Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2009 № 11
Частоты 420–435 МГц относятся к ультракоротким волнам (УКВ) и соответствуют длине волны около 70 см. УКВ распространяются прямолинейно, поэтому уверенная радиосвязь возможна только в пределах прямой видимости. Лишь очень слабый сигнал, рассеянный на неоднородностях атмосферы, можно обнаружить за горизонтом, используя мощные передатчики, большие направленные антенны и чувствительные приемники.
В условиях городской застройки возможно отражение сигналов от стен зданий и прочих предметов.
Диапазон 420–435 МГц отведен радиолюбителям, и в нем разрешена работа портативных радиостанций с мощностью не более 10 мВт (0,01 Вт). В этом диапазоне работают также некоторые модели радиотелефонов и телефонных «удлинителей», обеспечивающих связь, например, между автомобилем и офисом или квартирой. В результате, особенно в городах, этот диапазон оказался весьма насыщен радиостанциями.
Схема приемника показана на рисунке.
Антенна слабо связана с контуром L1C1. Слабая связь нужна для повышения стабильности работы сверхрегенеративного каскада, собранного на СВЧ-транзисторе VT1. Колебательный контур приемника на столь высоких частотах требует лишь очень небольших индуктивности и емкости, поэтому катушка выполнена в виде прямоугольной рамки размером 2,5 х 1,5 см из медного провода диаметром 1,2 мм.
Провод к разъему антенны припаян около заземленного вывода рамки и проходит около 1 см вдоль ее стороны, обеспечивая вполне достаточную связь. Конденсатор настройки С1 переделан из малогабаритного подстроечного КПЕ с воздушным диэлектриком, у которого оставлены одна неподвижная и одна подвижная пластины. Дополнительно в контур входит и коллекторная емкость транзистора.
Обратная связь осуществляется через емкостной делитель из междуэлектродной емкости коллектор-эмиттер транзистора и конденсатора С2 малой емкости. Как и в предыдущих конструкциях, транзистор использован в «барьерном» режиме, когда напряжения на коллекторе и базе равны 0,5 В относительно эмиттера. Питание в эмиттерную цепь транзистора поступает через дроссель Др1, содержащий около 10 витков тонкого провода, намотанного на оправке диаметром 4 мм. Частота вспышек суперизации определяется постоянной времени цепочки R1C3, режим транзистора подбирают подстроечным резистором R2.
Продетектированный сигнал через цепочку R3C4, ослабляющую сверхзвуковую частоту суперизации, поступает на трехкаскадный УЗЧ, выполненный с непосредственной связью между транзисторами. Для повышения экономичности транзисторы работают в режиме микротоков, а выходной каскад нагружен на высокоомные телефоны с сопротивлением постоянному току 3,6–4,4 кОм.
Чтобы устранить влияние телефонов на режим транзисторов УЗЧ, они подключены через разделительный конденсатор С7. Цепочка R8C8 повышает стабильность работы УЗЧ.
Приемник смонтирован на пластинке фольгированного стеклотекстолита со сплошным металлизированным покрытием. Все «заземленные» выводы деталей припаиваются непосредственно к фольге, а остальные — соединяются «в воздухе» обычным навесным монтажом. При желании можно вырезать по краю платы дорожку для подводки питания и/или приклеить несколько «пятачков» из того же фольгированного материала для припайки некоторых соединений. Расположение деталей на плате примерно соответствует принципиальной схеме.
Налаживать приемник начинают с УЗЧ, установив движок резистора R2 в положение максимального сопротивления. Напряжение на коллекторе транзистора VT4 должно составлять примерно половину напряжения элемента питания (0,75—0,8 В), для его корректировки подбирают сопротивление резистора R6. В телефонах должен негромко прослушиваться шум первого транзистора УЗЧ — VT2, а прикосновение к выводам резистора R3 должно вызывать громкий и резкий звук (фон), что указывает на работоспособность УЗЧ. Затем регулируют сопротивление резистора R2 до появления довольно громкого «суперного» шума, указывающего на работу сверхрегенеративного каскада. При настройке на несущую радиостанции шум пропадает и становится слышна модуляция сигнала. Если есть осциллограф, то, присоединив его вход параллельно конденсатору С3, можно увидеть пилообразные колебания с ультразвуковой частотой, соответствующие вспышкам колебаний в контуре.
Далее можно присоединить антенну и попытаться принять сигналы станций.
Простейшая антенна — четвертьволновый штырь длиной 17,5 см (от конца штыря до точки заземления проводника связи с контуром). В заключение устанавливают диапазон настройки приемника и связь с антенной по максимуму чувствительности.
Поскольку вряд ли сразу удастся попасть в диапазон 430 МГц, расскажем о том, что вообще можно услышать на УКВ. На частотах ниже 300 МГц размещены верхние каналы метрового диапазона ТВ. Если они принимаются (видео как сильный фон с частотой кадров 50 Гц, звук на 6,5 МГц выше по частоте), это означает, что размеры катушки L1 и емкость конденсатора С1 велики и их нужно уменьшить. На частотах 300–400 МГц можно услышать служебные радиостанции, а выше 475 МГц — ДМВ-каналы ТВ. Радиостанции с ЧМ и звук ТВ принимаются хорошо, но с провалом при центральной настройке.
Если же немного расстроить приемник, то ЧМ преобразуется в AM на скате резонансной кривой контура приемника, а амплитудная модуляция (AM) хорошо демодулируется сверхрегенератором.
Приемник испытывался с маломощным (около 10 МВт) передатчиком, собранным на таком же транзисторе (КТ399А) и с такой же антенной (провод длиной 17 см).
В.ПОЛЯКОВ, профессор
ДАВНЫМ-ДАВНО
Очень многие люди издавна страдали морской болезнью. Врачи пытались лечить их разными способами, в том числе и довольно экзотическими. Например, итальянский врач Гальяно предлагал крепко стягивать область желудка ремнем. Проблему пытались решать и изобретатели, предложившие многочисленные варианты успокоителей качки. Скажем, бостонский изобретатель Исаак Френсис Добсон придумал такое решение. Стол вместе со стульями укреплялся на раме, которая, в свою очередь, подвешивалась к потолку (см. рис.).
В тихую погоду вся конструкция могла быть закреплена с помощью специального штыря с пружиной. Но как только на море начиналось волнение, штырь опускали вниз движением рукояти, и стол со стульями оставались висеть свободно, в то время как пол каюты ходил ходуном.
В 1870 году в журнале «Сайянтифик Американ» была описана конструкция англичанина Ньювелла, который предлагал размещать часть каюты на кардановом подвесе, что обеспечивало ее обитателям спокойствие даже в самом бурном море.
И наконец, изобретатель Генри Бессемер, чье имя стало знаменитым после изобретения оригинального способа выплавки стали, в конце XIX века попал в шторм, переплывая пролив Ла-Манш. Очевидно, путешествие так вымотало его, что он вскоре предложил салон-поплавок, имевший форму цилиндра и удерживавшийся в одном положении с помощью гироскопа.
Проблема не решена окончательно и по сей день, хотя некоторые суда ныне имеют успокоители качки. Действуют они так. По бортам судна имеются специальные цистерны, в которые по системе клапанов перекачивается забортная вода с таким расчетом, чтобы противодействовать кренам судна. Используют и выдвижные горизонтальные рули, перекладывающиеся, чтобы скомпенсировать качку.
ПРИЗ НОМЕРА!
Наши традиционные три вопроса:
1. Какой минерал надоумил исследователей назвать Марс Красной планетой?
2. Какое оружие — электромагнитное или огнестрельное — удобнее для солдата на сегодняшний день. Почему?
3. Могут ли приборы отличить звук падения в воду капли от звука падения стеклянного шарика такого же размера?
ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ
«ЮТ» № 6 — 2009 г.
1. Вагоны большой грузоподъемности, как правило, должны быть и больших габаритов. Тоннели же на железной дороге рассчитаны на состав стандартной ширины и высоты. Да и нагрузка на рельсы не может превышать определенную величину.
2. Как показал опыт управления луноходами, ими трудно было управлять из-за запаздывания радиосигнала. До Марса же и обратно сигнал будет идти около 40 минут. За это время многое может произойти.
3. Мыльная пленка всегда стремится занять такую форму, чтобы поверхность ее была возможно меньше. Пузыри «бегут» по трубке из-за разности диаметров отверстий и соответственно разности площадей.
* * *
Точных ответов на сей раз не дал никто.
Был близок к победе наш многократный призер Михаил Бахтин из Самарской области.
* * *
А почему? Отчего радуга имеет форму дуги? Почему в древнем Новгороде писали на кусочках бересты? Чем могут удивить современных людей достижения металлургов Средних веков? Отчего лимоны, апельсины и некоторые другие растения называют цитрусовыми?
