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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA
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Stazione radio FM VHF. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Radiocomunicazioni civili

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Le comunicazioni amatoriali sulle bande VHF con modulazione di frequenza (FM) o di fase (PM) nel nostro Paese si stanno sviluppando ancora molto lentamente, nonostante alcune pubblicazioni apparse in Radio negli ultimi anni. Uno dei motivi è la mancanza di una descrizione di una semplice stazione radio disponibile per la ripetizione da un'ampia gamma di radioamatori. Questo articolo tenta di colmare questa lacuna.

Innanzitutto, qualche parola sulle idee principali racchiuse in questo sviluppo. Attualmente, i requisiti per la stabilità della frequenza dei trasmettitori VHF sono tali che è necessario utilizzare la stabilizzazione al quarzo. Nella stazione radio viene utilizzato proprio un trasmettitore di questo tipo con moltiplicazione della frequenza dell'oscillatore principale. Ciò esclude però la possibilità di sintonizzarne la frequenza entro limiti significativi, ma risulta essere abbastanza semplice.

I moderni microcircuiti consentono di assemblare un semplice ricevitore utilizzando un circuito supereterodina con una conversione di frequenza. Se nel ricevitore viene utilizzato un oscillatore locale con stabilizzazione al quarzo e la sua successiva moltiplicazione, diventa necessario selezionare due risonatori al quarzo con una differenza di frequenza specificata con precisione. ^Inoltre, il ricevitore sarà monocanale, con una capacità molto limitata di regolare la sua frequenza. Pertanto, si è deciso di utilizzare un oscillatore locale LC sintonizzabile in modo fluido in frequenza, che ha permesso di ascoltare l'intera gamma di 144...146 MHz e di lavorare con altre stazioni radio che differiscono nella frequenza di trasmissione, ad es. frequenze separate. Il circuito del ricevitore è stato ulteriormente semplificato.

Il trasmettitore e il ricevitore di questa stazione radio sono completamente indipendenti, il che consente non solo di produrli e configurarli separatamente, ma anche di ascoltare il proprio segnale mentre si è in onda. Considera il diagramma schematico della stazione radio (Fig. 1).

Stazione radio FM VHF
(clicca per ingrandire)

L'amplificatore microfonico del trasmettitore della stazione radio è realizzato su un chip DAI caricato con un diodo limitatore (VDI, VD2), che permette di aumentare l'indice medio di modulazione, e quindi la sua efficienza, e allo stesso tempo evitare sovramodulazioni ed eccessivi espansione dello spettro di radiazione ai picchi del segnale audio. Una parte significativa delle armoniche del segnale audio limitato viene attenuata dal filtro passa basso LIC5C6 con una frequenza di taglio di 3 kHz. Il segnale audio filtrato viene inviato a un varicap VD3, collegato in serie con un risonatore al quarzo nell'oscillatore principale. La tensione di polarizzazione costante sul varicap è regolata dal resistore variabile R4, mentre la frequenza di uscita del trasmettitore è regolata entro piccoli limiti (10...20 kHz). L'indice di modulazione richiesto (1,5...2) viene impostato con la resistenza R2. In questo caso la deviazione di frequenza sarà di 5...7 kHz.

L'oscillatore principale è assemblato utilizzando un circuito a tre punti con feedback capacitivo (condensatori C9, SY) sul transistor VT1. Il risuonatore al quarzo è eccitato alla frequenza fondamentale, situata nell'intervallo 9...9,12 MHz. È inoltre possibile utilizzare risonatori alle frequenze 12...12.17 MHz e 18...18,25 MHz. Sono addirittura preferibili i cristalli ad alta frequenza, poiché la moltiplicazione di frequenza più breve migliora la purezza spettrale del segnale di uscita. Il circuito L2C14 è impostato su 36 MHz. Per aumentare il fattore di qualità del carico e quindi migliorare il filtraggio delle armoniche vicine, è stata utilizzata una connessione incompleta dell'autotrasformatore del circuito al circuito del collettore.

Un segnale con una frequenza di 36 MHz attraverso i condensatori di accoppiamento C12, C13 viene inviato a un duplicatore di frequenza montato su un transistor VT2. Il condensatore trimmer C12 può regolare il segnale trasmesso ai nodi successivi. La distorsione al duplicatore, così come alle fasi successive, non viene applicata. Allo stesso tempo, i transistor funzionano in modalità di classe C, fornendo efficienza di moltiplicazione ad alta frequenza e alta efficienza in modalità di amplificazione. Il circuito L3C17C18C19 è sintonizzato su 72 MHz.

Un altro duplicatore di frequenza è assemblato su un transistor VT3. Il suo circuito collettore emette un segnale a 144 MHz. Per una migliore filtrazione, qui viene utilizzato un circuito a due circuiti. Dal rubinetto della bobina del primo circuito L4C20, il segnale arriva al secondo circuito L5C22C23, che serve anche per abbinare l'ingresso dell'amplificatore di potenza, realizzato sul transistor VT4. La potenza in uscita è di circa 2,5 W con un assorbimento di corrente totale nel circuito di alimentazione di 300 mA. Il circuito di uscita del trasmettitore è formato dalle bobine L6, L7 e dai condensatori di sintonia C26, C27, con i quali è sintonizzato in risonanza e abbinato all'antenna. L'impedenza di uscita del trasmettitore è compresa tra 50...75 0m.

Per commutare l'alimentatore dell'antenna dal trasmettitore al ricevitore e al circuito di alimentazione, viene utilizzato un interruttore remoto K 1. Per controllarlo, è necessario un breve impulso di corrente, fornito all'uno o all'altro avvolgimento. Si forma quando il condensatore C3O si carica e si scarica. È possibile utilizzare anche un relè collegato secondo il circuito tradizionale. È auspicabile che i suoi contatti abbiano una bassa capacità e una breve lunghezza dei conduttori di collegamento interni.

Il ricevitore radio è assemblato utilizzando un circuito supereterodina convenzionale. Il valore IF di 2,3 MHz è stato scelto in modo tale da attenuare sensibilmente il canale specchio da parte dei circuiti di ingresso, e allo stesso tempo non espandere troppo la larghezza di banda IF (come è noto, all'aumentare del valore IF, la selettività della IF aumenta il canale specchio, ma la larghezza di banda diminuisce (a causa del limitato fattore di qualità costruttiva dei circuiti).

Il segnale dall'interruttore K1 viene fornito al circuito di ingresso L8C32 di un amplificatore a radiofrequenza, assemblato su un transistor ad effetto di campo a doppio gate VT5, che fornisce un'elevata impedenza di ingresso e un'amplificazione stabile del segnale. Il mixer utilizza un transistor VT6 dello stesso tipo. Il segnale RF amplificato proveniente dal circuito L9C36 viene applicato al primo gate e la tensione dell'oscillatore locale viene applicata al secondo.

L'oscillatore locale del ricevitore è realizzato secondo un circuito induttivo a tre punti utilizzando un transistor ad effetto di campo VT7. Per regolare la frequenza, un diodo VD10 è collegato alla presa della bobina dell'oscillatore locale L6, utilizzato come varicap. Regolando la tensione di polarizzazione su di esso con un resistore variabile R27, è possibile modificare la sua capacità e quindi la frequenza dell'oscillatore locale.

Il filtro passa banda a doppio circuito LIIC47L12C48 seleziona un segnale IF da 2,3 MHz, che viene alimentato attraverso la bobina di accoppiamento L13 all'ingresso del chip DA2. È costituito da un amplificatore IF, un limitatore e un rilevatore di frequenza. Il circuito di sfasamento del rilevatore L14C52 è impostato su 2,3 ​​MHz IF. Il segnale audio rilevato viene inviato attraverso il controllo del volume R32 all'amplificatore 34, realizzato sul chip DA3, e quindi ai telefoni o all'altoparlante.

Le parti radio possono essere di molti tipi diversi, ma è necessario rispettare alcuni requisiti comuni a tutti i dispositivi KB. Pertanto, nei circuiti ad alta frequenza è possibile utilizzare solo condensatori ceramici. La lunghezza dei loro cavi dovrebbe essere ridotta al minimo possibile. I condensatori di blocco pass-through possono avere qualsiasi capacità, da diverse migliaia di picofarad o più. Condensatori trimmer - K.PK o KPKM. Condensatori di qualsiasi tipo possono essere utilizzati nei percorsi IF e 34 del ricevitore. Tutti i resistori fissi nel ricevitore sono MLT, i resistori variabili sono di qualsiasi tipo.

L'avvolgimento secondario (step-up) di un trasformatore TOT1 di piccole dimensioni, che ha un'induttanza di circa 7 H, viene utilizzato come bobina del filtro passa-basso L3. È inoltre possibile utilizzare l'avvolgimento primario del trasformatore di adattamento dei ricevitori portatili dell'amplificatore 34. La bobina L2 è avvolta su un telaio cilindrico del diametro di 8 mm e contiene 7 spire di filo PEL 0,5. L'avvolgimento è normale. La presa si effettua dal 3° giro, contando dal terminale collegato al condensatore C15, Trimmer - magnetite, SCR. Le restanti bobine del trasmettitore sono senza cornice. Sono realizzate su mandrino del diametro di 10 mm utilizzando filo di rame nudo del diametro di l..1,2 mm. È bene (ma non necessario) utilizzare il filo argentato. Le bobine L3 e L6 contengono 4 spire ciascuna con una lunghezza di avvolgimento di 15 mm, L4, L5 e L7 - 3 spire ciascuna con una lunghezza di avvolgimento di 8...10 mm. La presa della bobina L4 viene effettuata dalla prima spira, contando dal terminale collegato al condensatore C21.

Anche le bobine riceventi L8 e L9 sono senza telaio, ma sono avvolte su un mandrino di diametro 4 mm con filo PEL 0,7...0,8. La bobina L8 contiene 5 giri con una lunghezza di avvolgimento di 9 mm con un tocco dal secondo giro, L9 - 4 giri con una lunghezza di avvolgimento di 7 mm. La bobina dell'oscillatore locale L10 è avvolta su un telaio (tubo) ceramico con un diametro di 5 mm. Dispone di 5 spire di filo PEL 0,5 con una lunghezza di avvolgimento di 10 mm. Il ramo viene realizzato dal secondo giro. Il telaio deve avere fori per fissare i cavi o metallizzazione per saldarli. Il filo viene avvolto su di esso con grande tensione, garantendo la stabilità meccanica della bobina. Come ultima risorsa, puoi fissare il filo al telaio con una sorta di colla che si asciuga allo stato solido.

Le bobine dei circuiti IF sono realizzate per aumentare il loro fattore di qualità nei circuiti magnetici corazzati SB12a con un filo LESHO 21x0,07 litz. Il metodo di avvolgimento non ha importanza, purché tutti i giri si adattino. Le bobine LII e L12 hanno ciascuna 44 giri, L14-26. La bobina di comunicazione IZ è avvolta sulla bobina del loop L12 (nello stesso circuito magnetico) e contiene 5 spire di filo PELSHO 0,15 ... 0,25. Le bobine L11 e L12, L13 sono poste una sopra l'altra in uno schermo comune e sono separate da una guarnizione isolante di 4 mm di spessore. La bobina L14 del rilevatore di frequenza è posta in uno schermo separato. È conveniente utilizzare schermi rettangolari dai contorni della TV IF (accorciati in altezza). Sono adatti anche schermi rotondi di pannelli lampada PLC9. Uno schizzo dei circuiti IF è mostrato in fig. 2.

Stazione radio FM VHF

Il progetto della stazione radio è mostrato schematicamente in Fig. 3. Sul pannello frontale di 190x90 mm è presente un resistore variabile per la sintonizzazione, un controllo del volume, un interruttore "Ricevi" - "Trasmetti", connettori per telefoni e un microfono. Un telaio del trasmettitore a forma di scatola realizzato in lamiera morbida di duralluminio è fissato al pannello frontale con pezzi di duralluminio laminato (trave) lunghi 85 mm e alti 30 mm. Tra esso e il pannello frontale è presente una scheda ricevente: una piastra in lamina di fibra di vetro con dimensioni di 190x40 mm.

Il telaio del trasmettitore, profondo 40 mm, è diviso da tre partizioni schermanti in quattro scomparti, nei quali si trovano parti dell'oscillatore principale e del circuito L2C14, transistor VT2 e bobina L3, transistor VT3 e bobine L4, L5, transistor VT4 e parti dell'uscita I transistor e i condensatori di passaggio sono posizionati rispettivamente sul pannello superiore del telaio. Sulla parte superiore del telaio è presente anche una scheda con un amplificatore per microfono, un risonatore al quarzo, resistori di disaccoppiamento del circuito di alimentazione R11, R12 e R14 e un interruttore remoto K 1. Sono inoltre presenti connettori per il collegamento di un'antenna e una fonte di alimentazione sulla staffa.

Lo schizzo della scheda del ricevitore non viene mostrato perché la configurazione dei conduttori dipende dal tipo e dalle dimensioni delle parti utilizzate. In ogni caso, si consiglia di lasciare la massima area di lamina sulla scheda per il filo comune, che ridurrà la probabilità di connessioni spurie e interferenze.

Il progetto descritto si è formato quasi spontaneamente durante lo sviluppo della stazione e l'autore non lo considera ottimale. Sono possibili altre opzioni di progettazione, a seconda del gusto, delle capacità e dei desideri dei radioamatori.

La creazione di una stazione radio inizia con il ricevitore. Dopo aver applicato la tensione di alimentazione (è possibile da una fonte separata), viene verificato il funzionamento dell'amplificatore 34. Alla posizione del volume massimo del regolatore R32, si dovrebbe sentire un debole rumore del chip DA2. Applicando un segnale con una frequenza GSS di 2,3 MHz al primo gate del transistor VT6 attraverso un condensatore di disaccoppiamento con una capacità di 50 ... 300 pF, i circuiti nel percorso IF vengono sintonizzati. Se il generatore dispone di una modalità FM, l'impostazione è particolarmente semplice: tutti e tre i circuiti IF vengono regolati in base al volume massimo del segnale audio all'uscita del ricevitore. Se non è presente la modalità FM, è necessario applicare un segnale non modulato e mantenerne il livello in modo da ridurre il rumore all'uscita del ricevitore. I circuiti sono sintonizzati per la massima soppressione del rumore, riducendo il livello del segnale del GSS mentre viene sintonizzato.

Dopo la sintonizzazione, collegando un voltmetro al pin 8 del chip DA2 e sintonizzando la frequenza GSS entro ± (50 ... 60) kHz, è consigliabile verificare la curva di discriminazione. Un esempio di questa dipendenza è mostrato in Fig. 4. L'impostazione ottimale corrisponde alla massima e alla stessa altezza delle "gobbe" al livello minimo del segnale.

Stazione radio FM VHF

In assenza di un GSS, il filtro passa-banda IF può essere regolato collegando anche una piccola antenna surrogata al primo gate del transistor VT6 tramite un condensatore di isolamento. Vicino alla frequenza di 2,3 MHz, lavoro con stazioni telegrafiche a onde corte e i circuiti L11C47 e L12C48 sono sintonizzati sulla massima udibilità. L'impostazione del circuito L14C52 viene specificata dopo, durante la ricezione di stazioni VHF con FM, in base al volume massimo alla qualità della loro ricezione.

Il funzionamento dell'oscillatore locale viene verificato collegando un milliamperometro al cavo di alimentazione tra il condensatore C45 e il diodo zener VD7. Toccando il circuito LIOC40 si provoca la rottura delle oscillazioni ed un leggero aumento della corrente. La frequenza dell'oscillatore locale si imposta con il condensatore C40 oppure applicando un segnale con frequenza 144...146 MHz dal GSS all'ingresso del ricevitore, oppure ascoltando il segnale dal proprio trasmettitore (o da altre stazioni radioamatoriali). Leggermente più alto in frequenza, nell'intervallo 146...148 MHz, è talvolta possibile ascoltare il funzionamento delle stazioni radio FM del servizio. I circuiti L8C32 e L9C36 sono configurati per il volume di ricezione massimo. L'impostazione del circuito L9C36 influisce in qualche modo sulla frequenza dell'oscillatore locale e deve essere regolata con il resistore R27. Il collegamento di un'antenna a stilo esterna di due metri all'ingresso di un ricevitore opportunamente sintonizzato provoca un notevole aumento e cambiamento nella natura del rumore nei telefoni.

Il trasmettitore viene predisposto stadio per stadio, fornendo tensione di alimentazione solo a quello in fase di configurazione e agli stadi precedenti. Un milliamperometro deve essere incluso nel circuito di alimentazione. Un prezioso aiuto nella messa a punto del trasmettitore sarà fornito da un semplice ondemetro risonante, realizzato sulla base di un KPI con un dielettrico in aria con una capacità massima di 75...150 pF. La bobina del misuratore d'onda è un telaio rettangolare di 50 x 15 mm, piegato da uno spesso filo di rame. Uno schema del misuratore d'onda e uno schizzo del suo design sono mostrati rispettivamente in Fig. 5. 40, aeb. Il wavemetro copre una gamma da circa 160 a XNUMX MHz, che è abbastanza per la sintonizzazione. La scala del misuratore d'onda è calibrata in base ai segnali GSS, l'indicatore può essere un normale avometro acceso al limite minimo di misurazione della tensione.

Stazione radio FM VHF

Dopo aver acceso l'oscillatore principale, assicurarsi che vi sia generazione modificando la corrente nel circuito di alimentazione quando il risonatore al quarzo è spento o quando la base del transistor è in cortocircuito con il filo comune con un condensatore di capacità significativa. Il circuito L2C14 è regolato sulla corrente massima del transistor VT2. Allo stesso modo, collegando l'alimentazione al transistor VT3, configurare il circuito L3C17C18C19. La frequenza (72 MHz) è controllata da un wavemetro. Prima di installare lo stadio di uscita, è necessario caricarlo con l'equivalente di un'antenna: una lampada a incandescenza con una tensione di 13,5 V e una corrente di 0,18 A, la cui resistenza allo stato riscaldato è vicina a 75 0 m. I circuiti L4C20 e L5C22C23 sono regolati su una frequenza di 144 MHz (controllata da un misuratore di onde) in base alla corrente massima del transistor VT4 (fino a 300 mA). Una corrente troppo elevata indica la necessità di ridurre l'eccitazione con il condensatore C 12, e quindi regolare il circuito tramite il trimmer della bobina L2 alla corrente massima dello stadio di uscita. Il circuito di uscita viene regolato con i condensatori C26 e C27, variando il rapporto tra le loro capacità in modo tale da ottenere la massima luminosità della lampada a incandescenza, l'equivalente del carico.

L'amplificatore del microfono non necessita di regolazione. Serve solo per verificare, rimuovendo la risposta in frequenza dell'amplificatore, la frequenza di taglio del filtro passa-basso. L'indice di modulazione richiesto è impostato dal resistore R2 quando si ascolta il segnale del trasmettitore da altre stazioni radio, dal proprio ricevitore, a cui è sufficiente fornire alimentazione bypassando l'interruttore "Ricevi" - ​​"Trasmetti" o utilizzando uno spettro analizzatore. La modulazione deve essere pulita e profonda e la larghezza di banda delle frequenze emesse non deve superare i 25..30 kHz a un livello di -30 dB.

L'antenna più semplice per una stazione radio può essere uno spillo lungo 0,25 m, una "coppa" a quarto d'onda che impedisce alla corrente di fluire nella treccia del cavo e aggiunge fino a 0,5 m alla lunghezza dell'antenna. Uno schizzo dell'antenna è mostrato in Fico. 6.

Stazione radio FM VHF

Il diametro del perno e del “vetro” non sono critici, l'autore ha utilizzato un pezzo di barra di duralluminio con un diametro di 6 mm e un pezzo di tubo di un aspirapolvere. L'attacco al palo isolante può essere qualsiasi cosa; il palo metallico deve inserirsi all'interno del “vetro” ed entrare in contatto con esso solo in prossimità del punto di collegamento della treccia di cavo. Quest'ultimo può passare all'interno del tubo dell'albero.

La stazione radio può funzionare con altre antenne, comprese quelle direzionali.

Autore: V. Polyakov (RA3AAE), Mosca; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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