Описываемый АМ-передатчик имеет генератор несущей частоты, которую можно установить на одно из следующих значений: 125 кГц, 250 кГц, 500 кГц, 1 МГц, 2 МГц или 4 МГц. Они встречаются в длинноволновом, среднем и коротковолновом диапазонах, поэтому на эти частоты можно настроить любой AM-радиоприемник. Стабильность каждой частоты гарантирует кварцевый резонатор.
Как работает схема простого АМ-передатчика
При сборке простейшего радиопередатчика не требуется трудоемкой настройки, что для многих является главной трудностью при сборке схемы своими руками. Нужно лишь определить положение ползунков двух переменных резисторов, что с успехом можно сделать на слух. Принципиальная схема рассматриваемого устройства представлена на рисунке ниже.
Генератор, возбуждающий кварцевый резонатор, выполнен на элементах US1B и US1C микросхемы CD4069 (отечественный аналог К561ЛН2). Его выходной сигнал представляет собой прямоугольную последовательность частотой 4 МГц, с коэффициентом заполнения 50 % и амплитудой, аналогичной напряжению питания. Элемент US1F действуют как буфер.
Остальные элементы микросхемы CD4069 не используются, и их входы подключены к точкам с постоянным потенциалом. Следующий блок – делитель частоты, выполненный на счетчике CD4024 (отечественный аналог К176ИЕ1). Он последовательно делит частоту на 2. В результате получаются сигналы с частотами ниже 4 МГц. Конкретная частота выбирается с помощью перемычки.
Полученный сигнал также имеет прямоугольную форму, и его спектр содержит множество гармоник. Использование его непосредственно в качестве несущей частоты приведет к передаче в очень широком диапазоне частот, что не рекомендуется. Следовательно, этот сигнал нужно пропустить через фильтр нижних частот, что ограничит мощность высших гармоник. Для этой цели используется двухэлементный RC-фильтр.
Первый элемент нерегулируемый – его граничная частота составляет примерно 3,4 МГц. Второй каскад можно регулировать в диапазоне 150 кГц…3,4 МГц. После выбора соответствующей несущей частоты фильтр необходимо правильно настроить, как описано ниже. Его качество невелико, но этого достаточно, чтобы эффективно ограничить излучение помех.
Предварительный усилитель напряжения аудиосигнала выполнен на транзисторе Т3. При питании от 12 В на его базе присутствует потенциал около 9 В, т. е. на резисторе R7 падает напряжение около 2,3 В. Это приводит к току эмиттера 2,3 мА. Коэффициент усиления по напряжению этого каскада, с учетом нагрузки резистора R6 и базы Т2, теоретически равен 90.
Конденсатор C6 увеличивает коэффициент усиления переменной составляющей сигнала, замыкая переменную часть тока эмиттера на землю. Добавлен переменный резистор Р2 для регулировки амплитуды аудиосигнала, поступающего на базу Т3. Сигнал с выхода фильтра поступает на базу транзистора Т1.
Вместе с транзистором Т2 и резисторами R5 и R10 он создает очень простой амплитудный модулятор. Его действие заключается в изменении напряжения, подаваемого на R5. Чем выше напряжение, тем выше ток эмиттера, т.е. тем больше коэффициент усиления транзистора Т1. Если мгновенное значение аудиосигнала (на выходе предусилителя) низкое, то амплитуда напряжения, подаваемого на R5, может быть высокой, что линейно преобразуется в амплитуду тока.
Если мгновенное значение велико, получаемая амплитуда автоматически уменьшится. Здесь имеет место инверсия фазы (высокому значению аудиосигнала соответствует низкая амплитуда несущей волны), но предусилитель также меняет фазу, что компенсирует этот эффект.
Амплитудно-модулированный радиочастотный сигнал выделяется на резисторе R10. Пришлось добавить повторитель, так как выходное сопротивление модулятора равно сопротивлению этого резистора. Эту функцию выполняет транзистор Т4. Его нагрузкой является резистор R11, обеспечивающий постоянную составляющую тока эмиттера.
Амплитуда сигнала, который поступает на повторитель, может достигать единиц вольт, поэтому нужно позаботиться о его ограничении. Для этого был добавлен диод D1. Нарастающие фронты сигнала обеспечиваются транзистором Т4, а спадающие — резистором R11 и диодом D1, через который протекает дополнительный ток.
Выходное сопротивление такой системы оценить сложно. По теории, оно должно быть таким же, как и подключенная антенна, чтобы передать в нее как можно большую мощность, но полное сопротивление антенны остается неизвестным. В ходе практических испытаний выяснилось, что кусок провода длиной около метра является достаточно хорошей антенной.
Амплитудно-частотная характеристика выходного сигнала АМ-радиопередатчика содержит наиболее важные элементы, которые ожидаются от этой схемы, смотрите рисунок ниже. Вокруг полосы с частотой 125 кГц (несущая частота) имеются две составляющие, отступающие от несущей на 20 кГц (модуляция сигнала синусоидальной формы). Сигнал с таким спектром может быть правильно детектирован любым AM-приемником.
Сборка и настройка своими руками
Передатчик собран на односторонней печатной плате размерами 65×42 мм. Размещение элементов представлена на рисунке ниже.
Все используемые элементы навесные, поэтому с монтажом справятся даже люди, не имеющие опыта в пайке. Правильно собранное устройство не требует сложных мероприятий по запуску. Схема должна питаться стабилизированным постоянным напряжением 12 В. Потребляемый ток составляет примерно 20 мА.
С помощью перемычки, установленной на разъеме JP1, выберите нужную несущую частоту в соответствии с таблицей. Выводы 1 и 2 расположены со стороны отверстия для крепежа платы.
| Установка частоты перемычками | |
| Перемычка | Частота |
| 1+2 | 4 МГц |
| 3+4 | 2 МГц |
| 5+6 | 1 Мгц |
| 7+8 | 500 кГц |
| 9+10 | 250 кГц |
| 11+12 | 125 кГц |
Рекомендуется установить потенциометры P1 и P2 в среднее положение. К площадке OUT на печатной плате следует припаять отрезок провода длиной около метра и более. Он будет выполнять роль антенны, так что провод должен быть изолирован. Теперь к разъему J1 можно подключить источник аудиосигнала (амплитудой не менее нескольких десятков милливольт, например, от звуковой карты), а к разъему J2 — питание.
Если полярность источника питания правильная, светодиод LED1 должен гореть. После выполнения этих действий Вы сможете настроить радиоприемник на выбранную частоту. Если принимаемый звук искажен, рекомендую уменьшить амплитуду низкочастотного сигнала, повернув потенциометр P1 в сторону корпуса.
Если сигнал чистый и сильный, амплитуду несущей волны можно уменьшить, ослабив ее. Это соответствует повороту ручки P1 вправо. Таким образом, мощность излучаемых радиочастотных волн будет ограничена. Возможен прием и модулированных гармоник, поскольку несущая волна не является чистой синусоидой. Благодаря этому можно использовать оставшийся коротковолновый диапазон.
Перечень элементов самодельного устройства
Когда паяешь самодельное устройство, удобно иметь перед собой сводный список всего необходимого, который следует ниже.
РЕЗИСТОРЫ:
- R1, R2, R12 — 3,3 кОм;
- R3…R5, R10 — 470 Ом;
- R6, R7, R11 — 1 кОм;
- R8 — 82 кОм;
- R9 — 27 кОм;
- P1, P2 — 10 кОм.
КОНДЕНСАТОРЫ:
- C1 — 2,2 нФ (керамический);
- C2, C3, C9 — 100 нФ;
- C4, C5 — 100 пФ (керамический);
- C6, C8 — 100 мкФ/25 В (электролитический);
- C7 — 1 мкФ.
ПОЛУПРОВОДНИКИ:
- D1, D2 — 1N4148;
- LED — светодиод 5 мм, зеленый;
- Т1, Т4 — BC546 (отечественный аналог КТ3102Б);
- Т2, Т3 — BC556 (отечественный аналог КТ3107Б);
- US1 — CD4069 (отечественный аналог К561ЛН2);
- US2 — CD4024 (отечественный аналог К176ИЕ1).
ПРОЧЕЕ:
- J1, J2 — АРК2/5 мм;
- JP1 — штекер 2×6, THT 2,54 мм + перемычка;
- две панельки DIP14.
Loading...
