Схема УКВ радиотелефона на диапазон 65-108 МГц, 5мВт (до 100м)
Разработанная мною схема предназначена для сборки простого и экономичного радиотелефона,состоящего из телефон-трубки и базового блока, подключаемого к телефонной линии. Дуплексная связь между ними осуществляется в диапазоне 65... 108 МГц на расстоянии до 100 метров, что позволяет настроить радиотелефон с помощью обычных УКВ и FM приемников.
Технические характеристики:
- Радиус действия, м - 50...100
- Рабочая частота в пределах, МГц - 65...108
- Чувствительность приемного тракта, мкВ - 5
- Мощность передающего тракта. не более, мВт - 5
- Режим работы - дуплексный
- Модуляция речевого сигнала - ШМЧ
- Модуляция управляющего сигнала - 100% АМ
- Ток потребления турбки не более, мА - 20
- Ток потребления базы в рабочем режиме не более. мА - 8
- Питание трубки и базы, В - 3...5
- Антенна трубки телескопическая, см - 30...60
- Антенна базы телескопическая, см - 50...100
Схема отличается крайней простотой и хорошими характеристиками, не содержит дефицитных деталей, проста в изготовлении и наладке.
Рис. 1. Структурная схема радиотелефона.
Принцип работы радиотелефона
Алгоритм работы радиотелефона полностью соответствует алгоритму работы обычного телефона. В основу работы радиотелефона положен метод прерывания несущей.
В дежурном режиме в базе работает только приемник на микросхеме DA1 (рис. 2). При поступлении сигнала вызова по телефонной линии срабатывает вызывное устройство в базе на транзисторе VТ2, работающее на резонансе пьезоизлучателя ЗП.
При включении трубки передатчик на транзисторе VТ2 (рис. 3) излучает несущую частоту, которая принимается приемником базы на микросхеме DA1.
На наличие несущей реагирует система бесшумной настройки “БШН” приемника базы, которая открывает ключ на микросхеме DA2, включая передатчик базы на транзисторе VT3. Так происходит занятие телефонной линии. В таком состоянии она находится, пока включена трубка.
В базовом блоке индикатором занятой линии служит светодиод VD2. Передатчик базы запитывается полностью от телефонной линии, что упрощает конструкцию радиотелефона, делая ее более экономичной.
При передачи информации модулированный ВЧ сигнал от передатчика трубки на транзисторе VТ1 поступает на вход приемника базы на микросхеме DA1.
С выхода приемника преобразованный НЧ сигнал через открытый ключ на микросхеме D2, выполняющий роль усилителя, поступает в телефонную линию.
На вход приемника трубки на микросхеме DA1 ВЧ сигнал поступает от передатчика базы на транзисторе VT3, который модулируется напряжением телефонной линии.
Затем отработанный НЧ сигнал поступает на усилитель на транзисторе VТ1. Таким образом, система готова работать в дуплексном режиме.
Для работы передатчика и приемника на одну антенну, и чтобы при этом сигнал передатчика не влиял на свой приемник, в трубке и базе радиотелефона используются фильтр пробки С14, L3 и С11, L2.
Рис. 2. Принципиальная схема базы радиотелефона.
Рис. 3. Принципиальная схема трубки радиотелефона.
При наборе номера с выхода номеронабирателя трубки на микросхеме DD1 импульсы набора прерывают несущую передатчика трубки на транзисторе VT2 на число раз, соответствующее цифре. Тем самым осуществляется 100% амплитудная модуляция управляющего сигнала.
Столько же раз при отсутствии несущей реагирует система “БШН” приемника базы на микросхеме DA1, которая запирает ключ на микросхеме DD1, отключая передатчик базы на транзисторе VT3 от телефонной линии.
Таким образом формируются импульсы набора номера. По аналогичному алгоритму происходит сброс телефонной линии, который осуществляется клавишей “#”. Повторный набор номера осуществляется клавишей “*”.
Нажатие клавиш номеронабирателя на микросхеме DD1 сопровождается звуковыми сигналами пьезоизлучателя ЗП.
Настройка радиотелефона
Настройка передатчика трубки сводится к установке несущей частоты при максимальной дальности передачи последовательной подстройкой R5, С18 в тот участок диапазона 65... 108 МГц, где нет радиостанций.
Определить это можно по образцовому приемнику, имеющему диапазон 65... 108 МГц. При этом потребляемый ток передатчика трубки должен быть около 5 мА.
Передатчики трубки и базы желательно экранировать. Затем настраивают приемник базового блока на частоту передатчика трубки подстройкой С2, а подстройкой R2 добиваются надежного занятия телефонной линии и уверенного набора номера.
При этом напряжение в занятом состоянии должно составлять 5... 10 В. Аналогично настраивают передатчик базы при занятой линии по образцовому приемнику.
Последовательной подстройкой R5, С13 устанавливают несущую частоту передатчика базы при максимальной дальности передачи в тот участок диапазона 65...108 МГц, где нет радиостанций.
При этом потребляемый ток передатчика базы должен быть около 5 мА. Так как радиотелефон работает в дуплексном режиме, между радиоканалами должен быть разнос частот не менее 2 МГц.
Аналогично настраивают приемник трубки на частоту передатчика базы подстройкой С1. В базовом блоке подстройкой R2 добиваются уверенного прохождения НЧ сигнала в телефонную линию, не заглушая при этом ответ телефонной станции.
Теперь в трубке настраивают фильтр-пробку подстройкой С14 по минимальному проникновению сигнала от передатчика на приемник трубки. Аналогично настраивают фильтр-пробку в базе подстройкой С11. Желаемую громкость трубки выбирают подстройкой R3. На этом настройка радиотелефона закончена.
Выбор диапазона 65...108 МГц обусловлен простотой настройки радиотелефона с помощью заводских приемников, что делает доступным настройку даже начинающим радиолюбителям. Но здесь есть свои недостатки - прослушивание телефонного разговора на соседний радиоприемник, расположенный в радиусе 50...
100 метров. Поэтому при желании можно настроить этот радиотелефон в диапазоне 30...150 МГц, используя микросхему TD7021 вместо микросхемы К174ХА34, так как не все отечественные аналоги сохраняют свою работоспособность в таком диапазоне частот. Для этого надо только изменить индуктивность всех катушек как в приемниках, так и передатчиках радиотелефона.
Детали
Микросхему DA1 К174ХА34 лучше заменить на ее зарубежный аналог TDA7021. Вместо микросхемы DD1 К1008ВЖ1 подойдет любая микросхема номеронабирателя с соответствующей схемой включения, но обязательно с импульсным выходом. Транзистор КТ368 можно заменить на любой ВЧ-транзистор с ограниченной частотой не менее 300 МГц.
Транзистор КТ315 можно заменить на любой НЧ транзистор. Дроссели используются любые индуктивностью больше 30 мкГн. Все катушки содержат 5...6 витков провода ПЭВ диаметром 0,5 мм на каркасе диаметром 5 мм.
Вместо микросхемы К1008ВЖ1 подойдут такие микросхемы номеронабирателей как К1008ВЖ5, К1008ВЖ7, но с соответствующей схемой включения. Микросхема КР1014КТ1 подойдет с любым буквенным индексом.
Транзистор КТ315 можно заменить на любой НЧ транзистор. Диоды КД503 можно заменить на КД522 и другие. Дроссели используются любые - индуктивностью больше 20 мкГн.
Все катушки содержат (для диапазона 30...150 МГц) 2...10 витков провода ПЭВ диаметром 0,5 мм на каркасе диаметром 5 мм, у некоторых из них имеется отвод от середины.
Микрофон МКЭ-84 можно заменить любым электретным, изменится лишь схема включения. Телефонный капсюль можно использовать любой, сопротивлением 16...64 Ом.
Пьезоизлучатель можно использовать типа ЗП-1, ЗП-З или импортный, при этом отрубку радиотелефона его можно не ставить.
В качестве источника питания трубки радиотелефона лучше использовать аккумуляторы на напряжение 3,6 В или 4,8 В. Для приемника базы можно использовать блок питания на напряжение 3...5 В или аккумуляторы на это же напряжение, так как приемник потребляет сравнительно малый ток.
Антенна в трубке и базе радиотелефона используется телескопическая, длиной 30...100 см, которая зависит от рабочей частоты. Можно укоротить ее длину до 15...30 см, введя удлиняющую катушку между антенной и антенным входом радиотелефона.
Настраивают антенну в резонанс, выдвигая ее секции и изменяя индуктивность катушки, число витков которой подбирают экспериментально.
Чтобы уменьшить влияние передатчика на свой же приемник, желательно включить между фильтр-пробкой и входом приемника избирательный контур, настроенный на частоту приемника.
При этом несколько увеличится избирательность и чувствительность приемника. Однако, можно поступить и по-другому - использовать раздельные антенны: одну в режиме приема, а другую - в режиме передачи, что, конечно, не совсем удобно.
Печатная плата
Так как большую роль в работоспособности конструкции играет правильный монтаж элементов, то на рис. 4 и рис. 5 приводятся чертежи печатных плат трубки и базы радиотелефона, которые выполнены из одностороннего фольгированного текстолита.
Шаблоны этих печатных плат очень легко переносятся на фольгированный текстолит. Корпусом трубки может служить простейший телефон-трубка импортного или отечественного производства, а корпусом базы - подходящего размера корпус от телефона. Передатчики трубки и базы желательно экранировать.
Данная конструкция при работе показала неплохие результаты. Ее оригинальность - в предельной простоте, хотя конструкция и уступает по своим характеристикам промышленным изделиям.
Но это позволяет начинающим радиолюбителям собрать самим радиотелефон, начиная с простого и переходя к более сложным. У всех простых конструкций есть свои недостатки, главным недостатком описываемой в данной статье является уход несущей частоты передатчиков трубки и базы радиотелефона, что сказывается на качестве связи. Дальность радиотелефона тоже оставляет желать лучшего.
Рис. 4. Печатная плата для схемы для схемы трубки радиотелефона.
Рис. 5. Печатная плата для схемы для схемы базы радиотелефона.
К недостаткам этой конструкции можно отнести и отсутствие приема вызывного сигнала на трубку радиотелефона в дежурном режиме.
Все это делает конструкцию не столько практической, а сколько демонстрационной. Для увеличения дальности действия этого радиотелефона необходимо увеличить чувствительность приемников и мощность передатчиков трубки и базы, предварительно стабилизировав несущую частоту кварцем.
“Некварцованные” передатчики большой мощности отличаются низкой стабильностью несущей частоты и ухудшают помеховую обстановку в целом.
Поэтому, целесообразнее выполнить радиотелефон с кварцевой стабилизацией частоты и с повышенной выходной мощностью. При этом следует заметить, что мощность передатчика базы ограничена мощностью телефонной линии.
Поэтому, при построении более мощного передатчика в базе, необходимо запитывать его от блока питания, что несколько меняет схемотехнику базы радиотелефона.
А. Шумилов. РМ-12-17.