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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 432MHz 범위용 트랜지스터 송신기. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전
이 송신기에 대한 설명은 저자 F8CV의 RADIO REF 잡지에 게재되었습니다. 송신기의 출력 전력은 약 100mW로 상대적으로 작지만 이는 단거리 통신을 수행하거나 예를 들어 Motorola 또는 RCA에서 제조한 하이브리드 증폭기를 "부착"하여 "완전한" 효과를 얻기에 충분합니다. 수십 와트의 출력 전력을 갖춘 본격적인”송신기. 송신기 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다.
트랜지스터 T2는 72MHz 주파수의 석영 발진기 회로에서 작동합니다. 변조 증폭기는 트랜지스터 T1에 조립되며 마이크의 신호는 T1의 베이스에 공급됩니다. 증폭된 신호는 분리 커패시터를 통해 L1 코일 및 석영 공진기와 직렬로 연결된 바리캡에 공급됩니다. 변조 전압은 바리캡의 커패시턴스와 이에 따라 수정 발진기의 주파수를 변경하여 FM 변조를 제공합니다. 마이크 초음파 증폭기의 이득은 전위차계 P, 저항 10kOhm 및 증폭기 공급 전압을 변경하여 설정됩니다. 석영 발진기 회로는 고전적이며 일반적으로 서비스 가능한 부품과 올바른 설치를 통해 즉시 작동을 시작합니다. 수정 발진기 뒤에는 3MHz의 주파수로 조정된 회로가 설치된 컬렉터 회로에 트랜지스터 T216의 주파수 삼중기가 이어집니다. 트리플러의 독특한 특징은 캐스케이드의 입력 임피던스가 증가하고 발전기와의 유도 용량 결합을 사용한다는 것입니다. [수정 발진기의 전압 필터링을 증가시키는 C8 튜닝을 통해 캐스케이드를 더 잘 조정할 수 있습니다. 커패시터가 있는 커플링 코일은 직렬 발진 회로를 형성하기 때문에 송신기의 출력 전력을 전체적으로 증가시킵니다(커플링 코일의 감은 수를 선택하고 이를 트리플러와 더 잘 일치시켜야 할 수도 있음). ]. T3 이미 터 회로에는 저항 R4와 병렬로 연결되고 수정 발진기 주파수의 9 배인 15MHz로 조정되는 직렬 발진 회로 L216C144가 포함되어 있습니다. 이는 (단 하나의 회로로!) 발진기 주파수를 거의 288으로 억제하고 RF 전류에 대한 주파수 의존적 네거티브 피드백으로 인해 고조파(특히 두 번째 - 216MHz 및 네 번째 - XNUMXMHz, 유용한 세 번째 제외). 따라서 트리플러 출력은 XNUMXMHz 주파수의 상당히 깨끗한 출력 신호를 갖습니다. 트랜지스터 T4 및 T5의 다음 캐스케이드는 푸시 풀 회로에 따라 만들어진 216MHz ~ 432MHz의 주파수 더블러이며 트랜지스터 컬렉터의 단자는 서로 연결됩니다. [이러한 회로는 짝수 고조파를 강조하고 홀수 고조파를 억제합니다. , 컬렉터 회로에 부하가 있는 일반적인 회로에 따라 이 캐스케이드를 켜면 첫 번째(증폭기)를 포함하여 홀수 고조파가 강조 표시되고 반대로 고조파도 억제됩니다.] 이 단계의 출력에는 이미 상당히 높은 수준의 출력 전력이 있어 최종 단계를 구동하기에 충분합니다. 더블러 스테이지(하드웨어와 신호 모두)의 완전한 대칭을 보장하는 것이 중요합니다. 주파수 배증기 트랜지스터 T4 및 T5의 이미 터 단자를 서로 연결하고 이들과 케이스 사이에 하나의 공통 저항을 설치하여 하나의 커패시터로 RF를 차단하는 것이 논리적이지만 더 나은 대칭을 보장하려면 이미터 회로를 분리해야 합니다. [정수 저항 R16 및 R17 대신에 이미터 단자 사이에 160:180 Ohm의 저항을 갖는 하나의 튜닝 저항을 설치하여 엔진 출력을 접지할 수도 있습니다. 캐스케이드의 운영상의 균형을 원활하게 유지합니다]. 432MHz 주파수의 더블러 후에 얻은 RF 전력은 스트립 라인 L5에 공급되며 송신기에는 L5, L6 및 L7의 세 개의 스트립 라인이 있으며 인쇄 회로 기판 포일로 만들어집니다. 432MHz 유리 섬유는 이미 "림프"하기 시작했습니다. 즉, 유전 손실이 증가하므로 라인을 거울 광택으로 연마하고 산화로부터 좋은 코팅으로 덮어 최소한 약간 "보상"하는 것이 좋습니다. 전자레인지에서 손실이 적은 전기 절연 바니시로 라인을 금도금 또는 은도금합니다. 가장 좋은 방법은 광택이 나는 은도금 라인을 불소수지(테프론) 판 위에 배치하는 것입니다. 호일 코팅 불소수지 판이 부족할 경우 결합된 판을 사용하여 마지막 단계만 선으로 배치할 수 있습니다. "불소수지"에 대해. T6 트랜지스터 스테이지는 클래스 AB의 432MHz 주파수에서 작동하는 송신기의 출력 스테이지입니다. 개방 바이어스는 저항 R18 및 R19 체인을 통해 전원의 "플러스"에서 트랜지스터베이스에 적용되며 실리콘 다이오드는 연결 지점과 본체 사이에 저전압 제너 다이오드로 연결됩니다. . "스윙"이 없으면 트랜지스터 T6의 컬렉터 회로에 2:3mA의 대기 전류가 흐릅니다. 스트립 라인 L6은 송신기의 최종 전력 증폭기의 콜렉터 부하이고, 스트립 라인 L7은 P-필터 회로에서 작동하여 트랜지스터의 출력 임피던스를 안테나의 입력 임피던스와 일치시킵니다. 안테나 콘센트는 라인의 "콜드" 끝에서 10mm 떨어져 있습니다. 설계 및 세부 사항: 송신기를 제작하려면 호일 코팅된 유리 섬유 또는 (더 나은 경우) 130 x 60 x 1,5mm 크기의 호일 코팅 불소수지(Teflon)로 회로 기판을 만들어야 합니다. 회로 기판의 부품 위치는 그림 2에 나와 있습니다. 그림에서. 그림 3은 인쇄 회로 기판 도체의 스케치를 보여줍니다(편의상 네거티브 이미지가 표시됩니다. 포일은 흰색으로 표시됨). 일반적으로 보드에 부품을 배치해도 충분한 공간이 있으므로 문제가 발생하지 않습니다. 코일 제조에 특별한주의를 기울여야합니다. 코일 L1에는 직경 9mm의 프레임에 직경 0,3:0,35mm의 권선 6회전이 포함되어 있습니다. 석영 발진기 코일 L2는 직경 6mm의 프레임에 동일한 와이어의 4턴을 포함하고, 통신 코일은 "콜드" 끝에서 L2 코일의 턴 사이에 감겨 있으며 동일한 와이어의 4턴을 갖습니다. 직경은 L2입니다(그림 4).
L3 코일과 파라페이즈 통신 코일의 권선에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 먼저 직경 3mm의 권선 5회전을 직경 0,8mm의 맨드릴에 감은 다음 두 개의 와이어를 비틀 수 있습니다. 구리 직경 0,15:0,2, 3mm의 다양한 색상 절연체를 갖춘 단일 코어 전선. 파라페이즈 통신 코일(5회전)의 권선은 그림 3와 같이 L6 코일의 "콜드" 끝에서 수행되어야 하며, 먼저 통신 코일의 두 바퀴를 그 위에 놓고 세 번째는 그 위에 놓습니다. . 그런 다음 통신 코일의 한 와이어 시작 부분이 두 번째 와이어 끝에 연결되고 (그림 4) 함께 연결된 와이어는 보드의 공통 와이어에 납땜되고 나머지 와이어는 트랜지스터 T5의베이스에 납땜됩니다. , TXNUMX. 따라서 중앙의 탭과 대칭형 커플 링 코일이 얻어집니다.
216MHz의 주파수는 이미 꽤 높음, 기생 장착 커패시턴스로 인해 송신기 출력에 대한 침투를 줄이기 위해 트랜지스터 T4 및 T5의 베이스 단자는 인쇄된 트랙 측면의 보드 구멍으로 전달되지 않고 위에 연결됩니다. 납땜에 충분한 짧은 리드를 사용하여 표면 실장을 통해 보드를 제작합니다. 이것이 어떻게 수행되는지는 트랜지스터 T7를 예로 사용하여 그림 5에 표시됩니다.
모든 회로는 가능한 한 가장 짧은 리드로 장착해야 하며, 216MHz 주파수에서 2cm의 와이어 또는 리드 길이는 XNUMXMHz 근처 주파수에서 약 XNUMX미터에 해당합니다. XNUMX미터 길이의 리드가 있는 HF 장비에는 부품을 장착하지 않습니다. ! 설정 시 트랜지스터가 연결된 RF 전압계를 사용하여 통신 코일의 각 절반에 있는 전압을 측정할 수 있으며 사이드 커터로 단자 중 하나(낮은 전압)를 차단하여 권선을 약간 더 대칭적으로 만들 수 있습니다. 납땜은 전기 절연 바니시를 사용하여 산화로부터 보호해야 합니다. 코일 L4는 직경 0,45mm의 맨드릴에 직경 4mm의 권선으로 감겨 있으며 6회 감겨 있습니다. 주파수 더블러 트랜지스터의 컬렉터 회로에 있는 RF 초크에는 4mm 맨드릴에 직경 0,45mm의 와이어가 2,5회 감겨 있습니다. 나머지 4개의 초크는 각각 5:8 회전의 절연 전선을 가지며 작은 페라이트 튜브에 감겨 있습니다(그림 XNUMX). 회전 수는 중요하지 않습니다.
장착된 트랜지스터의 단자는 특히 T6의 경우 납땜을 위해 최소 길이여야 합니다. 트리머 커패시터는 세라믹 유전체(또는 공기)를 사용하여 품질이 매우 높아야 합니다. 동축 BNC 안테나 잭은 L7~C17 납땜 접합부에서 추가 와이어 없이 스트립 라인에 납땜을 제공하는 방식으로 황동 앵글이나 송신기 벽에 장착됩니다. 안테나 출력은 그림 9에 따라 케이블을 납땜하여 커넥터 없이 만들 수 있습니다. 케이블의 중앙 코어를 L7과 C17의 교차점에 있는 라인에 연결하고 브레이드를 두 부분으로 나누어 호일에 납땜합니다. 케이블 양쪽에 있는 보드의 공통 와이어.
구성: 일반적으로 간단한 송신기를 조립한 후 작동하려면 구성해야 합니다. 안테나를 송신기와 최적으로 일치시키려면 측정기용 RF 부착 장치(예: 테스터)를 만들어야 합니다. 이러한 부착의 다이어그램이 그림 10에 나와 있습니다. 11. 동축케이블을 커넥터 없이 송신기에 연결하면 그림 47과 같이 셋톱박스 부품을 납땜할 수 있습니다. 또한 안테나와 동등한 50W의 소산 전력을 갖춘 안테나의 피더 저항에 따라 저항이 75(0,5) 또는 119옴인 비유도 저항이 필요합니다. AA100 다이오드는 게르마늄이므로 마이크로파에서 작동할 수 있는 다른 게르마늄으로 대체할 수 있습니다. 커패시터 C는 RF 디커플링 커패시터이며, 그 커패시턴스는 200:XNUMXpF 범위에 있을 수 있고 소형 유형이며 짧은 리드로 셋톱 박스 회로에 연결됩니다.
출력 전압을 측정하려면 입력 저항이 20000 Ohm/V 이상인 DC 전압계를 RF 셋톱박스에 연결해야 합니다. 측정은 10V 한계에서 이루어집니다. 또한 송신기 전력 회로에 100mA 한계를 갖는 DC 밀리암미터를 포함하는 것이 유용할 수도 있습니다. 우선, 단락이 없는지 설치 상태와 송신기가 올바르게 조립되었는지 확인합니다. L2 코일에 공진파계를 가져와 튜닝 페라이트 코어를 회전시켜 전원을 연결하고 수정 발진기의 생성을 확인합니다(커패시터 C6의 커패시턴스를 선택하거나 튜닝용으로 설치하고 신축 및 압축할 수 있음). L2로 프레임리스 코일이나 코어가 없는 코일을 사용하는 경우 코일이 회전합니다. 커패시터 C9 및 C11의 회전자를 회전시켜 트랜지스터 T4 및 T5의 최대 "스윙"을 설정해야 하며 회로 L4C9가 실제로 216MHz의 주파수로 설정되어 있는지 확인해야 합니다. 커패시터 C12는 트랜지스터 T6의 최대 "스윙"을 달성한 다음 커패시터 C14 및 C16(중간 커패시턴스 위치의 C15 및 C17)은 표시기 부착 출력에서 최대 전압을 달성해야 합니다.
이 작업은 약 15V의 최대 출력 전압을 얻을 때까지 로터 C17 및 C3의 다른 위치에서 여러 번 반복해야 합니다. 당연히 등가가 47Ω이면 전압은 더 낮아지고 75Ω에서는 더 높아져라. 튜닝 작업은 짧은 세션에서 수행되어야 하며, 입력에 이미 견고한 빌드업이 있지만 튜닝되지 않은 출력 회로가 "냉각"되도록 하는 트랜지스터를 허용해야 합니다. 그렇지 않으면 특히 출력 트랜지스터의 경우 이러한 트랜지스터를 변경해야 합니다. 다른 전송 장치를 사용할 때 이를 잊어서는 안 됩니다]. 변조 수준(및 그에 따른 주파수 편차)을 올바르게 설정하려면 스위치가 켜진 FM 수신기에서 432MHz 범위의 신호를 모니터링해야 합니다. 코일 L1의 페라이트 코어를 풀고 트리밍 전위차계 P(10kOhm)의 슬라이더를 가장 높은 위치(그림 1의 다이어그램에 따라), 즉 AF 신호의 최대 증폭으로 설정해 보겠습니다. 예를 들어, 이제 마이크에 불을 붙이면 FM 수신기에서 해당 신호를 들을 수 있습니다. L1 코일 내부에 코어가 도입되면 변조 깊이(주파수 편차)가 변경되고 송신기 튜닝 주파수도 변경(낮아짐)되며 이는 불가피합니다. 코일 코어를 설치할 때 일부 위치에 과도한 편차가 있으면 수정 발진기의 주파수가 중단될 수 있습니다. 위 코어의 움직임을 사용하고 전위차계 P로 충분한 변조 수준을 설정하여 충분한 주파수 편차와 필요한 송신기 주파수(변조가 없는 경우)로 석영 발진기의 안정적인 작동을 달성합니다. 마이크에 "불어오는 것"은 끊임없이 피곤하고 그러한 신호의 레벨이 일정하지 않기 때문에 오디오 주파수 발생기를 마이크 입력에 연결하고 예를 들어 1kHz의 주파수로 출력 전압을 선택해야 합니다. 1:10mV(마이크의 "기능"에 따라 다름) 그림 1에서 "C"로 표시된 커패시터는 1000~4700pF의 정전 용량을 가질 수 있습니다. 트랜지스터 T1로는 BC107/108/109 시리즈와 같은 모든 npn 전도성 유형을 사용할 수 있습니다. 저자는 2N918을 사용했습니다. 3N4은 T5, T2 및 T918로도 사용되었습니다. T2 - 2N2369 또는 유사한 특성. 수정 발진기를 설정할 때 커패시터 C7의 커패시턴스 값(불안정한 생성, 낮은 출력 전압, 주파수 오프셋)을 선택해야 할 수도 있습니다. 출력 트랜지스터(T6)로는 2N3866이 사용된다. 방향을 위해 송신기 트랜지스터의 콜렉터 전류 값은 다음과 같습니다. T2 - 2,2 mA, T3 - 12 mA, T4 - 8 mA, T5 - 8 mA (전류 T4와 T5는 최대 5%까지 다를 수 있음) ), T6 - 약 20mA. 전원 공급 장치의 총 전류 소비량은 공급 전압 50V에서 55:12mA입니다. 트랜지스터 T4와 T5의 전류가 5% 이상 다른 경우 저항 R16과 R17의 저항이 무엇인지 확인해야 합니다. (브리지에서 또는 충분한 정확도의 디지털 멀티미터 사용), 트랜지스터 T4 및 T5의 특성과 L3이 있는 결합 코일의 절반. 회로 밸런싱은 섬세한 프로세스이지만 해당 회로의 암 ID를 먼저 처리하면 크게 용이해집니다. 밸런싱에 의존하지 않고 동일한 특성을 가진 부품을 선택하는 것은 물론 도움이 되지만 매우 유용합니다. 예를 들어 밸런싱에만 의존하는 경우 믹서의 로컬 발진기 신호와 같은 억제에 대해 이야기하는 경우 협대역 및 깊이가 부족합니다. 이 경우 세부 사항을 선택하면 위에서 언급한 대로 부드러운 밸런싱 요소를 설치할 수 있으며 신호 모양의 최소 왜곡, 이미 구성된 송신기의 최대 출력 전력 및 가능한 가장 깨끗한 스펙트럼에 따라 더블러의 밸런싱을 수행할 수 있습니다. 이것은 장치를 가지고 "놀기"를 좋아하고 그러한 기회가 있는 사람들을 위한 것입니다. 간단한 경우에는 RF 전압계(RF 헤드가 있는 테스터)를 사용하여 컬렉터 T4 및 T5의 전압을 측정하고 동일하게 설정할 수 있습니다. , 또는 가장 짧고 동일한 방식으로 트랜지스터의 베이스를 L3과 통신 코일 권선의 연결 지점에 단락시키거나 출력 전압이 크게 떨어지면 동일한 저저항 저항을 통해 단락하여 불편합니다. 측정을 위해 L3과의 강력한 유도 결합을 나타냅니다. 결론적으로, 이러한 간단한 송신기라도 해당 장치를 다루는 특정 기술을 갖춘 사람이 제작, 구성 및 작동해야 한다는 점에 유의해야 합니다. [어떤 사람이 수신기를 만들었고 조정할 수 없다면 그는 자신에게만 해를 끼칠 뿐이지만 결함이 있는 송신기는 "창조자" 자신을 포함하여 많은 사람들의 "생명을 망칠" 수 있습니다.] 이 기사를 사용하면 144MHz 범위의 송신기를 만들 수 있습니다. [번역 작성자가 수행한 내용은 "145MHz의 실험적 FM 송신기" 웹사이트 참조](원하는 경우 28MHz 및 27MHz 모두에 대해 당연히 , 우리는 스트립 라인이 더 이상 가지 않을 것이라고 이야기하고 있습니다.) 이 송신기를 사용하기 위해 저자는 47V의 전압으로 구동되는 RCA R15-M12 증폭기를 사용했으며, 이는 3A의 전류 소비로 15W의 RF 출력 전력을 제공했습니다. 증폭기를 구동하기 위해 허용되는 입력 전력 수준을 여자기의 출력 전력과 조정하는 것이 중요하며, 증폭기에 필요한 경우 임피던스도 일치시켜야 합니다(입력은 광대역이 아님). 파워 앰프를 라디에이터에 배치하여 열 방출이 잘 되도록 해야 합니다. 하이브리드 증폭기를 사용하려면 추가적인 매칭 및 조정 가능한 회로가 필요하지 않았습니다(모든 것이 내부에 있으며 특정 대역폭에 맞게 설계됨). 위에서 설명한 송신기는 RA 입력에 연결되었고 안테나는 출력에 연결되었으며 전원은 해당 RA 입력에 연결됩니다. 저항이 100:200Ω인 강력한 권선형 전위차계를 RA 전력 회로에 가변 저항으로 포함시켜 증가된 전력(2W)으로 작동하는 경우 RA의 출력 전력을 3:15W로 줄일 수 있습니다. )은 필요하지 않습니다. 저자: V.Besedin
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