Передатчик 3Вт
Выпрямительные диоды предназначены для выпрямления переменного тока низкой частоты (обычно менее 50 кГц). В качестве выпрямительных используют плоскостные диоды, допускающие благодаря значительной площади контакта большой выпрямленный ток. Вольт-амперная характеристика диода выражает зависимость тока, протекающего через диод, от значения и полярности приложенного к нему напряжения (рис.1.1). Ветвь, расположенная в первом квадранте, соответствует прямому (пропускному) направлению тока, а расположенная в третьем квадранте обратному направлению тока.
Чем круче и ближе к вертикальной оси прямая ветвь, и ближе к горизонтальной обратная ветвь, тем лучше выпрямительные свойства диода. При достаточно большом обратном напряжении у диода наступает пробой, т.е. резко возрастает обратный ток. Нормальная работа диода в качестве элемента с односторонней проводимостью возможна лишь в режимах, когда обратное напряжение не превышает пробивного.
Токи диодов зависят от температуры (см. рис.1.1). Если через диод протекает постоянный ток, то при изменении температуры падение напряжения на диоде изменяется приблизительно на 2 мВ/°С. При увеличении температуры обратный ток увеличивается в два раза у германиевых и в 2,5 раза у кремниевых диодов на каждые 10°С. Пробивное напряжение при повышении температуры понижается.
Высокочастотные диоды - приборы универсального назначения: для выпрямления токов в широком диапазоне частот (до нескольких сотен МГц), для модуляции, детектирования и других нелинейных преобразований. В качестве высокочастотных в основном используются точечные диоды. Высокочастотные диоды имеют те же свойства, что и выпрямительные, но диапазон их рабочих частот гораздо шире.
Основные параметры:
Unp - постоянное прямое напряжение при заданном постоянном прямом токе;
Uобр - постоянное обратное напряжение, приложенное к диоду в обратном направлении;
Iпp - постоянный прямой ток, протекающий через диод в прямом направлении;
Iобр - постоянный обратный ток, протекающий через диод в обратном направлении при заданном обратном напряжении;
Unp.oбр- значение обратного напряжения, вызывающего пробой перехода диода;
Inp.cp- средний прямой ток, среднее за период значение прямого тока диода;
Iвп.ср- средний выпрямительный ток, среднее за период значение выпрямленного тока, протекающего через диод (с учетом обратного тока);
Ioбр.cp- средний обратный ток, среднее за период значение обратного тока;
Рпр - прямая рассеиваемая мощность, значение мощности, рассеиваемой диодом при протекании прямого тока;
Pср - средняя рассеиваемая мощность диода, среднее за период значение мощности, рассеиваемой диодом при протекании прямого и обратного тока;
Rдиф - дифференциальное сопротивление диода, отношение малого приращения напряжения диода к малому приращению тока на нем при заданном режиме
(1.1)
Rnp.д. - прямое сопротивление диода по постоянному току, значение сопротивления диода, полученное как частное от деления постоянного прямого напряжения на диоде и соответствующего прямого тока
(1.2)
Rобр.д - обратное сопротивление диода; значение сопротивления диода, полученное как частное от деления постоянного обратного напряжения на диоде и соответствующего постоянного обратного тока
(1.3)
Максимально допустимые параметры определяют границы эксплуатационных режимов, при которых диод может работать с заданной вероятностью в течение установленного срока службы. К ним относятся: максимально допустимое постоянное обратное напряжение Uобр.max; максимально допустимый прямой ток Iпр.max, максимально допустимый средний прямой ток Iпр.ср.max, максимально допустимый средний выпрямленный токIвп.ср.max, максимально допустимая средняя рассеиваемая мощность диода Рср.max.
Указанные параметры приводятся в справочной литературе. Кроме того, их можно определить экспериментально и по вольт-амперным характеристикам.
Рассмотрим пример (рис. 1.2). Рассчитать и сравнить Rдиф, Rпр.д для диода ГД107 при Iпр= 12 мА.
Рис. 1.2
Дифференциальное сопротивление находим как котангенс угла наклона касательной, проведенной к прямой ветви ВАХ в точке Iпр= 12 мА (Rдиф ~ ctg Θ~)
(1.4)
Прямое сопротивление диода находим как отношение постоянного напряжения на диоде Uпр=0,6В к соответствующему постоянному току Iпр=12мА на прямой ветви ВАХ.
(1.5)
Видим, что Rдиф < Rпр.д . Кроме того, отметим, что значения данных параметров зависят от заданного режима. Например, для этого же диода при Iпp=4мА
(1.6) , (1.7)
Рассчитать Rобр.д для диода ГД107 при Uобр = 20 В и сравнить с рассчитанной величиной Rпр.д. На обратной ветви ВАХ ГД107 (см.рис. 1.2) находим: Iобр = 75мкА при Uобр =20В. Следовательно,
(1.8)
Видим, что Rобр>>Rпр.д, что говорит об односторонней проводимости диода. Вывод об односторонней проводимости можно сделать и непосредственно из анализа ВАХ: прямой ток Iпp~мА при Uпр <1B, в то время как Iобp ~ десятки мкА при Uобр~десятки вольт, т.е. прямой ток превышает обратный в сотни- тысячи раз
(1.9)
Стабилитроны и стабисторы предназначены для стабилизации уровня напряжения при изменении протекающего через диод тока. У стабилитронов рабочим является участок электрического пробоя вольт-амперной характеристики в области обратных напряжений (рис. 1.3).
На этом участке напряжение на диоде остается практически постоянным при значительном изменении тока протекающего через диод. Подобной характеристикой обладают сплавные диоды с базой, изготовленной из низкоомного (высоколегированного) материала. При этом образуется узкий p-n-переход, что создает, условия для возникновения электрического пробоя при относительно низких обратных напряжениях (единицы - десятки вольт). А именно такие напряжения нужны для питания многих транзисторных устройств. В германиевых диодах электрический пробой быстро переходит в тепловой, поэтому в качестве стабилитронов применяют кремниевые диоды, обладающие большей устойчивостью в отношении теплового пробоя. У стабисторов рабочим служит прямой участок вольт-амперной характеристики (рис.1.4). У двухсторонних (двух-анодных) стабилитронов имеется два встречно включенных p-n перехода, каждый из которых является основный для противоположной полярности.
Рис. 1.4
Основные параметры:
Uст - напряжение стабилизации, напряжение на стабилитроне при протекании номинального тока;
∆Uст.ном - разброс номинального значения напряжения стабилизации, отклонение напряжения на стабилитроне от номинального значения;
Rдиф.ст - дифференциальное сопротивление стабилитрона, отношение приращения напряжения стабилизации на стабилитроне к вызвавшему его малому приращению тока в заданном диапазоне частот;
αСТ - температурный коэффициент напряжения стабилизации, отношение относительного изменения напряжения стабилизации к абсолютному изменению температуры окружающей среды при постоянном токе стабилизации.
Максимально допустимые параметры. К ним относятся: максимальный Iст.max, минимальный Iст.min токи стабилизации, максимально допустимый прямой ток Imax, максимально допустимая рассеиваемая мощность Pmax.
Принцип работы простейшего полупроводникового стабилизатора напряжения (рис.1.5) основан на использовании нелинейности вольт-амперной характеристики стабилитронов (см. рис.1.3).Простейший полупроводниковый стабилизатор представляет собой делитель напряжения, состоящий из ограничительного резистора Rогр и кремниевого стабилитрона VD. Нагрузка Rн подключается к стабилитрону,
В этом случае напряжение на нагрузке равно напряжению на стабилитроне
URН = UVD = UСТ (1.10)
а входное напряжение распределяется между Rогр и VD
UВХ = URОГР + UСТ (1.11)
Ток через Rогр согласно первому закону Кирхгофа равен сумме токов нагрузки и стабилитрона
IRОГР = IСТ + IН (1.12)
Величина Rогр выбирается таким образом, чтобы ток через стабилитрон был равен номинальному, т.е. соответствовал середине рабочего участка.
IСТ.НОМ = ( IСТ.МИН + IСТ.МАКС ) / 2 (1.13)
Передатчик 3Вт
(Сайт - http://pira.cz)
Этот передатчик доказал свою отличную повторяемость и заявленные характеристики, а так же хорошее качество передаваемой музыки, поэтому я и рекомендую начинать именно с этой схемы.
Характеристики:
Напряжение питания – 12В
Ток потребления – 0,7А
Выходное сопротивление 50-75 Ом
Диапазон частот: 88-107 МГц
Модуляция: частотная, широкополосная.
Внешний вид 
Внешний вид моего передатчика
Схема
Детали
Конденсаторы:
C1 - 4,7 мкФ (электролитический)
C2 - 0,22 мкФ (электролитический)
C3, C4, C12 - 100 пФ (керамический)
C6, C9, C11, C13, C14, C19 – 1000 пФ (керамический)
C7, C8 - 10 пФ (керамический)
C10 - 8.2 пФ (керамический)
C18 - 22 пФ (керамический)
C15 - переменный 60пФ
C16, C17 - переменный 60 пФ
C20, C5 – 0,1мкФ (керамический)
C21 - 470 мкФ (электролитический)
Резисторы:
R1 - 10 k переменный
R2 - 4,7 k
R3, R4, R5, R8, R10 - 27 k
R6, R16 - 10 k
R7, R15 – 470 Ом
R9 – 100 Ом
R11 – 270 Ом
R12 - 1 k
R13 – 43 Ом
R14 – 10 Ом
Катушки:
Все катушки внутренним диаметром 6мм, диаметр провода 0.7-1мм, провод медный, в лаковой изоляции.
L1, L6 - 4,5 витка
L2 - 6,5 витка вокруг резистора R9
L3 - 2,5 витка
L4 - 1,5 витка
L5 - 9,5 витка
L7 - 3,5 витка
Варикапы:
D1, D2 – КВ132, КВ109, BB109G, BB409 илиBBY31
Транзисторы:
T1 - BC547C (BC548C, BC547B)
T2 - BFR91A (BFR96)
T3 - BFR96S
T4 - 2SC1971
Печатная плата
Размер: 50х115мм.
Расположение деталей на печатной плате
FB-ферритовая бусинка.
Мои комментарии по сборке передатчика.
Передатчик монтируется на плате из односторонне фольгированного текстолита.
Катушка передатчика L1 намотана одножильным проводом диаметром 0,5мм в пластиковой изоляции, применяемым для монтажа систем безопасности.
Выходной транзистор нуждается в хорошем радиаторе, как показано на рисунках выше.
Радиатор выходного транзистора 2SC1971 нужно прикрепить винтами к общему проводу платы. Он обязательно должен соединяться с минусом выходного антенного гнезда проводником наименьшей длины, как показано на фото выше. Это нужно для предотвращения самовозбуждения передатчика и выхода транзистора из строя.
В моем варианте Т1 был ВС547, а Т2 и Т3 BFR96S, выходной транзистор 2SC1971. В этом случае при питании передатчика 12В, была получена выходная мощность около 5Вт, а не 3Вт, как указано в описании.
Можно попробовать заменить дорогостоящий выходной транзистор отечественным КТ907 но, думаю, тогда мощность передатчика будет не выше 3х Вт.
Варикапы можно применить КВ132 или КВ109. В последнем случае перестройка по частоте во всем диапазоне 88 – 108МГц не получается, но их емкости вполне должно хватать для перестройки примерно на 5 -10 МГц, так что и этого должно хватать, потому что частая смена частот обычно не производится.
Ферритовые бусинки были сделаны из кусочков дросселя ДПМ, он полый внутри.
Подстроечные конденсаторы я применил маленькие, зеленые с емкостью вроде 7-30пф по даташиту, они могут встречаться в видеомагнитофонах.
Обратите внимание на рисунок с размещением деталей передатчика – некоторые катушки намотаны в противоположных направлениях. Если этого не сделать, то Вы просто не установите катушки на плату.
Синтезатор частоты 88-108МГц
В принципе, можно было обойтись и без него, если бы не одно НО. Ведь мы делаем нормальный передатчик, который должен быть не намного хуже коммерческих радиостанций! Вряд ли радиослушателям понравиться ежеминутно подстраивать свой приемник и гоняться за Вашим сигналом, так что тут без синтезатора не обойтись.
Синтезатор взят с того же сайта, опробован множеством людей и доказал свое право на существование и качество.
Однако есть нюанс – это прошивка микроконтроллера. Мне лично не удалось сделать это по разным причинам, и я попросил некоторых посетителей сайта VRTP.RU прошить и прислать мне микроконтроллер (не бесплатно конечно), за что очень благодарен уважаемому PVB. Так что проблема была решена, и я собрал синтез быстро.
Технические данные:
Внешний вид:
PLL высокого быстродействия, предназначенный для широкополосного ЧМ передатчика.
Электропитание: 8-15 V стабильное, ток - 40 mA
диапазон Частот: 82,5-108 MHz
частота шага: 100 кГц
ВЧ вход, диапазон подаваемых напряжений: 10-500 mV
Входное сопротивление ВЧ входа: 135 Ом
Схема:
Выводы платы (подключаются к одноименным выводам на плате передатчика):
1 - напряжение настройки
3 - ВЧ сигнал от генератора (вход)
2, 4 - "земля"
Tl1 - сброс
Список деталей:
Конденсаторы:
C1, C12 - 2,2 нФ (керамика)
C2, C9 - 10 нФ (ceramic)
C3 - 47 мкФ (Электролит)
C4 - 10 мкФ (танталовый)
C5 - 0,47 мкФ (Электролит)
C6, C11 - 100 нФ (керамика)
C7 - 1 нФ (керамика)
C8 - 220 мкФ (Электролит)
C10 - 22 пФ (керамика)
Резисторы:
R1 – 1к
R2 - 4k7
R3, R4, R5, R7 - 10k
R6 - 1k (не на плате)
R8 - 47k (не на плате)
Микросхемы и другое:
IC1 - SAA1057
IC2 - PIC16F84 (запрограммированный) + панелька
IC3 - 78L05 (КРЕН5А)
X1 - 4 MHz кварцевый резонатор
D1 - Светодиод
Tl1 - кнопка
джампера или DIP - переключатели
Программа для IC2: (см. прикрепленный архив в конце статьи)
pll16f84.asm, pll16f84.hex. Тип генератора: RC, WDT: Вкл.
Установка джемперов/DIP - переключателей: Смотри pllfreq.txt! (см. прикрепленный архив в конце статьи).
Инструкции:
Кнопка Tl1 сбрасывает микроконтроллер. Нажимайте её после установки новой частоты. Контроллер сбрасывается после включения питания, поэтому вам можно не нажимать на эту кнопку.
Светодиод D1индицирует захват частоты и синхронную работу (Через секунду после сброса). Можно не использовать его, при этом не нужен и R6.
Резистор R8 определяет минимальное напряжение (около 2 V) на выходе PLL. Используйте этот резистор если передатчик плохо работает при приближении к этому напряжению (Обычно сразу после включения). Установите его возле R3.
Замечания по сборке синтезатора:
• Синтезатор монтируется на плате из односторонне фольгированного текстолита.
• Вывод PLL не должен быть загружен непосредственно большими ёмкостями (Приблизительно 0,3 мкФ). Цикл синхронизации может быть непостоянен (Обычно применяется в некоторых неизвестных передатчиках.
• На принципиальной схеме в начальном варианте номинал резистора R1 180 Ом, при этом получается узкополосная частотная модуляция, а нам нужна широкополосная, поэтому номинал этого резистора должен быть 1к.
• Синтезатор подключатся к передатчику к одноименным токам на его плате. Выводы 1- 1 и 2-2 можно соединить обычными монтажными проводам, а выводы 3-3 и 4-4 лучше соединить отрезком тонкого коаксиального кабеля.
• Электролитический конденсатор С5 емкостью 0,47мкФ можно найти на платах китайских приемников, но я заменил его на электролит емкостью 1мкФ.
• Танталовые конденсаторы в больших количествах встречаются на платах старых советских телевизоров и магнитофонов, но можно поставить и обычный электролит.
• Светодиод синтезатора НЕ индицирует захват частоты, а просто горит. Так что при настройке надо пользоваться контрольным приемником.
Печатная плата
Дата добавления: 2014-12-06; просмотров: 4150;