Какой дроссель здесь использован. Неужто 35pH?

20..35 витков тонкого провода (любого) на Ф 2..3мм, например на стержне от ручке или микро отвертке. Затем снять и закрепить витки термоклеем. Я обычно обозначаю на таких схемах 35W (витков). А вредный АРМ иногда почему-то переделывает в 35 pH.

Вообще, такие вопросы имеют простой ответ: В приемнике пойдет любой дроссель начиная от индуктивности в 5 индуктивностей контура и до 50..60 индуктивностей. А иногда вообще, можно засунуть что-то невообразимо "индуктивное".

Я так же пробовал просто спиральку эмалированного провода (15 витков на Ф2.5 мм) прямо на плате. Их можно сжимать, растягивать и даже мазать термоклеем и парафином, - без проблем.

 

 

 

КОСТРУИРОВАНИЕ СВЧ МИКРО-ТРАСИВЕРОВ

 

Александр и Илья Зохрэ

г. Минск Республика Беларусь

Январь 2008

 

Здесь я покажу идеи, которые 60 лет применяются в военной аппаратуре, - еще со времен ламповой техники, но успешно забыты большинством любителей и гражданских изобретателей. Для реализации наиболее эффективных из них, возможно, потребуется доступ к токарному станочку и химическому кабинету колледжа. Но зато, вы не пожалеете.

Как уже отмечалось на форуме, при конструировании микроскопических раций по принципу трансиверов СВЧ диапазона (размерами с батарейку "Крона" и меньше) необходимо обеспечить несколько важных решений:

1. Простота схемы

2. Компенсацию ухода частоты при переключении на передачу.

3. Высокую чувствительность при простоте настройки, - т.к. микро плату трудно настраивать.

4. Механическую легкость коммутации на передачу.

 

РАССМОТРИМ ТРИ ВАРИАНТА РЕАЛИЗАЦИИ:

 

1. Наиболее очевидный и самый трудный в реализации такого микро-устройства,- вариант со сдвоенной переключающей кнопкой, показанный на этой схеме:

 

Особых пояснений схема не требует. Отдельные цепи передачи и приема просто коммутируются кнопкой. Схема показана в положении приема. Такая схема в принципе, при определенном искусстве практической реализации обладает очень хорошими параметрами. А главное, - не содержит ничего лишнего! При заманчивой простоте и очевидной беспроблемной настройке, чреват коварными сюрпризами монтажа. Так как применяемая кнопка, ее емкость и индуктивность должны быть очень малы. Так же, - придется сильно потрудиться с микроскопической точностью разводки СВЧ цепей на печатной плате. Триммера необходимо соединять с элементами кнопки очень короткими линиями.

Некоторыми особенностями схемы является рамка L1 вместо антенны и диод в цепи эмиттера, - что соответствует нашему с сыном "фирменному приему". Обычно там ставят резистор 50-200 ом.

 

2. Вариант с электронной системой компенсации ухода частоты передачи относительно приема.

 Всем указанным требованиям, на мой взгляд, лучше всего соответствует трансивер на базе Сверхрегенератора (СР), совмещенный с АЧМ-модулятором.

 

СР великолепно принимают АЧМ модуляцию. Пожалуй, даже лучше чем АМ. Уступает ей, наверное, только ШИМ. Превратить практически любой СР в АЧМ передатчик не представляет особого труда, - просто увеличением питающего тока. Однако, при этом из-за изменения емкостей триода наблюдаются значительные уходы частоты каскада, - что снижает дальность, - иногда вплоть до 20 метров (китайские игрушки). В тоже время, хорошо настроенная на частоту рация с мощностью порядка 20 мВт и СР чувствительностью порядка 1..5 мкВ на частотах порядка 433...3000 мГц, легко покрывает до 2 км при прямой видимости, и до 300 м в городе.

Нами уже рассматривались несколько оригинальных (авторских) решений такого трансивера.

Здесь будет показано одно из базовых решений, которое при своей очевидной простоте, долгое время было малоизвестно и использовалось для специальных целей...

Речь идет о простейшей схеме индуктивной трехточки, с каскодным включением модулятора на триодах разной проводимости, и сидящим на земле СВЧ контуром.

Последнее (все СВЧ цепи на земле), - значительно стабилизирует схему, и позволяет избавиться от ненавистного дросселя, - свойственного большинству СР. Отсутствие дросселя делает запуск каскада в режиме передачи, - мягким и особенно устойчивым.

Управление автокомпенсацией ухода частоты, производится одним коммутационным диодом CD1.

Первоначально диод заперт, так как ток через него не течет. Имея малую емкость и включенный через еще меньшую емкость двух последовательных конденсаторов, диод и его цепи практически не влияет на настройку контура образованного линией (полоском) L1 и триммером подключенным к ее горячему концу (0,4...4 пФ). В режиме передачи при нажатой кнопке, диод открывается протекающим током, и подключает подстроечный триммер (1..5 пФ), - с помощью которого устраняется повышение частоты каскада в режиме передачи.
В остальном, схема должна быть хорошо понятна тем, кто читает наши с сыном статьи.

СВЧ генератор возбуждается потому, что его эмиттер подключен к части контура, - чуть правее подключения антенны.

Связь с антенной для устранения влияния рук лучше сделать индуктивной, устранив отвод для антенны вообще, и просто проложив провод антенны вблизи полоска, - регулируя его расстояние.

Частота суперизации определяется шунтирующим конденсатором коллектора и подстроечным резистором в коллекторе СВЧ триода. Этот же конденсатор является блокировочным СВЧ элементом, вероятно, может быть значительно увеличен (до 22Н) и должен "расти" прямо от ножки триода!

АЧМ модулятор для упрощения является каскадом непосредственно стабилизируемым полевыми структурами электретного микрофона. Вероятно, для увеличения качества и звуковой чувствительности, можно применить стабилитрон, а микрофон соединить через конденсатор 0,01 и резистор питания - как в обычном "жучке". Хотя часто это решение вполне удовлетворяет своим качеством. Усилитель НЧ - любой, вероятнее всего простейший операционник или двухкаскадный на СМД триодах. Для значительного увеличения громкости и очень значительной экономии тока, лучше УНЧ нагрузить на резистор 1...3К параллельно которому включен пьезоэлектрический наушник (в простейшем случаи мембранная пищалка от настольного будильника и наручных часов). Простейшую мембрану, в крайнем случае можно просто наклеить изнутри на стенку рации, которую в этом случае следует сделать очень тонкой и упругой. Для подключения используйте клей "Контактол".

Как видно из схемы, модулятор и УНЧ автоматически отключаются той же кнопкой, которая управляет режимом СВЧ каскада и его резонансными цепями.

Мы с сыном надеемся, что это наше решение энтузиастам понравится и станет прототипом базовых решений.

Что касается самой станции, то она была испытана на двух макетах (специальных СВЧ платках с квадратиками для пайки СМД элементов, - читайте предшествующие наши статьи). И показала неплохие результаты, - хотя чувствуется простор для усовершенствования.

Выяснилось, что подключение антенны на частотах выше 800 мГц вообще не требуется, - если контур вынесен за пределы экрана и выполнен в виде подковки (рамки).

 

3. Вариант с механической системой компенсации ухода частоты передачи относительно приема:

 

 

Для кого аккуратно вырезать и спаять пару металлических пластинок не составляет труда, сын предлагает еще более простую и надежную систему, подсказанную ему мною, но полностью испытанную им самостоятельно на нескольких очень маленьких конструкциях.

Принцип понятен из картинки. Используется одна из наших схем с кнопкой и остальными каскадами на логической микросхеме. Хотя это не принципиально. Активным элементом системы компенсации ухода частоты передачи является латунная или алюминиевая пластина.

В данном случае, система работает так:

Над активной частью контура L1 на параллельной плате оське (не показана) закреплено металлическое коромысло, - одной стороной (тонкой) давящее на кнопку, а другой стороной которого является широкая пластинка зависающая над контуром на высоте нескольких миллиметров.

Очень важно обеспечить простое и надежное крепление без люфтов. Причем два крайних положения должны отрабатываться четко. Сначала с помощью триммера обеспечивается настройка основной частоты в режиме приемника. При этом кнопка не нажата, и ближний (по схеме) край латунного коромысла лежит на винте, который вывинчен из платы на несколько миллиметров. При нажатии кнопки передачи, одновременно с замыканием электронного диода (см. схему) происходит отдаление коромысла. Оно удаляется на максимально возможное расстояние, - удаление от винта и контура на 10…12 мм. При этом индуктивность повышается и частота падает.

Разность частот приема и передачи, устраняется постепенным вывинчиванием или ввинчиванием винтика, при неизменном триммере. Затем, когда передатчик практически работает на частоте приемника, еще раз немного подстраивают электронный триммер (конденсатор настройки).

На картинке так же показан вариант реализации индуктивной связи контура с антенной, - тонкая линия возле контурной рамки.

Механизм может быть еще более оригинальный:

Например, с использованием алюминиевого стерженька-толкателя кнопки, - более широкая часть которого при нажиме кнопки входит в пространство витой катушки контура. Правда для этого потребуется небольшой часовой токарный станочек или доступ к школьному токарному станку, - чтобы выточить две нехитрых детальки и нарезать резьбу. Хотя если честно, то мой сын даже при наличии дома станочка, умудряется от лени, использовать обычные винты, гайки, куски латунной фольги (сворачивает цилиндры). Хотя, по-моему, выточить гораздо проще:)

 

 

Обратите внимание, что широкая часть толкателя свободно перемещается вдоль резьбы самого толкателя, - что и обеспечивает точную настройку.

Интересно, если большая часть нарисованной рамки снизу не экранирована, то она сама может выступать в качестве передающей и приемной антенны. Особенно, это качество будет усиливаться на частотах 900 и более мГц.

 

Александр и Илья Зохрэ

г. Минска Республика Беларусь

январь 2008г.

 

«Приемник для СВЧ жучков за один вечер»

 

Данный материал рассчитан на начинающих и описывает поэтапное конструирование СВЧ радиоприемника ЧМ\АМ сигналов, в диапазоне 433 или 1020 мГц.

Несмотря на простоту и сверхрегенеративный принцип работы, приемник способен обеспечивать достаточно высокие для СВЧ диапазона параметры, точную оперативную настройку, хорошее детектирование как ЧМ так и АМ сигнала.

Приемник может быть использован в составе миниатюрной рации.

 

В статье описывается вариант, работающий в диапазоне от 380 до 600 мгц, в зависимости от настройки триммера. Однако путем уменьшения числа витков катушки L1 с 2-х до 1-го, диапазон можно изменить.

ОПИСАНИЕ: Приемник является высокочувствительным (0,7..3 мкв) сверхрегенератором с низкой частотой гашения (порядка 28кГц) и довольно узкой для таких приемников полосой.

Используется барьерный режим работы СВЧ транзистора BFP93, при котором потенциал базы практически равен потенциалу коллектора.

В этом режиме схема возбуждается на микро токах, на частоте определяемой катушкой и триммером включенными в коллектор.

Дроссель отделяет СВЧ колебания от блокировочного конденсатора 22пФ, который одновременно является еще и конденсатором цепочки формирования частоты гашения (совместно с резистором 1к и подстроченным резистором 4,7к).

Именно этой частотой сформированной на этих элементах, генератор периодически затормаживается, - что и создает условия для возникновения режима сверхрегенерации. Для точной оперативной настройки приемника на сигнал жука, используется оригинальный индуктивный вариометр, изготовленный из полистиролового точеного на станке каркаса, гайки и алюминиевого винта с пластиковой ручкой.

Ввинчивание винта в катушку приводит к увеличению частоты приема на значительную величину (до 10 мГц). При этом, за счет многооборотного винтового принципа настройки, настройка получается очень плавной.

Для надежности и стабильности, винт должен вращаться в гайке достаточно туго.

Сигнал, выделенный на дросселе СВЧ триода, фильтруется RС цепочкой, а затем подается на трехкаскадный УНЧ, нагруженный на 1 к нагрузки. Если у вас имеется пьезотелефон или телефон с сопротивлением 600 ом и выше, то четвертый каскад можно не ставить, и включить телефон вместо резистора 1К третьего каскада УНЧ. Если применяется пьезотелефон, то его просто включают параллельно этому резистору.

В качестве пьезотелефона хорошо работают пищалки от часов и пожарных извещателей.

В противном случае, сигнал подается на последний 4-й каскад УНЧ работающий на низкоомный телефон или миниатюрный динамик от 16 до 150 ом.

 

 

Для стабильности работы, используется параметрическая стабилизация режима приемника с помощью красного светодиода. Диод следует выбрать самый миниатюрный и маломощный из возможных.

Приемник питается от двух часовых батареек используемых в лазерных указках, и с пьезотелефоном способен проработать до 100 часов.

В варианте с низкоомным телефоном, вероятно, придется применить более мощный источник питания на 2,5..3 вольта.

 

ИЗГОТОВЛЕНИЕ:

1. Соответствующую Вашему размеру приемника (размер не критичен) пластинку двухстороннего текстолита, приводим к виду изображенному на первых двух рисунках. При этом, нижняя сторона полностью имеет фольгу-экран. А верхняя сторона, должна быть разделена на квадратики, как это показано на фотографии.

2. Также, вырезаем двухстороннюю маленькую платку для СВЧ модуля, - как это видно на следующих фотографиях.

3. Достаем из чулана незаслуженно забытый с детства настольный токарный станочек, или идем к другу, который еще не продал свой станочек в связи с поступлением в институт, и вытачиваем из куска полистирола или оргстекла две детальки изображенные на фотографии (каркас катушки вариометра и ручку для винтика подстройки). Размер этих деталек не критичен, и вы легко вспомнив свое занятие в детском кружке, набросаете себе чертежик сами. Главное, что бы вы могли закрепить с одной стороны гайку на М2 и с другой стороны имелся выступ для намотки трех витков катушки. В этом смысле лучше подходит полистирол, т.к. в него легко потом паяльником вдавить гайку. А затем, так же, паяльником, развальцевать край каркаса при креплении его к плате приемника.

Не огорчайтесь отсутствием миниатюрного, точного станочка. Использовать часовой или настольный станок совсем не обязательно, т.к. такая высокая точность не требуется. Если в рабочей комнате или в гараже стоит обычный "грубый" школьный станок ТВ-6, или подобный (например современный (бытовой или детский немецкого производства) токарно-винторезный напольного базирования с патроном 1-200мм) - они вполне подойдут, - если использовать острые как бритва резцы из твердого сплава, - хорошо заточенные на алмазном кружке.

Так же подойдет и станок который вы найдете в любом цеху, - если только это не станок для обработки полутонных деталей...:)

Вообще говоря, - если вы и дальше собираетесь заниматься миниатюрными СВЧ поделками, то наличие токарного станка, бор машинки с прибамбасами, фрезерной приставки к бормашинке, настольного сверлильного станка и бинокулярного монтажного микроскопа, - является признаком Ваших не дилетантских намерений.

Все известные нам серьезные радиолюбители у нас и за рубежом, - эти минимально необходимые инструменты + осциллограф и сигнал генератор, - имеют.

4.1 Также вытачиваем и нарезаем резьбу на кусочке бабушкиной алюминиевой спицы, предварительно попросив братика отвлечь бабушку, - что бы она не увидела этого варварства…

4.2 Поняв как устроен и работает вариометр, вы можете вообще ничего не точить, а использовать подходящую пластмасску и винтики (можно медные или латунные)

5. Когда все детали изготовлены, вырезаем в плате соответствующее отверстие под толстый выступ вариометра (смотрите фото).

6. Все аккуратно зачищаем и начинаем покрывать сплавом Розе, - т.е. залуживаем платы. Лудить паяльником не стоит, т.к. маленькие квадратики моментально отлетают от перегрева и вам придется все переделывать.

 

ТЕХНОЛОГИЯ ЛУЖЕНИЯ:

А) Берем миску с водой и ставим ее на небольшой огонь.

ВНИМАНИЕ: Категорически запрещается потом использовать эту миску для еды и продуктов! Сплав Розе содержит ядовитый кадмий и свинец.

Б) Когда вода закипает, уменьшаем огонь так, что бы вода чуть кипела мелкими пузырьками.

В) Кидаем туда пару горошин сплава Розе.

Г) Сыпем в воду щепотку лимонной кислоты, - попросив ее у бабушки, сестры или мамы на кухне.

Д) Наливаем в воду несколько капель аптечного глицерина.

Е) Кидаем плату в воду.

Ж) Берем мягкую кисточку (деревянную иначе расплавится) и палочку. Придерживая плату палочкой, загоняем ее на шарики расплавленного сплава Розе или наоборот, кисточкой сплав на плату.

З) Катаем плату или шарики по плате, юзаем кисточкой, пока не получим с двух сторон красивый, блестящий слой серебристого сплава на плате.

И) Если сплав не хочет липнуть к меди, добавляем еще щепотку лимонной кислоты.

К) Кисточкой жестко смахиваем лишний сплав с платы, что бы она была покрыта тонкой, красивой, фирменной пленкой.

7) Теперь с помощью подходящего клея и паяльника собираем все части в единый узел, расположив СВЧ платку, как показано на фото рядом с вариометром и запаяв усы ее земляного (нижнего) слоя, на земляной слой большой платы. Крепить малую плату на большой, удобно с помощью термоклея.

8) Далее, аккуратно собираем всю конструкцию СВЧ блока, как показано на фото. Катушка L1 имеет 2 витка довольно толстого провода (примерно 0,3) а L2 полувитком огибает ее поверх. Холодный конец L2 крепится прямо к эмиттеру СВЧ триода. В ту же точку припаивается конденсатор 22н. А второй конец конденсатора идет сразу на дроссель (20 витков более тонкого провода), - видно на фото.

Вертикальными, короткими перемычками верхняя плата соединяется с квадратиками нижней. Причем для эмиттера провод к земле идет через отверстие просверленное в нижней плате по кратчайшему расстоянию.

9. В последнюю очередь на границе СВЧ модуля и большой платы крепим часовой или подходящий по размеру триммер, соединив его прямо с коллектором триода через небольшой конденсатор (2 пФ, - на фото он синий), и с землей на нижней плате.

10. Обратите внимание, что концы катушки L1 кратчайшим путем связаны с базой и коллектором СВЧ триода.

На этом, конструкция СВЧ модуля закончена. Переходим к сборке остальной части схемы.

 

ИЗГОТОВЛЕНИЕ МАКЕТНОЙ ПЛАТЫ:

А) Вырежьте ножницами по металлу или ножовкой соответствующий по размеру кусочек двухстороннего текстолита толщиной 1..2мм

Б) Разметьте твердым карандашом или чертилкой сетку линий, - разделив одну сторону платы на квадратики.

В) Закрепите на столе фрезерную приставку к вашей бормашине. Вставьте в патрон винтовую насадку (М3-ВА2) вместе с переходной втулкой на дисковую пилу М30. Если нет зубчатого диска 30мм, пойдет любой в диапазоне от 20 до 50 мм. Закрепите дисковую пилу в переходнике.

Г) Закрепите патрон с циркулярной (дисковой) пилой над фрезерной приставкой так, чтобы зубья пилы едва касались поверхности фольги. Затем отведите плату от соприкосновения с режущим диском и винтом вертикального хода опустите диск еще на 0,1 мм. Теперь вы готовы сделать макетную плату.

Д) Двигая плату винтами горизонтальной подачи, сделайте нужное число квадратиков, продвигая плату относительно режущего диска по размеченным линиям. При этом не забудьте включить бормашину на вращение с максимальными оборотами ротора. Если вы случайно поставите не полные обороты, рискуете остаться без диска или даже без глаз.

 

ВНИМАНИЕ: Фрезеровку канавок в фольге следует делать только в защитных очках.

 

Теперь, когда СВЧ модуль собран, мы можем собрать УНЧ и испытать приемник в работе. На следующей картинке показано как легко можно собрать эту часть схемы используя только квадратики и пару проволочек. А на фото, показано, - как это должно выглядеть.
Обратите внимание, - четвертый каскад УНЧ собран не так как на принципиальной схеме, а эммитерным повторителем. Такое изменение предпочтительно, - во всех случаях когда усиления достаточно. Здесь открывается еще одно преимущество макетной платы, - моментальное изменение схемы. Собрав схему, тщательно проверьте все соединения и детали.

 

НАЛАДКА:

Прежде чем подключить питание, замените конденсатор, стоящий между двумя 620к в цепи обратной связи УНЧ на 20 или даже 50 мкФ. Потом, возможно его удастся уменьшить до обозначенного на схеме. При таком конденсаторе, звук в наушнике появляется не сразу после включения, зато схема не будет такой капризной как с малым конденсатором. Подключив питание, проверьте УНЧ касанием отверткой до базы первого триода. Затем тоже самое, коснувшись базы СВЧ триода. Если идет громкий фон 50гц, - можно приступить к наладке. Переменным резистором добейтесь устойчивого шума, а триммеров, - нужной частоты. Если частота примерно 630 мГц (при указанных значениях может быть такой), то число витков L1 следует увеличить до 3-х или более. Приемник должен работать устойчиво, а при настройке на его частоту сигнал - генератора, шум в телефоне должен пропадать и отчетливо будет слышна модуляция или фон переменного тока (50 Гц). Если у вас еще нет генератора, воспользуйтесь брелком от авто-сигнализации с известной частотой.

Правильно собранный и налаженный приемник обладает высокой чувствительностью и должен принимать такой брелок на несколько сотен метров в чистом поле.

Изменяя напряжение питания, убедитесь, что приемник продолжает принимать входной сигнал вплоть до напряжения 1,7в или даже меньше.

Теперь проверьте правильность настройки вариометра. Поставьте винт в среднее положение и еще раз триммером настройтесь на сигнал. Теперь вращая винт в обе стороны (по очереди, - разумеется) проверьте работу механизма точной настройки.

Настройка приемника закончена. Теперь сделайте жук на соответствующий диапазон, и испытайте все в комплексе. Для данного приемника у жуков должен быть как минимум один каскад УНЧ с модуляцией прямо на базу (АЧМ-модуляция).

Если качество звука вас не радует, уменьшите емкость конденсатора 22н до 10н или даже до 3н. При этом качество звука и стабильность приемника значительно возрастут, а чувствительность немного ухудшится.

ПОСЛЕСЛОВИЕ: Данная статья рассчитана на творчески думающих людей. Усвоив основные приемы, вы легко можете изготовить на ваших домашних станочках значительно более компактные вариометры и платы, собирая эту схему в размере почтовой марки…