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无线电电子与电气工程百科全书 145 MHz 实验性 FM 发射机。 无线电电子电气工程百科全书
所提出的发射器设计简单、尺寸小、组装在易于接近的部件上。 可以推荐将其作为便携式无线电台的组成部分，或者作为在本地 VHF 网络中工作、调谐天线等时的实验性无线电台。 发射器在电源电压为 1 V 时输出功率为 9,5 W，频率偏差为 +/- 3 kHz。 发射机框图如图1所示。 来自麦克风的信号被馈送到放大器 A1，并从放大器馈送到具有石英稳频功能的调制振荡器 G1。 FM 信号的三次、四次或五次谐波（取决于所用石英谐振器的频率）被馈送到倍频器 U1。 两米业余频段内的转换信号由两级放大器放大并馈入天线。
图2显示了发射机的示意图。 来自 BM1 麦克风的信号通过去耦电容器 C1 和电阻器 R1（覆盖 AF 范围的较低频率）馈送到运算放大器 (op-amp) DA1 并由其放大。 电容器 C2 保护放大器输入免受射频干扰。 运放负反馈电路中的电阻R4决定其增益。 电阻R2、R3平衡直流运算放大器，同时通过低通滤波电阻(LPF)设定连接到直流运算放大器的变容二极管矩阵的电容变化特性的工作点R5C4R6。
变容二极管上的电压随着音频信号的频率而及时脉动。 它们的电容串联在石英振荡器反馈电路中的电容分压器上，因此，当石英振荡器被激励时，其频率也会随着声音信号而变化。 主振荡器由晶体管VT1构成。 石英谐振器ZQ1包含在基极电路中并以并联谐振频率激励。 晶体管集电极电路中的L1C9电路发射频率在72:73 MHz范围内的电压。 对偶次谐波进行操作的顺相平衡倍频器（在本例中为倍频器）的输入端通过电感方式连接到该电路的线圈。 带通滤波器（PF）L3C13C15L4C16分配频率为144：146 MHz的电压（取决于ZQ1石英谐振器的频率），该电压从L4线圈的部分匝，通过隔离电容器进入放大器第一级的输入，由晶体管VT4制成。 它以 AB 类模式运行，并在参数电压调节器（硅二极管 VD3）上获得较小的初始偏置，该硅二极管 VD5 连接在电流的正向方向上。 放大和滤波后的（PF L20C6L21C5）电压提供给组装在VT1晶体管上的最终功率放大器。 级联没有任何功能，它工作在 C 类。放大的射频电压（这里最好谈论电流或功率）通过抑制高次谐波的低通滤波器和带有负载的匹配级馈入WA26 天线。 电容CXNUMX断路。 麦克风放大器和晶体振荡器由 VD1 齐纳二极管上的参数电压调节器供电。 LED HL1 与齐纳二极管串联，指示包含发送器。 RC 滤波器 R10C10、R12C14、R16C22 以及 R14C18 和电容器 C3、C5 和 C23 通过解耦发送器的功率级来提高发送器的稳定性。 发射器天线可以是四分之一波振动器、带有缩短线圈的鞭状天线、螺旋天线。 在静止条件下，整个天线库都是可以接受的：从 GP 到多元件和多层。 笔者测试的发射机天线为：GP和16元F9FT。 该发射器采用双面箔玻璃纤维制成，尺寸为 137,5 x 22 x 1,5 毫米（图 3）。 从电路板的上侧（部件安装在其上）围绕插入元件引线的孔，与公共电线隔离，通过埋头孔去除箔片。 外壳上的所有焊接均在电路板的顶部进行，除非结构上不可能（例如，垂直安装石英谐振器时），否则电路板顶部的“接地”点通过跳线连接到板底部的箔片（板图纸上的这些位置用划叉的圆圈标记）。
变送器采用小尺寸零件，安装紧密。 如果安装困难，可以将部分电阻和电容放置在印制导线的一侧。 VT5功放三极管倒置安装在板子顶部（螺丝拧紧）。 其水晶盖嵌入板上直径 7 毫米的孔中。 平面基极和集电极引线重叠焊接到板顶侧的蚀刻或切割导体上，发射极引线在主体两侧焊接到“接地”箔。 电容C26安装在板外（板与天线插孔之间）。 麦克风位于发射器（便携式无线电）的底部，以使操作员的大脑远离天线辐射。 更好的是使用位于其主体上的“接收-发射”开关的远程麦克风，后者将允许您用伸出的手臂将广播电台举过头顶，从而“移动无线电地平线”，提供无线电广播更远距离的通讯。 该设计使用电阻MLT-0,125（MLT-0,25）、R11-SP3-38，微调电容KT4-23、KT4-21，容量为5:20、6:25 pF、C1、C7、C8、C17 - KM ，C15-KD，C5-K53-1A，其余电容器-KM，K10-7，KD。 麦克风 VM1 - 驻极体胶囊 MKE-84-1、MKE-3 或在极端情况下为 DEMSh-1a。 稳压二极管VD1-KS-156A、KS-162A、KS168A，在没有HL1 LED的情况下，可以通过增大电阻R17的阻值来拒绝指示。 二极管VD3——任意硅低功耗小尺寸，VD2——变容矩阵KV111A、KV111B。 当使用单独的变容二极管（KV109、KV110）时，它代替 VD2.1 接通，电阻器 R7 被移除，电容器 C7 的输出（根据方案保留）焊接到元件的连接点C6、R6、VD2.2。 运算放大器 DA1 - K140UD6 - K140UD8、K140UD12 系列中的任何一个。 建议在较高的发射器电源电压（使用齐纳二极管 VD140 - KS8A 时为 12 V 或更高）下使用 OA K1UD168。 在 K8UD140 OU 的引脚 12 处，应从电源的正极总线通过 2 MΩ 电阻器施加控制电流。 作为VT1，您可以使用截止频率至少为300 MHz的任何低功率晶体管，例如KT315B、KT315G以及KT312和KT368系列。 晶体管VT2：VT4也是低功耗的，但截止频率至少为500 MHz，例如KT368、KT316、KT325、KT306、BF115、BF224、BF167、BF173系列。 晶体管 VT5 - KT610A、KT610B、KT913A、KT913B、2N3866、KT920A、KT925A。 并非所有建议使用的晶体管都与作者的 KT610A 发射器版本中使用的晶体管尺寸相同。 迭代设计时必须考虑到这一点。 为了减小发射器设计的尺寸，在多个高频级中使用同一个晶体管组件是不合需要的，因为由于强级间耦合，发射器参数将会恶化：频谱纯度、次激励将出现以及无法达到最大输出功率。 发射机可使用石英谐振器，基频为：14,4:.14,6； 18,0:18,25； 24,0:24,333 MHz 或频率 43,2:43,8 处的谐波（泛音）； 54,0:54,75; 72,0:73,0 MHz。 除 L1 和 L2 之外，发射器线圈都是无框的。 L1和L2位于直径为5毫米的框架上，带有VHF无线电台的铁氧体调谐磁芯，最好不低于20 HF。 如果不是这种情况，那么您可以使用黄铜、铝，或者通过按比例计算线圈 L1 和 L2 的匝数并从电路板印刷轨道一侧焊接一个小型微调电容器来完全放弃磁芯。 L1绕上一圈以打开框架，L2绕在L1上。 在线圈 L1 和 L2 之间，建议放置一个箔片开环形式的静电屏蔽，并在一点（一侧）“接地”。 线圈 L3:L8 放置在距电路板 0,5:1,0 mm 的位置。 线圈的绕制数据如表所示。 如果发射机电路中采用微波铁氧体调谐磁芯的线圈，并在相应线圈的屏蔽下隐藏容量不超过10 pF的电容器（而不是调谐电容器），则发射机的输出功率将会增加，安装体积减少，电路采用线圈铁芯调谐。 在设置变送器之前，需要检查电路板上的印刷导体之间是否存在短路。 然后，电台工作的电压被确定为新鲜电池和放电电池电压的算术平均值，例如：新鲜电池的电压为9V，放电电池的电压为7V， (9 + 7) / 2 = 8 V 在 8 V 电压下，应对发射器进行调谐，这将确保发射器参数对电源电压的依赖性最小，并在经济性方面做出妥协。 事实上，随着电源电压的增加，发送器消耗的电流增加，这不仅是由于末级累积功率的增加，而且是由于稳定电流VD1的增加，以提高发射机的效率。对于发送器来说，减小该电流是有用的，但是当电池放电时，当电源电压降低时，存在跳出齐纳二极管稳定电流下限的风险。 发射器输出上连接了一个等效装置：两个阻值为 0,5 欧姆的 MLT-100 电阻并联。 从公共线（当电源关闭时！）焊接齐纳二极管 VD1 的输出，并打开与其串联的毫安表，以箭头 30:60 mA 的全偏转电流。 然后打开发射机电源。 通过将电源电压从最大允许值更改为最小允许值，通过选择电阻器 R17 的阻值，可以确保在电源电压的极端允许值下，齐纳二极管不会退出稳定模式（最小稳定电流KS162A 为 3 mA，最大为 22 mA）。 之后，关闭电源，连接恢复。 通过正确的安装和可维修的部件，可以通过调整电路并使用谐振波计进行控制来继续建立发射器。 首先，通过旋转L1线圈的调谐铁氧体磁芯，在L72C73电路中以1:9 MHz的频率（取决于石英谐振器的频率）实现最大电压值。 然后，电路L3C13、L4C16、带通滤波器和低通滤波器依次调谐到频率为144:146MHz的最大电压。 如果同时任何微调电容器处于最大或最小电容位置，则需要使用例如玻璃纤维板（电介质）分别压缩或扩展相应环形线圈中的匝数。 波长计读数的急剧变化，测量头的箭头偏差，即使石英谐振器短路和（和）波长计与工作发射器的频率失谐，收听时出现无关的泛音接收器上的发射器信号表明发射器的寄生自激。 如果发生这种情况，您应该将安装的组件尽可能降低到电路板的“接地”箔，将所有电容器的引线缩短到所需的最小值，将去耦器设置为屏蔽（与电路平面成直角）板，不要水平放置）。 它会影响发射机的稳定运行并降低电容器的质量：电容器上的裂纹、介质泄漏、低频类型电容器的使用、电容器的大尺寸。 电路调谐完毕后，选择石英振荡器中电阻R9的阻值，同时关注发射机的最大输出电压，然后根据其频率输出时的最佳抑制，用调谐电阻R11对倍频器进行平衡。 72:73 MHz 区域（取决于所使用的石英谐振器）。 在频谱分析仪的屏幕上观察谐波的存在及其绝对和相对电平很方便，不幸的是，频谱分析仪尚未成为大规模使用的设备。 对于最“细致”的调谐器，我们还建议根据最大输出功率来选择电阻器R8的阻值和电容器C7/C8的电容比。 在平衡频率乘法器（倍频器）中，调谐电阻器R11可以用两个常数代替，并且可以单独选择它们的值。 在这种情况下，不仅需要从72：73 MHz范围内的最大频率抑制开始，而且还需要在144：146 MHz范围内获得最大输出电压，用谐振波计控制它。 L3C13电路或位于发射机输出端。 乘法器中也可以使用场效应晶体管，但是在这种情况下，需要增加L2耦合线圈的匝数。 如果需要，可以通过失谐L1C9电路来调整发射器频率（在小范围内），但是，由于调制过程中晶体振荡器产生故障的风险，因此不希望在这种模式下操作。 在发射机中，您可以使用四倍频器来代替倍频器。 在这种情况下，L1C9 电路必须调谐至 36,0:36,5 MHz。 在主振荡器中，您可以使用石英谐振器，基频：7,2：7,3； 9,0：9,125； 12,0:12,166; 18,0:18,25 MHz 或泛音：21,6:21,9； 27,0:27,375; 36,0:36,5; 45,0:45,625； 60,0：60,83 兆赫。 然而，应该考虑到，具有四倍频器的发射机的输出功率将小于具有倍频器的发射机，此外，可能需要在发射机的PF和LPF中包括额外的链路。 当发送器由12V电源供电时，为了节省成本，可以使用齐纳二极管D1A、D814B、D814作为VD818，同时需要选择电阻器R17的阻值，如上所述。 连接附加功率放大器时，发射机应与其完全屏蔽。 发射器可以有多个通道，为此，L1L2 射频变压器上应放置尽可能多的 L1 线圈，因为将有由电源切换的发生器（通道），并通过 AF 并联。 另外，为了调节发射机的频率，可以与ZQ1石英谐振器串联，接通调谐电容或带有调谐铁氧体磁芯的电感，在第一种情况下，频率增加，在第二种情况下，频率降低。 所安装的发射器的板可以水平或垂直放置在其外壳中。 电容器C15安装在印刷轨道的侧面。 电容器 C17 的上端（根据图示）直接焊接到线圈 L4 的匝上。 线圈L2用双线绕制以确保对称，然后将一根线的始端连接到另一根线的末端。 文章中列出了进口设备中残留的、可商用的外国晶体管的名称，这是一个悖论：有时外国晶体管比国产晶体管更容易找到，而且前者的成本低于后者。 如果要使发射机工作在较宽的电源电压范围内，则应放弃HL1 LED，重新选择电阻R17的阻值，在电阻R0,47的连接点之间引入一个容量为0,68：4 uF的去耦电容。连接到运算放大器的端子 6 和电阻器 R5，将其并联到齐纳二极管 VD1 是一个阻值为 200:220 kOhm 的调谐电阻器，用它来“悬挂”变容二极管的调制特性的中间矩阵。 附加微调滑块必须连接到连接点 R5C4R6。 晶体管VT1基极上的偏压也可以通过电阻分压器施加，这使您可以在更大的电源电压范围内工作，并具有更稳定的工作点。 为了实现 FM 调制器的精确操作，在 VD1 齐纳二极管电路中包含一个电流稳定器可能很有用，例如 [2] 中的内容。 后者可以通过希望在稳定特性内获得非常小的电源电压变化来解释：对于齐纳二极管上的参数稳定器，这是 30:40 mV，对于电流稳定器 - 1 ... 2毫伏。 实际应用中，如图所示。 接通[1]中的2代替R17，KP303E晶体管，电阻值为100：150欧姆（根据稳压二极管VD1的额定稳定电流选择）。 如果发射机不需要全功率，那么可以不使用末级，将天线通过C24L8C25低通滤波器连接到VT4晶体管的集电极，或者将天线连接到L5线圈的抽头（不超过1：从“冷”端绕1,5圈），保留电容器C20，其右侧（根据图表）输出连接到公共电线：我们得到了一个经济的袖珍型发射器，可以在以下情况下做得很好：例如，调谐天线。 当发射机自激时，如上所述，将安装位置降低到更靠近箔片的位置，将零件的引线缩短到最小合理长度，对于垂直安装的零件，最靠近板的下部引线应“热”对于 RF，去耦电容应为 RF 类型，电容值为 1000:68000 pF。 从电路图中可以看出，相对于线圈L1和L2，发射机可以说由两部分组成：带有FM调制器和麦克风放大器的石英振荡器以及带有两级功率的倍频器放大器。 这种结构允许设计者按照块原则使用发射器的部件，并自行决定用相同类型的部件替换它们。 相对于指定的“交点”（L1和L2），可以“乘法”——使用多个晶体振荡器与公共麦克风放大器、倍频器和功率放大器——当需要多个（最多五个）通道进行传输时的一种措施如果将它们切换为直流电，则需要与所使用的晶体振荡器一样多的 L1 线圈。 您还可以将两个功率放大器连接到（例如）单通道发射机，并通过其自己的天线（例如，在堆叠中或定向到不同方向）为每个天线供电，以提高效率（而不是 GP）。 您还可以使用主振荡器作为无线电台的一部分，通过中继器进行工作。 本机振荡器电压（在本例中，其作用由 VT1 上的发射机石英本机振荡器发挥）通过耦合线圈（绕 L1 数圈）馈送到接收器混频器，该混频器按照超外差原理工作，具有600 kHz 的低中频。 混频器必须对本地振荡器的二次谐波进行操作（直接转换技术）。 可以使用 SYNTEX-72 原理，同时向两个混频器施加电压 [3]。 顺便说一句，SYNTEX-72 系统在频率方面没有给出 IF2 中图像通道抑制的增益 - 这是我的错误 - XCUSE！ 但是，由于 IF 进一步“隐藏”在底层电路和带通滤波器后面的无线电接收器电路中，因此，当使用通常的转换方法时，IF2 上的镜像通道的抑制效果比低 IF 的单次转换要好得多。 实验调频发射机线圈在 145 MHz 时的绕组数据：
最后，我要感谢 V.K. 卡利尼琴科 (UA9MIM)。 文学
作者：A.Besedin
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