Радиопередающие устройства
Обо всем, что касается радиопередающих устройств
Google Мы в Google+ Чат     Помощь     Поиск      Пользователи
Главная
Форум
ТВ передатчики
Радиопередатчики
Схемы для КТВ
Синтезаторы частоты
Антенны
Испытательные таблицы
Справочники
Разное
Обратная связь
Наши партнеры
Карта сайта

Даташит :


> Главная > Радиопередатчики
УКВ ЧМ стереопередатчик

УКВ ЧМ стереопередатчик

Диапазон частот - 87.5-108МГц;
Подводимая мощность к выходному каскаду - 15Вт;
Колебательная мощность на нагрузке на частоте 98МГц - 10Вт;
Разделение каналов - около 40 дБ (в зависимости от приёмного устройства);
Выходное сопротивление - 50/75 Ом
Напряжение питания - 16-24В/1A



Возбудитель

Возбудитель состоит из собственно генератора ВЧ, двух усилительных каскадов и буферного усилителя, с которого подаётся ВЧ на синтезатор. Схема возбудителя изображена на рис.1.

Генератор выполнен по схеме ёмкостной трёх точки на полевом транзисторе VT2. Частотный модулятор выполнен на варикапах MV209 ( отечественный ближайший аналог КВ121А). Цепь линеаризации состоит из катушки L1, резистора R4 и собственно ОУ DA1,который обеспечивает низкое выходное сопротивление цепи управления для обеспечения линейной работы модулятора и развязывает выход синтезатора с сигнальными цепями модулятора ( к примеру, предотвращает влияние конденсатора фильтра, который установлен на выходе управления синтезатора, на сигнальные цепи). На транзисторе VT3 выполнен усилитель напряжения, который усиливает ВЧ сигнал с генератора до необходимого уровня, который необходим выходному усилителю на транзисторе VT4 для полной его раскачки. На транзисторе VT5 выполнен буферный усилитель, с которого ВЧ поступает на синтезатор частоты.

Конструкция возбудителя:
Возбудитель собран либо навесным монтажом на пятачках, либо на печатной плате. Если изготавливать навесным монтажом, то выводы всех деталей должны быть предельно короткими и жёстко спаяны между собой. Но в самом ЗГ монтаж цепей затвора VT2 только навесной, с возможно более короткими выводами деталей, а это С3,С4, вывод анода VD1, резистор R5 и соединение R5 с диодами VD3 и VD4, катушка ЗГ L4 и катушка линеаризации L3 с анодом VD2, точка соединения R7 истока VT2 и конденсаторов С3 и С4. Холодные выводы (соединённые с общим проводом) этих деталей, кроме  R5, так же по возможности укорачиваются и припаиваются к общей шине, которая должна быть на большей площади платы возбудителя. Монтаж распаивается в экране, который поделён на два отсека. В первом отсеке собственно ЗГ и модулятор, в другом отсеке усилительные каскады. Если собран на печатной плате, то дорожки и пятачки по сигнальным цепям должны быть предельно короткими и иметь минимальную площадь. Платы так же устанавливаются в экран.

Детали:
Транзистор VT1 в эмиттерном повторителе (КТ316Б) должен быть с высокой граничной частотой и небольшим напряжением эмиттер-коллектор (10-12 вольт). Могут подойти КТ368, КТ306 и др.
Транзистор VT2  в задающем генераторе (КП307Г) может быть заменён на BFW11 либо КП307 с близкими параметрами к КП307Г.
Транзисторы VT3, VT4, VT5 в каскадах усиления (КТ368АМ) могут быть любые из серии КТ368, возможно подойдут КТ316Д (ДМ).
Конденсаторы в ВЧ цепях керамические, КТ, КД или аналогичные импортные. В блокировочных цепях по питанию так же керамические. Электролитические любые малогабаритные.
Резисторы в цепи ЗГ и модулятора должны быть безиндукционные или с возможно меньшей собственной индуктивностью.
Катушка L1 – 35 витков на оправке 4 мм проводом 0.3 мм. Витки должны быть плотно виток к витку. Катушка бескаркасная, либо на полистироловом каркасе нужного диаметра.
Катушка L2 плоская, спиральной формы, диаметр внутреннего витка 7мм, количество витков 4, диаметр провода 1мм. Длина катушки подбирается при настройке.
Катушка L3 – 8 витков на оправке 5мм, диаметр провода 0.5мм.
Стабилитрон VD3 любой на указанное на схеме напряжение стабилизации (5 вольт).
Варикапы VD1 и VD2  типа MV209 либо КВ121А. При замене даже подстройка катушки не требуется. Единственное, КВ121 менее линейны на вольт/фарадном участке, требуемом для перестройки возбудителя во всём диапазоне частот. Это сказывается на большей неравномерности ширины девиации при перестройке с нижней рабочей частоты на высокую. Возможно применение варикапов КВ144Б(БГ), КВ130А, 2В124А и подобных по параметрам импортных, но в этом случае придётся подбирать длину катушки.

Настройка:
Перед первым включением проверяется монтаж на отсутствие ошибок. Задающий генератор должен запуститься сразу после включения. Ёмкость монтажа должна быть минимально возможной. Для этого, как описано было выше цепи ЗГ паяются навесным монтажом. Когда генератор запущен и в порядке, то настройка заключается в подборе длины катушки до получения нужных напряжений смещения на варикапах. Для этого настраиваем генератор на частоту 87.5 МГц и подбором длины катушки L3 добиваемся напряжения на варикапах  3.8 – 4 вольта. На частоте 108 МГц напряжение на варикапах должно быть в пределах 8.3 – 8.6 вольт ( для MV209 и от разброса параметров варикапов КВ121А разных партий эти напряжения могут отличаться ). На этом настройка ЗГ закончена. Усилительные каскады настраиваются подбором резисторов R11  в первом каскаде, подбором конденсатора С14 и настройкой режима выходного каскада подстроечным резистором R16 до получения максимального выходного напряжения при минимальных искажениях сигнала. Цепи управления PLL показанные на схеме устанавливаются на входе управления ОУ DA1 в зависимости от применённого синтезатора частоты. Цепь фильтра, которая непосредственно подключена по схеме совместима с синтезатором SAA1057, если будет применяться более доступный в наше время синтезатор TSA5511, то цепь фильтра нужно изменить по схеме, которая чуть ниже. Элементы C1 и R2 убираются и фильтр подключается к конденсатору С1. На заметку: конденсаторы у которых указан плюс у одной из обкладок это электролитические конденсаторы. Неполярные – керамические. Почему именно эти синтезаторы, то с ними был опробован возбудитель. Возможно применение любых синтезаторов частот, но в этом случае параметры фильтров придётся подстраивать под непосредственно каждую модель синтезатора. Возможно придётся  изменять схему фильтра.

Стереомодулятор

Стерео модулятор состоит из входной части, совмещённой с цепью предискажений, фильтров, сумматора, амплитудных модуляторов, опорного генератора и дифференциального каскада. Схема стерео модулятора изображена на рис.2.

Рис.2_Нажмите для увеличения

Схема довольно несложная в сборке, да и в наладке тоже. Если конечно есть осциллограф с функцией FFT, то вообще его наладить составит времени 10 минут, возможно и меньше.
Схема кодера содержит входную часть, которая так же выполняет роль корректора предискажений с временной составляющей 50 мкс. Узел выполнен на сдвоенном ОУ DA1,одновременно для обоих каналов. После корректора предискажений включены ФНЧ/фильтр пробки, которые обеспечивают срез на частоте 15 кГц по уровню около -2 дБ, а так же подавление сигналов с частотой 19 кГц по уровню около -60 дБ. После фильтров установлен регулируемый разностный сумматор, которым производиться регулировка разделения каналов (возможно обойтись и без этого узла, но в таком случае на модуляторы необходимо подавать довольно большое значение напряжения опорной частоты 38 кГц, что в свою очередь приводит к повышению уровня комбинационных частот на выходе кодера и к повышению коэффициента гармоник соответственно из-за специфики полевых транзисторов. Разностный сумматор позволяет уменьшить опорные напряжения, тем самым увеличить линейность). После сумматора установлены амплитудные модуляторы, которые выполнены на ОУ NE5534,так как эти микросхемы не имеют цепей внутренней коррекции в отличии от NE5532 и тем самым имеют высокую линейность по ФЧХ. Опорный генератор стандартный на логике и триггере-делителе частоты, формирователи синусоиды тоже стандартные. На транзисторе VT1 выполнен дифференциальный каскад, с выхода которого получаем два противофазных сигнала частотой 38 кГц, которые необходимы для работы амплитудных модуляторов в качестве балансного модулятора. На выходе кодера отсутствуют какие либо фильтры. Я их снял, так как в них нет необходимости. Уровни продуктов преобразования (гармоник) ниже -30 дБ (порядка -40 дБ), что вполне соответствует стандартам.

Монтаж:
Монтаж стерео модулятора выполнен на печатной плате. Монтаж может быть любым, но при разводке печатной платы следует учесть то, что полевые транзисторы в амплитудных модуляторах чувствительны к внешним наводкам. А наводки, в первую очередь, могут быть с генератора опорной частоты (DD1, DD2), который желательно заключить в экран. Так же желательно стабилизировать напряжения смещения (рабочей точки) на полевых транзисторах VT2 и VT3, включив в разрыв между шиной положительного напряжения питания и резисторами R37 и R38 стабилизатор напряжения, к примеру, на 8-9 вольт. На схеме он не указан.

Детали:
Резисторы в стерео модуляторе на мощность 0.125 Вт, конденсаторы в сигнальных цепях и в опорном генераторе керамические. Электролит в фильтре питания любой, соответствующих габаритов. Все катушки индуктивности покупные (к примеру, в магазине «Кварц»), но можно их намотать самому. Программы для расчёта количества витков есть в интернете.

Настройка:
Настройка кодера заключается в следующем. Для начала необходимо проверить монтаж на наличие ошибок. При правильных номиналах элементов и их исправности, цепь предискажений в настройке не нуждается, хотя можно и её проверить. Для этого необходим генератор ЗЧ и осциллограф, либо вольтметр. Можно ещё использовать программу Spectralab, но нужно быть уверенным в том, что звуковая карта имеет линейную АЧХ по входу. Цепь предискажений измеряется на трёх тестовых сигналах. 30 Гц; 1 кГц и 15 кГц. Для этого нужно подать на вход цепи предыскажений, выполненной на ОУ DA1 сигнал частотой 1 кГц и амплитудой 1 вольт. Замеряется на выходе этого ОУ напряжение. Полученное напряжение берётся за 0 дБ. После этого на вход подаётся сигнал той же амплитудой 30 Гц. На выходе амплитуда должна быть по уровню -0.4 ~ -0.5 дБ. Затем подаётся на вход сигнал той же амплитуды но частотой 15 кГц. На выходе амплитуда сигнала должна быть по уровню +13 ~ +13.25 дБ, Если всё совпадает с описанным, значит цепь предискажений работает нормально. Если нет, то возможно бракованный ОУ, либо элементы имеют большой разброс от указанных на них номиналах. В этом случае необходима замена. Сумматор на ОУ DA3 при исправных деталях в наладке не нуждается. Затем необходимо настроить формирователи синусоидального сигнала и выходные напряженитя на выходах дифкаскада на VT1. Для этого сначала настраивается в резонанс на частоту 38 кГц катушка фильтра L7, затем к выходам транзистора VT1 подключается вольтметр либо осциллограф и подбором резистора R19 устанавливается выходная амплитуда напряжения 38 кГц в пределах 1.78 ~ 1.8 вольт. На истоке и стоке транзистора амплитуды должны быть равны. В противном случае подбирается режим работы дифкаскада и значения сопротивлений в стоке и истоке транзистора. Потом необходимо настроить катушку L8 контура фильтра 19 кГц в резонанс. Затем настраиваются модуляторы. Для этого на вход кодера подаётся сигнал 1 кГц и с помощью Spectralab и заведомо исправного приёмного устройства настраивается максимальное разделение каналов путём регулирования резисторов R36 и R37. Для транзисторов 2SJ103, которые стоят у меня в схеме, на затворах должно быть в пределах 2 вольта относительно средней точки. Для облегчения настройки и большей точности можно добавить в схему установки рабочей точки делители напряжения. Дополнение к схеме представлено на рис.3.

После того как получили максимальное разделение каналов даже на одном канале, при поданном на вход сигнале 1 кГц и к выходу приёмного устройства подключённом к Spectralab, подстраивается L8 по минимальным фазовым шумам. Это на спектрограмме видно как «борода» снизу по двум сторонам «палки» частоты 1 кГц. Когда фазовое соотношение настроено верно, то «борода» на спектрограмме должна полностью исчезнуть. После этого производится  дальнейшая настройка разделения каналов регулировкой резисторов R36 и R37 путём подачи сигнала 1 кГц то в один то в другой канал и контролируя разделение на спектрограмме. Когда при определённых положениях движков резисторов и соответственно при определённых напряжениях на затворах транзисторов регулятора разделение для двух каналов будет максимальным и расстройка резисторов будет ухудшать разделение, то значит всё настроено. Я получил на частоте 1 кГц на карманный Грюндиг разделение 45 дБ.  Напряжения на затворах транзисторов могут отличаться даже значительно. Это возможно из-за разброса параметров транзисторов и разброса параметров ОУ. Желательно конечно ОУ в модуляторах и транзисторы регуляторов подобрать с максимальной точностью относительно друг друга поканально, так же как и все детали в модуляторах (резисторы).
 После настройки модуляторов необходимо только подобрать сопротивление резистора R44 для получения необходимого уровня пилот-сигнала на входе модулятора. Уровень пилот – сигнала должен быть по уровню -20 дБ по отношению к КСС. (в 10 раз меньше или при девиации +-75 кГц пилот-сигнал должен производить девиацию +-7.5 кГц).

Формирователь средней точки.

Рис.4_Нажмите для увеличения

Формирователь средней точки необходим для питания стерео модулятора. Схема его изображена на рис.4.

Схема формирователя собрана на печатной плате. Настройка его заключается лишь в подборе отношений сопротивлений R1 и R2 до получения на выходе (ср. точка) ровно половины напряжения питания.



Усилитель мощности на 10 Вт.

Усилитель мощности двухкаскадный. Его схема изображена на рис.5.
Усилитель работает в классе АВ, так как испытания показали что в режиме со смещением коэффициент усиления при входных сигналах небольшого уровня чуть ли не вдвое больший чем в режиме с отсечкой (режим С). Сигнал ВЧ с возбудителя через согласующую цепь C1C2L1 поступает на первый каскад, выполненный на транзисторе VT1 (2Т606А), где усиливается по мощности необходимой для полной раскачки выходного каскада, который выполнен на транзисторе VT2 (2Т907А), на который ВЧ поступает через согласующую цепь C7C8L4. Рис.5_Нажмите для увеличения С выхода второго каскада ВЧ поступает на ВКС, которая согласует выходное сопротивление каскада с сопротивлением фидера либо соединительного кабеля с последующим внешним усилителем мощности. Резисторы R4 и R8 антирезонансные. Это немного снижает усиление, но предотвращает самовозбуждение усилителя. Индикатор PA1 индицирует факт настройки согласования усилителя с нагрузкой.

Монтаж:
Монтаж усилителя может быть на печатной плате, а так же, что даже лучше, навесным монтажом на пятачках в экранном боксе. Случай навесного монтажа даже лучше по причине того, что в таком случае обеспечивается минимальная ёмкость монтажа. Выводы элементов должны быть возможно короче и жёстко спаяны между собой. Особенно в цепях где протекает ВЧ. При монтаже усилителя на печатной плате, все дорожки и монтажные площадки должны иметь возможно меньшую площадь и длину. Так же необходимо все выводы деталей делать возможно короткими. Первый и второй каскад перегорожены экранной перегородкой.

Настройка:
Перед включением усилителя сначала необходимо проверить монтаж на ошибки. Затем включив его, но пока не подавая внешнее возбуждение необходимо выставить токи покоя каскадов. Для этого сначала в разрыв коллекторной цепи VT1 включается миллиамперметр и резистором R3 устанавливается ток покоя каскада в районе 50-60 мА. То же самое проделывается и для второго каскада. Миллиамперметр включается в разрыв коллекторной цепи VT2  и резистором R7 выставляется такой же ток (50-60 мА) для второго каскада. После этого на усилитель подаётся внешнее возбуждение, к примеру частотой 100 МГц, отключается база транзистора второго каскада вместе с цепью смещения и в нагрузку вместо базового перехода VT2 подключается лампа накаливания (я брал автомобильную 12 Вольт 3 Вт) и в начале регулируя входную согласующую цепь подстроечными конденсаторами и затем межкаскадную согласующую цепь достигается максимальное свечение лампы. После этого лампа отпаивается, восстанавливается соединение с входом VT2, подключается на выход усилителя нагрузка 50 либо 75 Ом, в зависимости от необходимого входного сопротивления фидера и корректировкой настройки межкаскадной цепи согласования и настройкой ВКС достигается максимальное напряжение на нагрузке. При переходе на другую частоту ничего отпаивать не надо, только подключается нагрузка и корректировкой настройки цепей согласования, начиная со входной и по порядку, достигается максимальное выходное напряжение на нагрузке.

Детали:
Резисторы в усилителе в цепях смещения на 0.125 или 0.25 Вт, антирезонансные R4 и R8 мощностью не менее 0.5 Вт. Конденсаторы в ВЧ цепях керамические, подстроечные во входной и межкаскадной цепях КПК-М, в выходной КПК. Так же в выходных цепях желательно применить конденсаторы с воздушным диэлектриком. Электролитические любые подходящих габаритов на рабочее напряжение. Моточные данные катушек указаны на схеме. Индикатор любой на ток 100 мкА. Диод в схеме индикатора КД503А.


Внешний усилитель мощности на 55 Вт.

Усилитель мощности выполнен по мостовой схеме. Схема усилителя изображена на рис.6.

Усилитель работает в классе С. Транзисторы в усилителе должны подбираться с одинаковыми коэффициентами передачи. Катушки индуктивности и резисторы (R1 и R2) в усилителях для получения максимальной выходной мощности должны быть идентичными по номиналам.

Монтаж:
Монтаж усилителя навесной либо на печатной плате. Требования к монтажу те же что и в усилителе на 10 Вт. Усилитель собран в экранном боксе. На теплоотвод поставлен вентилятор для лучшего охлаждения транзисторов.

Детали:
Конденсаторы С1 и С2 КПК либо с воздушным диэлектриком. Конденсатор С3 керамический, должен быть рассчитан на напряжение не менее 600 вольт. Конденсатор С6 керамический на напряжение 1 КВ. Подстроечные конденсаторы С7 и С8  КПВМ1-1. резисторы R1 и R2 мощностью 0.5 Вт. Катушки L1 и L2 намотаны на оправке 6 мм и содержат по 6 витков. Провод диаметром 1 мм., шаг намотки 1 мм., подбирается при настройке и согласовании моста. Дроссели L3 и L4 содержат по 20 витков, намотанных виток к витку на оправке 5 мм. проводом 0.5 мм. Катушки L6 и L7 содержат по 7-8 витков, намотаны на оправке 6 мм. провод диаметром 1-1.2 мм. Катушки L8 и L9 содержат по 6 витков, намотаны на оправке 7 мм. диаметр провода 1.2 мм. Шаг намотки 1 мм., подбирается при настройке и согласовании моста. Дроссель L5 на 3-5 мкГн должен быть рассчитан на ток 5 Ампер.

Настройка:
Настройка усилителя ничем не отличается от настройки усилителя на 10 Вт. Единственное, на выходе этого усилителя присутствует высокое напряжение, настраивать нужно осторожно. Во избежание ожогов не хватать руками цепи ВКС и цепь выхода на фидер (антенну).


Для питания передатчика без оконечного УМ подойдёт блок питания с выходным напряжением 16-24 Вольт, током 1 Ампер. Напряжение питания выбирается из расчёта получения требуемой выходной мощности. Для питания передатчика с оконечным внешним усилителем необходим блок питания на напряжение 15-17 Вольт и рабочим током 5-6 Ампер. Возможно питать передатчик и внешний усилитель от двух независимых блоков питания. Печатные платы не разрабатывались пока. Если монтаж возбудителя и усилителей мощности выполнить навесным монтажом, останется только самим развести плату под стерео модулятор. Если всё выполнить на печатных платах,то нужно следовать рекомендациям данным в статье. Текстолит выбирать лучше односторонним, что бы из за присутствия на обратной стороне фольги не возникали дополнительные паразитные ёмкости. Платы после сборки помещаются в экраны с двух сторон (более точно внутрь экранных боксов). Синтезатор частоты на схеме не показан. С данным передатчиком можно использовать любой синтезатор частоты. В моём варианте используется синтезатор на PIC16F84A и SAA1057  без дисплея с переключателями установки рабочей частоты. Схему и прошивку возможно размещу отдельно на сайте.

Обсудить схему возбудителя можно здесь, усилителя мощности здесь





Яндекс.Метрика
Copyright © S.A. 2012-2016 Angren