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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 VHF FM 라디오 방송국. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
우리 나라에서 주파수(FM) 또는 위상(PM) 변조를 사용하는 VHF 대역의 아마추어 통신은 최근 몇 년 동안 라디오에 여러 간행물이 등장했음에도 불구하고 여전히 매우 느리게 발전하고 있습니다. 그 이유 중 하나는 광범위한 라디오 아마추어가 반복할 수 있는 간단한 라디오 방송국에 대한 설명이 부족하기 때문입니다. 이 글은 이 간극을 메우려고 합니다. 먼저, 이 개발에 포함된 주요 아이디어에 대해 몇 마디 말씀드리겠습니다. 현재 VHF 송신기의 주파수 안정성에 대한 요구 사항은 석영 안정화를 사용해야 할 정도입니다. 라디오 방송국에서 사용되는 마스터 발진기의 주파수를 곱한 송신기입니다. 그러나 이는 상당한 한계 내에서 주파수를 조정할 가능성을 배제하지만 매우 간단한 것으로 밝혀졌습니다. 최신 마이크로 회로를 사용하면 단일 주파수 변환이 가능한 슈퍼헤테로다인 회로를 사용하여 간단한 수신기를 조립할 수 있습니다. 석영 안정화 기능과 이에 따른 후속 곱셈 기능을 갖춘 국부 발진기가 수신기에 사용되는 경우 정확하게 지정된 주파수 차이를 가진 두 개의 석영 공진기를 선택해야 합니다. ^또한 수신기는 단일 채널이므로 주파수 조정 기능이 매우 제한됩니다. 따라서 주파수를 원활하게 조정할 수 있는 LC 국부 발진기를 사용하기로 결정했습니다. 이를 통해 144~146MHz의 전체 범위를 청취하고 송신기 주파수가 다른 다른 라디오 방송국과 작업할 수 있습니다. 분리된 주파수. 수신기 회로는 더욱 단순화되었습니다. 이 라디오 방송국의 송신기와 수신기는 완전히 독립적이므로 별도로 제조 및 구성할 수 있을 뿐만 아니라 방송 중에 자신의 신호를 들을 수도 있습니다. 라디오 방송국의 개략도를 고려하십시오(그림 1).
라디오 방송국 송신기의 마이크 증폭기는 다이오드 리미터(VDI, VD2)가 탑재된 DAI 칩으로 제작되어 평균 변조 지수와 효율성을 높이는 동시에 과변조 및 과도한 사용을 방지할 수 있습니다. 오디오 신호의 피크에서 방사 스펙트럼의 확장. 제한된 오디오 신호의 고조파 중 상당 부분은 차단 주파수가 5kHz인 LIC6C3 저역 통과 필터에 의해 감쇠됩니다. 필터링된 오디오 신호는 마스터 발진기의 석영 공진기와 직렬로 연결된 varicap VD3에 공급됩니다. 바리캡의 일정한 바이어스 전압은 가변 저항기 R4에 의해 조절되는 반면 송신기의 출력 주파수는 작은 한계(10~20kHz) 내에서 조정됩니다. 필요한 변조 지수(1,5...2)는 저항 R2로 설정됩니다. 이 경우 주파수 편차는 5...7kHz가 됩니다. 마스터 발진기는 트랜지스터 VT9에 용량성 피드백(커패시터 C1, SY)이 있는 9점 회로를 사용하여 조립됩니다. 석영 공진기는 9,12~12MHz 범위에 있는 기본 주파수에서 여기됩니다. 12.17~18MHz 및 18,25~2MHz의 주파수에서 공진기를 사용할 수도 있습니다. 고주파 크리스털은 더 짧은 주파수 곱셈이 출력 신호의 스펙트럼 순도를 향상시키기 때문에 더욱 바람직합니다. L14C36 회로는 XNUMXMHz로 설정됩니다. 로드된 품질 계수를 높이고 인접 고조파 필터링을 개선하기 위해 회로와 컬렉터 회로의 불완전한 자동 변압기 연결이 사용되었습니다. 커플링 커패시터 C36, C12을 통해 주파수가 13MHz인 신호는 트랜지스터 VT2에 조립된 주파수 더블러에 공급됩니다. 트리머 커패시터 C12는 후속 노드로 전송되는 신호를 조정할 수 있습니다. 더블러 및 후속 단계에 대한 바이어스는 적용되지 않습니다. 동시에 트랜지스터는 클래스 C 모드에서 작동하여 증폭 모드에서 고주파수 곱셈 효율과 고효율을 제공합니다. L3C17C18C19 회로는 72MHz로 조정됩니다. 또 다른 주파수 더블러는 VT3 트랜지스터에 조립됩니다. 컬렉터 회로는 144MHz 신호를 방출합니다. 더 나은 여과를 위해 4회로 회로가 여기에 사용됩니다. 첫 번째 회로 L20C5의 코일 탭에서 신호는 트랜지스터 VT22에서 만들어진 전력 증폭기의 입력과 일치하는 역할도 하는 두 번째 회로 L23C4C2,5으로 전달됩니다. 출력 전력은 약 300W이며 전원 공급 회로의 총 소비 전류는 6mA입니다. 송신기의 출력 회로는 코일 L7, L26 및 튜닝 커패시터 C27, C50로 구성되며, 이를 통해 공진에 맞춰 조정되고 안테나와 일치합니다. 송신기의 출력 임피던스는 75...0 XNUMXm 이내입니다. 안테나 피더를 송신기에서 수신기 및 전원 회로로 전환하려면 원격 스위치 K 1이 사용되며, 이를 제어하려면 하나 또는 다른 권선에 공급되는 짧은 전류 펄스가 필요합니다. C3O 커패시터가 충전 및 방전될 때 형성됩니다. 기존 회로에 따라 연결된 릴레이를 사용할 수도 있습니다. 접점의 정전 용량이 낮고 내부 연결 도체의 길이가 짧은 것이 바람직합니다. 무선 수신기는 기존의 슈퍼헤테로다인 회로를 사용하여 조립됩니다. 2,3MHz의 IF 값은 입력 회로에 의해 미러 채널을 눈에 띄게 감쇠시키는 동시에 IF 대역폭을 너무 많이 확장하지 않는 방식으로 선택되었습니다. 미러 채널은 증가하지만 회로의 제한된 설계 품질 요소로 인해 대역폭이 증가합니다. 스위치 K1의 신호는 높은 입력 임피던스와 안정적인 신호 증폭을 제공하는 이중 게이트 전계 효과 트랜지스터 VT8에 조립된 무선 주파수 증폭기의 입력 회로 L32C5에 공급됩니다. 믹서는 동일한 유형의 VT6 트랜지스터를 사용합니다. 회로 L9C36의 증폭된 RF 신호는 첫 번째 게이트에 적용되고 국부 발진기 전압은 두 번째 게이트에 적용됩니다. 수신기 국부 발진기는 전계 효과 트랜지스터 VT7을 사용하는 유도성 10점 회로에 따라 만들어집니다. 주파수를 조정하기 위해 다이오드 VD6이 바리캡으로 사용되는 국부 발진기 코일 L27의 탭에 연결됩니다. 가변 저항 RXNUMX을 사용하여 바이어스 전압을 조정하면 커패시턴스와 로컬 발진기 주파수를 변경할 수 있습니다. LIIC47L12C48 이중 회로 대역 통과 필터는 결합 코일 L2,3을 통해 DA13 칩의 입력으로 공급되는 2MHz IF 신호를 선택합니다. IF 증폭기, 리미터 및 주파수 검출기로 구성됩니다. L14C52 검출기의 위상 편이 회로는 2,3MHz IF로 설정됩니다. 감지된 오디오 신호는 볼륨 컨트롤 R32를 통해 DA34 칩에 있는 증폭기(3)로 전송된 다음 전화기나 스피커로 전송됩니다. 무선 부품은 다양한 유형이 있을 수 있지만 모든 KB 장치에 공통적인 일부 요구 사항을 준수해야 합니다. 따라서 고주파 회로에는 세라믹 커패시터만 사용할 수 있습니다. 리드의 길이는 가능한 최소한으로 줄여야 합니다. 통과 차단 커패시터는 수천 피코패럿 이상의 용량을 가질 수 있습니다. 트리머 커패시터 - K.PK 또는 KPKM. 모든 유형의 커패시터는 IF 및 34개 수신기 경로에서 사용할 수 있습니다. 수신기의 모든 고정 저항은 MLT이고 가변 저항은 모든 유형입니다. 약 1H의 인덕턴스를 갖는 소형 변압기 TOT7의 3차(승압) 권선이 저역 통과 필터 코일 L34로 사용됩니다. 또한 증폭기 2 휴대용 수신기의 매칭 변압기의 8차 권선을 사용할 수도 있습니다. 코일 L7는 직경 0,5mm의 원통형 프레임에 감겨 있으며 PEL 3 와이어 15개를 포함합니다. 와인딩은 평범합니다. 탭은 커패시터 C10, 트리머 - 자철광, SCR에 연결된 단자부터 세어 세 번째 턴부터 이루어집니다. 나머지 송신기 코일은 프레임이 없습니다. 이 제품은 직경 1,2..3mm의 순동선을 사용하여 직경 6mm의 맨드릴 위에 만들어집니다. 은도금선을 사용하는 것이 좋습니다(필수는 아니지만). 코일 L4 및 L15에는 각각 권선 길이가 4mm인 5회전이 포함되어 있으며, L7, L3 및 L8에는 각각 권선 길이가 10~4mm인 21회전이 포함되어 있습니다. 코일 LXNUMX의 탭은 커패시터 CXNUMX에 연결된 단자부터 세어 첫 번째 턴부터 만들어집니다. 수신기 코일 L8 및 L9도 프레임이 없지만 PEL 와이어 4...0,7을 사용하여 직경 0,8mm의 맨드릴에 감겨 있습니다. 코일 L8에는 두 번째 회전의 탭이 포함된 권선 길이 5mm의 9회전, 권선 길이 9mm의 L4-7회전이 포함되어 있습니다. 국부 발진기 코일 L10은 직경 5mm의 세라믹 프레임(튜브)에 감겨 있습니다. 권선 길이가 5mm인 PEL 0,5 와이어가 10회전 있습니다. 가지는 두 번째 턴부터 만들어집니다. 프레임에는 리드를 고정하기 위한 구멍이나 리드를 납땜하기 위한 금속화가 있어야 합니다. 와이어는 큰 장력으로 감겨져 코일의 기계적 안정성을 보장합니다. 최후의 수단으로, 고체 상태로 건조되는 일종의 접착제를 사용하여 와이어를 프레임에 고정할 수 있습니다. IF 회로의 코일은 LESHO 12x21 리츠 와이어가 있는 장갑 자기 회로 SB0,07a에서 품질 계수를 높이기 위해 만들어졌습니다. 모든 회전이 맞는 한 감기 방법은 중요하지 않습니다. 코일 LII와 L12는 각각 44턴(L14-26)이 있습니다. IZ 통신 코일은 L12 루프 코일(동일한 자기 회로에서)에 감겨 있으며 PELSHO 5 ... 0,15 와이어의 0,25턴을 포함합니다. 코일 L11 및 L12, L13은 공통 스크린에서 서로 위에 위치하며 4mm 두께의 절연 가스켓으로 분리됩니다. 주파수 검출기의 코일 L14는 별도의 스크린에 배치됩니다. TV IF의 윤곽에서 직사각형 화면을 사용하는 것이 편리합니다. PLC9 램프 패널의 원형 스크린도 적합합니다. IF 회로의 스케치가 그림 2에 나와 있습니다. XNUMX.
라디오 방송국의 설계는 그림 3에 개략적으로 표시되어 있습니다. 190. 90x85mm 크기의 전면 패널에는 튜닝용 가변 저항기, 볼륨 조절기, "수신" - "송신" 스위치, 전화기 및 마이크용 커넥터가 있습니다. 부드러운 시트 두랄루민으로 만들어진 상자 모양의 송신기 섀시가 길이 30mm, 높이 190mm의 압연 두랄루민(빔) 조각으로 전면 패널에 부착되어 있습니다. 그것과 전면 패널 사이에는 40xXNUMXmm 크기의 호일 유리 섬유 판인 수신기 보드가 있습니다. 깊이 40mm의 송신기 섀시는 2개의 차폐 파티션으로 14개의 구획으로 나뉩니다. 이 구획에는 마스터 발진기 및 회로 L2C3, 트랜지스터 VT3 및 코일 L4, 트랜지스터 VT5 및 코일 L4, L11, 트랜지스터 VT12 및 출력 부분이 포함됩니다. 회로는 각각 위치하며, 트랜지스터와 패스 커패시터는 섀시 상단 패널에 위치합니다. 섀시 상단에는 마이크 증폭기, 석영 공진기, 전원 회로 R14, R1 및 RXNUMX의 디커플링 저항기 및 원격 스위치 K XNUMX이 있는 보드도 있습니다. 안테나와 전원을 연결하기 위한 커넥터도 있습니다. 브래킷에. 도체의 구성은 사용되는 부품의 유형과 크기에 따라 다르기 때문에 수신기 회로 기판의 스케치는 표시되지 않습니다. 어떤 경우든 보드의 최대 호일 영역을 공통 와이어용으로 남겨두는 것이 좋습니다. 그러면 스퓨리어스 연결 및 간섭의 가능성이 줄어듭니다. 설명된 디자인은 스테이션 개발 과정에서 거의 자발적으로 형성되었으며 저자는 이를 최적이라고 생각하지 않습니다. 라디오 아마추어의 취향, 능력 및 욕구에 따라 다른 디자인 옵션도 가능합니다. 라디오 방송국의 설립은 수신기에서 시작됩니다. 전원전압을 인가한 후(별도의 소스에서 가능) 증폭기(34)의 동작을 확인한다.R32 레귤레이터의 최대 볼륨 위치에서 DA2 칩의 희미한 노이즈가 들릴 것이다. 2,3 ... 6pF의 커패시턴스를 갖는 디커플링 커패시터를 통해 트랜지스터 VT50의 첫 번째 게이트에 300MHz의 GSS 주파수 신호를 적용하면 IF 경로의 회로가 조정됩니다. 발생기에 FM 모드가 있는 경우 설정이 특히 간단합니다. 세 개의 IF 회로가 모두 수신기 출력에서 오디오 신호의 최대 볼륨으로 조정됩니다. FM 모드가 없는 경우 변조되지 않은 신호를 적용하고 수신기 출력에서 노이즈가 약간 감소하도록 레벨을 유지해야 합니다. 회로는 최대 잡음 억제를 위해 조정되어 조정될 때 GSS의 신호 레벨을 줄입니다. 튜닝 후 전압계를 DA8 칩의 핀 2에 연결하고 GSS 주파수를 ± (50 ... 60) kHz 내에서 튜닝하여 판별 곡선을 확인하는 것이 좋습니다. 이 의존성의 예는 그림 4에 나와 있습니다. XNUMX. 최적의 설정은 최소 신호 레벨에서 "험프"의 최대 및 동일한 높이에 해당합니다.
GSS가 없는 경우 IF 대역통과 필터는 커플링 커패시터를 통해 작은 대리 안테나를 VT6 트랜지스터의 첫 번째 게이트에 연결하여 조정할 수도 있습니다. 2,3MHz의 주파수 근처에서 나는 단파 전신국과 함께 일하며 L11C47 및 L12C48 회로는 최대 가청도로 조정됩니다. L14C52 회로의 설정은 FM으로 VHF 방송국을 수신할 때 수신 품질에 대한 최대 볼륨에 따라 지정됩니다. 로컬 발진기의 작동은 커패시터 C45와 제너 다이오드 VD7 사이의 전원 와이어에 밀리암미터를 연결하여 확인됩니다. LIOC40 회로를 만지면 진동이 중단되고 전류가 약간 증가합니다. 국부 발진기 주파수는 커패시터 C40을 사용하거나 GSS에서 수신기 입력으로 144~146MHz 주파수의 신호를 적용하거나 자체 송신기(또는 기타 아마추어 라디오 방송국)의 신호를 청취하여 설정됩니다. 146~148MHz 범위의 약간 높은 주파수에서는 때때로 서비스 FM 라디오 방송국의 작동을 청취하는 것이 가능합니다. 회로 L8C32 및 L9C36은 최대 수신 볼륨으로 구성됩니다. L9C36 회로를 설정하면 국부 발진기 주파수에 어느 정도 영향을 미치므로 저항 R27을 사용하여 조정해야 합니다. 외부 XNUMX미터 휩 안테나를 적절하게 조정된 수신기의 입력에 연결하면 전화기의 소음 특성이 눈에 띄게 증가하고 변화합니다. 트랜스미터는 단계별로 설정되어 구성 중인 단계와 이전 단계에만 공급 전압을 공급합니다. 전원 회로에는 밀리암미터가 포함되어야 합니다. 최대 용량이 75~150pF인 공기 유전체를 갖춘 KPI를 기반으로 제작된 간단한 공진 파장계를 통해 송신기 설정에 귀중한 지원이 제공됩니다. 파장계 코일은 두꺼운 구리선으로 구부러진 50 x 15mm 크기의 직사각형 프레임입니다. 파동 측정기의 다이어그램과 설계 스케치가 각각 그림 5에 나와 있습니다. 40, a 및 b. 파장계는 약 160~XNUMXMHz 범위를 포괄하며 이는 튜닝에 충분합니다. 파동계의 눈금은 GSS 신호에 따라 교정되며 표시기는 최소 전압 측정 한계까지 켜진 일반 Avometer일 수 있습니다.
마스터 발진기를 켠 후 수정 공진기가 꺼지거나 트랜지스터 베이스가 상당한 용량의 커패시터가 있는 공통 와이어에 단락되었을 때 전원 회로의 전류를 변경하여 생성이 있는지 확인하십시오. 회로 L2C14는 트랜지스터 VT2의 최대 전류로 조정됩니다. 마찬가지로 트랜지스터 VT3에 전원을 연결하여 회로 L3C17C18C19를 구성합니다. 주파수(72MHz)는 파장계로 제어됩니다. 출력단을 설정하기 전에 안테나와 동등한 것을 로드해야 합니다. 즉, 전압 13,5V, 전류 0,18A의 백열등이며 가열 상태에서 저항은 75m에 가깝습니다. 회로 L0C4 및 L20C5C22은 트랜지스터 VT23의 최대 전류(최대 144mA)에 따라 4MHz(파동계로 제어)의 주파수로 조정됩니다. 지나치게 높은 전류는 커패시터 C300의 여기를 감소시킨 다음 코일 L12의 트리머를 사용하여 회로를 출력단의 최대 전류로 조정해야 함을 나타냅니다. 출력 회로는 커패시터 C2 및 C26로 조정되어 백열등의 최대 밝기(부하와 동일)를 달성하는 방식으로 커패시턴스 비율을 변경합니다. 마이크 증폭기는 조정할 필요가 없습니다. 증폭기의 주파수 응답을 제거하여 저역 통과 필터의 차단 주파수를 확인하는 것만으로 유용합니다. 필요한 변조 지수는 "수신"- "전송"스위치를 우회하는 공급 전압 만 적용하면되는 다른 라디오 방송국, 자체 수신기에서 송신기 신호를들을 때 저항 R2에 의해 설정됩니다. 스펙트럼 분석기를 사용합니다. 변조는 깨끗하고 깊어야 하며 방출된 주파수의 대역폭은 -25dB 수준에서 30..30kHz를 초과해서는 안 됩니다. 라디오 방송국을 위한 가장 간단한 안테나는 전류가 케이블 편조로 흐르는 것을 방지하고 안테나 길이를 최대 0,25m까지 추가하는 0,5/6파장 "컵"인 XNUMXm 길이의 핀일 수 있습니다. 안테나의 스케치는 그림 XNUMX에 나와 있습니다. 무화과. XNUMX.
핀의 직경과 "유리"는 중요하지 않으며 저자는 직경 6mm의 두랄루민 막대 조각과 진공 청소기의 튜브 조각을 사용했습니다. 절연 마스트에 대한 부착은 무엇이든 가능합니다. 금속 마스트는 "유리" 내부에 맞아야 하며 케이블 브레이드의 연결 지점 근처에서만 접촉해야 합니다. 후자는 마스트 파이프 내부를 통과할 수 있습니다. 라디오 방송국은 지향성 안테나를 포함하여 다른 안테나와 함께 작동할 수 있습니다. 저자: V. Polyakov(RA3AAE), 모스크바; 출판물: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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