Контрольный приёмник для обнаружения помех радиоуправляемым моделям

Предлагаемый радиоприёмник предназначен для слежения за обстановкой в эфире в диапазоне 26,957 - 27,283 МГц, отведённом для радиоуправления моделями.

Наличие радиопомех, создаваемых как аппаратурой радиоуправления другими моделями, так и радиопередатчиками различного назначения, работающими на близких частотах, может быть причиной не только неисполнения подаваемых команд, но и аварии модели.

Более всего к радиопомехам восприимчивы радиоприёмники авиамоделей во время полёта, поскольку их антенны подняты высоко над землёй и им "видны" весьма удалённые источники помех. Особенно насыщен помехами диапазон 26,957...27,283 МГц, поскольку в нём нередко работают и СиБи-радиостанции.

Высокочувствительный контрольный приёмник этого диапазона даёт возможность, прослушивая эфир перед стартом модели и во время её полёта, убедиться в отсутствии помех и своевременно среагировать на их появление, что значительно повышает надёжность управления моделью. На практике для этого используют супергетеродинные и сверхрегенеративные контрольные радиоприёмники.

Первые [1] имеют высокую чувствительность и избирательность, регулируемую полосу пропускания. Их можно настроить на любую из фиксированных частот, отведённых для радиоуправления [1, 2]. Недостаток супергетеродина - сложность схемы и конструкции, трудность налаживания, высокая стоимость.

Вторые [1, 3, 4] значительно проще, имеют высокую чувствительность, но ввиду низкой избирательности позволяют сделать вывод лишь о наличии помехи в сравнительно широкой полосе частот, а не на конкретной фиксированной частоте.

Кроме того, сверхрегенеративный радиоприёмник сам излучает помехи, поэтому без специальных мер по их устранению его нельзя включать во время управления моделью.

Однако изготовление контрольного сверхрегенеративного радиоприёмника несложное, а информации о помеховой обстановке, полученной с его помощью, во многих случаях бывает достаточно. Поэтому сверхрегенеративные контрольные радиоприёмники, несмотря на их существенные недостатки, востребованы многими авиамоделистами.

Предлагаю свой вариант контрольного сверхрегенеративного радиоприёмника.

Основные технические характеристики

Чувствительность, мкВ, не хуже ............... 2...5
Центральная частота полосы пропускания, МГц ........... 27,12
Полоса пропускания высокочастотного тракта, кГц, более ........ 500
Напряжение питания, В.........5...12
Ток потребления, мА, не более ......... 25.

Принципиальная схема

Приёмник способен обнаруживать как немодулированное, так и модулированное или манипулированное излучение. Принятые сигналы воспроизводит встроенная в него динамическая головка.

Принципиальная схема приёмника приведена на рисунке. В нём использованы хорошо зарекомендовавшие себя на практике "классические" схемные решения.

Он состоит из усилителя радиочастоты (УРЧ), сверхрегенеративного детектора, усилителя звуковой частоты (УЗЧ), выходного усилителя мощности и стабилизатора напряжения питания.

Рис. 1. Принципиальная схема КВ приемника для контроля помех при радиоуправлении.

УРЧ выполнен на транзисторе VТ1, включённом по схеме с общей базой. Конденсаторы С1, C3 - блокировочные, С2 - разделительный. Резисторы R1-R4 задают режим работы транзистора VТ 1 по постоянному току.

Усиливая высокочастотные электрические колебания, наведённые в антенне WA1, УРЧ одновременно препятствует проникновению в неё создающих помехи высокочастотных колебаний, генерируемых сверхрегенеративным детектором.

Последнее даёт возможность пользоваться этим приёмником и во время управления моделью. Кроме того, наличие УРЧ уменьшает влияние на работу сверхрегенеративного детектора параметров антенны WA1, изменяющихся в зависимости от её размеров и положения.

С выхода УРЧ принятый сигнал поступает на колебательный контур L1C7, настроенный на 27,12 МГц (центральную частоту диапазона) и входящий в состав сверхрегенеративного детектора, собранного на транзисторе VТ2.

Сверхрегенеративный детектор усиливает и детектирует этот сигнал. Электрические процессы, происходящие в нём, детально описаны в [1-7], поэтому здесь подробно не рассматриваются.

Делитель напряжения R7R8 задаёт рабочую точку транзистора VТ2, включённого по схеме с общей базой. Конденсаторы С8 и С9 - блокировочные.

Конденсатор С5 создаёт положительную обратную связь с коллектора на эмиттер транзистора VТ2, необходимую для возникновения в детекторе собственных высокочастотных колебаний.

Дроссель L2 препятствует замыканию напряжения обратной связи на общий провод через конденсатор Сб. Этот конденсатор вместе с резистором R5 образует цепь, задающую частоту суперизации сверхрегенеративного детектора.

ФНЧ R6C11 выделяет постоянную составляющую этих колебаний, изменяющуюся по закону огибающей принимаемого сигнала, и не пропускает колебания с частотой суперизации. Цепь L3C3 - фильтр в цепи питания УРЧ и сверхрегенеративного детектора.

Продетектированный сигнал поступает на вход УЗЧ, собранного на транзисторах VT3-VТ5. Конденсатор С12 - разделительный, совместно с блокировочным конденсатором С17 он задаёт нижнюю граничную частоту полосы пропускания усилителя. Конденсатор С14 ограничивает полосу пропускания УЗЧ сверху.

Резисторы R9 и R11 - нагрузочные соответственно первой и второй ступеней УЗЧ. Резисторы R10 и R13 образуют цепь отрицательной обратной связи по постоянному току, обеспечивающую температурную стабильность усилителя. R12C13 - фильтр в цепи питания УЗЧ, предотвращающий возможность его самовозбуждения.

Эмиттерный повторитель на транзисторе VТ5 служит для согласования УЗЧ с усилителем мощности. Полоса пропускания УЗЧ по уровню -3 дБ от 40 Гц до б кГц. Коэффициент усиления по напряжению в середине этой полосы - не менее 700.

Переменный резистор R14 - регулятор громкости принимаемого сигнала.

Усилитель мощности построен на транзисторах VТб-VТ 10, его нагрузка - динамическая головка ВА1. Транзистор VТ6 обеспечивает усиление по напряжению, а транзисторы VТ7- VТ10 - по току.

Для уменьшения искажений "ступенька” оконечная двухтактная ступень усилителя мощности выполнена на германиевых составных транзисторах VТ7VТ9 и VТ8VТ10.

На их базы подано начальное напряжение смещения, формирующееся при протекании коллекторного тока транзистора VТ6 через открытый диод VD1. Резисторы R16 и R17 задают режим усилителя мощности по постоянному току.

Коэффициент усиления по напряжению задан резистором R15. Конденсаторы С18, С19 - разделительные. Максимальная выходная мощность на нагрузке сопротивлением 8 Ом - не менее 50 мВт.

Стабилизатор напряжения, собранный на интегральном стабилизаторе напряжения DA1 и конденсаторах C10, С15, С16, формирует напряжение +3 В для питания всех функциональных узлов приёмника. SA1 - выключатель питания.

Детали

В приёмнике применены импортные оксидные конденсаторы, вместо которых можно использовать отечественные К53-4, К53-16, К50-35. Керамические конденсаторы - К10-17-1а, вместо них подойдут КМ-5, КМ-б или импортные. Постоянные резисторы - С2-33, возможны их замены на С2-23, МЛТ, ОМЛТ.

Подстроечный резистор R8 - РП1-48Б, переменный резистор R14 - СП4-1, вместо которых можно использовать другие подобные. Динамическая головка ВА1 может быть применена любая мощностью 0,25...0,5 Вт со звуковой катушкой сопротивлением 8...10 Ом. Выключатель питания SA1 - МТД-1В или другой подходящий.

Антенна WA1 - телескопическая длиной 900... 1000 мм от промышленного радиоприёмника. Катушка индуктивности L1 намотана на полистироловом каркасе диаметром 8 мм, внутри которого перемещается подстроечник СЦР из карбонильного железа.

Она содержит семь витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,5 мм. L2 и L3 - высокочастотные дроссели серии ДМ или ДПМ.

Транзисторы КТ3102Е можно заменить другими этой же серии или подобными, например, серий КТ312, КТ315, КТ342. Германиевые транзисторы МП37Б и МП42Б заменяют транзисторами соответственно серий МП35-МП38 и МП39-МП42. Вместо германиевого диода Д310 подойдут другие серий Д311, Д312, ГД403, ГД507. Интегральный стабилизатор напряжения КР1158ЕНЗВ может быть другого типа, но с номинальным выходным напряжением +3 В.

Детали приёмника смонтированы на монтажной плате навесным способом. УРЧ и сверхрегенеративный детектор заключены в латунный экран, соединённый с общим проводом. Корпус радиоприёмника склеен эпоксидной смолой из стеклотекстолита. В нём размещены монтажная плата, динамическая головка, батарея питания и выдвижная телескопическая антенна.

На переднюю панель выведены регулятор громкости и выключатель питания. Приёмник питают от пяти Ni-Cd аккумуляторов Д-0.26Д, соединённых последовательно. Вместо них можно использовать любой другой источник постоянного напряжения 5...12 В.

Налаживание

Налаживание приёмника начинают с УЗЧ и усилителя мощности, которое выполняют по известным методикам. Далее в высокочастотном тракте подстроечным резистором R8 устанавливают такой режим работы транзистора VT2, при котором в отсутствие сигнала на входе радиоприёмника интенсивность "суперного” шума, воспроизводимого динамической головкой ВА1 (этот шум напоминает клокотание закипающей воды в чайнике), станет максимальной.

Затем подстроечником катушки индуктивности L1 настраивают контур сверхрегенеративного детектора на частоту 27,12 МГц по сигналу внешнего генератора, подключённого к входу УРЧ вместо антенны.

При точной настройке на частоту сигнала амплитудой более 2...5 мкВ "суперный" шум должен быть подавлен. При амплитудной модуляции генератора звуковой частотой модулирующий сигнал должен прослушиваться в динамической головке.

О. Ильин, г. Казань, Татарстан. Р-05-19.

Литература:

Миль Г. Электронное дистанционное управление моделями. - М.: ДОСААФ, 1980.
Войцеховский Я. Дистанционное управление моделями. Пособие моделиста и радиолюбителя. 1977.
Путятин Н. Приёмник-"контролёр”. - Радио, 1970, № 3, с. 53, 55.
Путятин Н. Н. Радиоуправление моделями. - М.: Энергия, 1976.
Жеребцов И. П. Радиотехника. - М.: Связь: Сов. радио, 1965.
Белкин М. К. и др. Сверхрегенераторы. - М.: Радио и связь, 1983.
Днищенко В. А. 500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями. 2007.

1 2928 Аппаратура радиоуправления