Андрей Кашкаров - Электронные фокусы для любознательных детей
Устройство конструктивно состоит из генератора звуковой частоты, усилителя НЧ и приемо-передающего узла с несущей частотой 26 900 кГц. В разных вариантах этого типа трансиверов установленный кварц-резонатор может отличаться по частоте, а транзисторы маркироваться, к примеру, С9013, что, по сути, не влияет на качество сборки и надежность этой «игрушки».
Высокочастотная часть устройства выполнен на транзисторе VT1, двухкаскадный УЗЧ выполнен на VT2 и VT3; этот усилитель является самым главным элементом конструкции, разряжающим батарею питания.
Орган настройки частоты – подстроечный сердечник катушки контура. Однако при регулировке контура обычной металлической отверткой неизбежны дополнительные погрешности, из-за изменяемого стержнем отвертки поля в контуре.
Для процедуры регулировки необходима отвертка из непроводящего материала. При расположении рядом передатчика и приемника из одного комплекта невозможно определить уход частоты; в некоторых экземплярах уход рабочей частоты от номинального значения составляет до 2 МГц.
Поэтому в такой относительно простой конструкции нет смысла добиваться максимального соответствия частоты между приемником и передатчиком; полагаю, это имели в виду и производители устройства.
Учитывая небольшую мощность трансивера, при точной настройке несущих частот пользователю удается добиться увеличения дальности общения на сотню-другую метров, а в условиях городской застройки и того меньше. Все эти факторы обосновывают мое мнение о практической бесполезности этой «игрушки» для сколь угодно серьезного применения радиолюбителями. Однако, после несложной доработки, описываемой ниже, для данного устройства открываются новые перспективы.
Итак, для эффективного практического применения «игрушки» в быту маленького радиолюбителя, у меня возник ряд идей.
Во-первых, можно сделать «радиомаяк», дистанционно, в пределах сотни-другой метров оповещающий по радиоэфиру о срабатывании сигнализации (открывание двери подсобных помещений, бани, колодца, сарая, гаража).
Приемным узлом в данном и последующем варианте служит радиостанция, настроенная на волну 26,9 МГц.
Второй вариант аналогичного использования – тревожная кнопка, находящаяся постоянно в кармане одежды пожилого человека. При необходимости он может оповестить родных, находящихся в пределах одного дома (в других комнатах) о тревожной ситуации.
Да мало ли и других практических вариантов применения устройства NS-881; доработать его поистине лучше, чем просто «пылить» в закромах. В процессе работы могут возникнуть две сложности, которые, впрочем, легко устранимы.
2.5.1. Подбор частотного канала
Во-первых, «игрушечный» трансивер «запрограммирован» для передачи сигнала на частоте 26,9 МГц. Ни европейская сетка частот в гражданском диапазоне (частотный канал заканчивается на 5), ни отечественная не соответствуют этой частоте. Ближайший канал – 1C по европейской сетке (26,965 МГц). К слову, европейские каналы С2—С45, D1– D40 официально разрешены для использования в РФ.
Даже если замкнуть переключатель режимов «на передачу» и установить перемычку на кнопку с обозначением «азбука Морзе» (чтобы постоянно при наличии питания работал генератор 34), сигнал радиомаяка может принять только аналогичный «игрушечный» трансивер. А если его нет, или требуется оповещение на более распространенной частоте? Придется выпаять кварцевый резонатор и вместо него установить другой, исходя из сведений в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Соответствие частоты кварцевого резонатора выходной частоте трансивера NS-881[1][2]
Теперь при подаче питания на «игрушку», переставшую быть таковой после доработки, я имею полноценный радиомаяк, весьма полезный в хозяйстве для дистанционного оповещения и предупреждения хозяев о тех или иных событиях, случающихся на небольшом расстоянии от источника тревоги.
2.5.2. Экономия батарей
«Штатное» питание от батареи типа «Крона» не обеспечивает длительной работы модернизированного радиомаяка. Поэтому, если позволяет ситуация, рекомендую вместо нее использовать более мощный аккумулятор, к примеру, D10-012 емкостью 1,2 А/ч и напряжением 12 В. Для рассматриваемого устройства такое, чуть повышенное, относительно 9 В, напряжение не опасно.
Чтобы еще более снизить энергопотребление рекомендую заменить штатный усилитель низкой частоты (НЧ) на представленный ниже (рис. 2.9).
Рис. 2.9. Электрическая схема усилителя
Такой рекомендации есть резонное обоснование. Дело в том, что большинстве разработок усилителей НЧ (в схемах, где используются транзисторы, микросхемы, к примеру, К174ХА10, К174УН4 и другие) даже в «спокойном» режиме – при отсутствии входного сигнала – ток потребления достаточно велик. А усилитель, схема которого представлена на рис. 3, имеет низкие искажения и ток покоя всего 700 мкА. Поэтому его я и рекомендую использовать для доработки в NS-881 (и в аналогичных малогабаритных радиостанциях и радиоприемниках, в других устройствах, где требуется усиление слабого сигнала в совокупности с экономичным питанием).
Усилитель работает в диапазоне частот 200—6000 Гц при неравномерности частотной характеристики (ХЧ) 3 дБ. Выходная мощность при напряжении питания 12 В примерно составляет 0,5 Вт при работе на нагрузку ВА1 сопротивлением 8 Ом.
В схеме применен экономичный микромощный операционный усилитель (ОУ) К140УД12. Для усиления малого выходного тока ОУ применяется двухтактный повторитель напряжения с большим коэффициентом усиления по мощности (КУМ), реализованный на 4-х транзисторах VT3-VT6. Цепь Rll, С6 предотвращает самовозбуждение усилителя на высоких частотах. Коэффициент усиления по напряжению (КУН) определяется соотношением сопротивлений резисторов R7 и R6.
Каскад на транзисторах VT1 и VT2 служит для обеспечения надежной работы ОУ (без искажений) при питании от однополярного источника. Отказ от обычного (традиционного для таких схемных решений) резистивного усилителя позволяет избежать возбуждения усилителя на низких частотах.
2.5.3. О деталях
В усилителе применены малогабаритные импортные резисторы с мощностью рассеяния 0,05 Вт. Можно использовать и резисторы для поверхностного монтажа, к примеру, типоразмера 0805. Оксидные конденсаторы – К50-35 или сходные по электрическим характеристиками и току утечки, остальные – КТ, КМ-5, КМ-6.
В качестве VT1, VT3 можно использовать транзисторы серий КТ3102, КТ3130, КГ6111, КТ342 с любым буквенным индексом. В качестве VT2 и VT4 – любые из серий КТЗ107, КТ6117; эти транзисторы должны иметь коэффициент передачи тока базы не менее 200. Транзистор VT5 можно заменить любым из серии КТ6115, КТ6112, КТ668, КТ685. Транзистор VT6 – КТ6114, КТ6117, КТ645, КТ680, КТ683. Микросхему К140УД12 можно заменить КР140УД1208 (цоколевка совпадает). В качестве ВА1 вместо «штатной» динамической головки от портативной радиостанции Си-Би диапазона NS-881 я использую 0,5-ГДШ-2.
2.5.4. Налаживание
Резистором регулировки громкости R3 уменьшают уровень входного сигнала до нуля. Далее, подбором сопротивления R1 устанавливают напряжение на эмиттерах VT1 и VT2 равное половине напряжения питания. Подбором сопротивления R5 нужно установить ток покоя усилителя, равный 700 мкА, при этом движок переменного резистора R3 должен находиться в нижнем (по схеме) положении, а динамическую головку на время измерения тока лучше отключить (чтобы исключить погрешность от тока утечки С7). Усиление по напряжению регулируется подбором сопротивления резистора R6.
Готовый усилитель желательно проверить с помощью генератора и осциллографа. При правильной компоновке элементов, возбуждения по высокой частоте (ВЧ) не возникает.
2.5.5. Подключение и применение
Вход усилителя (рис. 2.9) подключают к среднему выводу переменного резистора RP1 (обозначение на плате NS-881), регулятора громкости.
Как уже отмечалось выше, его применение в NS-881 значительно увеличило срок службы батареи.
Альтернативой описанного усилителя мощности может быть импортный интегральный УЗЧ, имеющий режим снижения потребляемой мощности. Но такой режим не удается задействовать без значительной доработки детектора радиоприемного тракта, что делает всю затею малорентабельной по времени и перспективному смыслу.
С другой стороны, простая доработка для «новой жизни» кажущегося бесполезным, игрушечного устройства, на мой взгляд, с учетом практически проведенных экспериментов, в том числе с заменой кварцевых резонаторов – для согласования с популярными и серийно выпускаемыми радиостанциями, заслуживает внимания.
2.6. Плеер для бабушки
Хочу привлечь внимание к нашим бабушкам и дедушкам – пожилым людям, которые не избалованы средствами связи и комфорта. Мы – молодежь – покупаем себе новые «игрушки», а старым, но эффективно работающим, уже нет места в «закромах». Сотовые телефоны, вышедшие из моды, как правило, передаются родственникам и продаются. А MP3-проигрыватели?
