Загрузка...
Энциклопедия Технологий и Методик

оооооооооооооооооооооооо

Загрузка...
Энциклопедия Технологий и Методик
 
Радиопеленгаторы
 

Радиопеленгатор на 3,5 МГц

В начале 30-х годов радиолюбители Советского Союза, осваивая ультракороткие волны, впервые столкнулись с необходимостью пеленгования радиопередатчиков. Эксперимент порой превращался в увлекательную игру-поиск, который постепенно обретал форму спортивного состязания. В конце 30-х годов спортивная радиопеленгация получила название «Охота на лис». Сущность нового вида спорта заключалась в отыскании на местности трех-пяти замаскированных радиопередатчиков с помощью приемников-пеленгаторов. Первая приемопередающая аппаратура для «Охоты на лис» работала в диапазоне 38 МГц.

В последующие годы усилия радиолюбителей были направлены на развитие техники пеленгования, освоение новых диапазонов для радио-спорта.

Предлагаемая нами схема радио-пеленгатора отличается высокими параметрами и предназначен для подготовленного спортсмена и может использоваться на соревнованиях любого ранга.

Приемник собран по супергетеродинной схеме (рис. 1). Рамочная антенна W1 совместно с конденсатором С1 образует колебательный контур, настроенный на среднюю частоту диапазона 3,5 МГц. Для получения кардиоидной характеристики направленности приема к рамочной антенне подключают с помощью тумблера S1 штыревую антенну W2. Необходимый сдвиг по фазе между колебаниями, поступающими с обеих антенн, обеспечивается резистором R1 и дросселем L1, от параметров которых зависит форма кардиоиды. Через конденсатор С2 сигнал поступает на эмиттер транзистора V1, работающего в режиме усиления ВЧ колебаний. Каскад собран по схеме с общей базой и характеризуется большой устойчивостью работы в качестве УВЧ. Нагрузкой его служит контур L2C4, настроенный на среднюю частоту диапазона.

С катушки связи L3 сигнал поступает на интегральную микросхему А1, выполняющую функции усилителя и преобразователя высокой частоты. Катушка L6 и конденсаторы С12—С14 составляют колебательный контур гетеродина. Изменение его частоты, а значит, и перестройка приемника по диапазону осуществляется конденсатором переменной емкости С14.

Рис. 1. Принципиальная схема приемника.
(щелкните по схеме чтобы ее увеличить)

Смеситель на базе ИМС выполнен по балансной схеме, обеспечивающей невысокий уровень шумов на входе усилителя промежуточной частоты. Контур L4C9 выделяет сигнал ПЧ (465 кГц), который затем через пьезокерамический фильтр Z1 поступает на апериодический каскадный УПЧ, выполненный на транзисторах V2 и V3. Его полосу пропускания обеспечивает Z1, являющийся фильтром основной селекции (избирательности) в приемнике. С резистора R12 сигнал поступает на базу транзистора V5 оконечного УПЧ. Нагрузкой его является контур L7C25.

В приемнике имеются два детектора — полупроводниковые диоды V8 и V9. Основной детектор выполнен на германиевом диоде V8. Кремниевый диод V9 является ограничителем сигнала. Выбор детектора осуществляется переключателем S2.

Чтобы понять принцип действия диодного ограничителя, рассмотрим зависимость тока от напряжения (вольт-амперные характеристики) при прямом включении германиевого (рис. 2а) и кремниевого (рис. 2б) диодов. Как видно из графиков, ток в германиевом диоде начинает возрастать, как только значение напряжения, приложенного к полупроводниковому прибору, станет отличным от нуля. В кремниевом диоде ток появляется лишь при некотором напряжении Un, значение которого для некоторых типов полупроводниковых приборов составляет 0,4—0,7 В. А это значит, что детектор V9 будет срабатывать лишь при достаточно сильном сигнале, возможном при сравнительно небольшом расстоянии от «лисы». В результате наблюдается резкое обострение диаграммы направленности приемника, как по минимуму (при приеме на рамочную антенну), так и по максимуму (рамка и штырь) сигнала, значительно облегчающее поиск передатчика.

Рис. 2. Вольт-амперные характеристики диодов:
а — германиевого, б — кремниевого.

Колебания низкой частоты снимаются с нагрузки R24 детектора и через переходной конденсатор С33 поступают на первый каскад УНЧ, выполненного на полевом транзисторе V11. По своим параметрам он подобен электронной лампе, и каскад на таком полупроводниковом триоде, как и на лампе, имеет высокое входное сопротивление и небольшой уровень собственных шумов. Входное сопротивление каскада на V11 составляет примерно 2 МОм и определяется величиной резистора смещения R27 в цепи затвора. Выбор каскада с таким большим входным сопротивлением обусловлен тем, что нагрузка детектора тоже высокоомная. Детектор будет работать в так называемом режиме линейного детектирования, характеризующемся минимальными искажениями сигнала.

Оконечный усилитель НЧ выполнен на транзисторе V13 по схеме с общим эмиттером. Такой способ включения позволяет «заземлить» один провод головных телефонов, выполняющих функции нагрузки каскада. Это уменьшает возможность проникновения ВЧ сигнала в приемник через провода телефонов, могущее привести к искажению его диаграммы направленности.

Входной каскад УНЧ можно выполнить и на обыкновенных транзисторах (рис. 3). Два полупроводниковых триода образуют так называемый составной транзистор, имеющий, кроме высокого входного сопротивления, еще и большой коэффициент усиления.

Рис. 3. Принципиальная схема входного каскада УНЧ на составном транзисторе.

Глубокая регулировка усиления осуществляется в приемнике путем изменения напряжения смещения на базах V1—V3 с помощью переменного резистора R17 (рис. 1). Конденсаторы С19, С23 выполняют функцию фильтров, препятствующих возникновению самовозбуждения регулируемых каскадов через цепь смещения.

Для приема немодулированных (телеграфных) сигналов в приемнике имеется второй гетеродин, собранный на транзисторе V12 по схеме «емкостной трехточки». Он начинает работать, когда на него поступает напряжение в положении «Тлг.» переключателя S3. В другом его положении «Тон.» включается тональный генератор.

Тон-генератор (V4, V7) представляет собой симметричный мультивибратор. Его колебания через цепочку C20R13 поступают в цепь смещения регулируемых каскадов. Вот чем объясняется присутствие этого блока в приемнике.

При приеме немодулированных сигналов получать звуковые частоты можно не только путем смешивания колебаний ПЧ и второго гетеродина, но и методом модуляции высокочастотного сигнала в трактах ВЧ и ПЧ самого приемника. Следует лишь подать на входы соответствующих усилителей НЧ напряжение с тон-генератора. Причем модуляция в этом случае осуществляется лишь при достаточно сильном высокочастотном сигнале. Прием слабых сигналов ведут с включенным вторым гетеродином, который увеличивает чувствительность приемника. Как только прием становится лучше, спортсмен включает тональный генератор и в телефонах слышит телеграфные посылки, промодулированные частотой мультивибратора. Поскольку слабые сигналы не поддаются модуляции, то в телефонах они не прослушиваются. В результате происходит значительное обострение диаграммы направленности. Особенно эффектно совместное применение двух обострителей — диодного ограничителя и тон-генератора — при небольших расстояниях до «лисы», то есть при ближнем поиске.

В приемнике есть еще одно устройство, облегчающее спортсмену ближний поиск. Это пороговое устройство на транзисторе V10, выполненное по схеме заторможенного блокинг-генератора. Он срабатывает при определенном уровне ВЧ сигнала и начинает генерировать импульсы, прослушиваемые в телефонах в виде частых щелчков. По мере приближения к передатчику высота тона генератора возрастает. А человеческое ухо способно остро реагировать даже на незначительные изменения частоты колебаний. Такое устройство помогает спортсмену определить момент выхода в район ближнего поиска (100-200 м).

Включают пороговый генератор кнопкой S4, и одновременно тон-генератор или второй гетеродин отключается. Запускается блокинг-генератор через диод V6 колебаниями ПЧ. Импульсы с этого блока через конденсатор С34 поступают на оконечный каскад УНЧ.

Чтобы предотвратить самовозбуждение приемника по цепям питания, применены Г-образные фильтры R4C3, R5C8, R11C15, R20C21 и R28C30.

Рис. 4. Электрическая схема электронной настройки.

Оружие охотника на «лис» можно оснастить электронной настройкой. Для этого в схему следует внести изменения в соответствии с рисунком 4. V1 — стабилитрон Д808—Д814 с любым буквенным индексом.

В приемнике применены постоянные резисторы МЛТ-0,125 и МЛТ-0,25. Переменный резистор R17 — СПО-0,5.

Конденсаторы С4, С9, С12 и С25 следует выбирать с небольшим ТКЕ, чтобы отклонение емкости при изменении температуры было незначительным и не приводило к заметной расстройке контуров, например КСО-1, КСО-2, керамические с группой ТКЕ от М33 до М750. Подстроечный конденсатор С1 — типа КПК-М. Электролитические конденсаторы К50-6. Все остальные КЛС или КМ.

Вместо транзисторов КТ315Г можно использовать любые другие той же серии или ВЧ полупроводниковые триоды n-p-n структуры со значением В в пределах 70—100. V13 — любой низкочастотный транзистор p-n-р проводимости.

Микросхему К2ЖА371 допустимо заменить на ИМС К157УС2А или К157УС2Б, внеся соответствующие изменения в рисунок печатной платы.

Диоды: V8—Д9 с любым буквенным индексом, V6 и V9 — Д103, Д104, Д105 или Д106.

Дроссель L1 и катушки L2, L3, L4, L5, L6, L9 намотаны на унифицированных четырехсекционных каркасах с подстроечным ферритовым сердечником 2,8 мм. L1 содержит 100 витков провода ПЭЛ 0,16, L2 — 50 витков ПЭЛ 0,16. Поверх нее расположены 10 витков ПЭЛ 0,35 катушки L3. L4 имеет 50+50 витков ПЭЛ 0,16, намотанных бифилярно. Такая намотка выполняется двумя сложенными вместе проводами, а затем конец первой половины катушки соединяют с началом второй. Точка соединения обеих половин и будет отводом L4. Поверх нее находится катушка L5, которая состоит из 40 витков ПЭЛ 0,16. Таким же проводом намотаны 50 витков катушки L6. L9 содержит 135, 150 или 100 витков ПЭЛ 0,16 в зависимости от емкости конденсатора С36: 620, 470 или 1000 пФ соответственно. Намотка — внавал, равномерно по секциям.

L7, L8 — трансформатор ПЧ от радиоприемника «Селга». Индуктивность L7 — 117 мкГ, L8 содержит 50 витков. По этим данным можно подобрать идентичный трансформатор ПЧ от других транзисторных радиоприемников.

Катушки L2, L4 и L6 помещены в экраны, изготовленные из корпусов элементов 316.

Дроссель L1 можно выполнить на корпусе резистора ВС-0,25 сопротивлением не менее 1 МОм, намотав на нем внавал 150 витков провода ПЭЛ 0,16.

Рис. 5. Антенная система приемника:
1 — ленточный штырь, 2 — скоба, 3 — винт М3 с гайкой, 4 — наружный брусок (гетинакс 12 мм), 5 — внутренний брусок (алюминий 4 мм), 6 — винт М4 с гайкой, 7 — кольцо рамочной антенны, 8 — корпус приемника, 9 — изоляционная прокладка, 10 — хомут, 11 — винт М3 с гайкой (3 шт.).

Катушка рамочной антенны содержит 5 витков одножильного монтажного провода, размещенных в алюминиевой трубке 8 мм. Она согнута в незамкнутое кольцо 250 мм (рис. 5). Концы катушки выведены через отверстие 3,5 мм, просверленное посредине рамки. Кольцо крепится к корпусу приемника разрезом вниз с помощью хомутика, изготовленного из алюминия толщиной 1 мм. Внутренний диаметр хомутика на 5-6 мм больше внутреннего диаметра трубки рамки.

Промежуток между торцами трубки обматывают изоляционной лентой, а затем разрезанный участок рамки покрывают несколькими слоями хлорвиниловой изоляции или лакоткани. Поверх надевают хомутик и затем крепят его к корпусу приемника тремя винтами М3. Изоляционную прокладку желательно залить с торцов эпоксидной смолой.

Сверху рамку удерживают два бруска, в которых сделаны желобки по размерам трубки. На верхний крепежный винт М4 с внутренней стороны корпуса надет монтажный лепесток, служащий заземлением. К нему припаяны выводы рамочной антенны и обкладки конденсатора С1, общий провод монтажной платы.

Штыревая антенна длиной 500 мм изготовлена из стальной профилированной ленты от рулетки. Нужно взять три отрезка ленты длиной 500, 350 и 100 мм, сложить их вместе и склепать. Можно также использовать штырь от приемника «Лес».

Крепится штыревая антенна с помощью скобы, изготовленной из алюминия толщиной 1 мм. Чтобы предотвратить поломку штыря, скоба и верхний участок гетинаксового бруска имеют профиль ленты.

Переключатели: S1, S3 — МТЗ или МТ1, S2 — ТВ2-1, S4 — МП1-1.

Рис. 6. Выключатель питания:
1 — телефонные гнезда, 2 — упругая пластина, 3 — угольник, 4 — монтажные провода.

В приемнике применены низкоомные телефоны ТА-56М с сопротивлением головок по 50 Ом. Они подсоединяются с помощью стандартных телефонных гнезд. Одновременно с включением наушников начинает работать приемник. Чтобы сделать выключатель питания, конец одного гнезда спиливают примерно до половины диаметра. К корпусу приемника тем же винтом, что и гнезда, крепят угольник, изготовленный из алюминия толщиной 0,8 мм, к которому предварительно приклепана упругая пластина, например, от реле (рис. 6), Пластину изгибают таким образом, чтобы при вынутой вилке не было контакта с гнездом. Но когда ее вставляют, упругая пластина замыкается с гнездом, и приемник включается.

Питается устройство от трех элементов 316 («Уран»).

Рис. 7. Монтажная плата приемника со схемой расположения деталей.
(щелкните по схеме чтобы ее увеличить)

Приемник смонтирован на плате из фольгированного стеклотекстолита (рис. 7). На ней вертикально расположена отдельная плата тонального генератора (рис. 8). Обе они закреплены с помощью двух винтов М3 и тумблера S2 в корпусе размером 225х55х32 мм из листового алюминия толщиной 1,5 мм. Под винты следует подложить пластмассовые шайбы по высоте, равной удвоенной толщине гайки, с помощью которой закреплен S2.

Рис. 8. Монтажная плата тонального генератора со схемой расположения деталей.

Конденсатор С1 расположен на переключателе S1, C19 — на переменном резисторе R17.

Для настройки приемника нужны генератор сигналов и авометр, например Ц-20. Сначала с помощью резистора R16 подбирают уровень смещения на базах транзисторов V1—V3.

Напряжение на переменном резисторе R17 должно быть в пределах 0,8—1 В.

Далее путем подбора сопротивления резистора R34 устанавливают коллекторный ток транзистора V13 в пределах 4 мА. Тестер в режиме измерения тока подсоединяют в разрыв провода, идущего от коллектора V13 к телефонам.

Настраивать ВЧ тракт начинают с контуров УПЧ. Для этого, закоротив перемычкой катушку L6, срывают колебания гетеродина. (Все дополнительные устройства должны быть выключены.) Модулированный сигнал частотой 465 кГц с генератора подают через конденсатор емкостью 15-30 пФ на базу V2. Выходным индикатором служит авометр, включенный в режим измерения переменного напряжения. Тестер подсоединяют параллельно телефонам.

Вращением сердечника катушки L7 добиваются, чтобы стрелка прибора, включенного на выходе, максимально отклонилась. Затем сигнал с генератора подают на эмиттер V1 и настраивают контур L4C9. Ручка регулятора усиления должна быть установлена в положение наибольшей громкости. В случае самовозбуждения приемника по промежуточной частоте подбирают величину резистора R14 по наименьшему искажению сигнала. Если же самовозбуждение указанным методом устранить не удастся, нужно зашунтировать контур L7C25 резистором сопротивлением 15-20 кОм и снова подстроить его.

Перед настройкой УВЧ снимают перемычку с катушки L6, а ко входу приемника подсоединяют отрезок провода длиной 10-15 см — антенну. На генераторе устанавливают среднюю частоту диапазона — 3,58 МГц. Ротор конденсатора С14 переводят в среднее положение и, вращая сердечник катушки L6, настраивают приемник на ту же частоту. Подстройкой L2 добиваются максимального сигнала на выходе устройства. Проверяют границы диапазона (3,45—3,7 МГц) и, если потребуется, подбирают емкость конденсатора С13.

Затем подают питание на второй гетеродин. Вращая сердечник катушки L9, добиваются появления шумов в телефонах, свидетельствующих о работе второго гетеродина. Приемник настраивают на немодулированный сигнал от ВЧ генератора или передатчика — «лисы». Если контур L9C36 настроен правильно, в телефонах слышен звук, тон которого изменяется при расстройке приемника. Качество приема немодулированных сигналов проверяют по всему диапазону, поскольку возможна настройка второго гетеродина не на частоту, близкую 465 кГц, а на одну из ее гармоник. Окончательно подстраивают второй гетеродин после того, как приемник установлен в корпус.

Тональный и пороговый генераторы налаживания не требуют. Если пороговый генератор не работает, следует поменять местами выводы одной из обмоток трансформатора Т1.

После сборки приемника контур рамочной антенны настраивают конденсатором С1 на среднюю частоту диапазона. Если емкость С1 окажется меньше требуемой, параллельно ему подключают дополнительный конденсатор, его величина подбирается экспериментально.

Последний этап настройки приемника — согласование рамочной и штыревой антенн для получения кардиоидной диаграммы направленности. Вместо постоянного резистора R1 устанавливают переменный сопротивлением 6,8 кОм, тумблер S1 переводят в положение «Штырь».

Согласование антенн выполняют на открытой площадке размером не менее 100х100 м, удаленной от домов, линий электропередачи, металлических сооружений и т.д. Максимум кардиоиды должен быть в направлении ребра рамки, если держать приемник в правой руке, стороной корпуса с органами управления, обращенной к спортсмену. Если максимум кардиоиды находится с противоположной стороны рамки, следует поменять местами выводы рамочной антенны. Держа приемник вертикально и направив ребро рамки со стороны минимума кардиоиды на антенну передатчика, регулировкой вспомогательного резистора и дросселя L1 добиваются, чтобы сигнал в телефонах был как можно слабее. Эту операцию проделывают несколько раз на разных расстояниях от передатчика. Причем согласование антенн лучше выполнять с включенным тон-генератором.

Автор: Д. БАХМАТКЖ, г. Калуш, Ивано-Франковская обл. Украина
http://patlah.ru

© "Энциклопедия Технологий и Методик" Патлах В.В. 1993-2007 гг.

Loading...

..

оооооооооооооооооооооооо

Загрузка...