Zatímco myšlenka vytvoření bezdrátového vypínače může být triviální, navrhování, implementace a pochopení toho, co se děje, je mnohem složitější, než se na první pohled zdá. Roky jsem chtěl postavit RF vysílač a RF přijímač od začátku, ale vždy se to ukázalo jako příliš složité. Tentokrát bude všechno jinak!

V tomto článku se podíváme na to, co je potřeba k sestavení jednoduchého 27 MHz RF vysílače, na různé procesy, které ve vysílači probíhají, jak vše spolupůsobí, a otestujeme to na nějakém měřicím zařízení. Konečným cílem je spárovat tento vysílač s přijímačem tak, aby se při vysílání rozsvítila LED na přijímači. Tak to je jednoduché.

Cíla přehled tohoto projektu

Cílem tohoto projektu je vytvořit RF vysílač, který dokáže vysílat on/off impulsy ze své antény do nějakého přijímače. Vysílač musí být malý a musí se mi vejít do dlaně a musí fungovat v rámci vládních nařízení o výstupním výkonu a frekvenčním rozsahu. Tento vysílač vyrobíme na základě toho, že chceme vyrobit přijímač, který při vysílání rozsvítí LED. Jednoduchý nápad, ale ne jednoduchá realizace.
Vysílač musí vydávat digitální signál zapnutí/vypnutí na 350 Hz a používat nosnou frekvenci 27,145 MHz. Musí to být kontinuální vysílač RF vln, takže nedochází k modulaci, signál se jednoduše zapne nebo vypne.

Přehled okruhu

Obvody tohoto projektu jsou ve skutečnosti klamně jednoduché ve srovnání se složitostí toho, co se v obvodu děje.

Vlastnosti schématu

Hlavní oscilátor

První tranzistor T1 je nakonfigurován tak, aby excitoval krystal 27,145 MHz a způsobil jeho kmitání při jeho vlastní frekvenci.

Stvořenísignál zapnutí/vypnutí 350Hz

Časovač 555 je nakonfigurován tak, aby odebíral 350Hz signál z jeho kolíku 3 a přiváděl jej do našeho obvodu vysílače.

Míchánísignály

Dva signály, které jsme právě vygenerovali, jsou smíchány na bázi T2 a jakmile opustí kolektor tranzistoru, náš RF signál je připraven k přenosu.

Přehled desky

Rozložení desky bylo provedeno tak, aby všechny části byly umístěny velmi těsně. To je obtížné udělat s inferenčními prvky, ale ne nemožné.

Zvláštnostidesky

Země
Zem se klene po celé desce (ale je přerušena stopami), takže se k ní snadno dostanou všechny prvky, které potřebují mít přístup k zemi. Pozemek je také velmi důležitý, protože... funguje jako součást naší antény.

Šířka stopy
Zvolil jsem jen dobrou šířku pro krásu DPS, ale zdá se, že pro vf obvody by byly lepší méně široké stopy... Ale nevěřím, že na tak nízkých frekvencích dojde k nárůstu výkonu.

Montáž PCB

Naše deska je připravena a nyní na ni připájeme všechny prvky. Dejte tedy všechny prvky dohromady, jak mám níže:

Nejprve připájeme generátor pulsů zapnutí/vypnutí na časovači 555 Jeho činnost lze snadno zkontrolovat stisknutím tlačítka napájení a změřením libovolným voltmetrem.

Nyní připájejte obvod oscilátoru 27,145 MHz.

Poté připájejte obvod směšovače.

Nakonec k desce připájejte poslední 10uH induktor a 12" anténní drát.

Zde je pohled na pájení zespodu:

Úplně stejný pohled shora. No není to krásné?

Vysílač je sestaven! Pojďme si nyní projít teorii jeho fungování.

Princip fungování

Spíše než se zaměřovat na matematiku a hrubou teorii za tímto jednoduchým RF vysílačem, zaměříme se na prvky v každém kroku. Matematika toho, jak/proč vlastně tento obvod funguje, je strašně ošklivá a až moc složitá... takže je (pro mě) zábavné jen stavět a „ohmatávat“, co kde a jak funguje.
Udělejme si tedy nějaký čas, abychom si prošli obvod krok za krokem, abychom porozuměli každé části obvodu, jeho účelu a typu signálu v důležitých bodech. Projdeme si 3 sekce, nejprve se podíváme na to, jak vznikají signály, které chceme vysílat, a pak se přesuneme, jak tyto signály vypadají, když je chceme vysílat, a nakonec podíváme se na měření výstupního výkonu vysílače.

Generování nosné frekvence

Nejprve musíme vygenerovat signál, který budeme vysílat. Zde je část obvodu s krystalovým oscilátorem:

Výše můžete vidět, že obvod vytváří sinusovou vlnu na frekvenci, kterou potřebujeme. Neexistuje žádné filtrování pro mnoho přítomných harmonických, což mírně zkresluje náš výsledek, ale tento signál bude fungovat.

Generování signálů zapnutí/vypnutí

Dalším signálem, který chceme generovat, je nízkofrekvenční „digitální“ signál zapnutí/vypnutí. K tomu používáme jednoduchý časovač 555:

U jejího východu pozorujeme meandr, což jsme očekávali. Nyní se podívejme, co se stane, když se tyto dva signály smíchají.

Míchání signálu

Poté, co z kondenzátoru 150 pF vyjde nosná frekvence 27,145 MHz, splňuje čtvercovou vlnu časovače 555 za odporem 22 k ohmů a oba signály se smísí (pokud chcete, vynásobí se). Níže můžete vidět konečný výsledek tohoto míchání a kde přesně na diagramu k němu dochází:

Obdélníková vlna z časovače 555 je stále velmi patrná a signál je připraven jít do báze tranzistoru a bude vypadat jako to, co chceme vysílat.

Výsledný spojitý signál

Jakmile smíšený signál přejde do tranzistoru, výkonné zapínání/vypínání z časovače 555 pomáhá vytvořit pěkný nepřetržitý výstupní signál na naší nosné frekvenci, připravený zasáhnout naši anténu (po projetí posledního stejnosměrného blokovacího kondenzátoru).


Co vyjde, je buď obří sinusovka s amplitudou 2V mezi vrcholy, nebo hlavní 0V. Vzdálenost zapnutí/vypnutí odpovídá našemu původnímu signálu 350Hz. Pojďme si tedy nyní změřit výkon, abychom viděli, jak „výkonný“ náš vysílač skutečně je!

Spektrální analýza

Abychom se ujistili, že vysílač vydává to, co očekáváme, byl prototyp vysílače, který jsem postavil, připojen k spektrálnímu analyzátoru:



Naše nosná frekvence je určitě viditelná s nejvyšší špičkou na 9 dmb (asi 10 mW), a pak jsou harmonické frekvence viditelné na obou stranách. Harmonické jsou vždy očekávány v systémech, které nejsou filtrovány.

Poslední věcí, kterou musíte udělat, je podívat se, jak vypadají naše kapacity, kteréabychom se ujistili, že nás vláda nepronásleduje, abychom vytvořili něco příliš silného. Analyzována je spotřeba energie při jedné špičkové frekvenci. Všimněte si, že vysoký výkon byl ve skutečnosti na 27,142 MHz a ne na 27,145 MHz. To je ovlivněno mnoha faktory.

Výkonné výstupní vlny zobrazené výše vypadají jako čtvercová vlna, kterou jsme chtěli zprostředkovat, což je docela dobré, vezmeme-li v úvahu, že se díváme na smíšený signál. To znamená, že náš přijímač musí mít méně náročné obvody detekce zapnutí/vypnutí, které klesají na 7dBm a -25dBm. Vysílací výkon je v toleranci většiny zemí.

Dataa pozorování

Vysílač sám o sobě je nuda sledovat v akci. Zapnete a vysílá... Musíte mít přijímač. V příštím článku se podíváme na to, jak sestavit spárovaný 27MHz přijímač, a až to uděláte, můžete se podívat na níže uvedené testovací video:

Jakmile se podíváte na video z testování vysílače výše, všechny pochybnosti zmizítobě, protože systém funguje tak, jak je navržen a jak je požadováno pro účely tohoto projektu. Vysíláte, LED se rozsvítí. Zastavíte přenos, LED zhasne. Perfektní!

Seznam radioprvků

Kazaňská státní technická univerzita

pojmenované po A.N

Ústav radioelektroniky a telekomunikací

Ústav radioelektronických a kvantových zařízení

FM vysílač

Výpočet a vysvětlivka k projektu předmětu v oboru

"Zařízení pro vytváření kmitů."

Specialita 201500.

Vedoucí: asistent oddělení RECU Loginov S.S.

Záznamová kniha č.

Datum obhajoby:

Kazaň, 2005

Možnost 8

Zadání má pro vysílač následující požadavky:

1.Úvod 5

2.Předběžný výpočet 6

2.1. Závěrečná fáze 6

2.2.Předfinální kaskáda 7

2.3.Výkonový zesilovač 1 8

2.4.Výkonový zesilovač 2 10

3.Výpočet nízkofrekvenční cesty 13

3.1.Výběr mikrofonu 13

4.Energetický výpočet kaskád 13

4.1. Autogenerátor 13

4.2.Výkonový zesilovač 2 20

4.3. Následník emitoru 24

5. Výpočet oscilačního systému konečného stupně 27

Reference 28

Dodatek 29

1.Úvod

Každý komunikační systém obsahuje rádiové vysílací zařízení. Úkolem rádiového vysílače je převádět stejnosměrnou energii ze zdrojů energie na elektromagnetické kmity a tyto kmity řídit.

V této práci počítáme rádiové vysílací zařízení s frekvenční modulací. Frekvenční modulace se používá ve vysílačích určených pro nízkoúrovňové telefonní radiokomunikace, VHF rozhlasové vysílání, televizní audio, radioreléové, troposférické a kosmické komunikace.

FM vysílače jsou odolnější vůči šumu než AM vysílače, koeficient nelineárního zkreslení je ~(0,5...1)%, což je méně než u AM~(2...4)%. Protože během FM se v ideálním případě amplituda rádiového signálu nemění, lze modulaci provádět v nízkovýkonových stupních a ve výkonovém zesilovači lze nastavit energeticky výhodný režim.

Splnění technických požadavků na moderní vysílače se ukazuje jako obtížný úkol, zejména proto, že některé z těchto požadavků jsou vzájemně protichůdné. Pro uspokojení všech požadavků je nutné použít techniku ​​rozdělování funkcí mezi jednotlivé komponenty zařízení tak, aby každá část plně plnila svůj úkol, v souladu se stanovenými požadavky a nerušila ostatní části zařízení k plnění jejich funkce stejně přesně.

Takto sestavené blokové schéma umožňuje vývojáři zvolit optimální strukturu vysílače, určit počet součástek a technické požadavky na ně. Jednoduše řečeno, blokové schéma umožňuje vidět strukturu a principy činnosti zařízení ve velmi rané fázi návrhu.

Podívejme se stručně na účel jednotlivých prvků konstrukčního schématu vysílače.

Obr. 1. Blokové schéma.

1- frekvenčně modulovaný samooscilátor. Generuje vysoce stabilní oscilace v daném frekvenčním rozsahu. Dále jsou tyto oscilace zesíleny v předstupních 2.4 a jsou vedeny do koncového výkonového zesilovače 5. Často předstupně vysílače pracují v režimu násobení frekvence KV oscilací - 3 frekvenční násobič. To snižuje požadavky na budič a zvyšuje stabilitu vysílače, protože zesílení se provádí na různých frekvencích. Výkonové zesilovače poskytují specifikovaný vysokofrekvenční oscilační výkon na anténním (nebo napájecím) vstupu. Anténní systém A vysílá vysokofrekvenční vibrace do prostoru. Analogový čip 6 (napěťový zesilovač) je navržen tak, aby zesiloval nízkoúrovňový signál přicházející ze snímače zvukové frekvence 7.

V.N.Shostak, Charkov

V radioamatérské praxi je vysokofrekvenční generátor jednou z nejkritičtějších součástí. Konečné parametry navrženého zařízení závisí na pečlivosti jeho výroby. Požadavky na RF generátor: vysoká frekvenční stabilita, absence modulace výstupního signálu pozadím a rušením a také vysoká čistota spektra. Kromě toho je v některých případech nízká hladina vlastního hluku.

Obr.1 Struktura čipu AL2602

V praxi se používají buď quartzové oscilátory (s následným násobením frekvence na požadovanou hodnotu) nebo LC oscilátory. Výhodou quartzových oscilátorů je vysoká frekvenční stabilita. Existuje několik nevýhod: zvýšená hladina šumu, složitost implementace způsobená nutností násobit frekvenci a nemožnost rychle měnit výstupní frekvenci v širokém rozsahu.

LC generátory jsou jednodušší na konstrukci, mohou používat stupně násobení frekvence a upravovat výstupní frekvenci v širokém rozsahu. Jejich hlavní nevýhodou je zvýšená nestabilita výstupní frekvence oproti quartzovým oscilátorům. Je pravda, že uplatněním určitých opatření lze tuto nevýhodu minimalizovat. Strukturálně jsou LC generátory vyráběny na bipolárních nebo polních tranzistorech, ale větší zájem mají RF generátory vyrobené na integrovaných obvodech (IC).

Typicky jsou integrované obvody RF generátoru širokopásmové, elektronicky laděné výstupní frekvence a poskytují vysoké výstupní parametry. Třída takových zařízení se souhrnně nazývá "Voltage Controlled Oscillator" nebo VCO. Mezi nejznámější a cenově dostupné jsou mikroobvody VCO od Motoroly MC12100, MC12148 a také MAX2432 vyráběné společností MAXIM. Pracují v širokém frekvenčním rozsahu a většinou mají vyrovnávací RF výstup Ale podle mého názoru si největší pozornost zaslouží integrovaná mikrosestava AL2602, která byla nedávno uvedena do prodeje.

Funkčně je integrovaná mikrosestava AL2602 napěťově řízená RF FM generátorová vyrovnávací paměť. Obsahuje hlavní oscilátor pracující ve frekvenčním rozsahu 80-220 MHz, FM modulátor, regulátor napětí 3 V, vyrovnávací paměť a výkonový zesilovač. Na rozdíl od výše uvedených VCO tento IC nevyžaduje připojení externích obvodů pro nastavení frekvence. Vše, co potřebujete, je rezistor pro nastavení frekvence. Při absenci tohoto rezistoru je výstupní frekvence rovna minimu, tzn. 80 MHz. IC tedy obsahuje součástky, které umožňují jeho úspěšné použití v mnoha konstrukcích radioamatérských i profesionálních transceiverů Struktura mikroobvodů AL2602 je znázorněna na obr. 1 a přiřazení pinů je uvedeno v tabulce.

Napájecí napětí AL2602 je 3~9 V. Zůstává však funkční, když se napětí sníží na 1,8 V. Spotřeba proudu, když není připojen pin 4, není větší než 5 mA.

Použití IC bylo testováno jako VHF generátor, napěťově řízený generátor ve spojení se syntezátorem a také jako součást přenosných VHF vysílačů, kterým se budeme věnovat podrobněji.

Miniaturní FM modulační vysílač (obr. 2) obsahuje minimální počet dílů, ale i přes svou jednoduchost má vysoké parametry. Dosah přenosu na volném prostranství přesahuje 200 m Pracovní frekvence v rozsahu 80-220 MHz se nastavuje trimovacím rezistorem R2. Mikrofon je elektretový, ale je možné použít i dynamický s přídavným jednotranzistorovým zesilovačem. Nastavení spočívá v nastavení provozní frekvence. Provedení desky je libovolné s přihlédnutím k požadavkům na instalaci RF zařízení. Vysílač pracuje stabilně v celém rozsahu napájecích napětí.

Obr.2 Miniaturní vysílač s FM modulací

Přenosný VKV FM vysílač (obr. 3) dodává do zátěže výkon 5 W a díky použití open-frame dílů má malé rozměry. Levá část obvodu je probrána výše a pravá je výkonový zesilovač Tranzistory BFG591 (Umax = 120 mA) a BLT81 (Imax = 500 mA) vyráběné společností Philips lze nahradit domácími, jako jsou KT606 a KT911. tím se zvětší rozměry desky. Při výměně tranzistorů za domácí může být k dosažení stejného výstupního výkonu potřeba jiný tranzistor. Nastavení zařízení spočívá v nastavení pracovní frekvence a nastavení proudu tranzistoru VT1 v rozsahu 50-80 mA s odporem R3.

Ve spojení s vysílačem lze použít frekvenční syntezátor. V tomto případě je RF frekvence přiváděna z kolíku 5 do děliče syntezátoru a trimovací napětí ze syntezátoru je přiváděno na kolík 6 integrovaného obvodu. Ve všech ostatních ohledech je design stejný.

Obr.3

V mnoha případech např. při projektování radiotelefonů, přenosných vysílaček s dosahem do 1 km, vysílačů, které jsou součástí zabezpečovacích systémů apod., fungují velmi efektivně obvody s jedním tranzistorem - koncovým zesilovačem. Obvod této možnosti je shodný s obvodem přenosného zařízení, ale není použit tranzistor VT2 a anténa je připojena ke spojovacímu bodu kondenzátorů C4 a C5. Kolektorový proud tranzistoru je v tomto případě nastaven na 100 mA. Rozměry desky této verze zařízení nepřesahují 30-40 mm.

Schéma zapojení FM vysílače je na obr. 2 a obr. 3. Jednoduchý vysílač FM signálu lze sestavit podle zapojení na obrázku.

Navržený FM vysílač má výstupní výkon 15 mW s proudovým odběrem 15 mA a frekvenční odchylkou -+ 3 kHz. Je designově jednoduchý, má malé rozměry a skládá se z přístupných prvků.
Obrázek ukazuje schematický diagram FM vysílače. Signál z mikrofonu je přiváděn přes oddělovací kondenzátor C2 do AF zesilovače na tranzistoru VT1 a poté přes rezistor R4 do varikapové matice VD1, VD2. Rezistor R2 určuje pracovní bod zesilovače a zároveň počáteční předpětí varikapové matice.

Krystalový oscilátor je vyroben pomocí tranzistoru VT2.

Křemenný rezonátor je připojen k základnímu obvodu a je buzen na paralelní rezonanční frekvenci na první harmonické. V kolektorovém obvodu tranzistoru je obvod L1C6, naladěný na harmonickou frekvenci rezonátoru v kmitočtovém rozsahu 72,0...73,0 MHz.

K cívce tohoto obvodu je indukčně připojen zdvojovač frekvence VT3, kde se uvolňuje napětí o frekvenci 144,0...146 MHz. Zesílené napětí je přiváděno do antény přes dolní propust L3C11C12, která plní funkce potlačení vyšších harmonických a přizpůsobení zátěži. Kondenzátor C13 je oddělovací kondenzátor.
Mikrofonní zesilovač a quartzový oscilátor jsou napájeny parametrickým stabilizátorem napětí vyrobeným na zenerově diodě VD3.

Podrobnosti

Rezistory - MLT-0,125(0,25). Kondenzátory: trimry - KT4-23, KT4-21 s kapacitou 5...20,6...26 pF, zbytek - KM, K10-17, KD, S5 - K53-1A. Mikrofon BF1 - MKE-84-1, MKE-3, DEMSH-1A. Zenerova dioda VD3 - KS 156, KS 162, KS 168.

VD1, VD2 - varikapová matice KVS111A, B nebo varikapy KB 109, KB 110, ve druhém případě se odstraní R5, zapne se varikap místo VD2 a levá (podle schématu) svorka kondenzátoru C4 připojen k uzlu C3R4VD1.

Tranzistory: VT1 - KT3102, VT2, VT3 - KT368, KT316, KT325, KT306, BF115, BF224, BF167, BF173. Quartz rezonátory - v malém pouzdře pro frekvence 14,4...14,6, 18,0...18,25, 24,0...24,333 MHz. Základní frekvence a harmonické (nadtónové) frekvence - na 43,2...43,8, 54,0...54,75, 72,0...73,0 MHz (3. harmonická pro první dvě a třetí a pátá harmonická je na třetí).

Cívka vysílače L1 má 11 závitů PEV drátu - 2 0,64, navinutých na rámu o průměru závitu na závit 5 mm. L2 je navinutý na L1 a má 6 závitů drátu PELSHO 0,18. Do rámu je přišroubováno 20Vh feritové jádro. L3 - 5 závitů měděného postříbřeného drátu o průměru 0,8 mm, navinutého na trnu o průměru 5 mm. L4 - 3 závity měděného postříbřeného drátu, průměr vinutí 5 mm, délka vinutí 10 mm.

Nastavení

Předpokládá se, že všechny díly jsou v dobrém funkčním stavu. Před nastavením zkontrolujte pomocí lupy desku na zkrat. Poté určete průměrné jmenovité napětí, při kterém bude rádiový mikrofon pracovat. Rovná se aritmetickému průměru mezi horním a dolním povoleným napájecím napětím.
Například horní napětí je -9V (čerstvá baterie), spodní napětí je 7V (vybitá baterie): Neprůměrné hodnocení. =(9+7) 2=8 V. Při tomto napětí je potřeba nakonfigurovat vysílač.
K výstupu vysílače je připojen ekvivalent (dva paralelně zapojené odpory MLT-0,5 100 Ohm).

Výstup zenerovy diody VD3 je odpájen ze společného vodiče a je s ním sériově vypnutý miliampérmetr s limitem 30-60 mA. Napájení vysílače je zapnuto.
Změnou napájecího napětí od minima přípustného po maximum, volbou odporu rezistoru R10, je zajištěno, že při extrémních napájecích napětích zenerova dioda neopustí stabilizační režim (minimální stabilizační proud pro KS 162A je 3 mA, resp. maximum je 22 mA Spojení je obnoveno.

Při správné instalaci a opravitelných součástech nepotřebuje zesilovač mikrofonu seřizování v první fázi nastavení.
Vlnoměrem (nebo v krajním případě na VKV rozhlasovém přijímači s umístěním jeho antény v blízkosti vysílače) sledujeme výskyt signálu o frekvenci 72,0...73,0 MHz v obvodu L1C6. Otáčením jádra a cívky L1 dosáhneme maximální hodnoty tohoto napětí, poté přejdeme k obvodu L3C9C10, řídícímu napětí, nyní s frekvencí 144,0... 146,0 MHz. Pomocí vlnoměru nebo přijímače dvoumetrového dosahu dosáhneme jeho maximální úrovně.

Po několikanásobném nastavení všech stupňů na maximální výstupní napětí vybereme odpor rezistoru R7 v křemenném oscilátoru, poté přejdeme na zdvojovač a vyrovnáme jej podle maximálního potlačení signálu s frekvencí 72,0...73,0 MHz na výstupu Přítomnost harmonických a jejich absolutní úroveň je vhodné sledovat na spektrálním analyzátoru, který se bohužel ještě nestal zařízením pro masové použití. Při přesném vyvážení zdvojovače jsou všechny liché harmonické potlačeny a sudé harmonické, kromě druhé (pro kterou je vysílač stavěn), jsou odfiltrovány, jako harmonické samotného křemenného rezonátoru.

Pro „pečlivější“ tunery můžeme doporučit volit hodnotu a poměr kapacit kondenzátorů C4 a C5 podle maximálního výkonu vysílače. Nastavení frekvence lze provést mírným posunutím jádra cívky L1, stejně jako změnou kapacity C3, přičemž je třeba pamatovat na to, že při změně kapacity tohoto kondenzátoru se změní i frekvenční překrytí varikapové matice. V důsledku toho se také změní maximální frekvenční odchylka, kterou lze v případě potřeby korigovat volbou odporu rezistoru R2.
Zajímavou možností je zařazení násobiče frekvence vysílače pro čtyřnásobek frekvence. V tomto případě by měla být frekvence ladění obvodu L1C9 36,0...36,5 MHz a křemenné rezonátory lze použít od 7,2...7,3, 9,0. ..9,125, 12,0...12,166, 18,0...18,25 MHz a podtóny 21,6...21,9, 27,0...27,375, 36,0...36, 5 MHz (3. harmonická) a 36,0...36,5, 45,0 ...45,625, 60,0...60,83 MHz (5. harmonická). Přirozeně, čím větší je násobení frekvence, tím menší výkon je přijímán na výstupu vysílače a tím je zapotřebí pečlivější ladění.

Anténa vysílače může být čtvrtvlnný vibrátor, zkrácený cívkou na základně, nebo spirálová anténa. Ve stacionární poloze je přijatelný celý arzenál od GP až po víceprvkové a vícevrstvé antény.

Při napájení vysílače z 12-vlnného zdroje byste měli nainstalovat zenerovu diodu VD1 s vysokým stabilizačním napětím, například D8 4A, D81 4B, D818, opět vyberte R177.

Po provedení dostatečně velkého počtu experimentů s nízkovýkonovými FM vysílači můžeme radioamatérům nabídnout praktický návrh vysílače pracujícího v pásmu FM. Tento vysílač má poměrně dobré technické vlastnosti a i přes svou jednoduchost uspokojí potřeby začátečníků i zkušených radioamatérů. Zařízení lze použít ve spojení s jakýmkoliv zdrojem zvuku, jako je linkový výstup magnetofonu nebo kvalitní mikrofon. Vzhledem k tomu, že vysílač pracuje v oblasti vysílání FM rozhlasových stanic, měli byste pečlivě vybrat provozní frekvenci, abyste zabránili rušení. Frekvenčně by měl být co nejdále od sousedních vysílacích stanic.

Schéma elektrického obvodu vysílače je na Obr. 1. Na tranzistoru VT1 typu BC549 je namontován hlavní oscilátor, jehož kmitočet je nastaven upraveným kondenzátorem C5. Chcete-li nastavit vysílač, zapněte domácí rádio v rozsahu FM a vypněte tiché nastavení a nastavte frekvenci bez signálů vysílacích stanic. V tomto případě by měl být v reproduktorech slyšet hluk vzduchu. Dále pečlivým nastavením kapacity kondenzátoru C5 zmizí šum v reproduktorech přijímače. V tomto případě bude provozní frekvence vysílače odpovídat frekvenci ladění přijímače. Jelikož jsou tyto frekvence ovlivněny vlivem kovových předmětů (šroubováků) na pracovní frekvenci, je po každém otočení rotoru kondenzátoru C5 nutné řídit přenos externím rádiovým přijímačem. Při sestavování obvodu byste se měli také ujistit

rotor C5 je připojen k napájecí sběrnici +9 V V tomto případě bude vliv šroubováku na generovanou frekvenci minimální. Pro nastavení kapacity C5 je ještě lepší použít domácí dielektrický šroubovák vyrobený ze skleněných vláken s odstraněnou fólií.

Kondenzátor SZ je blokovací kondenzátor. V tomto případě se jeho kapacita volí na základě podmínky zajištění monofrekvenčního buzení generátoru. Tento kondenzátor by měl být vysoce kvalitní keramický, s nejkratší délkou přívodu. Tentýž kondenzátor spolu s rezistorem R1 tvoří dolní propust, která omezuje frekvenční pásmo vstupního audio signálu a tím i šířku spektra RF signálu vysílače na 15 kHz.

Všechny kondenzátory použité v obvodu musí být keramické (s výjimkou C1). Kondenzátory C4 a C8 musí být s TKE N750, ostatní - s TKE NP0.

Princip činnosti vysílače

RF generátor je sestaven pomocí tranzistoru VT1 podle Colpittsova obvodu. Generační kmitočet je určen rezonančním obvodem L1, C4, C5. Vysokofrekvenční signál je odstraněn z emitoru VT1 a přiveden do vyrovnávacího zesilovače na tranzistoru VT2. Hlavním úkolem vyrovnávacího stupně je zeslabit vliv antény vysílače na frekvenci hlavního oscilátoru. Kromě toho vyrovnávací stupeň dále zesiluje požadovaný signál, což vede ke zvýšení dosahu vysílače. Kolektorová zátěž VT2 je rezonanční obvod L2, C8, naladěný na pracovní frekvenci. Kondenzátor C10 je blokovací kondenzátor, který neumožňuje průchod stejnosměrné složky výstupního signálu do antény.

Audiofrekvenční signál, který je modulačním signálem, je přiváděn do báze tranzistoru VT1, což způsobuje, že kolektorový proud protékající VT1 se proporcionálně mění. Změna kolektorového proudu pod vlivem audio signálu vede ke změně generované frekvence. Na výstupu vysílače je tedy generován frekvenčně modulovaný vysokofrekvenční signál. Úroveň zvukového vstupu by měla být přibližně 100 mV.

Při kapacitě kondenzátoru C1 uvedené v diagramu je frekvenční pásmo audio signálu omezeno zdola na 50 Hz. Pro snížení spodní frekvence modulačního signálu na 15 Hz by měla být kapacita kondenzátoru C1 zvýšena na 1 μF. Tento kondenzátor může být polyesterový nebo elektrolytický. Při použití elektrolytického polárního kondenzátoru musí být jeho kladná svorka připojena k rezistoru R1.

Induktory

Obě tlumivky L1, L2 obsahují 10 závitů (ve skutečnosti po 9,5) smaltovaného měděného drátu o průměru 1 mm, navinutého na trnu o průměru 3 mm. Po navinutí je trn z cívky odstraněn. Smalt z konců cívek je nutné opatrně odstranit a koncovky pocínovat. Na Obr. Obrázek 2 ukazuje návrh L1, L2. Obě cívky by měly být instalovány vodorovně ve vzdálenosti 2 mm od desky plošných spojů.

Výroba induktorů musí být prováděna přesně podle popisu, protože na nich závisí provozní frekvence vysílače.

Přibližná hodnota indukčnosti L1, L2 je asi 130 µH. Tato hodnota se získá pomocí vzorce:

Korektoři

V průmyslových FM vysílačích je obvykle nízkofrekvenční signál vystaven zkreslení, které je eliminováno odpovídajícími obvody v přijímacím zařízení. Existují dva standardy - většina stanic na světě používá časovou konstantu 50 µs. V USA mají vysílače vysílání VHF časovou konstantu předběžného důrazu 75 µs. Cílem, kterého chtějí při zavádění zkreslení dosáhnout, je snížit hladinu šumu při příjmu užitečného signálu.

V jednoduché konstrukci vysílače by zavedení dalších korekčních řetězců do RF cesty dramaticky zkomplikovalo obvod, takže v tomto vysílači chybí.

Pro zlepšení kvality přenášeného FM signálu lze použít dva obvody nízkofrekvenčních předzesilovačů-korektorů - mikrofonní a lineární (obr. 3, obr. 4).

Operační zesilovač použitý v obvodu nám umožňuje získat mnohem nižší harmonické zkreslení ve srovnání s tranzistorovou kaskádou. V tomto případě má výstupní impedance operačního zesilovače malou hodnotu, což umožňuje snížit úroveň rušení a zvýšit stabilitu frekvence vysílače. Při použití dynamického mikrofonu ve spojení s mikrofonním zesilovačem není nutné instalovat rezistor R1 do obvodu, protože je potřeba pouze pro napájení kondenzátorového mikrofonu. Zesílení se nastavuje rezistorem R5 na základě kritéria minimálního zkreslení výstupního signálu. Jeho hodnota závisí na konkrétním typu použitého mikrofonu. Všechny blokovací kondenzátory 0,1 µF musí být keramické.

Mikrofonní zesilovač má maximální zisk asi 22 a lineární předzesilovač má maximální zesílení asi 1. Citlivost z mikrofonního vstupu je tedy 5 mV a z linkového -100 mV.

Kapacita kondenzátoru C5 (C4 - pro lineární zesilovač) se volí v závislosti na tom, kde bude vysílač použit. Pro USA bude mít tento kondenzátor kapacitu 15 nF (6,8 nF).

Nutno podotknout, že takto generovaný nízkofrekvenční signál sice přesně neodpovídá standardu, ale pro amatérské účely to není důležité.

Při montáži zařízení je žádoucí zajistit odstínění kaskád vysokofrekvenční části vysílače od nízkofrekvenčního předzesilovače (mikrofonního nebo lineárního). Při výrobě plošného spoje je nutné využít co největší plochu desky jako společnou sběrnici.

Pro ladění RF části vysílače je vhodné mít k dispozici frekvenční měřič a osciloskop.