Михаил Адаменко - Шпионские штучки, или Секреты тайной радиосвязи
Питание данного радиопередающего устройства осуществляется от обычной батарейки типа «Крона» или от аккумулятора напряжением 9 В. Напряжение питания электретного микрофона снимается с резистора R1. Цепочка, образованная резисторами R1 и R2, обеспечивает формирование напряжения смещения варикапа VD1.
Налаживание данной конструкции рекомендуется начать с подбора сопротивления резистора R1. При использовании в качестве источника НЧ-сигнала электретных микрофонов различных типов величина сопротивления этого резистора выбирается такой, чтобы напряжение питания, подаваемое на микрофон, соответствовало его паспортным данным. После этого подбирается величина сопротивления резистора R2 таким образом, чтобы падение напряжения на варикапе VD1 было равно выбранному напряжению смещения, обеспечивающему работу в так называемом режиме молчания.
Грубая настройка рабочей частоты ВЧ-генератора осуществляется изменением расстояния между витками катушки L1. Точная настройка обеспечивается с помощью подстроечного конденсатора С2, а также перемещением сердечника катушки L1.
Принципиальная схема еще одного варианта простого радиопередатчика на полевом транзисторе с модулятором на варикапе приведена на рис. 5.5.
Рис. 5.5. Принципиальная схема простого радиопередатчика на полевом транзисторе с модулятором на варикапе (вариант 2)
Отличительными особенностями этой конструкции от рассмотренной ранее являются повышенное напряжение источника питания (12 В) и применение электретного микрофона типа Me061 с тремя выводами. Выходная мощность устройства может достигать 20 мВт, а дальность действия обычно не превышает 20–50 м.
При использовании электретных микрофонов других типов в цепь подачи напряжения питания микрофона следует включить дополнительный резистор. Величина сопротивления этого резистора выбирается такой, чтобы напряжение питания, подаваемое на микрофон, соответствовало его паспортным данным. После этого необходимо подобрать величину сопротивления резистора R1 таким образом, чтобы падение напряжения на варикапе VD1 было равно напряжению смещения, обеспечивающему работу в так называемом режиме молчания.
Рабочая частота рассматриваемого передатчика при емкости конденсатора С2, равной примерно 15 пФ, находится в пределах от 65 МГц до 75 МГц. В этом случае для приема сигналов данного радиопередатчика можно использовать любой вещательный радиоприемник, имеющий ЧМ-диапазон. Если же данную конструкцию предполагается использовать в диапазоне частот от 80 МГц до 108 МГц (FM-диапазон), то емкость конденсатора С2 следует уменьшить до 4,7 пФ.
В качестве источника питания данного радиопередающего устройства может использоваться, например, алкалиновая батарейка типа L1028/12В.
5.2. Простые радиомикрофоны
Параметры простых транзисторных радиопередатчиков можно значительно улучшить, введя в их состав дополнительные каскады. Такими каскадами могут быть, например, усилители НЧ– и/или ВЧ-сигналов. Рассматриваемые далее конструкции радиопередающих устройств отличаются от микромощных передатчиков, описанных в предыдущем разделе, в первую очередь применением микрофонных усилителей, что позволяет повысить качественные характеристики передаваемых сигналов.
Радиомикрофоны на двух биполярных транзисторах
Принципиальная схема простого радиомикрофона, выполненного на двух биполярных транзисторах, приведена на рис. 5.6. В рассматриваемой конструкции, представляющей собой двухкаскадное радиопередающее устройство, на транзисторе VT1 выполнен микрофонный усилитель, а на транзисторе VT2 – генератор высокочастотных колебаний.
Рис. 5.6. Принципиальная схема простого радиомикрофона на двух биполярных транзисторах (вариант 1)
Низкочастотный сигнал, сформированный на выходе электретного микрофона BM1, через разделительный конденсатор С1 поступает на вход однокаскадного микрофонного усилителя, выполненного на транзисторе VT1. Особенностью данного усилительного каскада является использование делителя напряжения, образованного резисторами R2 и R3, для формирования напряжения смещения, подаваемого на базу транзистора VT1, включенного по схеме с общим эмиттером. С коллекторной нагрузки транзистора, образованной резистором R4, усиленный НЧ-сигнал через разделительный конденсатор С2 проходит на базу транзистора VT2, на котором выполнен генератор высокочастотных колебаний.
Транзистор VТ2 по постоянному току включен по схеме с общим эмиттером, а по переменному току – по схеме с общей базой, которая по высокой частоте подключена к шине корпуса через конденсатор С3. Положение рабочей точки транзистора VТ2 определяется величиной сопротивления резистора R5. Резонансный контур образован конденсатором С4 и катушкой L1 и включен в цепь коллектора транзистора. Значение рабочей частоты генератора находится в диапазоне от 100 МГц до 108 МГц и зависит от параметров катушки индуктивности L1 и величины емкости конденсатора С4. Цепь положительной обратной связи образована конденсатором С5, который включен между коллектором и эмиттером транзистора VТ2. Модулированный сигнал снимается с точки подключения конденсатора С5 цепи ОС к эмиттеру транзистора. Антенна WА1 подключается к эмиттеру транзистора VT2, поэтому ее комплексное сопротивление оказывает минимальное влияние на частоту ВЧ-генератора. В качестве антенны можно использовать отрезок медного провода диаметром 1 мм или же телескопическую антенну длиной 30 см.
Питание рассматриваемого радиопередатчика осуществляется от источника постоянного напряжения 3 В, например, от двух включенных последовательно пальчиковых батареек типа АА или ААА. В качестве элемента питания можно использовать и аккумуляторы. Напряжение питания на электретный микрофон BМ1 подается через резистор R1.
К деталям, используемым при изготовлении данной конструкции, не предъявляются какие-либо особые требования. Все зависит от габаритов конструкции, которые определяют и размеры применяемых элементов. Транзистор типа KC239F можно заменить, например, импортным транзистором типа ВС239В или транзистором типа КТ3102Д отечественного производства. Высокочастотный транзистор типа KF124 можно заменить транзистором типа BF240. Номиналы резисторов R1 и R4 могут быть уменьшены до 6,8 кОм.
Катушка L2 наматывается на каркасе без сердечника диаметром 4,5 мм и содержит 5 витков медного посеребренного или просто луженого провода диаметром 0,7 мм.
Прием сигнала, формируемого рассмотренным радиопередатчиком, осуществляется на любой стационарный или переносной радиоприемник, который может принимать частотно-модулированные сигналы на частотах в диапазоне от 100 МГц до 108 МГц. Для данной цели рекомендуется использовать обычный вещательный радиоприемник с FM-диапазоном. Дальность действия радиопередатчика составляет примерно 25 м.
При налаживании рассмотренной конструкции могут возникнуть некоторые трудности. Например, правильный выбор рабочей точки транзистора VТ1 микрофонного усилителя требует установки напряжения на базе этого транзистора в довольно узких границах от 2,9 В до 3,2 В. При меньшем напряжении транзистор VT1 полностью закрывается, а при большем – полностью открывается.
Проблемы могут возникнуть и при настройке высокочастотного генератора, выполненного на транзисторе VT2. В некоторых случаях, несмотря на то, что генератор работает вполне устойчиво, качество модуляции оставляет желать лучшего. Дело в том, что у ВЧ-генераторов, выполненных по такой схеме, при определенном положении рабочей точки транзистора частота генератора практически не зависит от малых изменений коллекторного тока, инициированных модулирующим напряжением, поступающим на базу транзистора. Иными словами, положение рабочей точки транзистора, при котором обеспечивается оптимальный с точки зрения стабильности частоты режим его работы, является самым неблагоприятным с точки зрения обеспечения качественной модуляции сигнала. Поэтому при налаживании радиомикрофонов с ВЧ-генератором данного типа режим работы следует особое внимание уделить правильному выбору положения рабочей точки транзистора. Необходимо отметить, что для каждого типа транзистора указанное неблагоприятное положение рабочей точки будет иным.
Для того чтобы упростить процесс настройки предлагаемой конструкции, в ее схему рекомендуется внести незначительные изменения. Принципиальная схема усовершенствованного варианта простого радиомикрофона на двух биполярных транзисторах приведена на рис. 5.7.
Рис. 5.7. Принципиальная схема усовершенствованного варианта простого радиомикрофона на двух биполярных транзисторах
Одна из особенностей усовершенствованной схемы заключается в том, что для формирования напряжения смещения транзистора VT1 и стабилизации положения его рабочей точки используется цепь отрицательной обратной связи по напряжению. Эта цепь ОС образована резистором R2, который включен между коллектором и базой транзистора VT1. Принцип действия цепи ООС по напряжению был рассмотрен в соответствующем разделе одной из предыдущих глав.
