Портативный передатчик

С. Матлин, Радио №1/1967, ст.26

Передатчик с тональной модуляцией, принципиаль­ная схема которого приведена на 26-й странице, предназначен для работы в диапазоне 144—146 Мгц. Дальность действия этого передатчика при работе с типовым приемником для «охоты на лис» около 800 м. Он питается от двух батарей КБС-Л-0,5н потреб­ляет общий ток величиной 280 ма. В передатчике при­менены так называемые стержневые лампы: вместо сеток в этих лампах используются металлические стерж­ни, определенным образом расположенные между ано­дом и катодом лампы.

Основными узлами передатчика являются: задающий генератор, усилитель мощности, модулятор и преобра­зователь напряжения.

Задающий генератор собран на лампе 1Ж29Б (Л₁) по схеме, предложенной инж. Шембелем, которая со­держит два колебательных контура — L₁C₉Ć’₁₂ и L2C7. Подобные двухконтурные генераторы эквивалентны двухкаскадному возбудителю, состоящему из задающе­го генератора и удвоителя, и частота их более стабиль­на, нежели у генераторов, собранных по другим схе­мам.

Процесс возбуждения колебаний в задающем гене­раторе, собранном по схеме Шембеля, легко понять, если при рассмотрении схемы генератора временно не принимать во внимание анодную цепь лампы Л₁. Катод, управляющая и экранирующая сетки лампы Л₁ действуют в этом случае как катод, управляющая сетка и анод в трехточечной схеме генератора с автотрансфор­маторной обратной связью и заземленным анодом, так как экранирующая сетка лампы для токов высокой частоты замкнута на минус батареи через конден­сатор С₃ (рис. 1). Рассмотрим более подробно как поддерживаются незатухающие колебания в такой схеме.

Частота колебаний генератора определяется данными деталей контура L₁С₉С₁₂. С помощью подстроечного кон­денсатора указанный выше контур настраивают на 72.5 Мгц. Для предотвращения замыкания контурной катушки через нить накала лампы Л₁ в накальную цепь включен дроссель Др₁ При включении передатчика в момент замыкания выключателя Вк1 будет иметь место бросок тока. Под влиянием этого броска в контуре L1C9C12 возникнут так называемые свободные колеба­ния, частота которых f₀, в основном, определяется ин­дуктивностью и емкостью контура.

Вследствие необратимых потерь на нагревание прово­да катушки, диэлектрика конденсатора, соединитель­ных проводов и др., возникшие в контуре колебания будут быстро затухать. Для того чтобы поддержать ко­лебания, нужно периодически вводить в контур допол­нительную энергию для компенсации потерь. Это достигается с помощью электронной лампы Л₁ и цени обратной связи, кото­рая образуется частью кон­турной катушки, включен­ной между управляющей сеткой и катодом (L_a_₆ на рис. 1).

В самом деле свободные колебания, возникшие в контуре L1C9C12 будут создавать между точками а—в катушки L₁ переменное на­пряжение с частотой f₀. Под действием этого напряже­ния, приложенного к управ­ляющей сетке лампы Л₁, ее анодный ток будет изме­няться с той же частотой. Мгновенное значение полярпости переменного напряжения на контуре и управля­ющей сетке лампы показано на рис. 1.

В момент, когда напряжение на управляющей сетке лампы относительно катода увеличивается в сторону положительных значений, анодный ток лампы будет также увеличиваться. Неременная составляющая анод­ного тока, проходя по части витков (L_a_₆) катушки создает на ней падение напряжения, совпадающее по фазе с напряжением, появившимся в результате свободных колебании. В результате этого затухание началь­ных колебаний в контуре уменьшится, так как в тече­ние каждого полупериода контур L1C9C12 будет полу­чать дополнительную энергию за счет источника пита­ния. Аналогично происходит пополнение энергии в контуре в течение другого полупернода, когда поляр­ность напряжения на контуре изменится на обратную.

Если величина обратной связи выбрана достаточной, дополнительная мощность, подводимая к контуру, бу­дет больше необратимых потерь в нем. Поэтому свобод­ные колебания не будут затухать, а быстро нарастут и превратятся в незатухающие.

Таким образом для получения в самовозбуждающемся генераторе устойчивых высокочастотных колебаний должны быть выполнены следующие условия.

Условие соблюдения фаз, которое состоит в том, что цепь управляющей сетки и цепь анода лампы генератора должны быть таким образом связаны между собой, чтобы фазы колебательных напряжений на аноде и части L_{a_б} катушки, а также на управляющей сетке и части L_a-в катушки были взаимно противоположны, то есть сдви­нуты на 180°. Это достигается тем, что катод лампы Л₁ подключен к средней точке катушки индуктивности L1 относительно которого переменные напряжения на сет­ке и аноде сдвинуты по фазе па 180°.

Условие соблюдения амплитуд сводится к тому, что обратная связь между цепями анода и управляющей сетки должна иметь величину, при которой обеспечива­ется полная компенсация затрат энергии в колебатель­ной системе за счет энергии источника питания.

Третье условие — резонансное сопротивление кон­тура генератора должно быть достаточно велико. .

Когда генератор удовлетворяет всем трем условиям, колебания в контуре не только не затухнут, но будут увеличиваться до тех пор, пока анодный ток достигнет насыщения, и нарастание колебаний прекратится. В контуре установится колебательный процесс с постоян­ной амплитудой, то есть незатухающие колебания.

В генераторах, работающих в режиме самовозбужде­ния, напряжение смещения на управляющую сетку лам­пы получают с помощью ячейки ВС, которая в рассмат­риваемом генераторе состоит из резистора R₃ и конден­сатора C₈. Во время работы генератора, когда перемен­ное напряжение на управляющей сетке его лампы поло­жительно, в ней возникает сеточный ток, заряжающий конденсатор С₈. Во время отрицательного полупериода переменного напряжения конденсатор С₈ разряжается через резистор R₃ и создает на нем отрицательное на­пряжение смещения на управляющую сетку лампы. Полярность напряжений на конденсаторе C₈ и резисторе R₃ показана на рис. 1. Подача смещения на сетку с по­мощью ячейки RC способствует более легкому возник­новению колебаний, так как при включении генератора рабочая точка лампы находится на участке с большой крутизной характеристики, ввиду того, что напряже­ние смещения отсутствует.

Переменное высокочастотное напряжение с частотой 72.5 Мгц на управляющей сетке лампы Л₁ будет вызы­вать колебания тока в анодной цепи лампы. Контур L₂C₇ в этой цепи настроен на частоту 145 Мгц, поэтому на нем будет выделяться напряжение второй гармоники самовозбуждающегося генератора, частота которого в два раза ниже (72,5 Мгц).

Следует особо отметить, что в генераторах, собранных по схеме Шембеля, связь между анодной и сеточной цепями лампы практически отсутствует, так как ее экранирующая и защитная сетки имеют нулевой потен­циал по высокой частоте. Связь между контурами L₂С₇ и L₁С₉С₁₂ происходит только за счет общего электрон­ного потока внутри лампы. Благодаря этому генератор имеет высокую стабильность частоты при изменении нагрузки на внешний контур L₂C₇, почему он широко применяется в радиопередающих устройствах.

Усилитель мощности собран на лампе 1П24Б (Л₂) по схеме последовательного питания. Напряжение вы­сокой частоты, подлежащее усилению, снимается с кон­тура L₂C₇ и через конденсатор С₆ подается на управляю­щую сетку лампы Л₂. Усиленные ВЧ колебания в анодной цепи выделяются на контуре L₃С₂, собственная частота которого равна 145 Мгц. Антенна присоединяется к части витков катушки L₃ через конденсатор C₁

Модулятор передатчика представляет собой обычный релаксационный гейератор, образованный неоновой лампой МН-3 (Л₃), резисторами R₄, R₅ и конденсато­ром С₁₀. Этот конденсатор заряжается от источника анодного напряжения через резисторы R₄, R₅, R₇ и R₈ до тех пор, пока напряжение на нем не станет равным потенциалу зажигания неоновой лампы Л₃. В этот мо­мент она зажигается, и конденсатор С₁₀ быстро раз­ряжается через небольшое сопротивление этой лампы. Когда напряжение на конденсаторе С₁₀ упадет ниже по­тенциала погасания лампы Л₃, последняя гаснет, ее со­противление резко увеличивается, и процесс заряда пов­торяется. Повторяющийся периодически с частотой 800 гц заряд и разряд конденсатора С₁₀ создает падение напряжения низкой частоты на резисторе R₅, включен­ном в цепь управляющей сетки лампы Л₂. Через этот же резистор на управляющую сетку лампы Л₂ подается отрицательное напряжение смещения — 7,5 е.

Таким образом в сеточной цепи лампы Л₂ действует отрицательное смещение — 7,5 в, напряжение низкой частоты и напряжение высокой частоты. В результате воздействия этих напряжений на управляющую сетку лампы в выходном каскаде осуществляется процесс се­точной модуляции.

Преобразователь напряжения позволяет получить высокое постоянное напряжение, необходимое для пита­ния анодно-экранных цепей и модулятора. Принцип действия преобразователя, который выполнен на тран­зисторах П15 (Т₁, Т₂), достаточно прост. При включении выключателя Вк₁ начинает работать двухтактный блокинг-генератор. На обмотке III трансформатора Тр₁ образуется переменное напряжение, частота которого определяется частотой колебаний блокинг-генератора (около 8000 гц).

Это напряжение подается на выпрямитель, собранный по мостовой схеме на четырех диодах Д2Ж (Д1—Д₄). Элементом фильтра выпрямителя является конденсатор С11.

Питание накала ламп Л₁Л₂ осуществляется перемен­ным током от обмотки IV трансформатора Тр₁. Гасящий резистор R1 подбирается опытным путем. Отрицательное напряжение смещения на базы транзисторов Т₁Т₂ по­дается с делителя R₇R₈. Конденсатор С₄ служит для замыкания средней точки трансформатора Тр1 на эмит­теры T₁ и Т₂ по переменному току.

Общий вид передатчика со снятой передней крышкой и эскиз его каркаса приведены на 26-й странице. Как видно из рисунка, отдельные каскады передатчика мон­тируются на горизонтальных панелях-перегородках, которые изготовляются из латуни толщиной. 1 мм и затем с помощью винтов крепятся к каркасу передатчи­ка. На эскизе каркаса обозначено, какие детали распо­лагаются в отдельных отсеках. Для уменьшения вероят­ности возбуждения выходного каскада. сеточные и анодные цепи лампы Л₂ разделены между собой пере­городкой, выполненной из латуни. С этой же целью лам­па Л₂ заключена в экран из латунной фольги, который припаивается к перегородке. Каркас передатчика изго­товляется из дюралюминия толщиной 1,5 мм.

Детали в отсеках, где располагаются катушки L₁, L₂ и L₃, укрепляются при помощи монтажных стоек с ле­пестками. В отсеке, расположенном над батареей пи­тания, все детали крепятся на двух монтажных план­ках с лепестками.  

Нижняя перегородка выпиливается из органического стекла толщиной 4 мм. В ней имеется четыре медных винта, которые соединяются с полюсами батарей при установке последних в отсек. Передняя и задняя крыш­ки корпуса — съемные. Выключатель Вк₁ устанавли­вается на боковой стенке каркаса. В верхней части корпуса располагается коаксиальный штепсельный разъем, с помощью которого антенна присоединяется к передатчику.

Катушки L₁L₂L₃ намотаны без каркаса медным по­серебренным проводом диаметром 0,8 мм на оправке диаметром 10 мм. Катушка L₁ содержит 10 витков с от­водом от третьего витка, шаг намотки 1,0 мм, а катушки L₂ и L₃— по 4 витка, шаг намотки — 5 мм.

Дроссели Др₁, Др₂— заводские, типа Д-1,2. Кон­денсаторы С₇, С₉— типа КГ1К-1. Трансформатор Тр₁ блокинг-генератора выполнен на ферритовом Ш-образ­ном сердечнике типа Ц1Ф-210 сечением 7X3 мм, Об­мотки наматываются без каркаса и содержат; обмотка I- 15X2 витков ПЭЛ 0,1; обмотка II— 40X2 витков ПЭЛ 0,25; обмотка III — 380 витков ПЭЛ 0,09 и об­мотка IV — 9 витков ПЭЛ 0,31. Половинки сердечника трансформатора склеиваются между собой клеем БФ-2.

Налаживание передатчика начинают с проверки ра­боты преобразователя, о которой можно судить по слы­шимому характерному звуку высокого тона. Если пре­образователь не работает, следует поменять местами концы базовой обмотки I или коллекторной II. Затем подбором сопротивления резистора R₁, которое вначале берется заведомо больше, устанавливается требуемое напряжение накала (1,2 в). Следует указать, что. это напряжение, измеренное авометром ТТ-1 но шкале пе­ременного тока, является приближенным, так как накал ламп питается несинусоидальным напряжением.

Проверив наличие напряжения на выходе выпрямите­ля и режим ламп, убеждаются в том, что задающий ге­нератор работает. С этой целью замыкают резистор R₃. Если генератор работает, то при этом напряжение на экранирующей сетке лампы Л₁ упадет.

Настройка контура L₁C₉C₁₂ задающего генератора на частоту 72,5 Мгц и контуров L₂C₇ и L₃C₂ на частоту 145 Мгц производится обычным путем, с помощью резонансного волномера. При настройке выходного каскада антенна — штырь длиной 90—100 см должна быть подключена к передатчику. Выбор оптимальной связи с антенной производится по индикатору поля.

Модулятор обычно начинает работать сразу. Требуе­мая частота колебаний подбирается путем изменения сопротивления резистора R₄.

Описанный передатчик использовался для трениров­ки по ближнему поиску «лис», проведения различных игр и показал удовлетворительные результаты. Конст­рукция передатчика изготовлена инж. А. Фонаревым