Путеводитель в мир электроники. Книга 2 - Борис Семенов

1830…1930 кГц (длина волны 160 м)

____________

14000…14350 кГц (длина волны 20 м)

28000…29700 кГц (длина волны 10 м)

144…146 МГц (длина волны 2 м)

430…440 МГц (длина волны 0,7 м)

1260…1300 МГц (длина волны 0,23 м)

____________

Этот список можно продолжить и дальше, но применять частоты меньше 26 МГц в малогабаритных устройствах неудобно — для эффективной работы передатчику требуется антенна, соизмеримая с длиной волны. Частоты выше 440 МГц тоже неудобны, но по другой причине — труднодоступная и дорогая элементная база, так как большинство компонентов для СВЧ устройств содержат такие металлы, как золото, платина и т. п.

Чтобы обеспечить у мощного передатчика высокую стабильность несущей частоты в широком температурном диапазоне (—40…+60 °C), необходимо использовать кварцевую стабилизацию. А для уменьшения размеров конструкции в современных системах широко используют специальные микросхемы, но для самых простейших применений мы пока сможем обойтись и без них (о микросхемах более подробно будет говориться позже).

Довольно простая схема передатчика приведена на рис. 12.27. Полная схема состоит из двух частей. На рис. 12.28 показана низкочастотная часть, обеспечивающая AM модуляцию. Такой передатчик можно использовать для дистанционного включения устройств (управления игрушкой, радиовызова при нажатии кнопки или в составе охранной сигнализации). Выходная мощность в импульсе около 2 Вт, потребляемый ток до 0,35 А.

Рис. 12.27. Схема высокочастотной части радиопередатчика

Рис. 12.28. Схема низкочастотной части радиопередатчика

На транзисторах VT1, VT2 собран генератор прямоугольных импульсов (мультивибратор) с частотой 1000 Гц (резистор R3 позволяет ее перестраивать от 550 до 1000 Гц). Чтобы генератор начал работать, необходимо замкнуть контакты датчика S2. Свечение светодиода HL1 является индикатором работы всей схемы. Предохранитель FU1 и диод VD1 нужны для защиты соединительных проводов и самой схемы в случае ошибочной полярности подачи питающего напряжения, например от аккумулятора автомобиля (если источник питания не настолько мощный или ошибка в подаче питания исключена, то эти элементы можно исключить).

Импульсы с мультивибратора управляют электронным ключом на транзисторе VT3, который передает их дальше — на задающий кварцевый генератор (VT4). В высокочастотной части передатчика всего два каскада. Модулированный сигнал с автогенератора поступает сразу на оконечный усилитель (VT5) и через фильтр (на элементах С9—С11, С13 и L4-L6) в антенну WA1.

Из-за того, что в схеме использованы катушки L1 и L2 в качестве дросселей, настройка заключается только в подборе конденсаторов фильтра, отмеченных звездочками (грубо — С11 и С13; плавно — С10). Сначала это делают на эквиваленте антенны (см. рис. 12.10 — только нагрузочные резисторы подключаются без кабеля непосредственно вместо антенны), контролируя форму напряжения и его амплитуду на выходе детектора, а окончательная настройка проводится уже на подключенной антенне.

Антенной может служить гибкий многожильный провод длиной примерно 1,2…1,5 м или телескопический штырь от приемника. Если есть возможность, то лучше подключить заземление (например, корпус автомобиля) — это увеличит дальность работы.

При изготовлении передатчика применялись следующие радиодетали: подстроечный резистор R3 типа СПЗ-19а, остальные С2-23 или МЛТ; подстроечный конденсатор С10 — КТ4-23; С1-СЗ, С7 типа КМ-4; остальные конденсаторы К10-17 или К10-23. Транзисторы VT1-VT3 могут иметь любую последнюю букву в обозначении серии; VT5 заменяется на 2Т904Б.

Все катушки выполнены проводами ПЭЛ-2, ПЭТВ-2 — их намоточные данные приведены в табл. 12.1.

Дроссели L1, L2 на ферритовом кольце К7,5x4x2 (с магнитной проницаемостью 100НН), их индуктивность 10…20 мкГн. Катушка L3 — тоже дроссель на оправке, в качестве которой можно взять корпус любого резистора мощностью 0,5 Вт с сопротивлением более 1 кОм (рис. 12.29).

Рис. 12.29. Конструкция дросселя L3

Катушки L4, L5 и L6 выполнены на пластмассовых каркасах диаметром 6…7 мм. В катушке L6 должна быть резьба для вкручивания ферритового сердечника. На всех катушках после намотки витки фиксируются клеем БФ-2.

Для монтажа схемы можно воспользоваться печатной платой, приведенной на рис. 12.30.

Рис. 12.30. Топология печатной платы, расположение элементов и вид монтажа передатчика

Выходной транзистор крепится на уголке, который улучшает теплоотвод. Резистор R10 припаивается непосредственно к эмиттерному выводу транзистора. Лучше, если корпус для размещения платы был полностью металлическим или хотя бы имел экран из медной фольги.

Теперь о приемнике. Его схема показана на рис. 12.31.

Рис. 12.31. Вариант схемы радиоприемника

Первый каскад (VT1) — это типичный сверхрегенератор. О его работе, достоинствах и недостатках вы уже знаете из раздела «Какие бывают радиоприемники». В качестве антенны может применяться любой провод длиной 50…60 см. Транзистор VT1 обеспечивает усиление принятого антенной ВЧ-сигнала и его детектирование.

Настройка приёмника на частоту передатчика осуществляется при помощи конденсатора С5. На транзисторах VT2, VT3 собран усилитель звукового диапазона, с выхода которого сигнал подается на выпрямитель VD1 и транзисторный ключ на полевом транзисторе VT4. Нагрузкой этого транзистора может быть не только звуковой излучатель или светодиод, но и реле.

Так как у полевого коммутатора обычно пороговое напряжение открывания около 2 В, резистор R7 позволяет установить его на затворе VT4 таким, чтобы при отсутствии НЧ-импульсов (отключенном передатчике) этот транзистор был еще закрыт.

При изготовлении приемника применялись следующие радиодетали: подстроечные резисторы R2 и R7 типа СПЗ-19а(б); постоянные резисторы С2-23 или МЛТ; подстроечный конденсатор С5 — КТ4-23; С1, С6, С8, С10 типа КМ-4 или К10-7; полярные электролитические конденсаторы любого типа; остальные конденсаторы К10-17 или К10-23. Транзисторы VT1—VT4 могут иметь любую последнюю букву в обозначении серии.

Катушка L1 выполнена проводом ПЭЛ-2 (ПЭТВ-2) диаметром 0,5 мм — на пластмассовом каркасе диаметром 7,5…8 мм — 14 витков. Катушка L2 является дросселем и наматывается проводом ПЭЛШО диаметром 0,12 мм — 30 витков на ферритовом кольце К7,5x4x2 (с магнитной проницаемостью 100НН), можно также использовать любой малогабаритный стандартный дроссель индуктивностью 50… 150 мкГн.

Для монтажа схемы можно воспользоваться печатной платой, показанной на рис. 12.32.

Рис. 12.32. Топология печатной платы, и расположение элементов приемника

На основе этого приемника можно сделать и многоканальную систему дистанционного управления, если на выходе НЧ-усилителя установить частотно-избирательные элементы (фильтры), а передатчик модулировать разной частотой (в соответствии с нужной командой).

В условиях города срабатывание звуковой сирены многих раздражает, особенно если это происходит ночью. Ночная сирена вряд ли привлечет внимание окружающих с целью поимки воров. За рубежом уже давно практикуются штрафы за ночной шум, которые могут доходить до $2000. Другой альтернативы, кроме как подключать охрану к системе оповещения по радиоканалу, скоро не будет и у нас в стране.

Для работы охранных устройств с оповещением по радиоканалу в КВ диапазоне предназначена фиксированная частота 26,945 МГц, на которую и следует приобрести кварцевый резонатор (ZQ1).

На рис. 12.33 приведена высокочастотная часть передатчика, предназначенного для создания радиоканала при охране автомобиля, гаража или другого удаленного на расстояние до 500… 1000 метров объекта.

Рис. 12.33. Электрическая схема высокочастотной части передатчика

Сам передатчик содержит три каскада. На первый каскад — задающий генератор с кварцевой стабилизацией частоты на транзисторе VT1, постоянное питание подается от блока формирования временных интервалов (обычно выполняемого на цифровых микросхемах) только при срабатывании охранных датчиков.

Высокочастотный сигнал с автогенератора через промежуточный усилитель на VT2 (буферный усилитель) поступает на оконечный усилитель мощности VT4. У промежуточного усилителя коллекторный контур настраивается с помощью сердечника катушки L2 на первую гармонику задающего генератора. Катушка L2 имеет неполное включение, что увеличивает добротность контура.