata, che consente di trovare un corrispondente, fissare la sua frequenza e stabilire contatti.
In generale, il dispositivo è una stazione radio a tutti gli effetti, per molti aspetti non inferiore ai dispositivi industriali. Ha le seguenti caratteristiche tecniche:
Lo schema della stazione radio è mostrato in fig. 2. Il percorso di ricezione è realizzato secondo un circuito di conversione a doppia frequenza ed è costituito da un amplificatore VT1, un primo mixer su un transistor VT2, uno stadio amplificatore intermedio VT3, un microcircuito funzionale DA1 (MC3361 di Motorola) e un amplificatore a bassa frequenza su un chip DA2.
In modalità di ricezione, il segnale dall'antenna attraverso il connettore XW1, bobina L7, condensatore C1 viene fornito al circuito di ingresso L1C2 e quindi al primo gate VT1. Successivamente, il segnale amplificato viene isolato dal circuito oscillante L2C6 e alimentato al primo gate del transistor del primo mixer VT2. Il segnale del 8° oscillatore locale, prelevato dal generatore controllato in tensione (VCO) su \/T1, comune al ricevitore e al trasmettitore, viene fornito al secondo gate tramite il condensatore C10. Il VCO è controllato da un sintetizzatore realizzato su microcircuiti DD1 e DA1. Il mixer su VT2 funziona con cilindrata iniziale pari a zero alle porte. Ciò ha permesso di ottenere un basso rumore del mixer, una buona linearità ed un'elevata efficienza di conversione. Il primo segnale IF con una frequenza di 10695 kHz è isolato sul resistore R6 e, attraverso un filtro al quarzo ZQ2, viene alimentato allo stadio amplificatore sul transistor VT3. Il segnale amplificato viene inviato all'ingresso del secondo mixer (pin 16 del chip DA1). Un segnale dall'oscillatore al quarzo del driver del sintetizzatore con una frequenza di 1 kHz viene fornito all'altro ingresso di questo mixer (pin 10) attraverso un divisore capacitivo C30C10240. Come risultato della miscelazione dei due segnali, viene generato un secondo segnale di differenza IF di 455 kHz. Quindi passa attraverso l'FSS ZQ3 in ceramica fino all'amplificatore e al rilevatore, che fanno parte del chip DA1. L'inclusione del microcircuito è tipica, ad eccezione del fatto che i valori del filtro dell'amplificatore di rumore sono stati leggermente ottimizzati per farlo funzionare in modo più chiaro e proteggere da false operazioni di soppressione del rumore in caso di grandi deviazioni del segnale ricevuto. Il segnale a bassa frequenza viene rimosso dal filtro R19C18 e, attraverso il controllo del volume R21, viene inviato al filtro a bassa frequenza DA2. In assenza di segnale ricevuto, l'ULF viene chiuso da un segnale di livello logico alto fornito dal pin 19 del processore DD1 al pin 1 di DA2 (controllo). Se c'è un segnale dalla stazione radio, all'uscita del trigger in DA1 appare una tensione positiva, che apre l'interruttore VT10 tramite R4, impostando così un livello logico basso sul pin 1 di DA2, portando l'ULF in modalità operativa. Parallelamente a VT4 è installato un pulsante per lo spegnimento forzato dell'SHP SB2. La soglia di risposta dell'SHP è impostata dal resistore R16. In generale, l'algoritmo operativo è il seguente: quando l'interruttore di alimentazione SA2 è acceso, il processore DD1 è impostato sulla modalità operativa. Al pin 13 del microcircuito è presente uno 0 logico che, attraverso il resistore R41, apre la chiave VT9 nel circuito di alimentazione del ricevitore. L'alimentazione da questo tasto viene fornita al VCO attraverso il circuito R42VD7. Se non è presente alcuna stazione di lavoro (lo squelch è chiuso), dopo 4 s il processore passa alla modalità economica e accende l'alimentazione in "porzioni" di 0,3 s ogni 0,9 s. L'alimentazione è segnalata dal LED verde VD4.1 lampeggiante. Se è presente una stazione e lo squelch ha funzionato, il tasto VT4 imposta lo 0 logico sul pin 19 del processore e va in modalità operativa. Anche l'ULF è acceso. Il processore funzionerà finché vi sarà attività nelle stazioni di ricezione-trasmissione o di lavoro, ovvero durante l'apertura dello squelch. Dopo 4 secondi dall'assenza di segnale ricevuto e trasmesso, il processore mette nuovamente la stazione in modalità economica. Per attivare la modalità di scansione, premere il pulsante di trasmissione SB1 mentre la radio è spenta e accenderla. 1 s dopo l'applicazione dell'alimentazione, rilasciare SB1. La scansione è indicata dal lampeggio rapido del LED VD4. Quando viene rilevata una stazione di lavoro, la scansione si interrompe per 3 s, quindi continua. È necessario interrompere la scansione premendo brevemente il pulsante di trasmissione. La stazione rimarrà sulla frequenza fissa fino allo spegnimento. Dopo aver riacceso l'alimentazione, in base alla posizione dell'interruttore SA1, viene impostata la frequenza registrata durante la produzione della stazione radio nella memoria. La trasmissione si accende premendo il pulsante SB1. Ciò cambia la modalità del processore sul pin 16 DD1, apre anche il tasto VT36 tramite R8 e blocca l'alimentazione al ricevitore. Il controllo tramite R37 apre il tasto VT7, che fornisce alimentazione agli stadi preliminari del trasmettitore e dell'amplificatore microfonico. Il bagliore del LED rosso VD4.2 indica la modalità di trasmissione. L'amplificatore del microfono è assemblato secondo uno schema con connessione diretta tra cascate utilizzando transistor VT14 e VT15. L'amplificatore esegue la correzione della frequenza con un aumento della risposta in frequenza di circa 6 dB per ottava ad una frequenza di 3 kHz e un ulteriore calo della risposta in frequenza. L'amplificatore ha un'uscita a impedenza relativamente bassa e amplifica il segnale a bassa frequenza fino a un'ampiezza di 1,5 V, pari alla sua tensione di alimentazione. Ciò ha reso possibile utilizzare un semplice limitatore a diodi e fornire un piccolo grado di compressione senza causare distorsioni evidenti. L'amplificatore non è sensibile ai potenti campi RF e fornisce un buon suono per la trasmissione. La modulazione di frequenza viene effettuata applicando un segnale a bassa frequenza tramite R65 al varicap VD8, che ricostruisce il VCO con il controllo dal sintetizzatore e serve a cambiare la sua frequenza naturale quando si passa dalla ricezione alla trasmissione. In modalità di ricezione, una tensione di polarizzazione positiva viene fornita al varicap attraverso il circuito R43C40R44. Il VCO è realizzato su un transistor ad effetto di campo VT10 secondo uno schema capacitivo a tre punti. L'uso di un transistor ad effetto di campo nel generatore ha permesso di ottenere una buona stabilità intrinseca e uno spettro di oscillazione pulito. Il generatore si accorda bene anche con lo stadio successivo e, nello stato di carico, sviluppa un'ampiezza nella modalità di trasmissione di circa 0,8 V, che, nel complesso, ha permesso di semplificare il trasmettitore. La parte amplificante del trasmettitore contiene tre stadi rispettivamente sui transistor VT11, VT12, VT13. Le cascate sui transistor VT12 e VT13 sono inizialmente bloccate, quindi l'alimentazione non viene commutata e viene costantemente fornita. VT12 funziona in modalità di classe B con una piccola polarizzazione rimossa dal diodo VD9, mentre VT13 funziona in modalità di classe C senza polarizzazione e ha un'elevata efficienza. Il segnale amplificato viene inviato all'antenna attraverso i circuiti di adattamento e il connettore XW1. Tutti i circuiti della stazione radio, ad eccezione dell'ULF e dello stadio di uscita del trasmettitore, sono alimentati da uno stabilizzatore DA3 con una tensione di stabilizzazione di 3,3 V. Di conseguenza, tutti i parametri della stazione radio vengono salvati fino alla scarica. Per controllare la scarica viene utilizzato un dispositivo a soglia sui transistor VT5 e VT6 e un LED VD5. La stazione è assemblata su un unico circuito stampato in fibra di vetro a doppia faccia di dimensioni 87x53 mm, realizzato secondo la moderna tecnologia, con metallizzazione dei fori e maschera protettiva dimensionata lungo il perimetro interno della custodia, che le conferisce ulteriore forza. Il tracciamento dei lati della tavola è mostrato in fig. 3 e 4. La scheda non ha elementi di fissaggio speciali, viene semplicemente inserita nella custodia e premuta contro il coperchio posteriore, che è fissato con due viti. Pre-saldare solo l'altoparlante e il filo dal connettore dell'antenna.
Durante l'assemblaggio sono stati utilizzati principalmente elementi SMD: resistori e condensatori di dimensione in pollici 0805 (ma possono essere sostituiti con elementi di dimensione in pollici 1206). Resistenze e condensatori trimmer, utilizzati anche per il montaggio superficiale. Tutti i condensatori all'ossido sono 6,3 V. Le bobine del circuito sono senza cornice (tranne L3), avvolte su mandrino con filo PEL 3 da 0,5 mm. Le bobine L1, L2, L5, L6 contengono ciascuna 4 spire, L4 - 5 spire, L7 - 3 spire. La bobina L3, con un'induttanza di 680 μH, viene utilizzata standard a 455 kHz in uno schermo alto 8 mm oppure avvolta su un raccordo idoneo con nucleo in ferrite e coppa di sintonia e contiene 150 spire di filo PEL 0,08. Induttanze L8, L9 - induttanze del chip rispettivamente di 0,033 e 0,47 µH, L10 - normali con terminali a pin con un'induttanza di 1 µH. L'induttore L11 ha 5 spire di filo PEL 0,5, avvolte su un mandrino da 2,2 mm e si trova verticalmente sulla scheda. Diodi VD1, VD2 VD6, VD7, VD9 - KD521, KD522. Il diodo VD3 è un gruppo di diodi della serie BAV70 con catodi combinati (nella stazione radio i diodi sono collegati in parallelo) e VD10, VD11 - BAV99, contenente due diodi collegati in serie (il loro punto medio è collegato al condensatore C69 e resistori R64 , R65). LED VD5 - AL102A, VD4 - bicolore (due diodi in un alloggiamento). Transistor VT3 - SMD domestico KT368A9. I transistor SMD domestici PNP - KT3129A9 e NPN - KT3130A9 sono utilizzati anche nei circuiti a bassa frequenza e di commutazione. Microcircuito DA4 - KF1015PL4. Microfono - qualsiasi elettrete, diametro 6 mm, testina dinamica BA1 - qualsiasi, diametro 40 mm, resistenza dell'avvolgimento 8 Ohm.
Per schermare il circuito VCO viene utilizzato uno schermo rettangolare artigianale di 8x11 mm, costituito da una striscia di banda stagnata larga 7 mm. Per saldarlo sulla scheda c'è un circuito senza maschera. Dopo la regolazione del piano, questo viene chiuso con una piastra ad U dello stesso materiale e sigillata in due o tre punti. Firmware del microcontrollore e file di traccia PCB Se tutti i valori specificati vengono soddisfatti, il circuito funziona quasi immediatamente e richiede solo una regolazione minima. Prima di iniziare la configurazione, si consiglia di spegnere l'alimentazione allo stadio di uscita del trasmettitore. Per fare ciò, è necessario dissaldare un'uscita dell'induttore L11. Disattivare lo squelch ruotando il resistore R16 o installando temporaneamente un ponticello invece di SB2. La prima cosa da fare è accordare il VCO. Per fare ciò, è necessario misurare la tensione sul pin 15 del microcircuito DA4 e, con l'ingranaggio premuto, spingendo le spire della bobina L4, impostare la tensione su circa 1 ... 1,3 V. Quando la trasmissione viene rilasciata in nella modalità di ricezione, la tensione dovrebbe rimanere approssimativamente la stessa. Se è molto diverso, il resistore R46 dovrebbe essere selezionato in modo tale che la differenza nelle modalità di ricezione-trasmissione sia minima. Successivamente, la bobina L4 deve essere riempita di paraffina.
Successivamente, è necessario collegare un frequenzimetro all'uscita dell'antenna e, durante la trasmissione, utilizzare il condensatore di sintonizzazione C29 per impostare la frequenza corrispondente alla posizione dell'interruttore (le frequenze sono determinate dal programma firmware DD1). È possibile impostare la deviazione con il resistore R65 utilizzando strumenti o utilizzando una stazione di controllo basata sul suono più forte e non distorto quando si parla vicino al microfono. Quindi applicare un segnale radio della frequenza corrispondente con una deviazione di 3...4 kHz dal GSS all'ingresso del ricevitore e sintonizzare il ricevitore con la bobina L3 sul segnale più forte e non distorto. Per completare la configurazione del ricevitore, impostare la sensibilità massima, allontanando leggermente le spire delle bobine L1 e L2. Dopo aver completato tutto il lavoro precedente, saldare l'induttore L11 in posizione, collegare un carico equivalente a 1 Ohm al connettore XW50 e misurare su di esso la tensione di trasmissione. La potenza massima viene impostata spingendo leggermente le spire delle bobine L5 e L6. La tensione di carico deve essere almeno di 11...12 V, che corrisponde ad una potenza di uscita di 2,4...2,8 W. Quindi il resistore R16 imposta la soglia dell'SR. Senza segnale, la stazione dovrebbe essere completamente silenziosa e accendersi con sicurezza anche con un segnale debole con rumore. L'antenna della stazione radio è risonante con un cavo elettrico lungo 0,75 lunghezze d'onda. Un'antenna è realizzata sulla base di un pezzo di cavo televisivo RCI da 75 ohm, con un diametro esterno di 7 mm, una lunghezza di 10 cm, da cui è necessario rimuovere la guaina esterna, rimuovere la treccia e il conduttore centrale. Si stacca facilmente senza alcuno sforzo. Quindi il guscio viene rimesso a posto. Ad una distanza di circa 10 mm dal bordo, utilizzando il conduttore centrale “nativo”, viene praticata una foratura nell'isolante e l'estremità del filo viene fatta uscire al centro, e l'altra viene staccata con un morso e piegata sull'isolante per l'ulteriore saldatura del filo a spirale ad esso. Per la spirale viene utilizzato un filo MS a doppia piega in isolamento fluoroplastico, con diametro esterno di 0,5 mm. L'avvolgimento viene eseguito giro per giro. La lunghezza del conduttore piegato a metà è di 106 mm. Ma è meglio prendere una lunghezza volutamente più lunga, circa 115 mm, e poi perfezionarla accorciandola. Un'estremità del conduttore è saldata al conduttore centrale e accuratamente fusa nell'isolamento. Successivamente, viene eseguito l'avvolgimento e il filo viene fissato all'estremità. Un connettore è installato dal lato del conduttore centrale. Successivamente viene posizionato un tubo termoretraibile su tutta la struttura e fissato mediante riscaldamento su una fiamma leggera. L'antenna viene sintonizzata utilizzando un misuratore di risposta in frequenza o utilizzando un indicatore di intensità di campo utilizzando la stazione radio stessa. In questo caso è meglio diseccitare lo stadio di uscita del trasmettitore. La potenza RF in uscita è di circa 30 mW, sufficiente per far funzionare anche il più semplice indicatore da campo. La sintonizzazione con dispositivi di risposta in frequenza è più semplice da eseguire. Collegare l'ingresso del dispositivo all'uscita dello stadio finale (secondo lo schema questo è il punto 3) e collegare l'antenna a questo punto. Tagliando l'antenna nel senso della lunghezza, raggiungono la risonanza ad una frequenza di 143 MHz. Nello spazio libero senza l'influenza dei cavi del dispositivo, la risonanza dell'antenna sarà di circa 145 MHz. Dopo l'accordatura, l'estremità dell'antenna viene nuovamente riscaldata per restringere il tubo e l'estremità viene riempita con colla a caldo. Autori: Alexander Shatun (UR3LMZ), Dergachi, Ucraina, Alexander Denisov (RA3RBE), Mosca, Russia
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