УКВ ЧМ передатчик
Краткие характеристики:
Диапазоны частот: 65.9 - 74, 87,5 - 108 МГц;
Выходная мощность Возбудителя ~350 мВт, с внешним усилителем 10-12 Вт;
Диапазон звуковых частот: 30-15000 Гц;
Коэффициент нелинейных искажений: ~ 0.04%
Разделение стерео каналов: ≥ 55 дБ
Соотношение сигнал/шум ≥ 90дБ
Напряжение питания ± 12 Вольт.
Возбудитель
Возбудитель состоит из ЧМАГ со схемой управления, предварительного согласующего УВЧ, делителя частоты, эмиттерных повторителей и выходного усилителя ВЧ.
Особенность данной схемы в том, что частотно модулированный автогенератор (ЧМАГ) работает на удвоенной частоте и девиация частоты при модуляции так же удвоена. Данный метод позволил снизить влияние последующих каскадов на работу задающего генератора а так же снизить нелинейные искажения и улучшить общее соотношение сигнал/шум.
На ОУ OP1 и транзисторе VT1 собрана согласующая схема управления, которая преобразует положительное управляющее напряжение с выхода синтезатора частоты в отрицательное, которое необходимо для управления ёмкостью варикапами частотного модулятора при установке частоты. ЧМАГ собран по схеме ёмкостной трёх точки на транзисторе VT2 и варикапах VD1 - VD8, которые выполняют так же роль делителя ПОС. Напряжение модуляции подаётся на управляющий вход (катоды) варикапов. Этот вход соединён с общим проводом сопротивлением довольно низкого номинала (0.5 Ом) так как теоретически в данном генераторе управляющий вход варикапов должен быть заземлён. В результате частотный модулятор имеет очень низкое входное сопротивление, но это и большой плюс. Так как варикапы модулятора нагружены на очень низкое сопротивление, то исключается их инерционность и результате изменение их ёмкости строго пропорционально изменению входного напряжения модуляции вплоть до единиц МГц, в отличии от распространённых схем в Интернете, где управление на варикап подаётся через резистор, в лучшем случае 22 кОм, в худшем вообще 100 кОм а варикап, как известно, тот же конденсатор, который на высокое сопротивление в цепи никогда мгновенно не перезарядиться. В итоге в таких простейших схемах на высоких частотах модуляции и при модуляции КСС возникают высокие динамические искажения и в силу которых повышаются искажения, особенно в стерео режиме, нарушается разделение стерео каналов. В данной же схеме данного рода искажения полностью устранены. Проводились тесты при помощи подачи на модулятор импульсов разной длительности и формы, которые контролировались осциллографом на выходе измерительного широкополосного ЧМ демодулятора. Диод VD9 стабилизирует амплитуду ВЧ на варикапах модулятора, что значительно снизило шумы и уровень гармоник на выходе генератора.
С выхода ЧМАГ ВЧ подаётся на усилитель - согласующий каскад на транзисторе VT3, который усиливает ВЧ с выхода генератора до определённого уровня и выполняет согласование с делителем частоты на счётчике DD1. На выходе счётчика включён ФНЧ 5-го порядка, с выхода ФНЧ ВЧ подаётся на эмиттерные повторители собранные по схеме составного повторителя на транзисторах VT4,VT5 и VT6,VT7. Применение составных эмиттерных повторителей обусловлено тем, чтобы по максимуму развязать и исключить взаимное влияние усилителя ВЧ и выхода контроля и наилучшим способом согласовать низкоомный вход первого каскада УВЧ с выходом повторителя без ЦС. Вывод ВЧ на синтезатор (выход контроля) производиться непосредственно с выхода эмиттерного повторителя VT4,VT5, с выхода повторителя на VT6,VT7 ВЧ подаётся на вход двухкаскадного УВЧ на транзисторах VT8,VT9. Каскады УВЧ охвачены обратной связью через цепи R26С38 в предварительном каскаде и R29C42 в выходном каскаде. Данное решение позволило согласовать каскады в широком диапазоне частот без применения ЦС, а так же повысило устойчивость усилителя.
Детали:
Резисторы SMD типоразмера 0805. Я применил из ряда E92 с допуском 1%. Резистор - перемычка (на схеме не указан) в цепи установки коэффициента деления счётчика DD1 типоразмера 1206. Резистор R3 на плате состоит из двух параллельно установленных сопротивлением 1 Ом.
Конденсаторы SMD типоразмера 0805 группы NP0, в цепях блокировки ёмкостью 0.1 мкФ группы X7R.
Электролитические конденсаторы, кроме C2,C3,C4,C23,C50,C51 полимерные (танталовые) на напряжение 16 - 25 Вольт. Конденсаторы C8,C10 на напряжение 6.3 - 10 Вольт.
Электролитические конденсаторы C2,C3,С50,C51 выводные на напряжение не менее 25 Вольт, C4,C23 на напряжение не менее 10 Вольт.
В генераторе на диапазон 65.8 - 74 Мгц резистор R1 перемычка 0 Ом, R2 сопротивлением 30 Ом. Так же в случае работы генератора в данном диапазоне вместо L6 установлена перемычка.
Дроссели L1,L2,L3,L7 SMD типоразмера 0805 10 мкГн.
Ферритовые бусы FB1,FB2,FB3 типа TB201209G601.
К выводам 5 и 8 ОУ OP1 припаивается электролитический конденсатор ёмкостью 100 мкФ на напряжение не менее 25 Вольт. Положительный вывод конденсатора подключается к выводу 8. Пятачки под пайку выводов на плате присутствуют.
Данные катушек индуктивности для диапазона 65.8 - 74 МГц:
COAXIAL - отрезок коаксиального кабеля RG174. Длина отрезка без залуженных выводов ~70 мм. Это для кабеля с медной оплёткой. Попадался RG174 с лужёной (посеребрённой) оплёткой. С таким типом кабеля длина отрезка получилась ~150 мм. Более точно длина резонатора подбирается при настройке таким образом, чтобы при настройке на самую нижнюю рабочую частоту ( 65.8 МГц) напряжение на варикапах было не менее - 4.5 Вольта.
L4,L5 содержат по 6 витков провода 0.8 мм на оправке 5 мм.
L8 содержит 15 витков провода 0.5 мм на оправке 5 мм.
L9,L10 содержат по 7 витков провода 0.8 мм. Катушка L9 намотана на оправке 6 мм, катушка L10 на оправке 7 мм.
Данные катушек для диапазона 87.8 - 108 МГц:
COAXIAL - отрезок кабеля RG174. Длина отрезка без залуженных выводов ~ 20 мм для типа кабеля с медной оплёткой. Для типа кабеля с лужёной (посеребрённой) оплёткой длина отрезка получилась ~ 40 мм. Более точно длина резонатора подбирается таким образом, чтобы при настройке на самую нижнюю рабочую частоту ( 87.5 МГц ) напряжение на варикапах было не менее - 4 Вольта.
L4 содержит 6 витков провода 0.8 мм на оправке 5.5 мм, L5 содержит 5 витков того же провода на оправке 5 мм.
L8 содержит 15 витков провода 0.5 мм на оправке 4 мм.
L9,L10 содержат по 6 витков провода 0.8 мм на оправке 5.5 мм.
Настройка:
При правильной сборке схема сразу начинает работать. Единственное, требуется подобрать длину резонатора в генераторе по методике описанной выше и при подключении нагрузки с измерителем выходного напряжения (мощности) сжатием/растяжением витков катушек L4,L5 и L9,10 добиться равного значения выходной мощности во всём диапазоне рабочих частот.
Плата разрабатывалась под заказ на производстве.
Усилитель мощности
Краткие характеристики:
Входная мощность ~ 350 мВт
Выходная мощность ~ 10 -12 Вт;
Напряжение питания 24 Вольта.
Усилитель выполнен на транзисторе 2Т909А. Усилитель не широкополосный, при установке частоты требуется настройка цепей согласования.