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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Radiomicrófono. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / radiocomunicaciones civiles Las palabras son superfluas sobre la popularidad de los micrófonos de radio, cada vez más a menudo cualquier actuación en el escenario, rally, reunión, evento público no está completa sin ellos. Dado que los dispositivos industriales de gama media y alta son caros e inaccesibles, aquí existe un amplio campo de actividad para los radioaficionados. A continuación ofrecemos una descripción de un micrófono de radioaficionado, que está bien diseñado y tiene parámetros mejorados en comparación con otros caseros. Este radiomicrófono está diseñado para la sonorización de eventos, la escucha de una habitación infantil, etc. El aparato funciona en la banda VHF a una frecuencia de 87,9 MHz, especialmente reservada para los radiomicrófonos, y sus señales son recibidas por un receptor de radiodifusión convencional con VHF -2 banda. El alcance del micrófono de radio dentro de la línea de visión: más de 200 m A diferencia de los diseños similares descritos anteriormente [1], este micrófono de radio es más complicado, pero tiene una serie de ventajas. Tiene un amplificador de micrófono AGC que capta los sonidos débiles y elimina la distorsión no lineal fuerte cuando los sonidos fuertes se envían directamente al micrófono. El radiomicrófono descrito tiene una estabilidad de frecuencia relativamente alta y un buen aprovechamiento de la batería de alimentación, en particular, su rendimiento se mantiene cuando la tensión de alimentación se reduce de 10 a 5 V. Esquema y principio de funcionamiento. El diagrama del micrófono de radio se muestra en la fig. 1. El transmisor se ensambla en un transistor VT4 en un circuito de una etapa. Tal solución para un dispositivo en miniatura, como un micrófono de radio, está justificada, ya que el uso de un oscilador maestro separado y una etapa de salida en el transmisor conduce a una disminución de su eficiencia y un aumento de las dimensiones.
Como sabe, la frecuencia de un generador LC que opera en la región de 100 MHz depende significativamente del voltaje de suministro. Por ejemplo, el autor investigó el "tres delgados" capacitivo generalizado con la inclusión de un transistor de acuerdo con un circuito de base común. De acuerdo con este esquema, se incluye el transmisor del radiomicrófono descrito en [1]. La deriva de frecuencia del generador fue de más de 1 MHz cuando el voltaje de suministro cambió de 5 a 10 V. La introducción de un estabilizador de voltaje en el micrófono de radio conduciría a un aumento de las pérdidas. Por lo tanto, en el dispositivo bajo consideración, el transmisor se alimenta directamente de la fuente. A diferencia de los descritos anteriormente, el transmisor contiene dos circuitos: el circuito L1C9C10C12C13VD2 que establece la frecuencia del generador y el circuito de salida L3C15C16 asociado con la antena. Esto mejora la estabilidad de la frecuencia generada. El circuito maestro está conectado al transistor VT4 de acuerdo con el circuito Clapp recomendado para construir osciladores maestros de transmisores [2]. El efecto de cambiar los parámetros del transistor VT4 al cambiar el voltaje de suministro al circuito de conducción se minimiza al elegir un pequeño coeficiente de inclusión del transistor en el circuito (determinado por la capacitancia de los condensadores C10, C12, C13). Para aumentar la estabilidad de la temperatura de la frecuencia, se utilizan los condensadores C9, C10, C12, C13 con un TKE pequeño, y el coeficiente de inclusión en el circuito de conducción del varicap VD2 es pequeño debido a la pequeña capacitancia del condensador C9. El bucle P de salida le permite hacer coincidir la antena con la salida del transistor VT4 y mejora el filtrado de armónicos más altos. Tenga en cuenta que el circuito convencional atenúa los armónicos en proporción a (n2-1), y el circuito P - n(n2-1), donde n es el número armónico [3]. El circuito de salida está sintonizado a la frecuencia del segundo armónico del circuito de excitación. Esto reduce la influencia del circuito de salida en el circuito de excitación a través de la capacitancia de la unión colector-base del transistor VT4, mejorando así la estabilidad de frecuencia del transmisor. Debido a todas estas medidas, la desviación de frecuencia del transmisor cuando la tensión de alimentación cambia de 5 a 10 V es pequeña y no es necesario sintonizar el receptor durante el funcionamiento. La señal de sonido del micrófono electret BM1 se alimenta a la entrada de un amplificador de micrófono ensamblado en un amplificador operacional (op-amp) DA2. El micrófono recibe energía a través de la resistencia R1 y el circuito de desacoplamiento R5C2. Para reducir el consumo de energía en el sitio DA2, se utilizó un micropower OS K140UD12. La resistencia R10 establece el consumo de corriente del amplificador operacional en aproximadamente 0,2 mA. No se requiere alta potencia del amplificador del micrófono, porque se carga en el varicap, y la potencia para impulsar el varicap, que es un diodo de polarización inversa, es extremadamente pequeña. La resistencia R7 y la resistencia de la sección de fuente de drenaje del transistor de efecto de campo VT1 forman un circuito de retroalimentación negativa que determina la ganancia del amplificador del micrófono. El canal del transistor de efecto de campo VT1 sirve como resistencia ajustable en el sistema AGC. Cuando el voltaje de la fuente de la puerta es cercano a cero, la resistencia del canal es de aproximadamente 1 kOhm y la ganancia del amplificador del micrófono es cercana a 100. Cuando el voltaje aumenta a 0,5...-1 V, la resistencia del canal aumenta a 100 kOhm , y la ganancia del amplificador del micrófono disminuye a 1. Esto proporciona un nivel de señal casi invariable en la salida del amplificador del micrófono cuando el nivel de la señal en su entrada cambia en un amplio rango. El condensador C4 crea una caída en la respuesta de frecuencia del amplificador del micrófono en la región de alta frecuencia para reducir la profundidad de modulación en estas frecuencias y evitar la dispersión del espectro de la señal del transmisor. El condensador C3 bloquea el circuito de retroalimentación de CC del amplificador DA2. A través de la resistencia R4, el voltaje de polarización requerido para un suministro unipolar se suministra a la entrada no inversora del amplificador operacional DA2. El transistor VT3 realiza la función del detector del sistema AGC y controla el transistor de efecto de campo VT1. El umbral para operar el sistema AGC se establece mediante una resistencia de ajuste R12. Cuando la señal de salida del amplificador del micrófono y el voltaje de polarización de disparo de parte de la resistencia R12 en total es igual al voltaje de apertura de la unión base-emisor del transistor VT3, este último se abre, aplicando voltaje a la puerta del transistor. Transistor de efecto de campo VT1. La resistencia del canal del transistor de efecto de campo VT1 aumenta y la ganancia del amplificador del micrófono disminuye. Gracias al AGC, la amplitud de la señal a la salida del amplificador se mantiene prácticamente constante. Este nivel se puede ajustar cambiando el voltaje de polarización del transistor VT12 con la resistencia R3. El circuito R9C5 establece la constante de tiempo de respuesta y el circuito R8C5 establece la constante de tiempo de recuperación de AGC. Para compensar los cambios de temperatura en el voltaje de apertura de la unión base-emisor del transistor VT3, se aplica voltaje a la resistencia R12 desde el diodo VD1. El transistor VT3, el circuito de formación de umbral AGC R11R12VD1 y la resistencia R4, a través de los cuales se aplica la polarización a la entrada no inversora del amplificador operacional, son alimentados por el regulador de voltaje DA1. Se aplica el mismo voltaje a través de la resistencia R14 como voltaje de polarización al varicap VD2. Dado que la capacitancia de un varicap depende significativamente del voltaje de polarización que se le aplica, se imponen requisitos estrictos sobre su estabilidad. Por lo tanto, el estabilizador DA1 es el microcircuito KR142EN19, que es un estabilizador de tensión de tipo paralelo [4]. Al elegir las resistencias R2 y R3, se establece un voltaje de estabilización de aproximadamente 3,5 V en el pin 3 del chip DA1. La resistencia de lastre es un generador de corriente en un transistor de efecto de campo VT2, que aumenta la eficiencia del estabilizador. Detalles. Está permitido usar resistencias fijas MLT, S2-23, S2-33 con una tolerancia de no más de ± 10% en el dispositivo, cualquier resistencia de corte R12 de tamaño pequeño, capacitores cerámicos - K10-17, K10-73, KD , KT. Los condensadores C9, C10, C12, C13, C16 deben ser del grupo M47 según TKE. Condensadores C1, C4, C11 - grupos M750 o M1500 según TKE. Condensadores C6, C7, C8, C14 - Grupo H90 según TKE. Condensador recortador C15 - KT4-23. Condensador C2 - K50-35 o K50-68. Es recomendable tomar condensadores C3, C5 con una corriente de fuga baja, por ejemplo, K53-18 V. En lugar del transistor KP10ZE (VT1), se permite utilizar KP10ZI o KP10ZZH. En lugar del transistor VT3, es adecuado cualquier silicio de baja potencia con un coeficiente de transferencia de corriente de al menos 100. Reemplazaremos el transistor KT368BM (VT4) con KT368B, KT368A (M), el varicap KV121A (VD2) con KV121B. El amplificador operacional K140UD12 (DA2) tiene una buena corrección de frecuencia interna, es estable cuando opera con ganancia unitaria y no es deseable su reemplazo con otros tipos de amplificador operacional (en particular, el amplificador operacional de micropotencia KR1407UD2 estaba entusiasmado). Importar análogo del chip DA1 - TL431. Micrófono VM1 - electret (NMC o doméstico MKE-332). El inductor L1 está enrollado en un marco con un diámetro de 6 mm con un recortador del circuito FPF de la imagen del módulo de canal de radio de los televisores USST.El número de vueltas es 8. El devanado se hace girar a girar con un cable con un diámetro de 0,25 mm. El inductor L2 está enrollado en una resistencia de 02-33-0,5 W con una resistencia de aproximadamente 1 MΩ o más. Contiene 60 vueltas de alambre con un diámetro de 0,06 mm. El devanado se divide en tres secciones de 20 vueltas. El bobinado se realiza a granel y se dejan espacios de al menos 0,5 mm de ancho entre las secciones. También funcionará un estrangulador de RF estándar con una inductancia de 5 uH. El inductor L3 se enrolla en un marco con un diámetro de 5 y una longitud de 20 mm con un recortador de latón o cobre. El autor usó un marco con un recortador de la bobina de contorno del interruptor de tambor PTK-11 de un televisor de tubo. El devanado contiene 7 vueltas de alambre con un diámetro de 0,8 mm, enrolladas vuelta a vuelta. Las vueltas de todas las bobinas deben fijarse con pegamento o barniz para evitar que se deslicen. La instalación del dispositivo puede ser articulada o impresa. A la hora de fabricar un micrófono se deben cumplir una serie de requisitos. El condensador C6 y la resistencia R10 están conectados lo más cerca posible de los terminales DA2. Los elementos del transmisor deben tener las conexiones más cortas entre ellos, el condensador C11 se encuentra lo más cerca posible del transmisor. Los elementos inductivos L1, L2, L3 deben tener una orientación mutuamente perpendicular en el espacio. El rotor del condensador 015 está conectado al cable común del dispositivo.
El diseño de la antena se muestra en la fig. 2. Para su fabricación, se necesita un alambre de bobinado de cobre con un diámetro de 0,8 mm, la bobina contiene 17 vueltas enrolladas en una capa vuelta a vuelta. Después de enrollar, las vueltas se fijan con pegamento. Establecimiento. Primero, el recortador de bobina L1 debe atornillarse completamente dentro de la bobina, el rotor del condensador C15 debe colocarse en la posición media y el recortador de bobina L3 debe atornillarse hacia adentro hasta la mitad de su devanado. Aplicando una tensión de alimentación de 7,5 V, un voltímetro con una resistencia de al menos 10 kOhm/V mide la tensión en los puntos indicados en el diagrama. Los valores medidos no deben diferir de los indicados en más de ±0,3 V. Luego, con una resistencia R12, el voltaje entre su motor y el emisor del transistor VT3 se establece dentro de 0,25 ... 0,3 V. El receptor de transmisión se enciende en el rango VHF-2 y se sintoniza a la frecuencia de operación. El receptor y el micrófono de radio ajustado se colocan uno al lado del otro. El volumen del receptor está configurado para corresponder a una conversación alta. Con un destornillador de material dieléctrico, gire suavemente el trimmer de la bobina L1 hasta que aparezca un sonido fuerte en el altavoz del receptor, lo que indicará que el transmisor del radio micrófono está sintonizado en la frecuencia del receptor. Apague el receptor. El ajuste del circuito de salida del transmisor se realiza mediante un medidor de ondas. Debido al hecho de que el circuito de salida está desafinado inicialmente, la señal emitida por la antena del transmisor puede ser débil para ser detectada por el medidor de onda. Por lo tanto, el autor conectó el circuito del medidor de ondas a través de un capacitor de 1,5 pF al punto de conexión del inductor L3 y la antena del radio micrófono, conectando los cables comunes de ambos dispositivos con un conductor corto. Ajuste el medidor de ondas a las lecturas máximas en la frecuencia de operación del micrófono de radio. Con un circuito de salida desafinado, una señal con la frecuencia del circuito maestro puede estar presente en la salida de la antena, por lo que el medidor de onda debe estar sintonizado exactamente a la frecuencia de 87,9 MHz. Con un destornillador dieléctrico, el rotor del capacitor C15 y el trimmer de la bobina L3 se giran alternativamente suavemente, logrando las lecturas máximas del medidor de onda. Cuando, durante el proceso de sintonización, la flecha indicadora del medidor de ondas comienza a salirse de la escala, es necesario desconectarlo del micrófono del radio y realizar una sintonización adicional hasta la señal máxima emitida por la antena, logrando también las lecturas máximas del medidor de ondas. Después de eso, se coloca una fuente de sonido al lado del micrófono de la radio, por ejemplo, una grabadora, cuyo volumen se ajusta al nivel de un susurro. Llevando el receptor a otra habitación, enciéndalo y sintonice la frecuencia del micrófono de la radio. Si la señal que escucha el receptor es silenciosa e ininteligible, la resistencia R12 reduce el voltaje de polarización del transistor VT3, logrando un sonido inteligible del receptor. Ajuste el volumen de la grabadora al nivel de grito. Si la señal que escucha el receptor está fuertemente distorsionada, la resistencia R12 aumenta el voltaje de polarización del transistor VT3, logrando nuevamente un sonido inteligible del receptor. Esto completa el ajuste: el micrófono de radio está listo para funcionar. Literatura
Autor: A.Naumov, Saransk
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