Михаил Адаменко - Шпионские штучки, или Секреты тайной радиосвязи
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.
Второе усовершенствование заключается в использовании подстроечного потенциометра R4, с помощью которого обеспечивается возможность выбора положения рабочей точки транзистора VT2 активного элемента ВЧ-генератора. В процессе налаживания радиомикрофона перемещением движка этого потенциометра следует добиться наиболее качественной модуляции высокочастотного сигнала.
Принципиальная схема еще одного варианта простого радиомикрофона, выполненного на двух биполярных транзисторах n-p-n-проводимости, приведена на рис. 5.8.
Рис. 5.8. Принципиальная схема радиомикрофона на двух биполярных транзисторах (вариант 2)
Входной акустический сигнал преобразуется электретным микрофоном BM1, с выхода которого НЧ-сигнал через разделительный конденсатор С1 подается на базу транзистора VT1, на котором выполнен микрофонный усилитель. Для получения максимальной амплитуды неискаженного усиленного сигнала на выходе микрофонного усилителя необходимо, чтобы напряжение на коллекторе транзистора VT1 составляло примерно половину от величины напряжения питания каскада. Для стабилизации положения рабочей точки транзистора VT1 в данном случае используется схемотехническое решение, предусматривающее применение цепи отрицательной обратной связи по напряжению. Резистор R3, образующий цепь ООС, подключен между коллектором и базой транзистора VT1. Принцип действия такой схемы стабилизации был подробно рассмотрен в соответствующем разделе одной из предыдущих глав.
Усиленный низкочастотный сигнал снимается с коллекторной нагрузки транзистора VT1 (резистор R4) и через конденсатор С4 и резистор R6 подается на базу транзистора VT2. Величина сопротивления резистора R6 выбирается в зависимости от характеристик примененного микрофона, поскольку со временем чувствительность электретных микрофонов ухудшается.
На транзисторе VT2 выполнен ВЧ-генератор, представляющий собой один из вариантов LC-генератора с емкостной связью. Транзистор VТ2 по постоянному току включен по схеме с общим эмиттером. Положение рабочей точки транзистора определяется величинами и соотношением сопротивлений резисторов R7 и R8. В состав мостовой схемы стабилизации положения рабочей точки также входит резистор R9. По переменному току транзистор VТ2 включен по схеме с общей базой, так как база транзистора заземлена по высокой частоте через конденсаторы С5 и С6. Резонансный контур, образованный конденсаторами С7, С8 и катушкой L1, включен в цепь коллектора транзистора VТ2. Цепь положительной обратной связи образована конденсатором С9, который включен между коллектором и эмиттером транзистора VТ2. При указанных на схеме номиналах элементов на выходе LC-генератора формируются высокочастотные колебания с частотой около 100 МГц. Таким образом, для приема сигналов данного радиопередатчика можно использовать любой вещательный радиоприемник, имеющий FM-диапазон.
Модулирующий низкочастотный сигнал поступает с выхода микрофонного усилителя на базу транзистора VT2, что приводит к изменению положения его рабочей точки по закону модулирующего сигнала. В результате аналогичным образом изменяется рабочая частота ВЧ-генератора, то есть на его выходе формируется частотно-модулированный сигнал. Этот сигнал через катушку связи L2 подается на антенну.
Питание данного радиопередающего устройства осуществляется от двух включенных последовательно батареек типа ААА или от аккумуляторов напряжением 3 В, например, типа CR2032 (Ш20ґ3,2 мм) или типа CR2330 (Ш23ґ3,0 мм). Потребляемый ток не превышает 5 мА. Напряжение питания электретного микрофона формируется цепочкой, образованной резисторами R1, R2 и конденсатором С2. Параллельно источнику питания подключены конденсаторы С11 и С12, обеспечивающие шунтирование источника по высокой частоте.
Катушка L1 наматывается на каркасе без сердечника диаметром 5 мм и содержит 7 витков медного посеребренного провода диаметром 1 мм. Непосредственно на катушку L1 наматывается катушка L2, содержащая 3 витка изолированного провода. К нижнему по схеме выводу катушки L2 подключается антенна, представляющая собой отрезок провода длиной около 60 см.
Транзистор типа KC239C можно заменить, например, импортным транзистором типа ВС239В или транзистором типа КТ3102Д отечественного производства. Высокочастотный транзистор типа KF525 выполнен в металлическом корпусе с выводом, который необходимо припаять к шине корпуса. Вместо транзистора типа KF525 можно использовать транзисторы типа KF524, BF199, BF224, SF240, SF245, KSY71 или KSY72.
При налаживании грубая настройка обеспечивается изменением расстояния между витками катушки L1. Уменьшение расстояния между витками этой катушки приводит к уменьшению значения рабочей частоты генератора, а с увеличением расстояния между витками рабочая частота ВЧ-генератора увеличивается. Точная настройка значения частоты ВЧ-генератора осуществляется с помощью конденсатора С7.
При необходимости в каркасе катушки L1 можно установить сердечник. В этом случае точное значение рабочей частоты ВЧ-генератора выбирается за счет изменения положения этого сердечника по отношению к виткам катушки L1. Использование сердечника из ферромагнитного материала приводит к уменьшению значения рабочей частоты. Если же применить сердечник из меди или алюминия, то рабочая частота увеличится. В процессе налаживания не следует забывать о том, что при перемещении сердечника катушки L1 изменяется степень связи между этой катушкой и катушкой L2.
Радиомикрофоны с модулятором на варикапе
В простых радиомикрофонах, выполненных на двух транзисторах, широко используются схемотехнические решения, в которых по закону модулирующего сигнала изменяется емкость варикапа, входящего в состав резонансного контура. Принципиальная схема одного из вариантов такого радиомикрофона, выполненного на двух биполярных транзисторах разной проводимости, приведена на рис. 5.9.
Рис. 5.9. Принципиальная схема радиомикрофона на биполярных транзисторах разной проводимости с модулятором на варикапе
В рассматриваемой конструкции преобразование акустического сигнала в электрический НЧ-сигнал осуществляется электретным микрофоном BM1, который по высокой частоте шунтирован конденсатором С1. Напряжение питания на микрофон подается через резистор R1. Сформированный на выходе электретного микрофона ВM1 низкочастотный сигнал через резистор R2 поступает на варикап VD1 и инициирует изменение емкости варикапа по закону модулирующего сигнала. Напряжение смещения подается на варикап через резисторы R1 и R2. Необходимость использования резистора R2 объясняется различиями между величинами напряжения питания микрофона и напряжения смещения варикапа. Конденсатор С2 сравнительно большой емкости обеспечивает развязку варикапа VD1 и коллектора транзистора VT1 по постоянному току.
Одной из особенностей предлагаемого радиомикрофона является схемотехническое решение активного элемента ВЧ-генератора, выполненного по схеме емкостной трехточки на транзисторе VT1, имеющем p-n-p проводимость. По переменному току этот транзистор включен по схеме с общей базой, которая подключена к шине корпуса через конденсатор С3. Положение рабочей точки транзистора VT1 определяется параметрами делителя напряжения, в состав которого входят резисторы R3 и R4. Эти же резисторы совместно с резистором R5 образуют схему стабилизации положения рабочей точки. Резонансный контур LC-генератора включен в цепь коллектора транзистора VT1 и представляет собой параллельный колебательный контур, который образован катушкой индуктивности L1 и подстроечным конденсатором С6. Варикап VD1 подключен параллельно резонансному контуру.
Изменение управляющего напряжения на варикапе VD1, инициированного модулирующим сигналом, приводит к соответствующему изменению емкости варикапа, что приводит к изменению резонансной частоты контура LC-генератора в небольших пределах. Модулированный сигнал снимается с эмиттера транзистора VТ1 и подается на базу транзистора VT2, на котором выполнен буферный каскад. К эмиттеру транзистора VT2 подключена антенна радиомикрофона, в качестве которой можно использовать отрезок изолированного провода длиной от 10 см до 30 см.
Катушка L1 наматывается на каркасе без сердечника диаметром 5 мм и содержит 4 витков медного посеребренного провода диаметром 1 мм. В некоторых радиоконструкторах, основанных на рассматриваемой схеме, катушка L1 изготовлена непосредственно на печатной плате. Методики расчета и изготовления так называемых плоских печатных катушек неоднократно приводились в специализированной литературе, например, в статье Ю. Янкина, опубликованной в № 11 журнала «РАДИО» в 1976 году, и поэтому в данной книге не рассматриваются.
