Малогабаритные УКВ ЧМ схемы передатчиков

В.Н.Шостак, г Харьков

В радиолюбительской практике генератор высокой частоты является одним из самых ответственных узлов. От тщательности его изготовления зависят конечные параметры проектируемых устройств. Требования к генератору ВЧ: высокая стабильность чааоты, отсутствие модуляции выходного сигнала фоном и наводками, а также высокая чистота спектра. Кроме этого, в некоторых случаях малый уровень собственных шумов.

Рис.1 Структура микросхемы AL2602

На практике применяют либо кварцевые генераторы (с последующим умножением частоты до необходимого значения), либо LC-генераторы. Достоинство кварцевых генераторов - высокая стабильность частоты. Недостатков несколько: повышенный уровень шумов, сложность исполнения, вызванная необходимостью умножения частоты, и невозможность оперативного изменения выходной частоты в широких пределах.

LC-генераторы проще в исполнении, в них можно применять каскады умножения частоты и регулировать выходную частоту в широких пределах. Главный их недостаток - повышенная по сравнению с кварцевыми генераторами нестабильность выходной частоты. Правда, при применении определенных мер этот недостаток можно минимизировать. Конструктивно LC-генераторы выполняют на биполярных или полевых транзисторах, но больший интерес представляют генераторы ВЧ, выполненные на интегральных микросхемах (ИС).

Как правило, ИС генераторов ВЧ широкополосные, имеют электронную настройку выходной частоты и обеспечивают высокие выходные параметры. Класс таких устройств имеет общее название "Voltage Controlled Oscillator" или VCO. Из наиболее известных и доступных можно назвать микросхемы VCO фирмы Motorola МС12100, МС12148, а также МАХ2432 производства фирмы MAXIM. Они работоспособны в широком диапазоне частот и обычно имеют буферированный выход ВЧ Но наибольшего внимания, на мой взгляд, заслуживает интегральная микросборка AL2602, недавно появившаяся в продаже.

Функционально интегральная микросборка AL2602 представляет собой управляемый напряжением ВЧ ЧМ генератор-буфер. Она содержит задающий генератор, работающий в диапазоне частот 80-220 МГц, ЧМ модулятор, стабилизатор напряжения 3 В, буфер и усилитель мощности. В отличие от вышеперечисленных VCO эта ИС не требует подключения внешних частотозадающих цепей. Нужен только резистор установки частоты. В отсутствие этого резистора выходная частота равна минимальной, т.е. 80 МГц. Таким образом, ИС содержит узлы, позволяющие с успехом применять ее во многих радиолюбительских и профессиональных приемопередающих конструкциях Структура микро схем AL2602 показана на рис.1, а назначение выводов приведено в таблице.

Напряжение питания AL2602 3~9 В. Однако она сохраняет работоспособность при снижении напряжения до 1,8 В. Ток потребления при неподключенном выводе 4 не более 5 мА.

Было опробовано применение ИС в качестве УКВ генератора, генератора, управляемого напряжением совместно с синтезатором, а также в составе портативных УКВ передатчиков, которые рассмотрим подробнее.

Миниатюрный передатчик с ЧМ модуляцией (рис.2) содержит минимальное количество деталей, но, несмотря на простоту, имеет высокие параметры. Дальность передачи на открытой местности превышает 200 м. Рабочую частоту в диапазоне 80-220 МГц устанавливают подстроечным резистором R2. Микрофон электретный, но возможно применение и динамического с дополнительным однотранзисторным усилителем. Настройка сводится к установке рабочей частоты. Конструкция платы произвольная с учетом требований к монтажу ВЧ устройств. Передатчик устойчиво работает во всем диапазоне питающих напряжений.

Рис.2 Миниатюрный передатчик с ЧМ модуляцией

Портативный УКВ ЧМ передатчик (рис.3) отдает в нагрузку мощность 5 Вт, при этом благодаря применению бескорпусных деталей имеет малые габариты. Левая часть схемы рассмотрена выше, а правая представляет собой усилитель мощности Транзисторы BFG591 (Umax = 120 мА) и BLT81 (Imах = 500 мА) производства Philips можно заменить отечественными типа КТ606 и КТ911, но при этом увеличатся габариты платы. При замене транзисторов на отечественные для достижения той же выходной мощности может понадобиться еще один транзистор. Настройка устройства сводится к установке рабочей частоты и регулировке тока транзистора VT1 в пределах 50-80 мА резистором R3.

Совместно с передатчиком можно применить синтезатор частоты. В этом случае частота ВЧ поступает с вывода 5 на делитель синтезатора, а напряжение подстройки от синтезатора поступает на вывод 6 ИС. Во всем остальном конструкция такая же.

Рис.3 Портативный УКВ ЧМ передатчик

Во многих случаях, например при конструировании радиотелефонов, портативных радиостанций с радиусом действия до 1 км, передатчиков, входящих в состав систем охраны, и т. п., очень эффективно работают схемы с одним транзистором - усилителем мощности. Схема такого варианта идентична схеме портативного устройства, но транзистор VT2 не используется, а антенна подключается к точке соединения конденсаторов С4 и С5. Ток коллектора транзистора в этом случае устанавливают 100 мА. Размеры платы этого варианта устройства не превышают 30-40 мм.

Схема ЧМ передатчика представлена на рис.2 и рис.3 Простой передатчик ЧМ сигнала можно собрать по схеме представленной на рисунке.