Радиошпион
Радиомикрофон с кварцевой стабилизацией частоты
В качестве антенны используется кусок антенного кабеля 75 Ом диаметром 3 и длиной 185 мм. Центральная жила припаивается непосредственно к конденсатору
С 9, оплетка служит в качестве крепежа. Сигнал микрофона усиливает двухкаскадный усилитель 3Ч на транзисторах VT1,VT2. Задающий генератор выполнен на транзисторе VT3. Частотная модуляция несущей обеспечивается варикапом VD1. Резисторы R5,R6 в базовой цепи транзистора генератора определяют его режим по постоянному току. Конденсатор С7 устанавливает необходимый режим генерации обеспечивая положительную обратную связь. Емкость этого конденсатора нужно подобрать по максимальному току, потребляемому генератором, а далее резистором R5 установить тот самый ток приблизительно 25 мА, поскольку при большем токе транзистор VT3 работать не может.
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ
При настройке целесообразно на место С7 включить подстроечный конденсатор емкостью 8 ... 30 пф, а на место резистора R5 - подстроечный резистор сопротивлением 100 кОм.
Стабильность частоты генератора зависит в основном от напряжения питания. Чтобы ее повысить, можно использовать стабилизатор напряжения на б...9 В. Стабилизировать частоту генератора можно и Другим способом. Если быть точным, то причина нестабильности несущей частоты - в колебаниях рабочей точки транзистора выходного каскада усилителя 3Ч при изменении напряжения питания. Положение же этой рабочей точки определяет напряжение обратном смещения на варикапе VD1, а значит, и его исходную емкость, которая в конечном итоге будет меняться не только под влиянием звукового сигнала, но и при изменении напряжения питания. Варикап же включен последовательно с кварцем и сообща с ним определяет частоту генератора. Поэтому можно дополнить схему передатчика устройством, обеспечивающем неизменное напряжение смещение варикапа (рис.2), величину
которого можно регулировать резистором R1.
Цепь R2,VD1 - это обычный параметрический ста-билизатор. Конденсатор С1 обеспечивает развязку каскадов по постоянному току.
При монтаже передатчика использованы постоянные резисторы МЛТ - 0,125, оксидные конденсатора К50 - 35; конденсаторы постоянной емкости керамические малогабаритные, например КМ.
Дроссели L1, L2 можно применить стандартные, например, Д - 0,1, с индуктивностью 15...30 мкГн или изготовить самостоятельно. Для этого на резисторах МЛТ - 0,5 сопротивлением более 100 кОм нужно намотать по всей длине 30 ...50 витков провода ПЭЛ 0,1. Контурная катушка L3 намотана на каркасе диаметром 8 мм и содержит 6 витков провода ПЭЛ 0,8. Hа том же каркасе и тем же проводом намотана и катушки L4. Ее обмотка содержит 3 витка и размещена на рас-стоянии 1 мм от обмотки катушки L3.
Несколько слов об антенне. Для ее изготовления используют отрезок 50 - омного кабеля длинной 10... 12 см, очищают его от изоляции и оплетки и выдергивают из него центральную жилу. Затем на передатчике размещают гнездышко разъема С Р - 50 - 74В, к которому присоединяют катушку L4 (разъем антенны). В штекере разъема закрепляют отрезок обработанного описанным способом кабеля. Теперь остается намотать по всей длинно отрезка кабеля, виток к витку, провод ПЭЛ 0,6 - антенна готова. Нужно только вделать штекер в антенное гнездышко передатчика.
В крайнем случае в качестве антенны можно использовать металлический штырь длиной 30...50 см.
При эксплуатации передатчика было замечено, что если во пора передачи прикасаться рукой к общему проводу, то мощность излучения передатчика возрастает. Иными словами, тело оператора играет в этом месте роль противовеса антенны. Если передатчик собран в пластмассовом корпусе, такой противовес можно предусмотреть, подключив к общему проводу кусок провода длиной 1 м.
Если же корпус металлический, то его нужно соединить с общим проводом. Противовес в этом случае не нужен, поскольку его функции будет осуществлять оператор, в руках которого пребывает передатчик. В качестве микрофона можно использовать любой малогабаритный микрофон, кроме угольного.
Естественно, чувствительность приемника будет влиять на дальность связи.
Приведена принципиальная схема самодельного радиопередатчика УКВ диапазона с кварцевой стабилизацией частоты, построен на трех транзисторах.
Принципиальная схема
Принципиальная схема передатчика радиомикрофона приведена на рис. 1.Сигнал микрофона усиливается двухкаскадным усилителем ЗЧ на транзисторах VT1, VТ2. Задающий генератор выполнен на транзисторе VТ3. Частотная модуляция несущей обеспечивается варикапом VD1.
Резисторы R5, R6 в базовой цепи транзистора генератора определяют его режим по постоянному току. Конденсатор С7 устанавливает необходимый режим генерации, обеспечивая положительную обратную связь.
Емкость этого конденсатора необходимо подобрать по максимуму тока, потребляемому генератором, а затем резистором R5 установить этот ток около 25 мА, поскольку при большем токе транзистор VТ3 работать не может.
Рис. 1. Принципиальная схема УКВ радиопередатчика с кварцевой стабилизацией частоты.
При настройке целесообразно на место С7 включить подстроечный конденсатор емкостью 8...30 пФ, а на место резистора R5 - подстроечный резистор со-, противлением 100 кОм.
Стабильность частоты генератора зависит в основном от напряжения питания. Чтобы ее повысить, можно использовать стабилизатор напряжения на 6...9 В. Стабилизировать частоту генератора можно и другим способом.
Если быть точным, то причина нестабильности несущей частоты - в колебаниях рабочей точки транзистора выходного каскада усилителя ЗЧ при изменении напряжения питания.
Положение же этой рабочей точки определяет напряжение обратного смещения на варикапе VD1, а значит, и его исходную емкость, которая в конечном итоге будет меняться не только под влиянием звукового сигнала, но и при изменении напряжения питания.
Варикап же включен последовательно с кварцем и вместе с ним определяет частоту генератора. Поэтому можно дополнить схему передатчика устройством, обеспечивающим неизменное напряжение смещения варикапа (рис. 2). величину которого можно регулировать переменным резистором R1. Цепь R2 VD1 - это обычный параметрический стабилизатор. Конденсатор С1 обеспечивает развязку каскадов по постоянному току.
Детали
При монтаже передатчика использованы постоянные резисторы МЛТ-0,125, оксидные конденсаторы К50-16: конденсаторы постоянной емкости керамические малогабаритные, например.. КМ.
Дроссели L1 и L2 можно применить стандартные, например Д-0,1, с индуктивностью 15...30 мкГн или изготовить самостоятельно. Для этого на резисторах МЛТ-0,5 сопротивлением более 100 кОм нужно намотать по всей их длине 30...50 витков провода ПЭЛ 0,1. Контурная.катушка L3 намотана на каркасе диаметром 5 мм и содержит 6 витков провода ПЭЛ 0,8.
На том же каркасе и тем же проводом намотана и катушка L4. Ее обмотка содержит 3 витка и размещена на расстоянии 1 мм от обмотки катушки L3.
Несколько слов об антенне. Для ее изготовления используют отрезок 50-омного кабеля длиной 10-12 см, очищают его от изоляции и оплетки и выдергивают из него центральную жилу. Затем на передатчике размещают гнездо разъема СР-50-74В, к которому присоединяют катушку L4 (разъем антенны). В штекере разъема закрепляют отрезок обработанного описанным способом кабеля.
Теперь остается намотать по всей длине отрезка кабеля виток к витку провод ПЭЛ 0,6 - антенна готова. Нужно только вставить штекер в антенное гнездо передатчика.
В крайнем случае в качестве антенны можно использовать металлический штырь длиной 30...50 см. При эксплуатации передатчика было замечено, что если во время передачи прикасаться рукой к общему проводу, то мощность излучения передатчика возрастает. Иными словами, тело оператора играет здесь роль противовеса антенны. Если передатчик собран в пластмассовом корпусе, такой противовес можно предусмотреть, подключив к общему проводу кусок провода длиной 1 м.
Рис. 2. Схема обеспечения неизменного напряжения смещения варикапа.
Если же корпус металлический, то его нужно соединить с общим проводом. Противовес в этом случае не нужен, поскольку его функции будет выполнять оператор, в руках которого находится передатчик. В качестве микрофона можно использовать любой малогабаритный микрофон, кроме угольного.
Естественно, чувствительность приемника будет влиять на дальность связи. Построенный автором экземпляр передатчика при работе с приемником радиолы Сириус-311 чувствительностью 30 мкВ/м обеспечивал уверенную связь на расстоянии около 50 м.
Печатная плата
Печатную плату для радиомикрофона можно изготовить по чертежу,показанному на рис.3, из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 ...1,5 мм. На ней монтируют все детали, кроме микрофона, батареи питания и выключателя SA1.
Плата рассчитана на установку постоянных резисторов МЛТ 0,125, керамических конденсаторов КМ (С1, С5) и КД (С6, С7), оксидных конденсаторов К53-1, К53-1А (С2, С3) и К53-5 (С4), малогабаритного кварцевого резонатора в герметизированном металлическом корпусе (его приклеивают к плате в лежачем положении) и малогабаритных унифицированных дросселей ДМ-0,1.
Рис. 3. Печатная плата для схемы УКВ радиопередатчика.
Фольгу со стороны деталей используют в качестве общего провода и экрана, выводы деталей, подлежащие соединению с общим проводом, припаивают и к соответствующему печатному проводнику, и к фольге-экрану.
С кромок отверстий под все остальные выводы фольгу во избежание замыканий удаляют зенковкой сверлом примерно вдвое большего диаметра.
Как известно простым радиомикрофонам (РМ) присущи недостатки такие как: низкая стабильность частоты,изменения параметров при изменении питания,уход частоты при прикосновении к антенне и т.д.Кого такие РМ вполне устраивают может дальше не читать:-) Чтобы вы уяснили про что пойдет дальше речь хочу привести цитату из книги В.Кияница “Лучшие конструкции радиомикрофонов” “….рассмотрим принцип стабилизации рабочей частоты РМ при помощи кварцевого резонатора (в народе- кварца) Это второй,радикальный метод стабилизации частоты РМ (первый-параметрический).И здесь имеют место определенные трудности,главная из которых слабая подверженность кварца частотной модуляции.А именно частотная (а не амплитудная,как это часто бывает) модуляция необходима для качественной работы частотного детектора УКВ приемника.Да оно и понятно: кварц на то и кварц,чтобы держать частоту,на которую он изготовлен,а не “трепать” её в соответствии с колебаниями чьих бы то ни было голосовых связок.Поэтому те кто уже пробовали радиомикрофоны с кварцем,не могли не обратить внимание на бубнящий звук,который возникает из-за недостаточной промодулированности сигнала.Некоторые схемные ухищрения позволяют получить модуляцию достаточную для речевых сигналов,однако полноценная полоса звуковых частот необходимая для качественной работы РМ достигается,как правило,при помощи… умножения частоты. …..Основная трудность,встречающаяся при настройке умножителя частоты,заключается в умении настроить выходной его контур на необходимую гармонику (вторую,третью,патую-более высокие выделить трудно из-за того,что с повышением частоты амплитуда гармоник уменьшается). Даже опытные радиолюбители на такую работу иногда тратят немало времени.Вот почему создание хорошего радиомикрофона считается довольно сложной и дорогостоящей задачей.”
Микрофонный усилитель на элементах T1 и T2 усиливает сигнал с электретного микрофона ВМ1 до уровня, обеспечивающего заданную девиацию частоты. Транзисторы включены по схеме с общим эмиттером и обратной связью по напряжению.
Емкость конденсаторов С2 и С4 применены не стандартные, а меньше обычной, что поднимает высокие частоты звукового сигнала и повышает разборчивость речи.
Необходимую девиацию, а значит, и громкость задаем регулировкой резистора R2.
С движка построечного резистора R2 усиленный сигнал подается на второй каскад усиления. Со второго каскада сигнал подается на варикап, осуществляющий ЧМ модуляцию сигнала. В качестве варикапа применен миниатюрный высокодобротный варикап из ТВ -тюнеров. Частотная модуляция производится изменением емкости в цепи кварца в зависимости от поданного на него напряжения. В состоянии покоя на варикап подается половина напряжения питания. Кварцевый резонатор возбуждается в задающем генераторе на основной частоте 13,56 МГц.
С эмиттера транзистора T3 частотно-модулированный сигнал размахом, почти равным напряжению питания, подается на умножитель T4. Контур L2, С9 настроен на частоту 94,92 МГц, выделяя седьмую гармонику задающего генератора. Через конденсатор С10 ВЧ-колебания с контура передаются антенне.
Данная схема задающего генератора обладает определенными преимуществами. В ней стабильно работают даже малоактивные кварцы. Большая разница частот задающего генератора и умножителя снижает влияние излучения выходного контура на работу генератора.
Кварц — на 13,56 МГц в металлическом корпусе. Частоты могут отличаться, но 7-я гармоника должна попадать в FM диапазон на свободную частоту.
Катушка L2 намотана посеребряным проводом 0,6 мм на оправке диаметром 3 мм и содержит 10 витков с отводом от середины. Дроссели L1 - SMD. Конденсаторы — керамические SMD. Антенна- кусок провода 0,5 метра.
Радиомикрофон выполнен на двусторонней печатной плате. Вторая сплошная сторона является общим проводом и одновременно экраном. В отмеченных местах слои соединяются перемычками. В точках подключения выводных компонентов сверлом удаляется часть фольги второго слоя. Всю конструкцию после окончания настройки можно залить герметиком или полиэтиленовым клеем.
Настройка
Изначально она начинается с микрофонного усилителя. Ток потребления и напряжения устанавливаются номиналами резисторов R3, R5. Высокоомными телефонами контролируют прохождение звукового сигнала на коллекторе C2.
ВЧ-пробником или осциллографом проверяют работу задающего генератора в точке соединения конденсаторов С6, С7, С8. Ток потребления генератора — 2...3 мА.
Контур L2, С9 настраивают в резонанс, сдвигая и раздвигая витки катушки L2 и подстраивая С9. Окончательную подстройку контура можно провести, ориентируясь на дальность работы радиомикрофона. Подбором резистора R10 устанавливают ток, потребляемый умножителем, порядка 10...15 мА.
Завершают налаживание, устанавливая резистором R2 необходимую громкость. Следует ожидать, что она будет несколько ниже громкости FM станций, так как девиация составляет всего лишь 21кГц вместо 75кГц.
Понятно, что радиомикрофоны имеют неоспоримое преимущество перед проводными собратьями. Однако их высокая стоимость в заводском исполнении сдерживает рост их использования. Выход очевиден — изготовить устройство самостоятельно. И хотя вряд ли удастся достичь высоких характеристик в самодельном устройстве, но это будет приемлемым выходом из сложившейся ситуации. Радиомикрофонам на основе радиолюбительских конструкций присущ целый ряд недостатков. Это невысокая стабильность несущей частоты, большой потребляемый ток, неудачное конструктивное исполнение, уход несущей частоты при длительной работе микрофона из-за разрядки источника питания, узкополосная ЧМ из-за применения кварцевой стабилизации частоты, что влечет за собой снижение качества звукового тракта, повышенный расход энергии вследствие определенных схемотехнических решений.
Радиомикрофон с кварцевой стабилизацией частоты передатчика
Печатная плата с расположенными на ней деталями радиомикрофона кроме самого микрофона, элементов и выключателя питания.
Радиомикрофон с рамочной антенной
Простые радиомикрофоны
На самом деле необходимую девиацию частоты передатчика радиомикрофона можно обеспечить и без применения варикапов, да и сама схема может быть реализована всего на одном транзисторе.
Радиомикрофон
Дальность действия радиомикрофона может достигать 25 метров от приемника и порядка 3-4 метра от микрофона. Налаживание радиомикрофона сводится к его настройке на свободный от радиостанций участок диапазона УКВ.
Радиомикрофон
Лучшее решение для радиомикрофона — кварцевая стабилизация несущей частоты задающего генератора передатчика, приведенного ниже. Устройство работает в широко распространенном диапазоне 66-74 МГц и состоит из двухкаскадного усилителя звуковой частоты, задающего генератора и частотного модулятора на варикапе.
