500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб – Классная библиотека! Скачать книги бесплатно

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатно Вертолеты

3. Шифраторы для аппаратуры пропорционального управления

2.3.1. Простой шифратор на транзисторахПринципиальная схемаразделе 1.2.2

отмечались недостатки двухканального шифратора, выполненного на базе автоколебательного мультивибратора. Однако в целом ряде случаев (например для простейших моделей-игрушек) взаимной связью между каналами можно пренебречь. Если модель находится в поле зрения оператора, то несложно отработать поправку на эту связь в процессе управления.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.19.Принципиальная схема шифратора

Он реализован на транзисторах VT1,VT2 по схеме автоколебательного мультивибратора с коллекторно-базовыми связями.
Транзистор VT3 играет роль электронного ключа, с помощью которого можно управлять работой передатчика (ПРД). В открытом состоянии транзистора сопротивление между точкой 1 и корпусом не превышает 30–50 Ом.

Если используется передатчик с частотной модуляцией, то между точкой «1» и плюсом источника необходимо включить резистор сопротивлением 3–5 кОм. Импульсы с выхода VT3 в этом случае необходимо подавать на варикап задающего генератора ПРД. Транзистор VT3 помимо функции электронного ключа выполняет еще и роль развязывающего устройства, исключающего влияние подключаемого к его коллекторной цепи каскада на параметры вырабатываемых импульсов.

Детали и конструкция


Печатная плата шифратора выполняется из одностороннего стеклотекстолита и никаких особенностей не имеет. Ее чертеж со стороны печатных проводников приведен на рис. 2.20.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.20.Печатная плата шифратора

Потенциометры R2 и R6, механически связанные с ручками управления, располагаются за пределами платы и соединяются с ней шестью проводниками. Для обеспечения большого срока службы эти потенциометры желательно выбрать с высокой степенью износостойкости, например типа СП4-1, СПЗ-33-32 (25000 циклов) или еще лучше РП1-46д (100000 циклов).

Транзисторы подойдут КТ315 либо КТ3102 с любым буквенным индексом. Времязадающие конденсаторы С1 и С2 должны иметь низкий ТКЕ, лучше всего использовать пленочные типа К73-16 или аналогичные. Конденсатор С3 должен быть керамическим, например типа КМ6.

Настройка

Настройка сводится к установке требуемых исходных длительностей положительных и отрицательных импульсов на коллекторе транзистора VT2 и пределов их изменения при отклонении ручек управления. Без осциллографа здесь не обойтись. Его щуп подключается к коллектору транзистора VT2.

Выше отмечалось, что длительности импульсов определяются как величиной базовых резисторов R3, R4, так и текущими напряжениями на движках потенциометров. Существенной является еще и емкость конденсаторов С1 и С2, однако их номиналы процессе настройки менять нецелесообразно.

Можно начать с длительности положительных импульсов. Для ее регулировки вместо резистора R4 с помощью коротких проводников временно подпаиваются последовательно соединенные потенциометр и постоянный резистор номиналами 100 кОм и 82 кОм, соответственно. Вместо R1 — потенциометр на 6,8—10 кОм.
Движок потенциометра R2 устанавливается в нижнее (по схеме) положение.

Рекомендуется

затем повернуть его обратно на 5—72°, так как в крайних положениях контакт ползунка с токоведущим слоем не всегда надежен. Закрепить на оси потенциометра ручку управления таким образом, чтобы ее положение соответствовало максимальному рабочему углу отклонения.

Вращением вспомогательного потенциометра (100 кОм) установить длительность положительного импульса равной 2 мс.
Ручку управления перевести в другое крайнее положение (обычно полный угол поворота выбирается 60–90°), длительность импульса должна уменьшиться.

С помощью потенциометра, замещающего резистор R1, установить длительность импульса равной 1 мс. Вернуть ручку управления в первоначальное положение. Если длительность импульса стала существенно отличаться от 2 мс, скорректировать ее потенциометром базовой цепи.

Установить заново ручку управления в положение минимальной длительности и, при необходимости, подстроить ее до 1 мс эквивалентом R1.
Необходимо добиться изменения длительности импульса в пределах 1–2 мс, неоднократно проделав вышеописанные манипуляции.

Далее тестером измеряются текущие значения сопротивлений вспомогательных потенциометров, и на их место припаиваются ближайшие по номиналу постоянные резисторы. Следует убедиться, что в среднем положении ручки управления длительность импульса соответствует исходному значению —1,5 мс.

Аналогично устанавливаются границы изменения длительности отрицательного импульса, с той лишь разницей, что используются резисторы R3, R5 и потенциометр R6.
Временно включив между выходом шифратора (коллектор VT3) и плюсом источника питания резистор номиналом 1–3 кОм, необходимо убедиться (с помощью осциллографа) в наличии на выходе проинвертированных импульсов амплитудой, примерно равной напряжению источника питания.

2.3.2. Двухканальный формирователь на таймере КР1006ВИ1Принцип действия

При рассмотрении общих принципов пропорционального управления отмечалось, что в простейших устройствах на базе мультивибраторов взаимное влияние каналов весьма существенно. Было показано, что введение асимметрии между канальными импульсами улучшает ситуацию.

Можно, кроме того, оставлять исходные длительности одинаковыми, но увеличивать их абсолютные значения. При этом будет расти период повторения (безболезненно его можно увеличивать до 20 мс) и уменьшаться относительное влияние каналов. Имеется в виду, что максимальное значение Δ

τ

в каждом канале остается при этом неизменным и равным 0,5 мс.
Увеличение периода повторения, помимо положительного эффекта, все же усложняет задачу построения канальных удлинителей импульсов в приемной части аппаратуры. В предлагаемой конструкции применен компромиссный вариант с увеличением периода повторения до 10 мс за счет использования асимметричных канальных импульсов (рис. 2.21) с параметрами:

τ

= 1,5 мс;

τ

= 8,5 мс;

Тпо

= 10 мс;
Δ

τ

 = ±0,5 мс.
Формирователь построен на базе таймера КР1006ВИ1 по схеме автоколебательного мультивибратора с раздельной регулировкой длительностей положительного и отрицательного импульсов.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.21.Асиметричные канальные импульсыПринципиальная схема


Принципиальная схема формирователя приведена на рис. 2.22.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.22.Принципиальная схема формирователя

Длительность положительных импульсов определяется постоянной времени заряда конденсатора С1 через диод VD1 и регулируется в пределах

τ1

= 1–2 мс переменным резистором R2, связанным механически с ручкой управления моделью. По окончании стадии формирования импульса конденсатор разряжается через открывающийся ключевой транзистор микросхемы, коллектор которого соединен с выводом

7

.
Длительность отрицательного импульса, формируемого при этом на выходе микросхемы (вывод

3

), устанавливается в пределах 8–9 мс переменным резистором R4, также связанным с ручкой управления. Резисторы R1, R3 служат для подгонки границ диапазонов изменения длительностей командных импульсов.
Вывод

5

микросхемы является входом электронной регулировки длительностей импульсов, в данной схеме не используется и зашунтирован конденсатором С2 для исключения «дребезга» фронтов вырабатываемых импульсов. Микросхема питается через стабилизатор напряжения DA2 для устранения влияния разряда батареи на параметры вырабатываемых команд.

Командные импульсы (рис. 2.21) через развязывающий резистор R7 подаются в канал связи с управляемым объектом, их амплитуда (на выводе 3) практически равна напряжению источника питания. При необходимости импульсы можно сделать одинаковыми, уменьшив величину R3 до 1 кОм и превратив, тем самым, мультивибратор в симметричный.

Детали и конструкция

Печатная плата формирователя изображена на рис. 223.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.23.Фрагмент печатной платы передатчика

При практической реализации какого-либо варианта аппаратуры в целом, плату формирователя целесообразно выполнить фрагментом общей печатной платы передатчика. Переменные резисторы R2, R4 закрепляются на плате в горизонтальном положении с помощью хомутиков, охватывающих втулки, через которые выходят оси потенциометров, и проводников, соединяющих выводы резисторов с соответствующими отверстиями на плате.

Овальные отверстия в плате предназначены для вывода рычагов управления, закрепляемых на осях потенциометров.
Габаритные размеры рассчитаны на установку потенциометров типа СП4-1, имеющих высокую износостойкость (25000 циклов). Возможно применение и других типов с соответствующей коррекцией размеров печатной платы, важно лишь, чтобы потенциометры были группы А, обеспечивающей линейную зависимость величины сопротивления от угла поворота.

Внимание! Речь идет о потенциометрах отечественного производства: у импортных аналогичная характеристика обозначается литерой В. Более того, нередко встречаются китайские изделия, у которых реальная зависимость не соответствует заявленной!

Времязадающий конденсатор С1 должен быть обязательно пленочным, например К73-17. Диоды VD1, VD2 — типа КД521Б или аналогичные. Микросхема DA1 — типа КР1006ВИ1, может быть заменена импортным аналогом — таймером 555 производства любой фирмы (например LM555).

Настройка

Настройка заключается в установке исходных значений длительностей командных импульсов и диапазонов их изменения.
После проверки правильности монтажа необходимо подать питание на устройство и проверить наличие 5 В на выходе стабилизатора DA2. Затем подключают осциллограф к выходу формирователя (правый по схеме вывод резистора R7).

τ

= 1.5 мс. Закрепить рычаг управления на оси потенциометра в вертикальном положении. Отклоняя его на ±30°, убедиться, что длительность меняется на ±0,5 мс. Если диапазон изменения меньше указанного, следует немного уменьшить номинал резистора R1, и потенциометром R2 вновь установить исходные 1,5 мс.

Рычаг управления на оси закрепить в новом положении, соответствующем исходной длительности. Вновь проверить диапазон изменения и т. д.
Аналогично устанавливаются параметры второго командного импульса, с тем лишь отличием, что исходная длительность должна быть равна

τ

= 8,5 мс (по-прежнему Δ

τ

= ±0,5 мс).
Точную настройку крайних значений длительностей командных импульсов можно осуществить подбором размеров отверстий в плате, через которые проходят ручки управления, т. е. изменением диапазона отклонения рычагов управления.

2.3.3. Двухканальный шифратор на микросхеме К564АГ1Принципиальная схема

Шифратор, полностью аналогичный предыдущему по характеристикам, можно собрать на микросхеме К561АГ1, содержащей в себе два ждущих мультивибратора с входами перезапуска [4]. Последнее обстоятельство позволяет реализовать автоколебательный мультивибратор с раздельной регулировкой длительностей положительных и отрицательных импульсов.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.24Принципиальная схема шифратора на К564АГ1

Длительность положительных импульсов на выводе

10

микросхемы определяется выражением
τ

~= 0,5(R1 R2)·C1.
Длительность отрицательных — параметрами аналогичной цепочки (R3 R4, С2. Поскольку для каждого импульса необходимо обеспечить одновременно и требуемую исходную длительность (τ

= 1,5 мс; τ

= 8,5 мс), и заданную величину ее изменения Δ

τ

= ±0,5 мс, для удобства настройки в каждом плече мультивибратора использовано по два потенциометра.
Стабилизатор напряжения DA1 призван исключить изменение параметров вырабатываемых импульсов при разряде батареи.
Впрочем, даже исключение DA1 из схемы приведет к отклонению параметров не более чем на 2 %.

Если управляемым элементом передатчика команд служит варикап (при ЧМ-модуляции), то ключевой каскад на транзисторе VT1 можно исключить, используя импульсы непосредственно с вывода 10 микросхемы.
Амплитуда импульсов при этом равна напряжению на выходе стабилизатора.

Детали и конструкция

Печатная плата, как и в предыдущем случае, может быть общей с передатчиком. Для автономного варианта исполнения шифратора ее внешний вид изображен на рис. 2.25. Перемычка П1 устанавливается со стороны расположения деталей перед впаиванием микросхемы DD1.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.25.Печатная платаТранзистор

VT1 может быть любого типа

n-р-n

проводимости. Электролитический конденсатор С3 — рабочим напряжением не менее 6 В.
Подстроечные резисторы R1, R3 можно использовать типа СПЗ-38б или РП1-63М6. Стабилизатор напряжения DA1 может быть любым из серии малогабаритных на выходное напряжение 5 В.

Времязадающие конденсаторы С1 и С2, от стабильности которых зависит стабильность длительности вырабатываемых импульсов, лучше всего применить пленочные, типа К.73–17. Можно использовать и бумажные (МБМ), но придется несколько увеличить расстояния между отверстиями на плате для их установки.

Настройка

Настройка шифратора полностью аналогична предыдущему варианту. Потенциометры R1, R3 после настройки можно заменить постоянными резисторами.

2.3.4. Шифратор на транзисторах со стабилизацией периода повторенияПринципиальная схема

Ранее отмечалось, что исключить взаимное влияние каналов можно лишь стабилизировав период повторения канальных импульсов. В таких схемах командные импульсы формируются ждущими мультивибраторами, а их запуск осуществляется импульсами тактового генератора, который и определяет период повторения.
На рис. 2.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.26.Принципиальная схема шифратора

Период повторения командной посылки

Тп

выбран равным 10 мс, длительности канальных импульсов в нейтральном положении ручек управления τ

= 1,5 мс, диапазон изменения канальных импульсов Δ

τ

= ± 0,5 мс.
Выходные импульсы имеют положительную полярность и амплитуду

U

= 5 В. При необходимости количество каналов можно увеличивать вплоть до восьми, подключая дополнительные секции к правой части схемы. Период повторения при этом необходимо увеличить до 20 мс.

Принцип действия


Рассмотрим работу составных частей схемы. На транзисторах VT1, VT2 и элементах, их окружающих, собран тактовый генератор. Он формирует короткие положительные импульсы, следующие с требуемым периодом повторения

Тп

. Импульсы снимаются с катода диода VD3 и поступают на запуск ждущего мультивибратора первого канального импульса.

Тактовый генератор работает следующим образом

. При подаче питающего напряжения начинает заряжаться конденсатор С2 (от положительной клеммы источника питания, через резистор R3 и участок «база-эмиттер» транзистора VT1 на корпус). Ток заряда в первый момент максимален и создает на базе транзистора напряжение около 1 В.
На рис. 2.27,

а

хорошо видно, что этого напряжения достаточно для поддержания транзистора в открытом состоянии, так как оно превышает

Uбо

(напряжение отпирания транзистора). Величина зарядного тока в первый момент равна

Uпит(R3

  сопротивление участка «база-эмиттер») и достаточна для перевода транзистора в режим насыщения. Напряжение на его коллекторе, как следствие, практически равно нулю (рис. 2.27,

в

).
К коллектору подключена база транзистора VT2, который в результате надежно заперт. Ток через него не течет, и поэтому напряжение на резисторе R4, оно же U

э2

, практически равно нулю (рис. 2.27,

г

).
Напряжение на конденсаторе С2 нарастает по экспоненте (рис. 2.27,

а

), так как постоянная времени заряда τ

~= R3C2 невелика. Ток заряда, наоборот, уменьшается, вызывая уменьшение напряжения на базе транзистора VT1 (рис. 2.27,

б

). В момент времени

t1

это напряжение достигает напряжения запирания

Uбо

, и начинается лавинообразный процесс «опрокидывания» схемы.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.27.Эпюры в характерных точках тактового генератораОбратим внимание

на то, что конденсатор С2 к этому моменту зарядился до напряжения, близкого к напряжению источника питания (в рассматриваемом примере это примерно 4,2 В, как видно из рис. 2.27,

а

) таким образом, что на его правой обкладке образовался положительный потенциал. Как только VT1 начинает запираться, напряжение на его коллекторе, а значит и на базе VT2, начинает расти (рис. 2.27,

в

), приводя к отпиранию транзистора VT2 и, как следствие, к уменьшению напряжения на его коллекторе.
Это скачкообразное уменьшение передается через конденсатор С2 на базу транзистора VT1, еще сильнее снижая напряжение на ней, что вызывает еще больший рост напряжения на его коллекторе и т. д.

Процесс сам себя «подталкивает», т. е. развивается лавинообразно. Заканчивается он тем, что транзистор VT2 полностью открывается, a VT1 — закрывается. Сопротивлением участка «коллектор-эмиттер» открытого VT2 можно пренебречь.
Через транзистор протекает ток и создает на резисторе R4 напряжение порядка 3,3 В (рис. 2.27,

г

). Заметим, что его величина определяется соотношением сопротивлений резисторов R3 и R4. Можно считать, что правая обкладка конденсатора С2 через открытый VT2 подключена к верхнему выводу резистора R4. Отрицательно заряженная левая обкладка конденсатора подключена к базе VT1.

t1

очевидно будет отрицательным и имеет величину

U1

= -4,2 3,3 = -0,9 В (см. рис. 2.27,

б

). Это напряжение надежно удерживает транзистор VT1 в запертом состоянии, а большое напряжение на его коллекторе — транзистор VT2 в открытом состоянии.
Конденсатор С2 начинает разряжаться через полностью открытый VT2 и резистор R2. Напряжение на нем уменьшается, как следствие, напряжение на базе VT1 растет (интервал

t1 — t2

на рис. 2.26,

а, б

). Все это время через резистор R4 протекает ток, обеспечивая формирование на нем положительного импульса (рис. 2.27,

г

). Процесс прекратится, как только напряжение на базе VT1 достигнет величины

Uбо

(момент

t2

на графиках).
Транзистор VT1 начнет открываться, что приведет к уменьшению напряжения на его коллекторе и на базе VT2. Последний начнет закрываться, скачок напряжения на его коллекторе через конденсатор С2 передастся на базу VT1, еще сильнее его открывая, и т. д.

г

).
Период повторения импульсов представляет собой сумму длительностей положительного и отрицательного выходных импульсов. На длительность отрицательной фазы влияет только постоянная времени цепи заряда конденсатора С2 и величина напряжения

Uбо

. Это напряжение для большинства маломощных транзисторов примерно одинаково и составляет величину 0,6–0,8 В для кремниевых транзисторов и 0,4–0,5 В для германиевых.
Отсюда возможности по управлению длительностью: изменением величины С2 либо R3. Необходимо иметь в виду, что увеличение R3 будет одновременно уменьшать амплитуду выходных импульсов, снимаемых с R4, так что здесь возможности невелики.

б

, зависит величины

U1

, и от скорости разряда конденсатора С2 через резистор R2.

U1

, в свою очередь, можно изменять, меняя соотношение сопротивлений R3 и R4, что, очевидно, будет влиять и на амплитуду выходных импульсов. Последнее нежелательно. Удобнее изменять постоянную времени цепи разряда конденсатора с помощью R2, что и предусмотрено в схеме.

д

). Отрицательные всплески срезаются диодом VD3, а положительные, расстояние между которыми равно периоду повторения, подаются на запуск ждущего мультивибратора первого канала. Ждущий мультивибратор собран на транзисторах VT3, VT4.
Полностью аналогичен ему мультивибратор второго канала, который будет запускаться задним фронтом первого канального импульса.

В качестве манипулятора в устройте использован стандартный компьютерный джойстик типа F-102, в котором сделаны небольшие доработки. Джойстик содержит два потенциометра по 100 кОм.
К каждому из них припаиваются по четыре резистора (рис. 2.26) для обеспечения требуемого диапазона изменения длительностей импульсов при отклонении ручки джойстика в крайние положения.

Отклонения ручки вперед — назад изменяют скорость и направление вращения тягового двигателя модели, а поперечные отклонения — соответственно угол поворота рулевого устройства.
Джойстик подключается к командоаппарату через штатный разъем, ответная часть которого распаяна на соединители X1.1 и X1.2.

Естественно органы управления можно оформить любым другим, удобным для моделиста способом. Полезно при этом сохранить номиналы резисторов манипуляторов.
Запуск мультивибратора происходит положительными импульсами, подаваемыми на базу транзистора VT4. Исходное состояние схемы, предшествующее подаче синхроимпульса, таково (интервал

0—t1

на рис. 2.28). Транзистор VT3 открыт и насыщен за счет подачи на его базу положительного смещения от источника питания через подстроечный резистор R7. Напряжение это несколько превышает напряжение отпирания

Uбо

(рис. 2.28,

б

).
Потенциал коллектора при этом очень невелик (рис. 2.28,

в

). Часть этого потенциала передается на базу транзистора VT4 через резистор R9 и она существенно ниже напряжения отпирания (рис. 2.28,

д

). Как следствие, транзистор заперт, и напряжение на его коллекторе равно напряжению питания (рис. 2.28,

е

).
Правая обкладка конденсатора С5 имеет потенциал базы транзистора VT3, что составляет примерно 0,8 В. Левая обкладка через контакт

2

разъема X1.1 подключена к движку потенциометра, находящегося в джойстике, и ее потенциал определяется текущим положением движка. В рассматриваемом примере это примерно 2,6 В. Таким образом, конденсатор во время предыдущего продолжительного промежутка времени был заряжен до напряжения

UcS

= 2,6–0,8 = 1,8 В (рис. 2.28,

г

). Схема находится в устойчивом состоянии.
В момент времени

t1

короткий положительный импульс с выхода дифференцирующей цепи через диод VD3 поступает на базу VT4 (рис. 2.28,

а

). Начинается лавинообразный процесс опрокидывания схемы. Действительно, этот импульс, превысив порог

Uбо

, вызывает первоначальное отпирание VT4. Напряжение на его коллекторе скачкообразно уменьшается. Этот отрицательный скачок напряжения через диод VD2 и конденсатор С5 передается на базу VT3, обеспечивая начало его запирания.
Увеличивающееся на коллекторе напряжение через резистор R9 попадает на базу VT4, открывая последний, и т. д.

В результате транзистор VT4 оказывается открытым. Через малое сопротивление участка «коллектор-эмиттер» этого транзистора и диод VD2 левая обкладка (положительно заряженная) конденсатора С5 подключается к корпусу. К базе VT3 по-прежнему остается подключенной отрицательно заряженная обкладка этого конденсатора, что надежно запирает транзистор (рис. 2.28,

б

), обеспечивая на его коллекторе высокий потенциал, часть которого, будучи приложенной к базе VT4, надежно удерживает его в открытом состоянии (рис. 2.28,

д

).
Напряжение на выходе схемы практически равно нулю (рис. 2.28,

в

). Далее начинается стадия формирования первого канального импульса. Конденсатор С5 перезаряжается по цепи: плюс источника питания, резистор R7, диод VD2 и открытый транзистор VT4. Напряжение на нем уменьшается и, как следствие, повышается потенциал базы VT3 (интервал

t1

— t

2

на рис. 2.28,

б

). Когда конденсатор перезарядится до такой степени, что результирующее напряжение на базе достигнет величины 

Uбо

(момент

t2

), транзистор VT3 начнет открываться, и произойдет обратное лавинообразное опрокидывание схемы.
На коллекторе VT4 будет сформирован отрицательный импульс, длительность которого зависит как от постоянной времени перезаряда C5R7, так и от величины исходного (в момент

t1

) напряжения на конденсаторе С5. Изменение постоянной времени с помощью R7 используется при установке среднего значения длительности командного импульса в процессе настройки, а изменение исходного напряжения на конденсаторе с помощью движка потенциометра джойстика — для регулировки длительности в процессе управления моделью.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.28.Эпюры в характерных точках ждущего мультивибратора

После дифференцирования отрицательного импульса цепью С7, R12, R13 короткий положительный импульс, соответствующий заднему фронту канального, подается через диод VD7 на запуск формирователя второго канального импульса, схема которого полностью аналогична только что рассмотренной, все последующие формирователи устроены одинаково.

Формирователь командной посылки обеспечивает создание на своем выходе прямоугольных положительных импульсов стандартной длительности 0,5–0,6 мс, временное положение которых должно совпадать с границами между канальными импульсами. Реализован он на трех инверторах микросхемы DD1.

Первый импульс должен соответствовать переднему фронту первого канального импульса. Для его формирования отрицательный командный импульс с коллектора VT4 инвертируется элементом DD1.1 и подается на дифференцирующую цепь С3, R5. Короткий положительный всплеск с ее выхода через развязывающий диод VD1 поступает на нормализатор длительности и амплитуды, собранный на остальных двух элементах микросхемы.

а, б500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.29.Эпюры в характерных точках формирователя


График напряжения на входе элемента DD1.2 изображен на рис. 2.29,

в

. Поскольку этот вход соединен с корпусом через резистор R26, то в отсутствие входных сигналов на его выходе (вывод 10) напряжение соответствует логической единице ( 5 В). Логические элементы серии КМОП переходят как из единичного состояния в нулевое, так и наоборот, когда входное напряжение пересекает уровень, примерно равный половине напряжения питания (2,5 В).
В результате на выводе

10

DD1 формируются короткие отрицательные импульсы отрицательной полярности (рис. 2.29,

г

). На время действия этих импульсов нижняя обкладка конденсатора С6 через диод VD4 подключается к корпусу, вызывая быстрый разряд конденсатора. Затем следует его заряд через большое сопротивление R10 (рис. 2.29,

д

).
В моменты пересечения напряжением на конденсаторе уровня 2,5 В происходят опрокидывания элемента DD1.3, в результате чего на его выходе формируются положительные импульсы.
Длительность этих импульсов определяется, как это видно из рисунка, постоянной времени цепи заряда конденсатора С6, и при настройке устанавливается равной 0,5–0,6 мс подбором величины либо С6, либо R10.

Конденсатор С8, установленный на выходе, немного заваливает фронты формируемых импульсов, тем самым сужая их спектр.
Необходимо это для того, чтобы активная ширина спектра излучаемых сигналов, которая и при амплитудной, и при частотной модуляции зависит от ширины спектра модулирующих импульсов, не превышала разрешенной ГИЭ величины.

Резистор R14 препятствует шунтирование этим конденсатором варикапа задающего генератора передатчика (при ЧМ). При амплитудной модуляции выходные импульсы подаются обычно на базу транзисторного ключа, в этом случае резистор играет роль ограничителя тока базы, и его величину необходимо уменьшить до 10–15 кОм.

Детали и конструкция

Вариант печатной платы для двухканальной аппаратуры изображен на рис. 2.30. Пунктирной линией на ней изображена перемычка, которую необходимо впаять со стороны расположения деталей. К используемым деталям никаких особых требований не предъявляется, за исключением конденсаторов, стоящих в цепях формирования временных интервалов (С2, С5 и С9).

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.30Печатная плата двухканального шифратора

Если использовать на их месте керамические конденсаторы типа КМ-6, то с низким температурным коэффициентом емкости (группа не ниже М1500). Вместо микросхемы К561ЛЕ5 можно применить К561ЛА7. Транзисторы — на КТ3102 с любой буквой, или им аналогичные. Диоды подойдут любые малогабаритные.

Если вместо джойстика будут использоваться ручки управления другой конструкции, то в них можно установить по одному потенциометру на 33 кОм, исключив дополнительные постоянные. Поскольку эти потенциометры будут эксплуатироваться в интенсивном режиме, целесообразно применять СП4-1.

Подстроечные резисторы — типа СШ-38, но можно использовать любые малогабаритные, изменив соответственно установочные размеры на плате. С целью экономии места последние можно заменить постоянными резисторами, предварительно (в процессе настройки) подобрав требуемые номиналы.

Настройка

Настройка сводится к установке требуемых временных параметров. Подключив осциллограф к эмиттеру транзистора VT2 и включив питание, необходимо потенциометром R2 установить период следования наблюдаемых импульсов равным 10 мс (для двухканального варианта)

или 20 мс (для восьмиканального). В последнем случае придется увеличить емкость конденсатора С2 до 0,5 мкФ. Соотношение длительностей положительных и отрицательных импульсов значения не имеет.
Далее щуп осциллографа подключается к коллектору VT4. На экране должны наблюдаться отрицательные прямоугольные импульсы (рис. 2.29,

а

). Установив ручку управления в среднее положение, подстроечным резистором R7 необходимо добиться длительности импульсов равной 1,5 мс. Отклонив ручку управления в крайнее положение, проверить величину изменения длительности.
Если

Δτ

меньше 0,5 мс, удерживая ручку управления в нейтральном положении, необходимо повернуть ось потенциометра (либо его корпус) на небольшой угол. Поворачивать необходимо таким образом, чтобы часть сопротивления, включенная между контактами

23

разъема X1.1, увеличивалась. При этом увеличится исходная длительность канальных импульсов. Ее необходимо вернуть к значению 1,5 мс, меняя сопротивление R7.
Манипуляции производятся до тех пор, пока методом последовательного приближения не будут удовлетворены одновременно и требования к исходной длительности, и к величине Δ

τ

. Если Δ

τ

больше 0,5 мс, процедуры аналогичны, но корпус потенциометра нужно поворачивать в обратную сторону.
Если длительность выходных импульсов командной посылки (вывод

11

DD1) существенно отличается от 0,5 мс, ее корректируют подбором либо конденсатора С6, либо резистора R10.

2.3.5. Транзисторный шифратор на базе электронных ключейПринципиальная схема

В предыдущей схеме ждущие мультивибраторы, на которых собраны формирователи канальных импульсов, можно заменить транзисторными ключами, несколько изменив цепи их запуска.
На рис. 231 приведена схема такого двухканального шифратора. Очевидно, что его можно дополнить до восьмиканального.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.31.Принципиальная схема шифратора на ключах

Основные характеристики те же самые, что и у предыдущей схемы. Тактовый генератор, определяющий период следования командных посылок, собран на транзисторах VT1, VT2 по схеме, полностью аналогичной предыдущему варианту. Несколько увеличено только сопротивление резистора R1, влияющее на длительность отрицательного импульса на коллекторе VT2.

Дело в том, что, как это будет показано ниже, потенциал коллектора этого транзистора должен быть практически равен нулю в течение всего времени формирования первого канального импульса, максимальная длительность которого может быть равной 2 мс.
Формирователь первого канального импульса реализован на транзисторе VT3.

В исходном состоянии транзистор открыт за счет протекания базового тока через резисторы R5, R6. Напряжение на его коллекторе близко к нулю. Времязадающий конденсатор С2 на предыдущем этапе работы схемы заряжен практически до напряжения питания через верхнюю часть резистора R4 и базовый переход транзистора VT3 (рис. 2.32,

б

). На левой его обкладке — потенциал источника ( 5 В), а на правой — небольшое базовое напряжение (окаю 0,8 В) открытого транзистора VT3.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.32Эпюры в характерных точках формирователя

С появлением на коллекторе VT2 отрицательного импульса (рис. 2.32,

a

, момент

t1

) нижний вывод резистора R4 подключается через открывшийся VT2 к корпусу. Напряжение на базе транзистора VT3 теперь определяется алгебраической суммой отрицательного напряжения на С2 и положительного напряжения с движка потенциометра R4. Его вполне достаточно для надежного запирания VT3 (рис. 2.32,

в

). Напряжение на коллекторе этого транзистора скачком возрастает (рис. 2.32,

г

), и начинается формирование канального импульса. Его окончание наступит в момент времени

t2

, когда за счет перезаряда конденсатора С2 напряжение на базе VT3 достигнет величины отпирания (примерно 0,8 В).
Длительность сформированного импульса будет определяться постоянной времени цепи перезаряда

τC2R5R6

)
и величиной напряжения на движке потенциометра. Последнее обстоятельство и используется для управления канальным импульсом.
Для улучшения формы вырабатываемого импульса используется элемент DD1.2, сигнал на выходе которого изображен на рис.

д

.
В течение первого канального импульса транзистор VT3 заперт, а значит нижний вывод потенциометра R5 отключен от корпуса. Происходит быстрый заряд конденсатора С4 через верхнюю часть этого резистора до напряжения питания, подготавливая его к стадии формирования второго канального импульса (рис. 232,

е

). Она начнется, как только закончится первый канальный импульс с отпиранием транзистора VT3 (момент

t2

). Процесс формирования ничем не отличается от только что рассмотренного.
Отрицательные импульсы нормированной длительности, соответствующие границам между канальными (рис. 2.33, вывод

11

микросхемы DD1), формируются элементом DD1.4 из продифференцированных импульсов с выводов

3, 4, 10

. Их длительностью можно управлять, меняя постоянное напряжение на выводе

12, 13

с помощью подстроечного резистора R13.
Подобные манипуляции приводят к смещению положительных экспоненциальных импульсов с выхода дифференцирующих цепочек по вертикали (рис. 233, вывод

12

) относительно уровня опрокидывания элемента DD1.4 (приблизительно 2,5 В). Каскад на транзисторе VT5 инвертирует указанные импульсы и используется в случае применения шифратора совместно с ЧМ-передатчиком.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.33.Эпюры напряжений в нормирователе


Если в аппаратуре предусмотрена амплитудная манипуляция, то необходимость в нем отпадает, а вывод

11

микросхемы используется для замыкания на корпус эмиттерной цепи транзистора задающего генератора передатчика либо одного из его промежуточных каскадов.
Печатная плата двухканального варианта приведена на рис. 2.34.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.34Печатная плата

Как видно, потенциометры, связанные с ручками управления, закрепляются непосредственно на плате с помощью хомутиков и проводников, соединяющих выводы потенциометров с отверстиями в плате. Ручки управления пропускаются сквозь прямоугольные вырезы в плате.

Разводка сделана в расчете на применение в конструкции потенциометров типа СП4-1. Их износостойкость составляет не менее 25000 циклов. Если потенциометры располагать не на печатной плате, то можно использовать практически любые, важно лишь, чтобы их характеристика была типа А (линейная зависимость сопротивления от угла поворота).

Детали и конструкция


Транзисторы могут быть типов КТ315 или КТ3102 с любым буквенным индексом. Микросхему DD1 можно заменить на K561J1A7. Конденсаторы С1, С2, С4, С6 желательно использовать пленочные или бумажные (К73-17, МБМ и др.). Диоды любые малогабаритные.

Настройка

Настройка периода повторения и длительностей канальных импульсов полностью повторяет аналогичные операции в предыдущем варианте шифратора. Требуемая длительность импульсов командной посылки (0,5 мс) на

 11

выводе DD1 устанавливается потенциометром R13. При реализации восьмиканального варианта период повторения устанавливается равным 20 мс, для чего емкость конденсатора С1 увеличивается до 0,5 мкФ.

2.3.6. Многоканальный шифратор на таймерах КР1006ВИ1Принципиальная схема

Микросхема таймера КР1006ВИ1 является многофункциональным устройством и используется в самых различных радиолюбительских конструкциях. На ее базе удобно реализовывать как автоколебательные, так и ждущие мультивибраторы.
Длительность импульсов в обоих случаях можно регулировать изменением постоянных времени цепей заряда и разряда накопительного конденсатора или изменением величины постоянного напряжения на выводе

5

микросхемы.
Как при настройке предлагаемого образца, так и при самостоятельном конструировании других устройств с использованием КР1006ВИ1, полезно представлять ее внутреннее устройство.
Остановимся на этом подробнее.
На рис. 235 приведена структура микросхемы. Она содержит делитель, обеспечивающий формирование опорных напряжений 1/3

Uп

и 2/3

Uп

, два операционных усилителя, RS-триггер, два транзисторных ключа и инвертор

U1

. Для того чтобы рассмотрение было предметным, на микросхеме собран автоколебательный мультивибратор, для чего потребовались только три внешних элемента.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.35. Структура микросхемы КР1006ВИ1


В момент подачи питающего напряжения начинается заряд конденсатора С1 через последовательно включенные R1 и R2.
Напряжение с конденсатора прикладывается к прямому входу ОУ1, и до момента

t1

остается меньше опорного напряжения на его инверсном входе (рис. 236,

а

). Все это время на выходе ОУ, а значит и на входе «R» триггера напряжение близко к нулю (логический 0).
Это же напряжение приложено и к инверсному входу ОУ2 и некоторое время остается ниже опорного напряжения на его прямом входе (1/3

Uп

). Как известно, в этом случае напряжение на выходе ОУ близко к напряжению питания (логическая 1). Оно прикладывается к входу «S» триггера. При такой комбинации сигналов на входах, напряжение на выходе триггера равно нулю, а на выходе инвертора (вывод

3

микросхемы) — соответственно, напряжению питания.
Транзисторный ключ VT1 заперт и не оказывает никакого влияния на работу схемы. Ключ VT2 в этом варианте включения микросхемы постоянно заперт, так как его база соединена с эмиттером. В момент превышения напряжением на конденсаторе опорного уровня 1/3

Uп

напряжение на выходе ОУ2 скачкообразно обращается в нуль. Теперь на обоих входах триггера логические нули, но состояние его выхода не меняется, так как для этого должны поменяться на противоположные состояния обоих входов. В момент

Смотрите про коптеры:  Радиоуправляемая модель Трагги Remo Hobby S EVO-R Brushless Upgrade 4WD RTR 1:16 влагозащита - RH1665UPG

t1

напряжение на конденсаторе достигает второго опорного уровня, и нуль на выходе ОУ1 сменяется единицей.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.36Эпюры напряжений в характерных точках таймера


При этом комбинация сигналов на входе триггера становится противоположной исходной, и состояние его выхода изменяется с нуля на единицу. На выходе инвертора соответственно начинается фаза формирования отрицательного импульса (см. рис. 2.36,

б

). Кроме того, единица с выхода триггера прикладывается к базе транзистора VT1. Читателя не должна смущать непосредственная подача высокого потенциала на базу транзистора.
На схеме отражены только функциональные связи без излишней детализации. В реальной схеме, разумеется, предусмотрены соответствующие базовые цепи.

Ключ открывается, подключая точку соединения резисторов R1 и R2 к корпусу. Начинается разряд конденсатора С1 через резистор R2.
Практически сразу же напряжение на прямом входе ОУ1 становится меньше опорного, а на его выходе скачком опять устанавливается логический «0».

Uп

(момент

t2

на рисунке), изменится состояние на выходе ОУ2 и входе «S» триггера — произойдет его обратное переключение, и напряжение на выходе инвертора опять станет высоким. Ключ VT1 разомкнется, и начнется заряд конденсатора С1.
Далее процессы будут повторяться.

Очевидно, период следования вырабатываемых импульсов будет равен сумме длительностей положительного и отрицательного импульсов. В свою очередь, длительность положительного импульса определяется постоянной времени C1(R1 R2) и может быть приближенно вычислена по формуле τ

= 0,685∙(R1 R2)∙C1; длительность отрицательного определяется постоянной времени разряда конденсатора и вычисляется по формуле τ

= 0,685∙R2C1.
Из рис. 2.36,

а

видно, что если с помощью внешних цепей принудительно менять напряжение на выводе

5

микросхемы, то будут меняться опорные уровни и, как следствие, длительность обоих импульсов. Этот факт используется для электронного управления длительностями. Работа схемы в режиме ждущего мультивибратора во многом аналогична рассмотренной ранее, поэтому здесь не приводится.

4

, который должен быть подключен к плюсу источника через резистор величиной 1–3 кОм. Отрицательный импульс вызовет отпирание ключа VT2, что в свою очередь — отпирание VT1 и быстрый разряд накопительного конденсатора. Схема подключения конденсатора в режиме ждущего мультивибратора отличается от рассмотренной (см. рис. 2.37, например канал № 1).

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.37.Принципиальная схема многоканального шифратора


Теперь собственно о шифраторе. Его схема приведена на рис. 3.36. Генератор тактовых импульсов реализован на DA1 по схеме автоколебательного мультивибратора. Требуемый период повторения устанавливают подбором величины R1 или R2. Вывод

5

микросхемы зашунтирован конденсатором СЗ для предотвращения попадания на опорный вход помех, что приводило бы к хаотическому изменению периода повторения.
Импульсы с выхода генератора (рис. 2.38,

а

) дифференцируются цепью C4R3, на выходе которой формируются короткие всплески, соответствующие фронтам (рис. 2.38,

б500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.38.Эпюры напряжений в различных точках шифратора

Отрицательные всплески, следующие с периодом

Тп

, запускают ждущий мультивибратор, собранный на таймере DA2. Исходная длительность его импульсов определяется постоянной времени τ = R4C8, а регулировка в пределах ±0,5 мс — изменением постоянного напряжения на выводе

5

с помощью потенциометра R6.
Точная подгонка границ изменения достигается подбором R5 и R7. Канальный импульс формируется на выводе

3

микросхемы (рис. 2.38,

в

). После его дифференцирования цепью C7R8 отрицательный всплеск, соответствующий заднему фронту, запускает полностью аналогичную схему формирователя второго канального импульса (рис. 2.38,

г

). В случае восьмиканального варианта последующие каскады строятся по точно таким же схемам.
Отрицательные импульсы с дифференцирующих цепей всех трех каскадов через диоды VD1—VD3 поступают на ждущий мультивибратор формирования кодовой посылки DA4. Последний вырабатывает короткие импульсы стандартной длительности τ = 0,5 мс (рис. 2.38,

д

).
Параметры этих импульсов определяются постоянной времени 

τ

= R15C11. Расстояние между передними фронтами соседних пар равно длительностям соответствующих канальных импульсов.

Детали и конструкция


Печатная плата двухканального варианта изображена на рис. 2.39, а восьмиканального — на рис. 2.40.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.39Печатная плата двухканального варианта500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.40.Печатная плата восьмиканального варианта

Перед установкой микросхем DA1 необходимо впаять перемычку со стороны расположения деталей, на рисунках она изображена пунктирной линией. Микросхемы таймеров можно заменить импортным аналогом, например LM555. Оптимально использовать микросхемы типа 556, содержащие в одном корпусе по два таймера.

Разводку платы, естественно, придется изменить. Наилучший выбор — микросхемы типа 7555 и 7556, выполненные по технологии КМОП и имеющие существенно меньшие токи потребления. Все времязадающие конденсаторы (С2, С5, С8, C11) должны быть пленочными.

Настройка

Временно припаяв вместо R1 переменный резистор на 100 кОм, устанавливают период повторения равным 20 мс для восьмиканального варианта и 10 мс для двухканального. В последнем случае емкость конденсатора С1 можно уменьшить до 0,22 мкФ.
Далее, установив ручку управления, связанную с движком R6, в нейтральное положение, подбором величины R4 необходимо установить длительность канального импульса на выводе

3

микросхемы равной 1,5 мс. Для этой цели удобно временно припаять вместо постоянного резистора переменный.
Отклонив ручку управления в крайнее положение, проконтролировать изменение длительности импульса. Если оно больше 0,5 мс, то ось или корпус потенциометра нужно повернуть так, чтобы сопротивление между движком и нижним выводом уменьшилось.

Подбором R4 восстановить исходную длительность импульсов в нейтральном положении ручки управления.
Проделав эти операции несколько раз, добиться требуемых параметров канального импульса. Настройка остальных каналов полностью аналогична. По окончании настройки вместо временных переменных резисторов впаиваются эквивалентные постоянные.

2.3.7. Многоканальный шифратор на триггерах К561ТВ1Принципиальная схема


Экономичный шифратор получается на базе микросхем, выполненных по технологии КМОП. Ток потребления четырехканального варианта не превышает 1,7 мА. Его схема приведена на рис. 2.41.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.41.Принципиальная схема четырехканального шифратора

Тактовый генератор собран на элементах DD1.1, DD1.2 по традиционной схеме. Требуемый период повторения командных посылок устанавливается подбором величины резистора R1.
Основой формирователей канальных импульсов являются JK-триггеры К561ТВ1. Для выяснения принципа их работы в качестве ждущих мультивибраторов необходимо разобраться с их собственными возможностями.

» только по приходу положительного перепада напряжения на тактовый вход «С».
Отрицательный перепад на этом входе на состояние триггера не влияет. Асинхронные входы «S» и «R» не нуждаются в подаче тактовых импульсов и определяют состояние выходов триггера непосредственно.

Для используемого варианта включения, когда на входы «S» всегда принудительно подключен корпус (логический 0), подача высокого уровня на вход «R», вне зависимости от комбинации сигналов на других входах, приведет к установлению низкого уровня на выходе «Q».

Когда же на входе «R» низкий потенциал, состояние триггера будет определяться только сигналами входов «J» и «К». Вход «J» в схеме постоянно подключен к плюсу источника, а вход «К» — к корпусу. В таком состоянии до прихода тактового импульса на вход «С» на выходе «Q» будет низкий потенциал, а по положительному перепаду на входе он скачком изменится на высокий.

Принцип действияа

) низкое. Поскольку на входе «J2» высокий потенциал, а «К2» соединен с корпусом, на выходе «Q2» логический О (рис. 2.42,

б

). Наличие диода VD2 обеспечивает низкий потенциал и на входе «R2» (рис. 2.42,

г

). На инверсном выходе «Q

2» потенциал всегда противоположен потенциалу прямого выхода (рис. 2.42,

в

). Конденсатор С5, очевидно, заряжен до напряжения питания (положительный потенциал на верхней по схеме обкладке).
С приходом положительного перепада на вход «С2» (момент времени

t1

) напряжение на выходе «Q2» скачком меняется на высокое. Конденсатор С5 начинает от этого напряжения перезаряжаться через резистор R3, напряжение на его нижней обкладке (а значит и на входе «R2») растет практически линейно (рис. 2.42,

г

). Напряжение логической единицы для входов микросхем серии КМОП составляет величину, примерно равную половине напряжения питания.
При достижении этого уровня на входе «R2» (момент времени

t2

) в соответствии с ранее рассмотренной логикой работы триггера происходит обнуление выхода «Q2». Таким образом, на этом выходе формируется положительный прямоугольный импульс, длительность которого определяется положением движка потенциометра R3. Низкий потенциал на выходе Q2 и высокий на выходе Q

2 переводят схему в исходное состояние. Конденсатор С5 через открытый диод VD2 быстро заряжается до прежнего значения, подготавливая схему к следующему такту.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.42.Эпюры напряжений в характерных точках мультивибратора


Положительный перепад с инверсного выхода подается на тактовый вход «С1» верхнего триггера микросхемы, запуская аналогичный процесс формирования второго канального импульса, и т. д. Выходные импульсы всех каналов (рис. 2.43,

б-д

) подаются на входы соответствующих дифференцирующих цепей (например C7R5 для первого). Короткие положительные всплески, пройдя через соответствующие развязывающие диоды, суммируются на резисторе R11.
Каждый из них, пересекая уровень опрокидывания элемента DD1.

3 (примерно 2,5 В), формирует на его выходе короткие отрицательные импульсы. Эти импульсы быстро разряжают конденсатор С13 через открывающийся диод VD10. Конденсатор затем медленно заряжается через резистор R12. В результате двукратного превышения уровня опрокидывания элемента DD1.

е500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.43.Формирование кодовой посылки

Стабилизатор напряжения DA1 делает схему некритичной к напряжению используемого источника питания.
Очевидно, что количество каналов в рассмотренном шифраторе можно произвольно менять от одного до восьми путем исключения (добавления) звеньев ждущих мультивибраторов, дифференцирующих цепочек и развязывающих диодов.

Детали и конструкция

Печатная плата для четырехканального варианта приведена на рис. 2.44. При монтаже деталей необходимо обратить внимание на наличие перемычек П1—П5, которые следует впаять в первую очередь. Требования к используемым деталям обычные. Времязадающие конденсаторы С3-С5, С8, С9 и С13 — пленочные.

Конденсаторы дифференцирующих цепей С6, С7, C10—С12 можно использовать керамические (КМ6, например) из группы по ТКЕ не хуже М4700.
Потенциометры регулировки длительностей канальных импульсов должны иметь как можно большую износостойкость и характеристику типа «А».

Вместо триггеров К561ТВ1 можно установить их зарубежный аналог CD4027. Поскольку элементы DD1 используются в качестве инверторов, допустима их замена на K561ЛA7. Стабилизатор напряжения DA1 — любого типа на напряжение 5 В. Все диоды типа КД521(522) с любым буквенным индексом.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.44.Печатная плата четырехканального шифратораНастройка

В процессе настройки путем подбора величины резистора R1 период повторения импульсов задающего генератора устанавливается равным 20 мс. Исходная длительность и диапазон изменения канальных импульсов при установке требуют внимания. Корпус потенциометра необходимо зафиксировать в таком положении, при котором отклонение ручки управления из одного крайнего состояния в другое вызывает изменение его сопротивления в два раза.

15

DD2 для первого канала, например) равна 1,5 мс. При необходимости ее коррекции, например в сторону увеличения, придется либо припаять дополнительную емкость параллельно конденсатору С5, либо дополнительный резистор последовательно с потенциометром R3.

В последнем случае необходимо развернуть корпус потенциометра таким образом, чтобы в рабочем диапазоне углов отклонения результирующее сопротивление опять бы имело коэффициент перекрытия, равный двум.
В заключение подбором R12 устанавливают длительность импульсов командной посылки на выводе

10

DD1 примерно равной 0,5 мс.

2.3.8. Многоканальный шифратор на триггерах Шмидта К561ТЛ1Принципиальная схема

Микросхема представляет собой четверку двухвходовых элементов «И» с инверсией, передаточная характеристика которых имеет петлю гистерезиса. Опыт показывает, что использование в генераторах (вместо К561ЛА7) этой микросхемы обеспечивает формирование импульсов прямоугольной формы более высокого качества.

Кроме того, работоспособность сохраняется не до трех вольт, как это заявлено для большинства микросхем серии 561,а до 1,8 В. Это позволяет строить достаточно экономичные шифраторы с низковольтным питанием.
На рис. 2.45 представлена принципиальная схема восьмиканального формирователя, обеспечивающего стандартные параметры импульсов командной посылки.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.45.Принципиальная схема восьмиканального шифратора

Тактовый генератор собран на элементах DD1.1, DD1.2. Он вырабатывает прямоугольные импульсы, период повторения которых определяется, в основном, постоянной времени цепи R1C2. Для восьмиканального варианта аппаратуры период повторения должен быть равен 20 мс.

Принцип действия

Мультивибратор работает следующим образом. В исходном состоянии к выводу

12

DD2.1 подключено напряжение питания через резистор R4, что соответствует логической 1. На выводе

13

так же 1 с выхода инвертора DD2.2, так как его вход заземлен через потенциометр R5. Две единицы на входах DD2.1 обеспечивают нулевой потенциал на выводе

11

, так как элемент снабжен инвертором. Обе обкладки конденсатора С4 находятся под нулевым потенциалом.
Состояние схемы устойчиво. Отрицательный импульс с выхода дифференцирующей цепи, подаваемый на вывод

12

, эквивалентен логическому 0. Как следствие, на выводе

11

скачкообразно потенциал повышается до уровня 1. Начинается заряд конденсатора С4 через резистор R5. В первый момент зарядный ток максимален, и падение напряжения на резисторе R5 равно напряжению питания (логическая 1).
На выходе элемента DD2.2 скачкообразно устанавливается логический 0, который, будучи приложенным к выводу

13

DD2.1, надежно удерживает этот элемент в новом состоянии даже после окончания запускающего импульса на выводе

12

. Схема находится в новом устойчивом состоянии до тех пор, пока напряжение на потенциометре R5, убывающее в процессе заряда конденсатора, не достигнет порога опрокидывания элемента DD2.2 (примерно половина напряжения питания).
В момент достижения этой величины на выводах

3 13

установится логическая 1, и схема вернется в исходное состояние. Конденсатор С4 разрядится через обнуленный вывод

11

микросхемы и резистор R5.
Длительность вырабатываемого на выводе

11

положительного импульса определяется сопротивлением потенциометра R5, ось которого связана с ручкой управления первого канала, и емкостью конденсатора С4. Своим задним фронтом этот импульс, через дифференцирующую цепь C6R7, запускает ждущий мультивибратор второго канального импульса, собранный на элементах DD2.3, DD2.

4, и так далее, вплоть до восьмого.
Нижние по схеме элементы каждого ждущего мультивибратора инвертируют канальные импульсы таким образом, что их заднему фронту соответствуют положительные перепады напряжения. Короткие положительные всплески с выходов соответствующих дифференцирующих цепей (C5R6, C8R9 и т. д.), пройдя через диоды VD2, VD3—VD9, суммируются на резисторе R3.

Сюда же через диод VD1 поступает положительный импульс, соответствующий переднему фронту первого канального импульса.
Через инвертор DD1.4 эти импульсы запускают нормализатор, собранный на элементе DD1.3 и интегрирующей цепочке C9R10. Каждый из коротких отрицательных импульсов, соответствующих границам между канальными импульсами, быстро разряжает конденсатор С9 через малое сопротивление открытого диода VD4.
На выводе

10

элемента DD1.3 устанавливается уровень логической единицы. Затем напряжение на конденсаторе начинает расти в результате его заряда через резистор R10. При достижении напряжения опрокидывания, на выходе DD1.3 устанавливается напряжение логического нуля. Длительность сформированного таким образом положительного импульса на выводе

10

выбрана равной 0,5 мс.
Сформированная последовательность подается на модулятор передатчика. Временной интервал до начала следующей командной посылки колеблется в пределах 4—12 мс и играет роль синхропаузы, определяющей на приемной стороне момент начала каждой очередной посылки.

Стабилизатор напряжения DA1 обеспечивает неизменные значения длительностей вырабатываемых импульсов при разряде питающей батареи.
Изымая лишние ячейки ждущих мультивибраторов (начиная с последней), количество каналов можно менять от одного до восьми.

Формирователь совместно с передатчиком удобно использовать для независимого одновременного управления четырьмя моделями, например при организации соревнований.
Для каждой из моделей достаточно изготовить свой пульт управления, содержащий только два потенциометра, связанных с ручками управления.

Пульты должны соединятся двухпроводными кабелями с командоаппаратом, в котором размещается передатчик (один на всех) и собственно формирователь. Принцип выделения на каждой из моделей своих командных импульсов из общей командной посылки будет изложен при рассмотрении дешифраторов команд.

Детали и конструкция

Печатная плата формирователя приведена на рис. 2.46.
Рассмотрен вариант для шифратора, содержащего только два канала. При необходимости увеличения их количества разработка печатной платы не вызовет затруднений, так как добавлять нужно будет узлы, аналогичные имеющимся в предлагаемом варианте.

На плате предусмотрено место для одного из вариантов передатчика. Конденсаторы С2, С4, С7, С9, участвующие в формировании временных интервалов, должны быть пленочными. С10 — любой электролитический. Остальные конденсаторы могут быть керамическими (например КМ6). Микросхемы К561ТЛ1 можно заменить на К561ЛА7, но при этом необходимо повысить питающее напряжение с 3 до 5 В.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.46Фрагмент печатной платы передатчика с шифраторомНастройка

Настройка формирователя сводится к установке периода повторения командной посылки (потенциометр R1) и исходных длительностей канальных импульсов. Операции при этом полностью аналогичны описанным в предыдущем параграфе. При использовании формирователя в двухканальном варианте период повторения целесообразно уменьшить до 10 мс, что позволит уменьшить емкости конденсаторов в удлинителях импульсов приемной части аппаратуры. Для этой цели емкость конденсатора С2 необходимо снизить до 0,068 мкФ.

2.3.9. Многоканальный шифратор на мультивибраторах К564АГ1Принципиальная схема

Шифратор, собранный по схеме, приведенной на рис. 2.47, содержит минимальное количество деталей. Тактовый генератор, реализованный на микросхеме DD1 (К561АГ1), полностью аналогичен описанному в

разделе 2.3.3.

Период повторения тактовых импульсов определяется выражением

Тп

= 0,5∙(

R1C1R2C2

).
Подбором величины резистора R1 он устанавливается равным 10 мс в двухканальном варианте и 20 мс в восьмиканальном.
Шифраторы всех каналов собраны на тех же микросхемах, вариант включения которых предполагает ждущий режим работы. Их запуск осуществляется подачей на вывод 4 импульсов с инверсного выхода мультивибратора предыдущего канала.

Поскольку запуск осуществляется по положительному перепаду этих импульсов, начало канального импульса каждого последующего канала совпадает с окончанием импульса на прямом выходе предыдущего, т. е. таким же образом, как и во всех предыдущих схемах.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.47.Принципиальная схема шифратора

Для формирования коротких импульсов командной посылки (временное положение которых должно совпадать с границами промежутков между импульсами соседних каналов), все канальные импульсы с инверсных выходов мультивибраторов (выводы

79

каждого корпуса микросхемы) подаются на одинаковые дифференцирующие цепи C5R4, C6R6, C7R7 и т. д.
Короткие положительные всплески, соответствующие задним фронтам каждого канального импульса, с выходов дифференцирующих цепей через развязывающие диоды поступают на запуск ждущего мультивибратора D6.

1, который и формирует требуемые выходные импульсы. Длительность последних подбирается резистором R9. Для формирования первого импульса командной посылки, соответствующего переднему фронту первого канального, дифференцируется и положительный импульс с прямого выхода DD1.1 (вывод

6

).
Длительность канальных импульсов управляется потенциометрами R3, R5 и т. д., связанными с ручками управления.

Двухканальный вариант

должен включать лишь каскады, собранные на микросхемах DD1, DD2, DD6.
Печатная плата такого варианта изображена на рис. 2.48.
Перемычку, соединяющую четвертую и девятую ножки микросхемы DD1, необходимо впаять до установки на плату микросхемы.

Конденсаторы C1, С2, СЗ, С4, С9 должны быть пленочными или бумажными, типа К73-17, МБМ и т. п. В качестве DA1 можно применить любой малогабаритный стабилизатор на напряжение 5 В.
Как и в предыдущих конструкциях, переменные резисторы R3 и R5 желательно использовать с повышенной износостойкостью.

НастройкаНастройка

шифратора сводится к установке требуемого периода повторения путем подбора величины R1. Осциллограф при этом можно подключить либо к выводу

6

, либо выводу

7

микросхемы DD1. Установка исходной длительности канальных импульсов равной 1,5 мс и диапазона ее изменения при отклонениях ручки управления (±0,5 мс) производится в соответствии с рекомендациями

раздела 2.8500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.48.Печатная плата2.3.10. Комбинированный многоканальный шифраторПринципиальная схема


Принципиальная схема двухканального варианта шифратора приведена на рис. 2.49. За основу взята схема, рассмотренная в

разделе 2.3.5

, которая дополнена логическими элементами, улучшающими форму вырабатываемых канальных импульсов. Изменена также и схема формирователя выходных импульсов. Увеличение количества каналов производится простым добавлением одинаковых формирующих секций.
Тактовый генератор собран на элементах DD1.4, DD1.

3 по традиционной схеме. Период следования импульсов регулируется подстроечным резистором R1. Дифференцирующая цепочка C1,R3 совместно с диодом VD1 формирует короткий положительный импульс начала командной посылки. В этот же момент времени отрицательный перепад напряжения на выводе 10 DD1.3 запускает формирователь первого канального импульса, собранный на транзисторе VT1 и инверторах DD1.1, DD1.2.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.49.Принципиальная схема шифратораПринцип действия


В исходном состоянии транзистор VT1 открыт за счет подачи положительного смещения в базу через резисторы R5, R6 (рис. 2.50,

а

). Конденсатор С4 заряжен практически до напряжения питания, так как оба крайних вывода потенциометра подключены к плюсу источника (на выводе

10

DD1.3 в исходном состоянии уровень логической единицы), а нижняя обкладка конденсатора находится под небольшим потенциалом на базе открытого транзистора.
Положительной при этом является верхняя по схеме обкладка конденсатора. В момент отрицательного перепада напряжения на выводе

10

DD1.3 нижний по схеме вывод потенциометра R4 оказывается подключенным к корпусу. Начинается перезаряд конденсатора С4 по цепи:

«плюс» источника питания — резисторы R5, R6 — конденсатор С4 — нижняя часть потенциометра R4 — корпус.

Напряжение на базе VT1 скачком смешается в область отрицательных значений на величину, определяемую положением движка потенциометра R4, связанного с ручкой управления скоростью движения модели (рис. 2.50,

а

). Транзистор запирается, и на его коллекторе формируется положительный импульс напряжения, а на выходах инверторов DD1.2, DD1.3 — отрицательные импульсы (рис. 2.50,

б500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.50.Эпюры напряжений в характерных точках

Длительность формируемого импульса определяется временем перезаряда конденсатора, которое зависит как от величины скачка напряжения на базе, так и от постоянной времени цепи перезаряда, определяемой емкостью конденсатора С4 и суммарным сопротивлением резисторов R5, R6 (сопротивлением нижней части потенциометра R4 на их фоне можно пренебречь).

а

), что обеспечивает пропорциональность длительности импульсов положению движка потенциометра R4.
Импульс заканчивается при достижении напряжением на базе порога открывания транзистора. Инверторы на выходе формирователя обеспечивают требуемую полярность и высокую крутизну фронтов вырабатываемых импульсов. По окончании отрицательного импульса на выводе

10

DD1.3, длительность которого, кстати, обязательно должна быть больше максимально возможной длительности канального импульса, происходит быстрый заряд конденсатора С4 через резистор R4 до исходного значения.
Зависимость длительности импульсов формирователя от двух величин (номиналов сопротивлений R4 и R6) существенно облегчает установку исходной длительности и требуемого диапазона ее изменения (при настройке).
Формирователь второго канального импульса реализован на транзисторе VT2

р-n-р

структуры и инверторах DD2.1 и DD2.2 по аналогичной схеме, с той лишь разницей, что все импульсы и перепады напряжений имеют противоположную полярность, что приводит к необходимости двойного инвертирования коллекторных импульсов перед подачей на дифференцирующую цепочку.
При увеличении количества каналов следующая пара формирователей подключается к выводу

3

DD2.1. Входом при этом должен являться нижний по схеме вывод резистора, аналогичного в этой паре потенциометру R4.
Короткие положительные импульсы с выходов диодов VD1—VD3, соответствующие границам между канальными импульсами, суммируются на резисторе R14 и поступают на вход формирующего устройства, собранного на элементах DD2.3, DD2.4 и интегрирующей цепочке R15, С9. В исходном состоянии напряжение на выводе

10

DD2.3 равно нулю. Каждый из входных импульсов инвертируется элементом DD2.4 и быстро разряжает до нуля конденсатор С9, вызывая скачкообразное нарастание выходного напряжения на выводе

10

до уровня логической единицы.
Затем начинается заряд С9 через большое сопротивление R15. При достижении напряжением на конденсаторе уровня логической единицы, элемент DD2.3 опять опрокидывается, формируя тем самым на своем выходе положительный прямоугольный импульс, длительность которого определяется постоянной времени заряда конденсатора С9. Конденсатор С10 необходим для «заваливания» фронтов выходных импульсов с целью сужения их спектра.

Детали и конструкцияПечатная плата

приведена на рис. 2.51. Помимо рассматриваемого шифратора, на ней размещен также вариант ЧМ-передатчика из

раздела 3.6.2

. Печатная плата выполнена из одностороннего стеклотекстолита толщиной 1–1,5 мм.
Ручки управления произвольной конструкции пропускаются в прямоугольные прорези платы и крепятся на осях потенциометров R4 и R9. В простейшем случае они могут быть вырезаны из двухстороннего стеклотекстолита толщиной 2,5—З мм и припаяны к осям.

Сами потенциометры припаиваются к плате горизонтально своими выводами и выступами, имеющимися на корпусе.
В схеме шифратора все постоянные резисторы — типа МЛТ-0,125 или им аналогичные. Подстроечные резисторы R1, R6, R11 могут быть типа СПЗ-38б или РП1-63Мг.

Переменные R4 и R9— типа СПЗ-16а. Можно применить и СП4-1, но это повлечет изменение установочных размеров и способа крепления к плате. Транзисторы КТ315 и КТ361 можно заменить соответственно на КТ3102 и КТ3107 с любым буквенным индексом.
Конденсатор С8 — любой малогабаритный электролитический.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 2.51.Печатная платаНастройка

Движки подстроечных и переменных резисторов следует установить в среднее положение. После подключения источника питания необходимо убедиться в наличии 3 В на выходе стабилизатора DA1. Подключив осциллограф к выводу

10

DD1.3, проконтролировать наличие положительных импульсов.
Потенциометром R1 установить период следования

Тп

= 10 мс (при количестве каналов более двух —

Тп

= 20 мс. Для этого может потребоваться увеличение емкости С2).
Переключить осциллограф к базе VT1 и установить потенциометром R4 амплитуду отрицательной «пилы» (рис. 2.50,

а

) равной 1 В. Зафиксировать ручку управления на оси потенциометра. Потенциометром R6 установить длительность отрицательных импульсов на выводе

3

DD1.1

τк.1

= 1,5 мс (рис. 2.50,

б

). Отклоняя ручку управления в крайние положения (±30°) убедиться, что Δ

τ

= ±0,5 мс. Если Δ

ττ1

= 1,5мс. Если Δ

τ

> ±0,5 мс, то амплитуду пилы увеличить. Манипуляции повторять до тех пор, пока в нейтральном положении длительность импульсов станет равной 1,5 мс, а в крайних положениях приращение составит 0,5 мс.
Аналогично устанавливаются границы импульсов на всех остальных формирователях. Необходимо учитывать, что «пила» на базах транзисторов

р-n-р

структуры имеет положительную полярность.
Подключить осциллограф к выводу

12

DD2.4 и убедиться в наличии коротких треугольных импульсов амплитудой не менее 2 В. В противном случае увеличить емкость конденсаторов С1, С5, С7 до 1500–2200 пФ. Подбором емкости конденсатора С9 установить длительность положительных импульсов на выводе

10

DD2.3 приблизительно равной 0,5 мс.

2. Сверхрегенеративные приемники АМ-колебаний

5.2.1. Принципы сверхрегенеративного приемаОбщие положения

Сверхрегенеративные приемники издавна являются одной из самых распространенных радиолюбительских схем. Объясняется это, прежде всего, их способностью обеспечивать высокую чувствительность при минимуме схемотехнических затрат. Классический сверхрегенератор, содержащий 12–14 деталей, может обеспечить коэффициент усиления в несколько сотен тысяч, при чувствительности 3–5 мкВ.

Кроме того, работая в нелинейном режиме, такой приемник обладает способностью автоматически поддерживать уровень выходного сигнала практически постоянным при изменении входного сигнала в сотни и даже тысячи раз.
В разное время и в различных изданиях делались попытки описания принципа действия сверхрегенеративного приемника.

Как правило, эти публикации содержали самые общие соображения по поводу процессов, происходящих в схеме, и рекомендации по настройке сверхрегенератора, основанные на практических экспериментах с приемником. Каждый радиолюбитель, собиравший сверхрегенератор, знает, насколько сложно добиться хороших результатов, действуя интуитивно, вслепую.

Трудности качественной настройки связаны с тем, что сверхрегенеративный каскад является многофункциональным. На одном транзисторе собран и усилитель высокой частоты, и генератор вспомогательных колебаний (генератор суперизации), и детектор, выделяющий полезный низкочастотный сигнал.

Если бы выполнение перечисленных функций было «поручено» разным каскадам, то каждый из них в отдельности легко можно было бы настроить на оптимальный режим работы. Поскольку качественное выполнение каждой из функций предъявляет к режиму работы свои, часто противоречивые требования, то в сверхрегенераторе приходится идти на компромисс, учитывая «пожелания» каждой из функций.

В этом и заключается сложность настройки.
Режим работы любого каскада, как известно, с течением времени меняется под действием различных дестабилизирующих факторов. Поэтому еще одним недостатком сверхрегенератора можно считать невысокую устойчивость его работы.

Компромисс нарушается, и параметры приемника со временем, что называется, «плывут».
Выскажу предположение, что качественно настроить приемник можно, только разобравшись детально со всеми процессами, происходящими в схеме, а также с влиянием на эти процессы всех элементов схемы.

Явление умножения добротности колебательного контура

В начале небольшой экскурс в теоретические основы радиотехники, без которого было бы проблематичным понимание дальнейшего изложения материала.
Радиоволны, излучаемые радиопередатчиками, распространяются во все стороны от передающих антенн со скоростью света.

ρP

/4π

R2

(5.1)
где

Р

— излучаемая мощность;

R

— расстояние до точки приема;

ρ

 — плотность потока мощности (мощность, проходящая через квадратную площадку в 1 м

2

, находящуюся на расстоянии

R

от передатчика).
Очевидно, каким бы ни было большим расстояние

R

, плотность потока мощности никогда не обратится в нуль. Это означает, что в любой точке пространства присутствует излучение абсолютно всех радиостанций, работающих на земном шаре, что само по себе достаточно интересно. Электромагнитная волна представляет собой чередующиеся во времени и пространстве переменные электрические и магнитные поля. В любом проводнике, ориентированном параллельно силовым линиям напряженности электрического поля (

Е

) наводится ЭДС (

ε

) в соответствии с правилом

εEhд

, (5.2)
где

hд

— действующая высота проводника. При размерах проводника, существенно меньших длины волны, действующая высота равна половине геометрической длины проводника.
Что же мешает усилить этот сигнал в требуемое число раз, чтобы прием был обеспечен на любом расстоянии от передатчика?

Все дело в том, что помимо полезного сигнала, в точке приема обязательно присутствуют помеховые сигналы. Кроме того, в любом приемнике существуют собственные хаотические токи и напряжения, вызванные тепловым движением электронов и называемые внутренними шумами приемника.

Полезная информация из принимаемого сигнала может быть извлечена только в том случае, если уровень полезного сигнала, наведенного в антенне, в заданное число раз превышает суммарный уровень помех и внутренних шумов приемника, приведенных к входу.

Если даже каким-либо образом избавиться от помехи на входе приемника, то внутренние шумы останутся в любом случае. Именно они и определяют потенциальную чувствительность любого приемника.
Очевидно, им и должно уделяться особое внимание при конструировании приемников.

Если к проводнику, в котором наводятся электрические сигналы, являющемуся фактически приемной антенной, подключить настроенный на частоту какой-либо радиостанции колебательный контур так, как это показано на рис. 5.1, то на его выходе выделится некоторое напряжение

Uк

. Выясним от чего зависит величина этого напряжения, обратив внимание на то, что фактически это напряжение на конденсаторе С1.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.1.Входная цепь приемника

Для простоты будем полагать, что соотношение числа витков в катушках L1, L2 и связь между ними таковы, что ЭДС взаимной индукции, наводимая в катушке L2, будет равна ЭДС, наведенной в антенне (формула 5.2). Под действием этой ЭДС ток в контуре будет протекать последовательно через катушку L2 и конденсатор С1.

ε

, а резистор

rп

учитывает активные потери в контуре. Потери обусловлены расходами энергии на нагревание проводника катушки и переизлучением части энергии элементами контура.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.2.Эквивалентная схема входного контура

Подробнее об этих процессах можно прочитать, например в [6]. Из рисунка видно, что по отношению к эквивалентному источнику с колебательный контур теперь является последовательным. В таком контуре, как известно, существует резонанс напряжений, при котором напряжения на реактивных элементах контура в

Q

раз больше ЭДС, введенной в контур. На основании этого можно записать

UкQε

, (5.3)
где

Qρrп

— добротность контура; (5.4)

ρ

 = √(

L1C1

) = 1/

ωC1

— характеристическое сопротивление контура,

ω0

=1/√(

L1C1

) — резонансная частота контура.
Формула (5.3) показывает, что увеличением

Q

можно теоретически получить сколь угодно большое значение напряжения

Uк

, доведя тем самым принятый сигнал до величины, необходимой для нормальной работы последующих каскадов. К сожалению, на практике сложно достичь значения добротности контура выше 200–350. Кроме того, в реальных схемах к контуру, параллельно конденсатору С1, подключается остальная часть приемника, которую можно учесть ее входным сопротивлением

Rвх

. Очевидно, на этом сопротивлении будет рассеиваться часть принятой мощности. Возникающие дополнительные потери принято учитывать эквивалентным увеличением сопротивления потерь в контуре на величину

rдоп

. Формула для пересчета имеет вид

rдоп ρ2/Rвх


Результирующая добротность контура, называемая эквивалентной (

Qэ

) или нагруженной, уменьшается:

Qэρ/rп rдоп

), (5.5)
и в практических конструкциях составляет величину 50—120. Чтобы картина была полной, необходимо было бы в знаменатель формулы (5.5) добавить третье слагаемое, учитывающее потери энергии в контуре за счет шунтирующего действия антенны. Для простоты дальнейшего изложения будем полагать эти потери равными нулю.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.3.Механизм компенсации потерь в контуре

К конденсатору контура подключен транзистор VT1. Напряжение

Uк

с конденсатора приложено к участку «база-эмиттер» транзистора, что вызывает изменение тока, протекающего в коллекторной цепи за счет источника питания V1. Амплитуда изменений определяется выражением

IкUкS

, где 

S

— крутизна транзистора в рабочей точке. Протекая по катушке

L2

, этот ток наводит в катушке

L1

. ЭДС взаимной индукции

Uoc

= ω

∙M∙

Iк

, где

М

— взаимоиндуктивность катушек

L1L2

.
Фазировка катушек выбирается таким образом, чтобы напряжение

Uос

Смотрите про коптеры:  Лучшие советники Forex для реальных счетов - подборка 2016

было синфазно с колебаниями, происходящими в контуре, что характерно для положительной обратной связи. Ток

I

в контуре теперь течет под действием суммы двух напряжений

 εUос

, и амплитуда колебаний нарастает. Обратим внимание на то, что амплитуда возрастает, в конечном счете, за счет энергии источника питания.
Поскольку при резонансе суммарное сопротивление реактивных элементов контура равно нулю, для входного контура справедливо выражение

εUосεω

∙M∙

Iк Irп rдоп

). Напряжение на конденсаторе теперь можно записать в виде 

UкIωC1 I∙ρ

. Откуда 

IUкρ

. Подставив правые части выражений для

I Iк

предыдущую формулу, получим:

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатно


Выражение (5.3) справедливо и для рассматриваемого случая, с той лишь разницей, что добротность теперь имеется ввиду эквивалентная (

Qэ

), учитывающая компенсацию потерь в контуре за счет положительной обратной связи. Воспользовавшись (5.3), предыдущее выражение перепишем в виде

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатно

Сократив обе части равенства на, выразим в явном виде эквивалентную добротность:

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатно

Пользуясь тем, что при резонансе 

ρ

= 1/

ωC1

окончательно запишем:

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатно


Сравнивая выражения (5.5) и (5.6), можно сделать следующие полезные для практики выводы:
♦ в знаменателе выражения для добротности, за счет положительной обратной связи, появилось дополнительное слагаемое

MSC1

, имеющее размерность сопротивления;
♦ знак этого сопротивления отрицательный, что уменьшает общее сопротивление потерь контура;
♦ манипулируя величиной

М

или

S

, можно сделать сопротивление потерь контура сколь угодно малым, в том числе и равным нулю;
♦ увеличивая эквивалентную добротность контура описанным способом в соответствии с формулой (5.3), можно получать на контуре колебания любой желаемой амплитуды.

Физический смысл отрицательного сопротивления, уменьшающего общее сопротивление потерь, заключается в том, что в контур за счет положительной обратной связи, вносится из коллекторной цепи энергия источника питания, компенсирующая потери энергии сигнала в контуре.

Энергия вносится в виде колебаний той же частоты, что и у поступивших в контур из антенны.
Происходящая компенсация потерь или, другими словами, восстановление энергии сигнала называется регенерацией, а приемники, использующие рассмотренный принцип для повышения коэффициента усиления, — регенеративными.

Принципы сверхрегенерации

При всей привлекательности рассмотренного метода, он обладает существенным

недостатком

. Параметры, определяющие величину отрицательного вносимого сопротивления

rвнMSC1

не стабильны во времени, из-за чего нестабильным получается и сам режим регенерации. Увеличение положительной обратной связи (увеличение

rвн

) до обращения в нуль знаменателя формулы (5.6) приводит к превращению усилителя в генератор, уменьшение — к существенному снижению расчетного коэффициента усиления, а значит и к потере чувствительности.
Кроме того, увеличение коэффициента усиления приемника за счет увеличения эквивалентной добротности ограничивается требованиями к полосе пропускания приемника (Δ

fпр

). Последняя, как известно, определяется выражением Δ

fпрfQЭ

и не должна быть меньше активной ширины спектра принимаемого сигнала. Классическим примером обращения недостатка в достоинство является идея сверхрегенеративного усиления. Нетрудно согласиться с утверждением, что наибольший коэффициент усиления в регенераторе можно получить, находясь на границе самовозбуждения, когда знаменатель формулы (5.6) близок к нулю.

Однако это положение и наименее устойчиво именно из-за близости к режиму самовозбуждения. Идея сверхрегенеративного приема заключается в периодическом изменении вносимого отрицательного сопротивления таким образом, чтобы усилитель на определенную часть этого периода превращался в генератор, проходя через область максимального усиления.

М

, либо крутизну транзистора

S

. При рассмотрении принципов сверхрегенерации удобнее использовать

S

. Для начала выясним смысл этого параметра.
На рис. 5.4,

а

изображена входная характеристика транзистора, представляющая собой зависимость тока базы (

iб

) от напряжения между базой и эмиттером (

uб

). К базе обычно подключено напряжение смещения (

u

), задающее положение рабочей точки (РТ1) на входной характеристике. При подаче на базу еще и переменного напряжения амплитудой

Uб

, ток базы будет меняться по тому же закону с амплитудой

Iб

(рис. 5.4,

б500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.4Зависимость крутизны от положения рабочей точки

При постоянной амплитуде напряжения, приложенного к базе, амплитуда тока, как это хорошо видно из рис. 5.4, будет зависеть от угла наклона входной характеристики в окрестностях рабочей точки. Количественно этот угол характеризуется крутизной входной характеристики

Sб

. Изменяя положение рабочей точки с помощью

u

, можно менять

Sб

. Амплитуда коллекторного тока (/

к

) может быть определена по формуле

IкIбh21э

, где

h21э

— коэффициент усиления транзистора по току в схеме с общим эмиттером. Величину 

SIкUб

и будем называть крутизной транзистора.
Обратите внимание на то, что крутизна транзистора, как и величина

Sб

, зависит от положения рабочей точки транзистора на входной характеристике. Конкретная форма зависимости крутизны от напряжения смещения для разных транзисторов различна. Существенным же является тот факт, что крутизна тем больше, чем больше постоянное напряжение смещения

U

, что хорошо видно из рисунка. При дальнейших рассуждениях для простоты будем полагать, что зависимость крутизны от напряжения смещения прямо пропорциональная (рис. 5.5,

а500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.5.Прерывистая генерация в сверхрегенераторе


Теперь можно приступать к рассмотрению собственно режима сверхрегенерации. Обозначим значение крутизны транзистора, при которой знаменатель выражения (5.6) обращается в нуль (возникает генерация) через

Sкр

. Для получения этого значения на базу транзистора необходимо подать напряжение

Uкр

(рис. 5.5,

а

). В исходном состоянии на базу подают постоянное напряжение смещения

U

, обеспечивающее такое положение рабочей точки транзистора (РТ), при котором крутизна

S0

меньше критической. Генерация в этом случае отсутствует.
Если теперь к постоянному напряжению добавить некоторое вспомогательное, периодически изменяющееся, называемое напряжением суперизации (

uсуп

), то при достаточной его амплитуде рабочая точка будет переходить в область, где крутизна транзистора становится больше критической. Этой ситуации на рис. 5.5,

б

соответствует интервал времени

t1t2

. На это время знаменатель формулы (5.6) становится отрицательным, и в контуре обеспечиваются условия возникновения автогенерации.
Если в контур из антенны поступает напряжение сигнала амплитудой

Uc

, то колебания в контуре начнут нарастать, начиная с этого значения, по экспоненциальному закону, описываемому формулой [6]:

Uкt

) =

Uce-δt

, (5.7)
где

δrэL1

— коэффициент затухания колебаний в контуре;

L1

— индуктивность контура;

rэrпrдопMSC1

— эквивалентное сопротивление потерь контура,
При

S

>

Sкр

, что имеет место на интервале

t1t2

, величина

rэ

имеет отрицательное значение, показатель экспоненты в (5.7) — соответственно положительное, что и обеспечивает нарастание амплитуды колебаний до некоторого значения

Um

(рис. 5.5,

в

). После момента времени

t2

крутизна становится меньше критической, показатель экспоненты в (5.7) — отрицательным, и колебания в контуре затухают. Образуется так называемая «вспышка» высокочастотных колебаний в контуре.
Если принимается АМ-сигнал, то к началу новой вспышки (момент

t4

на рисунке) значение начальной амплитуды

Uc

будет отличаться от предыдущего (станет, например больше), соответственно изменится и амплитуда вспышки, что явствует из формулы (5.7) и рис. 5.5,

в

. В результате на контуре будет получена последовательность вспышек, амплитуда которых будет повторять закон изменения амплитуды принимаемых колебаний.
Надлежащим выбором параметров контура и величины

S

можно обеспечить такую скорость нарастания напряжения в контуре на интервале

t1t2

, при которой амплитуда вспышек

Um

будет достигать единиц вольт, при всего нескольких микровольтах, наведенных в антенне. Подавая вспышки на амплитудный детектор можно выделить их огибающую, которая и является полезным сигналом. Расчеты показывают, что коэффициент усиления сверхрегенератора может достигать сотен тысяч [7].
Необходимо отметить, что частота вспомогательных колебаний (

Fсуп

) должна быть такой, чтобы восстановление огибающей принимаемого сигнала происходило без потерь. Как известно, для этого должно быть выполнено условие Котельникова

Fсуп

 >= 2

Fв

. Здесь

Fв

— верхняя частота в спектре модулирующего сигнала.
В практических схемах

Fсуп

лежит в пределах 30—100 кГц. Форма напряжения суперизации, как это ясно из рис. 5.5, принципиального значения не имеет. Важно лишь обеспечить на интервале

t1t2

условие 

S

>

Sкр

.
Предельно достижимая амплитуда вспышек на контуре

Uпр

ограничена параметрами схемы и напряжением питания. Если в процессе усиления сигналов амплитуда вспышек напряжения на контуре все время остается меньше

Uпр

, то зависимость амплитуды

UmUc

линейна и режим работы соответственно называется линейным. Достоинством режима является низкий уровень шумов и малый коэффициент нелинейных искажений.
Если начальная амплитуда в контуре или усиление в схеме настолько велики, что

Um

достигает значения 

Uпр

на интервале

t1t2

, то амплитуда вспышек уже не зависит от амплитуды входного сигнала, и режим называется нелинейным. В этом режиме при изменении амплитуды входного сигнала будет изменяться площадь вспышек (рис. 5.6,

а

). Величина продетектированного напряжения изменяется в зависимости от входного сигнала по логарифмическому закону (рис. 5.6,

б500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.6Нелинейный режим сверхрегенератора


Такая зависимость выходного сигнала от входного аналогична действию АРУ в приемнике и расширяет его динамический диапазон. К

недостаткам

нелинейного режима относятся сильные нелинейные искажения, высокий уровень выходных шумов при отсутствии полезного сигнала и низкая избирательность по соседнему каналу. Сильные шумы на выходе приемника, представляющие усиленные во много раз собственные шумы каскада, являясь недостатком, одновременно, тем не менее, как раз и свидетельствуют о высоком коэффициенте усиления приемника.

По способу получения вспомогательных колебаний напряжения суперизации

сверхрегенераторы подразделяются на две группы. Сверхрегенераторы с внешней суперизацией используют вспомогательные колебания, вырабатываемые специальными генераторами. В

сверхрегенераторах с автосуперизаиией

создаются условия для возникновения вспомогательных колебаний в самом регенеративном каскаде. Последний вариант используется чаще, так как требует меньших схемотехнических затрат (однако это не значит, что он является лучшим).
Читатели, знающие, что такое спектр сигнала, могут пропустить следующие три абзаца, остальным рекомендуется разобраться с этим понятием.

Дело в том, что сигналы, используемые в радиотехнике, могут иметь самую различную форму.
Анализировать прохождение непосредственно самих сигналов через радиотехнические цепи, назначение и структура которых также весьма разнообразны, весьма сложная задача.

разложением функции в ряд

. Любой реальный сигнал сколь угодно сложной формы представляет собой какую-либо функцию времени, а значит, может быть разложен в ряд.
Наиболее широко применяется разложение

в тригонометрический ряд Фурье

. При этом сигнал представляется в виде суммы гармонических колебаний, т. е. колебаний синусоидальной или косинусоидальной формы. Выбор обусловлен тем, что только эти колебания при прохождении через линейную цепь (а большинство радиотехнических цепей могут считаться линейными) не изменяют своей формы.

У гармонического колебания может измениться только амплитуда и начальная фаза. Таким образом, анализ прохождения гармонического колебания через любое устройство сводится только к оценке изменения этих двух величин, а в большинстве практических задач — только к оценке изменения амплитуды.

Гармонические колебания, в виде суммы которых можно представить исследуемый сигнал, называются его составляющими, а их совокупность и есть спектр сигнала. Выяснив, какие изменения претерпевает каждая из спектральных составляющих при прохождении через исследуемую цепь, достаточно сложить их на выходе, чтобы получить форму выходного сигнала.

Ia

(θ)∙

Im

и гармоники на частотах, кратных частоте следования синусоидальных импульсов

ω

. Так называемые коэффициенты Берга

a

(θ) зависят от угла отсечки импульсов 

θ

и номера гармоники

n

. Количество гармоник в общем случае равно бесконечности, однако их амплитуды с ростом номера гармоники уменьшаются. Обычно практический интерес представляют только несколько первых из них.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.7Спектр синусоидальных импульсовПринцип действия «классического» сверхрегенератора


Для решения задачи, заявленной в начале параграфа, рассмотрим подробно принцип действия реального сверхрегенеративного приемника с автосуперизацией, собранного по «классической» схеме (рис. 5.8). Схема содержит колебательный контур L

к5

, настраиваемый на частоту сигнала, принимаемого антенной (А). Для уменьшения влияния антенны на параметры контура связь между ними реализована через конденсатор С

3

небольшой емкости.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.8.Принципиальная схема классического сверхрегенератора

Необходимо отметить, что колебательный контур, в отличие от рис. 5.3, включен в коллекторную цепь транзистора, и компенсация потерь энергии сигнала будет происходить непосредственно коллекторным током.
Необходимая для этой цели обратная связь организована следующим образом. Поскольку верхний по схеме, вывод колебательного контура соединен с общим проводом через конденсатор С

2

, сопротивление которого на частоте сигнала пренебрежимо мало, высокочастотное напряжение

Uк

, существующее на нем, фактически действует между коллектором транзистора и корпусом (см. рис. 5.8).
Это напряжение приложено к делителю, состоящему из конденсатора обратной связи С

6

и дросселя Др

1

. Нижний вывод дросселя соединен с корпусом через малое сопротивление конденсатора С

4

. Поскольку база транзистора также соединена с корпусом через конденсатор большой емкости C

1

, то высокочастотное напряжение обратной связи

Uoc

приложено фактически между эмиттером и базой транзистора.
Режим транзистора по постоянному току, как известно, определяется напряжением

Uб-э

. Так как сопротивлением дросселя Др

1

постоянному току можно пренебречь, то это напряжение будет представлять собой разность 

Uб-эUR2Uс

. Оно и определяет положение рабочей точки на характеристиках транзистора.
Напряжение

UR2

снимается с нижнего плеча делителя R

12

и может регулироваться переменным резистором R

1

. Элементы R

47

являются фильтром нижних частот и предназначены для выделения полезного сигнала.
В правильно собранной схеме при отсутствии входного сигнала существует режим прерывистых колебаний. Форма напряжений на контуре

Uк

и конденсаторе С

4

, полученные в результате включения схемы в системе схемотехнического моделирования Micro-Cap 6, приведена на рис. 5.9. Пилообразное напряжение, приведенное на втором графике, и является напряжением автосуперизации в рассматриваемой схеме. Для анализа процессов, происходящих в схеме, выделим одну вспышку высокочастотных колебаний и рассмотрим подробно механизм ее формирования.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.9.Эпюры напряжений в сверхрегенераторе


На рис. 5.10 приведена проходная характеристика транзистора КТ315Б, использованного в схеме, на которой отмечены

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.10.Проходная характеристика транзистора

две характерные точки. Точка (1) соответствует напряжению на участке «база-эмиттер», при котором начинает протекать коллекторный ток. Из графика видно, что оно равно

Uбэ

= 0,45 В.
Точка (2) соответствует критической крутизне проходной характеристики

Sкp

, при которой в схеме выполняются условия самовозбуждения. Происходит это при 

Uбэ

= 0,521 В. Коллекторный ток, соответствующий моменту самовозбуждения, равен 145 мкА. С помощью переменного резистора R

1

устанавливается такое исходное напряжение

Uб-эUR2Uс

при котором исходная крутизна

Sи

>

Sкр

. При таких условиях в схеме, как уже говорилось, возбуждаются прерывистые колебания.
Графики в характерных точках схемы, облегчающие понимание принципа действия, приведены на рис. 5.11.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.11.Графики, поясняющие принцип действия сверхрегенератора500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.11.Графики, поясняющие принцип действия сверхрегенератора (продолжение)


Поскольку процесс в схеме периодический, рассмотрение можно начать с любого момента времени. Пусть в момент

t

= 0 напряжение на конденсаторе С

4

, обусловленное предыдущими процессами в схеме, таково, что текущее значение 

Uб-эUR2Uса, б

). Транзистор в этой ситуации заперт, коллекторный ток его равен нулю (рис. 5.11,

в, г

), высокочастотное напряжение на контуре отсутствует (рис. 5.11,

д

). Происходит разряд конденсатора С

4

через резистор R

3

. Напряжение на конденсаторе уменьшается по экспоненциальному закону

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатно

где

Uсо

— напряжение на конденсаторе в момент запирания транзистора в предыдущем цикле (момент, аналогичный точке 5 на графиках);

τрR3C4

— постоянная времени цепи разряда конденсатора.
Как только напряжение 

Uб-э

станет равным 0,45 В (точка 1), транзистор начнет открываться. Появится коллекторный ток, нарастающий во времени (интервал 1–2 на рис. 5.11,

в, г

). Хотя открывшийся транзистор обеспечивает протекание зарядного тока через конденсатор С

4

, напряжение на нем по-прежнему убывает (рис. 5.11,

а

) пока величина тока разряда конденсатора через резистор R

3

больше зарядного тока.
Поскольку первый из них убывает, а второй нарастает, результирующая скорость роста напряжения 

Uб-э

замедляется. Тем не менее, в точке 2 это напряжение достигает критического значения 

Uб-э

= 0,521 В, что соответствует началу самовозбуждения каскада.
В контуре возникают высокочастотные колебания (рис. 5.11,

д

), амплитуда которых нарастает в соответствие с выражением (5.7). Здесь уже уместно сделать первый полезный для практики вывод.
Если после открывания транзистора зарядный и разрядные токи конденсатора С

4

сравняются прежде, чем напряжение 

Uб-э

достигнет

Uкр

(в нашем случае 521 мВ), то самовозбуждение каскада не произойдет и сверхрегенератор работать не будет. Скорость уменьшения тока разряда конденсатора определяется постоянной времени 

τрR3C4

и величиной исходного напряжения на конденсаторе

Uco

.
Скорость же нарастания зарядного тока через открывающийся транзистор определяется крутизной транзистора в исходной рабочей точке

Sи

, что в свою очередь зависит от соотношения сопротивлений резисторов R

1

, R

2

и R

3

и параметра

h21э

транзистора. Напряжение 

Uб-э

, соответствующее

Sи

, при желании можно измерить, преднамеренно устранив условия самовозбуждения в каскаде, например временным отключением конденсатора обратной связи С

6

. Как видно, резистор R

3

влияет и на

τр

, и на

Sи

, что усложняет процедуру настройки.
На практике целесообразно выбрать величину R

3

, исходя из требуемого значения частоты суперизации, а затем подстройкой R

1

получить прерывистую генерацию. Для полноты картины следует отметить, что величиной R, можно в небольших пределах управлять и частотой суперизации. Действительно, чем больше напряжение

UR2

, тем больше напряжение

Uco

, до которого зарядится конденсатор С

4

, а значит и больше будет время его разряда, определяющее период суперизации.
Вернемся к процессам, происходящим в схеме. Часть напряжения, возникшего на контуре, в виде сигнала обратной связи

Uoc

начинает суммироваться с медленно меняющимся напряжением на участке «база-эмиттер». Результирующее напряжение теперь представляет собой алгебраическую сумму трех напряжений (рис. 5.11,

б

) и описывается выражением:

Uб-эUR2

— (

UcUос

).
Коллекторный ток в результате начинает изменяться по синусоидальному закону (интервал 2–3 на рис. 5.11,

в

). Поскольку транзистор при этом работает в режиме класса А, постоянная составляющая коллекторного тока на этом участке практически не меняется (рис. 5.11,

г

). Суммарное напряжение

Uб-э

на этом интервале тек же содержит синусоидальную составляющую, нарастающую во времени. В момент времени, соответствующий точке

3

на графиках, происходит существенное изменение режима. Суммарное напряжение 

Uб-э

начинает «цеплять» линию 

Uб-э

= 450 мВ (рис. 5.11,

б

), соответствующую запирающему напряжению транзистора.
Коллекторный ток теперь протекает только в те части периода высокочастотного напряжения, в течение которых напряжение 

Uб-э

превышает уровень в 450 мВ (интервал 3–5 на рис. 5.11,

в

). Именно этот факт является одним из необходимых условий существования режима прерывистой генерации в каскаде и, как следствие, возможности усиления принимаемых колебаний. Посмотрим на процессы, происходящие на интервале 3–5, внимательнее.
С одной стороны короткие импульсы коллекторного тока и являются теми «толчками», которые раскачивают колебания в контуре.

Другими словами, первая гармоника этих импульсов обеспечивает формирование на контуре нарастающего гармонического напряжения. Пропорционально растет и напряжение обратной связи, прикладываемое к базе транзистора. Это, в свою очередь, вызывает дальнейший рост амплитуды коллекторных импульсов и напряжения на контуре.
С другой стороны постоянная составляющая импульсов (рис. 5.11,

г

) обеспечивает заряд конденсатора С

4

, напряжение с которого уменьшает результирующую разность

UR2Uc

(рис. 5.11,

б

). В итоге уменьшается угол отсечки импульсов коллекторного тока, что должно препятствовать росту напряжения на контуре. Результат зависит от того, что больше: скорость нарастания амплитуды напряжения обратной связи, являющегося частью напряжения на контуре, или скорость нарастания напряжения на конденсаторе

Uc

.
В интервале 3–4 соотношение роста амплитуды импульсов коллекторного тока и уменьшения их угла отсечки таково, что и первая гармоника, и постоянная составляющая

Iк0

этих импульсов растут. Последняя обеспечивает увеличение напряжения на конденсаторе

Uс

, более того, увеличивается и скорость роста этого напряжения, что хорошо видно на графике (рис. 5.11,

а

). Это (через уменьшение угла отсечки) приводит к уменьшению скорости роста напряжения на контуре, но до точки

4

она еще превышает скорость роста

Uc

.
Выполнение этого условия принципиально необходимо для нарастания амплитуды вспышки. Для его обеспечения в реальной схеме необходимо помнить, что

Uос

является частью напряжения на контуре

Uк

, и скорость его нарастания можно регулировать двумя способами: коэффициентом затухания 

δ

через параметры, в него входящие (формула 5.7), и изменением коэффициента обратной связи, определяющимся соотношением реактивных сопротивлений конденсатора обратной связи С

6

и дросселя Др1. Уменьшать скорость нарастания

Uc

можно, в частности, увеличением емкости С

4

.
В точке

4

рост амплитуды импульсов коллекторного тока полностью компенсируется уменьшением их угла отсечки. Как следствие, постоянная составляющая

Iк0

перестает изменяться, достигнув своего максимального значения. Далее амплитуда импульсов еще некоторое время растет, но уменьшение угла отсечки уже таково, что постоянная составляющая коллекторного тока уменьшается. Это приводит к уменьшению крутизны нарастания напряжения на конденсаторе.

Само же напряжение продолжает нарастать, смещая рабочую точку транзистора вниз по характеристике, что приводит к уменьшению ее крутизны. Из-за этого начинает уменьшаться амплитуда коллекторных импульсов, что увеличивает скорость спада постоянной составляющей

Iк0

. Уменьшается и напряжение на контуре. В точке максимума напряжения

Uc

(рис. 5.11,

а

) значение постоянной составляющей таково, что ток заряда конденсатора становится равным току разряда, и далее ток разряда превалирует.
В точке

5

амплитуда напряжения на контуре уменьшается до такой величины, при которой напряжение обратной связи перестает превышать пороговый уровень в 450 мВ (рис. 5.11,

б

). Транзистор закрывается. Импульсы коллекторного тока исчезают, становятся равными нулю амплитуды первой гармоники и постоянной составляющей коллекторного тока. Напряжение на конденсаторе имеет величину

Uc0

. Энергия, запасенная в контуре к этому моменту, обеспечивает существование в нем затухающих колебаний, амплитуда которых убывает в соответствии с формулой (5.7).
Конденсатор С

4

, отсеченный от источника питания закрывшимся транзистором, разряжается через резистор R

3

по экспоненте (5.8). Формирование вспышки закончено. Когда напряжение 

Uб-э

за счет разряда конденсатора С

4

, достигнет величины 450 мВ, начнется процесс формирования новой вспышки.
Необходимо особо подчеркнуть, что если скорость уменьшения напряжения на конденсаторе будет больше скорости уменьшения амплитуды колебаний на контуре, то, как это явствует из рис. 5.11,

б

, импульсы напряжения обратной связи будут продолжать превышать пороговый уровень и срыва колебаний не произойдет. Каскад перейдет в режим непрерывной генерации. Вышеупомянутые скорости зависят соответственно от величин 

τрδ

. Очевидно, условие существования прерывистых колебаний имеет вид

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатно

До сих пор мы считали, что в контуре отсутствует напряжение сигнала. В этом случае процесс формирования всех вспышек абсолютно одинаков, и в результате их амплитуда, длительность и период следования постоянны. Соответственно постоянны эти параметры и у импульсов постоянной составляющей коллекторного тока (рис. 5.11,

г

). Пропустив эти импульсы через фильтр нижних частот, получим на его выходе постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде импульсов постоянной составляющей.
При поступлении из антенны в контур напряжения сигнала картина меняется. В момент времени, соответствующий критическому значению крутизны транзистора (точка

2

), напряжение в контуре начнет нарастать не с нулевого значения, а с величины, равной амплитуде сигнала в контуре. Соответственно увеличатся как максимальная амплитуда вспышек на контуре, так и амплитуда импульса постоянной составляющей коллекторного тока.

В свою очередь, это приведет к увеличению напряжения на выходе ФНЧ. Если сигнал, поступающий в контур, модулирован по амплитуде, то, в конечном счете, окажутся модулированными и импульсы постоянной составляющей коллекторного тока, а значит, сигнал на выходе ФНЧ будет повторять по форме огибающую входного сигнала.

Поскольку в контуре всегда существует собственное напряжение шумов, то при отсутствии входного сигнала напряжение, с которого будут начинаться высокочастотные вспышки, будет определяться значением шумового напряжения в момент, соответствующий точке

2

на графиках. От вспышки к вспышке напряжение шумов меняется по случайному закону, поэтому и на выходе ФНЧ напряжение будет представлять собой случайное колебание, которое воспринимается на слух в виде характерного «суперного» шума.
Фильтр нижних частот, выделяющий полезный сигнал, как следует из вышеприведенных соображений, должен находиться в коллекторной цепи. Иногда так и делается. Однако подробно рассмотренный процесс формирования, в частности, напряжения на конденсаторе С

4

, в котором принимает участие постоянная составляющая коллекторного тока

I

, позволяет сделать вывод, что и амплитуда импульсов напряжения на этом конденсаторе так же будет меняться по закону огибающей входного сигнала.
В приведенной на рис. 5.8 схеме использован этот факт, и на вход ФНЧ, состоящего из резистора R

4

и конденсатора С

7

, подается пилообразное напряжение суперизации с конденсатора С

4

.
В заключение необходимо отметить, что часть напряжения сигнала, поступившего из антенны в контур, по цепи обратной связи попадет на базу транзистора и будет складываться там с пилообразным напряжением суперизации и постоянным напряжением смешения. В результате, момент пересечения суммарным напряжением

Uб-э

уровня отпирания транзистора (точка

1

на графиках) от периода к периоду будет изменяться, вызывая изменение частоты следования вспышек во времени по закону огибающей входного сигнала.
При отсутствии полезного сигнала аналогичный процесс будет происходить под действием собственных шумов каскада.

Этот факт можно использовать при оптимизации режима работы сверхрегенератора. Подключив осциллограф через конденсатор емкостью 5—15 пФ к коллектору транзистора, можно наблюдать вспышки колебаний на контуре. Выбрав длительность развертки осциллографа такой, чтобы на экране умещалось 4–5 вспышек, и синхронизируя развертку по первой из них, можно наблюдать «дрожание» остальных вдоль оси времени под действием собственных шумов.

В процессе настройки необходимо добиваться как можно большей амплитуды этих «дрожаний», что будет свидетельствовать о максимальном коэффициенте усиления приемника. Вместо высокочастотных вспышек можно наблюдать пилообразное напряжение суперизации, подключив осциллограф к конденсатору С

4

.
Изложенный подробный принцип действия сверхрегенератора при внимательном его рассмотрении радиолюбителями позволит облегчить процедуру настройки конкретных конструкций приемников и оптимизацию их параметров.

5.2.2. Классический сверхрегенераторПринципиальная схема

Практическая схема сверхрегенеративного приемника, первый каскад которого ничем, по-существу, не отличается от рассмотренного в предыдущем параграфе, приведена на рис. 5.12. Подстроечный резистор R2 обеспечивает установку желаемой рабочей точки при настройке приемника.

Ограничительный резистор R1 препятствует выходу из строя транзистора VT1 при случайной установке движка R2 в процессе настройки в крайнее верхнее положение. С выхода фильтра нижних частот R5C7 продетектированный сигнал поступает на вход УНЧ, собранного на транзисторах VT2 и VT3.

Непосредственное включение транзисторов с охватом схемы глубокой отрицательной связью по постоянному току через резистор R7 обеспечивает хорошую термостабилизацию положения рабочей точки. Общий коэффициент усиления УНЧ в такой схеме может достигать 1000–3000. Эмиттерный повторитель на транзисторе VT4 обеспечивает развязку приемника с последующими каскадами.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.12.Принципиальная схема классического сверхрегенератораДетали и конструкция

Печатная плата изображена на рис. 5.13 и никаких комментариев не требует. Все конденсаторы, кроме электролитических С8 и С10, должны быть керамическими. Подстроечный резистор R2 может быть либо СПЗ-38б, либо РG1-6ЗМг. Все транзисторы — либо КТ315, либо КТ3102 с любыми буквенными индексами.

Контурная катушка имеет 7 витков провода диаметром 0,5 мм на каркасе с подстроечным сердечником из карбонильного железа. Диаметр каркаса может быть в диапазоне 5–9 мм. Дроссель L1 — стандартный на 20–68 мкГн. В качестве антенны используется штырь либо гибкий провод длиной 20–40 см.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.13.Печатная платаНастройка

Настройка заключается в установке оптимального режима сверхрегенерации с помощью R2 и настройке контура L2C5 в резонанс по сигналу своего передатчика. Конденсатор С6 должен иметь начальную емкость 15 пФ. Его значение уточняется в процессе настройки до получения максимума колебаний, наблюдаемых осциллографом в точке соединения конденсаторов С7 и С9.

Настройка УНЧ сводится к установке на эмиттере транзистора VT4 напряжения, равного 4 В, путем подбора сопротивления резистора R7, для чего временно его целесообразно заменить переменным.
Соединительные провода должны при этом быть как можно короче во избежание наводок на базу VT2.

При отсутствии осциллографа к выходу приемника можно подключить высокоомные наушники (например ТОН-2) и подобрать положение движка R2 и величину С6 по максимальной громкости прослушиваемых шумов при выключенном передатчике. Затем включить передатчик (имеется в виду, что он работает в режиме амплитудной модуляции сигналами с выхода шифратора), и настроить входной контур на максимальную громкость. Иногда после этого полезно подобрать положение движка потенциометра R2.

5.2.3. Сверхрегенератор с УРЧОсновные положения

Поскольку сверхрегенератор представляет собой каскад, работающий в режиме прерывистой генерации, часть мощности колебаний, возникающих в контуре, через конденсатор связи попадает в антенну и излучается. Величина излучаемой мощности может достигать нескольких милливатт, что оказывает нежелательное воздействие на работающую поблизости радиоаппаратуру.

Одновременное управление несколькими моделями, например становится практически невозможным. Для развязки между антенной и сверхрегенеративным каскадом устанавливают усилитель радиочастоты. Проблема таким образом разрешается, поскольку сигнал в усилителе может распространяться только от входа к выходу.

Справедливости ради необходимо отметить, что по-прежнему остается, хотя и менее мощное, паразитное излучение самого колебательного контура приемника. Для его устранения катушку контура целесообразно помещать в экран.
К сожалению, увеличения чувствительности УРЧ не дает.

У сверхрегенеративного каскада она уже и так велика и определяется только собственными шумами каскада. Чувствительность будет повышена только в том случае, если собственные шумы каскада УРЧ меньше шумов сверхрегенератора.
В этом легко убедиться на простом примере.

Пусть чувствительность сверхрегенератора равна 10 мкВ при отношении «сигнал/шум», равном 5. Это означает, что средний уровень собственных шумов, приведенных к входу, равен 10/5 = 2 мкВ. Теперь установим на входе УРЧ с коэффициентом усиления по напряжению

Кu

= 10, собранный на таком же транзисторе, что и в каскаде сверхрегенератора. Его собственные шумы также будут равны 2 мкВ. Подадим на вход УРЧ те же 10 мкВ.
На входе сверхрегенератора напряжение сигнала, прошедшего через УРЧ, будет равно 10×10 = 100 мкВ, а напряжение шумов соответственно 2×10 2 = 22 мкВ.

Результирующее отношение «сигнал/шум» на входе сверхрегенератора стало равным 100/22 = 4,54, что меньше первоначального. Для того чтобы оно осталось прежним, на вход необходимо подавать уже 11 мкВ вместо 10. Как видим, УРЧ даже ухудшил чувствительность.

Если же собственные шумы транзистора УРЧ составляют 1 мкВ, то нетрудно посчитать, что теперь будет достаточно сигнала величиной всего 6 мкВ. Но если на таком транзисторе собрать сам сверхрегенератор, результат будет еще лучше. Таким образом, применение УРЧ оправдывается только желанием уменьшить паразитное излучение через антенну.

Принципиальная схема

Принципиальная схема приемника изображена на рис. 5.14. УРЧ собран на транзисторе VT1 по схеме с общей базой. Такое включение транзистора обеспечивает каскаду малое входное сопротивление, что делает его малочувствительным к разбросу параметров антенн.

Нагрузкой каскада по переменному току является колебательный контур L1C7, одновременно входящий в состав сверхрегенератора, реализованного на транзисторе VT2. В отличие от предыдущей схемы, в нем, как и в УРЧ, применен высокочастотный кремниевый транзистор прямой проводимости, позволивший реализовать достаточно экономичный вариант приемника.

Ток, потребляемый двумя первыми каскадами, не превышает 1,4 мА.
Микросхема DA1 исполняет роль усилителя низкой частоты. Резистор R12 определяет ток потребления микросхемы, ее максимальный коэффициент усиления и полосу пропускания. При указанных на схеме параметрах «обвязки» ток, потребляемый операционным усилителем, составляет всего 0,4 мА, а коэффициент усиления достаточен для получения выходных импульсов в уровнях, пригодных для непосредственной подачи на вход цифровых микросхем дешифратора или распределителя импульсов.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.14.Принципиальная схема сверхрегенератора с УРЧДетали и конструкция

Печатная плата изображена на рис. 5.15 и никаких особенностей не имеет. Транзисторы КТ3127А можно заменить на КТ3128. Катушка индуктивности L1 содержит 9 витков провода диаметром 0,35 мм на каркасе с резьбовым (М4) подстроечным сердечником из карбонильного железа.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.15.Печатная платаНастройка

Настройка сводится к подбору величины резистора R1 до получения на базе транзистора VT1 напряжения 4,2 В. Затем, по сигналам собственного передатчика, вращением сердечника катушки настраивается колебательный контур сверхрегенератора, а ротором конденсатора С8 — режим сверхрегенерации, до получения на выходе приемника максимальной амплитуды сигнала.

5.2.4. Сверхрегенератор на транзисторе в барьерном режимеПринципиальная схема

Сверхрегенеративный каскад собран на транзисторе VT1 (рис. 5.16). Особенностью каскада является работа транзистора в барьерном режиме. Его база по постоянному току соединена с коллектором через катушку L1. Такой режим, как известно, очень экономичен [8,9]. Ток, потребляемый каскадом, не превышает 70 мкА, и для его питания достаточно напряжения 2–3 В (контрольная точка Кт1).

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.16.Принципиальная схема приемника

Для организации положительной обратной связи от части витков катушки L1 сделан отвод, соединенный по переменному току (через С4) с эмиттером транзистора. Глубина обратной связи выбрана такой, чтобы исходная рабочая точка транзистора находилась на участке характеристики с крутизной

S

>

Sкр

. В результате в каскаде возникают колебания на частоте настройки контура (рис. 5.17, а). По мере роста их амплитуды ток, потребляемый каскадом, увеличивается (увеличивая падение напряжения на резисторе R1) и, как следствие, уменьшается напряжение, питающее транзистор (рис. 5.17,

б

). Рабочая точка перемещается на участок с меньшей крутизной, и колебания срываются, что резко уменьшает ток через транзистор. Падение напряжения на R1 уменьшается, а в Кт2 растет по экспоненциальному закону, так как происходит заряд конденсатора С4, подключенного к этой точке. Когда напряжение возрастет до величины, при которой

Смотрите про коптеры:  Инструкция и руководство пользования для Квадрокоптер Syma X25Pro дополнительная батарея в комплекте белый - скачать, читать в интернет магазине DNS.

S

>

Sкр

, процесс повторится, обеспечивая работу каскада в режиме прерывистой генерации.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.17.Эпюры в характерных точках

При поступлении в контур сигнала из антенны, амплитуда и частота экспоненциальных импульсов в Кт2 оказываются промодулированными огибающей входного сигнала. В спектре импульсов появляются гармоники огибающей. Выделенные фильтром нижних частот R3C6, они поступают на усилитель нижних частот, выполненный на первых трех элементах цифровой схемы DD1.

Резисторы цепи обратной связи R4, R5 обеспечивают работу микросхемы в линейном режиме. От их величины зависит коэффициент усиления УНЧ. На элементе DD1.4 реализован компаратор напряжения, порог которого регулируется потенциометром R6 таким образом, чтобы шумы с выхода УНЧ не вызывали его срабатывания.

Приемник имеет достаточно высокие характеристики. При напряжении питания 5 ±0,3 В ток потребления не превышает 1,8 мА. Чувствительность при отношении «сигнал/шум» в контрольной точке Кт3, равном четырем, не хуже 0,7 мкВ. При установлении порога компаратора, исключающего ложные срабатывания от шумов, чувствительность снижается до 1,5 мкВ.

Выходной сигнал приемника представляет собой отрицательные импульсы амплитудой, практически равной напряжению питания. Диапазон перестройки приемника сердечником катушки L1 лежит в пределах 26–32 МГц. При использовании устройства для приема речевой информации, элементы схемы DD1.4, R7, R6, С11 необходимо исключить, а к нижнему (по схеме) выводу С9 подсоединить УНЧ.

Детали и конструкция

Печатная плата выполняется из одностороннего фольгированного стеклотекстолита или гетинакса в соответствии с рис. 5.18. Установочные размеры катушки L1 зависят от диаметра выбранного каркаса (5–7 мм) и могут быть изменены.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.18.Печатная плата

Катушка содержит 2 8 витков провода диаметром 0,5 мм. Подстроечный резистор R6 может быть любой, но на плате предусмотрено место для СПЗ-38б. Микросхема может быть заменена K176ЛE5. Не стоит пытаться устанавливать K561ЛA7, в активном режиме она работать не будет.

n-р-n

структуры, схему первого каскада нужно изменить согласно рис. 5.19. Естественно, придется поменять и чертеж соответствующего фрагмента печатной платы. Необходимо обязательно иметь ввиду, что полярность сигналов в Кт2, КтЗ и на выходе приемника поменяется на противоположную!

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.19Замена транзистораНастройка

После проверки правильности монтажа подать питающее напряжение на плату. Сердечник катушки L1 ввернуть полностью. Проверить постоянное напряжение в Кт1. Оно должно находиться в пределах 2–2,5 В, в противном случае ввести его в эти пределы подбором R2.

б

.
Подбором величины R1 установить частоту их следования равной 40–44 кГц (период 22,7—25 мкс). Дрожание импульсов, начиная со второго, по оси времени является нормальным и свидетельствует об усилении каскадом собственных шумов. Отсутствие импульсов свидетельствует об отсутствии прерывистой генерации в каскаде.

Причина может заключаться либо в сильном отклонении частоты настройки контура от указанного выше диапазона, либо в недостаточной величине коэффициента обратной связи в каскаде.
В первую очередь следует вращением сердечника попробовать добиться возникновения колебаний.

При этом нужно иметь ввиду, что емкость конденсатора С2 на схеме указана для каркаса диаметром 5 мм. Если используется больший диаметр, индуктивность катушки растет, и емкость конденсатора нужно снижать. Так, при диаметре каркаса 9 мм емкость должна быть 27 пФ.

Если генерация все же не возникла, необходимо попробовать увеличить число витков катушки до отвода на 0,5–1 виток.
Полезно проконтролировать форму высокочастотных вспышек на контуре. Для этого нужно подключить осциллограф, параметры которого должны позволять наблюдать высокочастотное напряжение 27 МГц, к коллектору транзистора VT1 через конденсатор, емкостью 2–5 пФ.

а

. Импульсы должны быть остроконечные и короткие (4–5 мкс). Если импульсы длиннее, о чем будет свидетельствовать наличие примерно плоской вершины, чувствительность приемника будет занижена. В этом случае полезно подобрать число витков катушки до отвода, изменяя их небольшими шагами (по 0,25—0,5 витка).

Усилитель низкой частоты, как правило, настройки не требует. Достаточно проконтролировать постоянное напряжение в Кт3. Оно должно лежать в пределах 2–3 В. Иная величина свидетельствует об ошибке монтажа или неисправности микросхемы.
Для настройки приемника на рабочую частоту необходимо либо подключить к его входу генератор стандартных сигналов в режиме внутренней модуляции, либо расположить на расстоянии 2–3 м включенный передатчик.

В первом случае глубину модуляции установить равной 0,9 и амплитуду выходного сигнала — 10 мкВ. Осциллограф подключить к Кт4 и настроить входной контур в резонанс по максимуму наблюдаемого сигнала.
Компаратор настраивается по сигналам передатчика.

Вращая движок потенциометра R6 из нижнего по схеме положения, добиться появления на выходе приемника отрицательных прямоугольных импульсов. Для обеспечения максимальной чувствительности продолжать вращение до тех пор, пока на экране не начнут проскакивать короткие импульсы, вызванные срабатыванием компаратора от шумов.

Затем следует повернуть движок в обратную сторону на небольшой угол, при котором шумовые срабатывания пропадут.
В заключение отметим, что нагрузочная способность компаратора невелика, поэтому к приемнику можно подключать устройства, имеющие входное сопротивление не менее 10 кОм.

5.2.5. Сверхрегенератор на полевом транзистореПринципиальная схема

Чувствительность сверхрегенеративных приемников в значительной степени определяется собственными шумами используемого транзистора. В этом смысле целесообразно применение полевых транзисторов, как менее шумящих. На рис. 5.20 приведена схема одной из возможных реализаций такого приемника.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.20Принципиальная схема приемника с УНЧ на транзисторах

Наиболее интересные параметры схемы сведены в табл. 5.1.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатно


Результаты получены при напряжении питания 5 В, глубине модуляции испытательного сигнала

m

= 0,9 и частоте модуляции 1 кГц. Приемник предназначен для работы с импульсными сигналами, поэтому выбран нелинейный режим, обеспечивающий эффективную АРУ. При увеличении амплитуды входного сигнала с 3,5 мкВ до 4,5 мВ (в 1300 раз), уровень сигнала в контрольной точке Кт2 меняется всего в пределах 160–350 мВ.

Приемник предназначен для работы с амплитудно-манипулированными сигналами.
Сверхрегенеративный каскад собран на транзисторе VT1. Колебательный контур включен в затворную цепь. Это, во-первых, практически исключило шунтирующее действие транзистора на контур, что существенно повысило его нагруженную добротность.

Во-вторых, снизило мощность колебаний в контуре и, как следствие, паразитное излучение через антенну. Емкость контура образована двумя конденсаторами С2 и СЗ, точка соединения которых подключена к истоку транзистора, что и обеспечивает положительную обратную связь, необходимую для самовозбуждения каскада.

Величина резистора R1, постоянное падение напряжения на котором определяет исходное положение рабочей точки, выбрано такой, чтобы крутизна в этой точке превышала критическое значение. Совместно с конденсатором С5 этот резистор образует цепь формирования вспомогательных колебаний суперизации.

б

. Двузвенный фильтр нижних частот R2, С6, R4, С7 выделяет постоянную составляющую этих колебаний, изменяющуюся, как известно, по закону огибающей принимаемого сигнала, и подавляет колебания на частоте суперизации.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.21.Эпюры в характерных точках

Для того чтобы коэффициент передачи фильтра был близок к единице, он должен быть нагружен на сопротивление, существенно превышающее сумму R2 и R4. С этой целью далее установлен истоковый повторитель на полевом транзисторе VT2. Усилитель низкой частоты реализован на транзисторе V3 и никаких особенностей не имеет.

Конденсатор С9 дополнительно подавляет просочившееся напряжение суперизации. На выходе усилителя выделяется смесь полезного сигнала и шума, отношение амплитуд которых зависит от уровня входного сигнала (см. табл. 5.1). Каскад на транзисторе VT4 представляет собой, по сути, усилитель-ограничитель «снизу».

Его рабочая точка выбрана таким образом, что, в отсутствие сигнала, амплитуды шумов недостаточно для отпирания транзистора и выходное напряжение равно нулю. Полезный сигнал, имеющий в точке Кт2 отрицательную полярность и превышающий уровень шумов минимум в четыре раза, открывает последний транзистор, и на его выходе формируются положительные импульсы амплитудой 5 В. Конденсатор С13 очищает фронты импульсов от остатков напряжения суперизации.

Детали и конструкция

Печатная плата приемника выполнена из одностороннего стеклотекстолита. Ее чертеж со стороны проводников приведен на рис. 5.22. Поскольку заявленные характеристики обеспечиваются в достаточно узком диапазоне питающих напряжений 5±0,5 В, источник питания должен быть стабилизирован.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.22Печатная плата

Транзистор VT1 может быть заменен на КП303А (Б, В, Ж), при этом может потребоваться подбор величины резистора R1 по указанной ниже методике. Можно использовать и КП303Г (Д, Е), КП302 с любой буквой, но напряжение питания обязательно придется повысить до 9 В из-за того, что у них значительно больше напряжение отсечки.

Транзистор VT2 должен быть из серии КП303Г-Е при любом напряжении питания.
Транзисторы VT2, VT3 заменяются на КТ315 и КТ361 соответственно, с любыми буквенными индексами.
Контурная катушка содержит 8 витков и наматывается проводом 0,35—0,5 мм на каркасе диаметром 5–9 мм с карбонильным подстроечным сердечником.

Можно использовать и ферритовый, но обязательно убедиться, что он марки 15–50 ВЧ. Высокочастотный дроссель Др1 стандартный, типа ДПМ-0,1, ДМ-0,1 индуктивностью 10–68 мкГн.
Можно использовать и самодельный, намотав 20–25 витков провода 0,15—0,25 мм на ферритовое кольцо диаметром 8—10 мм.

Конденсаторы С2, С3 — керамические с хорошим ТКЕ (группы МЗЗ, ПЗЗ, МП0). Остальные могут быть любыми керамическими. Электролитические конденсаторы С8, С12 — любого типа на напряжение не менее 6,3 В. Никаких особых требований не предъявляется и к постоянным резисторам.

В качестве антенны приемника используется отрезок провода длиной 25–50 см. Понятно, что чем больше длина антенны, тем больше будет дальность действия аппаратуры. Выход приемника рассчитан на подключение цифровой части, собранной на микросхемах серии КМОП.

Настройка

Настройку приемника желательно проводить с помощью осциллографа. Убедившись в правильности монтажа, временно заменить резистор R1 на подстроечный, сопротивлением 10–47 кОм, подсоединив его к плате как можно более короткими проводниками.
Осциллограф подключить к контрольной точке Кт1.

б

). Ручками синхронизации осциллографа обеспечить неподвижность первого импульса на экране. Подстройкой потенциометра установить частоту их следования равной 30–33 кГц.
Дрожание импульсов, начиная со второго, происходит из-за наличия собственных шумов каскада и свидетельствует о его нормальной работе.

а

). Измерить тестером сопротивление потенциометра, предварительно отключив его от схемы, и впаять постоянный резистор ближайшего номинала. Если требуемая частота и амплитуда импульсов одновременно не устанавливается, то подбором сопротивления потенциометра устанавливается нужная амплитуда импульсов, а затем подбором емкости конденсатора С5 — требуемая частота.

При отсутствии осциллографа можно поступить следующим, образом. Временно соединить затвор первого транзистора с корпусом небольшим отрезком провода, обеспечив срыв колебаний. Контролируя вольтметром постоянного тока напряжение в Кт1, вращением оси потенциометра установить его равным 0,6–0,65 В.

Убрав перемычку, убедиться, что напряжение возрастает до 0,7–0,9 В, что свидетельствует о возникновении генерации. Установить оптимальные параметры «пилы» при этом методе, к сожалению, не удастся.
Для дальнейшей настройки потребуется либо генератор стандартных сигналов, либо передатчик, совместно с которым планируется использование приемника.

Генератор подключается непосредственно к антенному входу и настраивается на требуемую частоту, его выходное напряжение устанавливается равным 100 мкВ, а глубина внутренней модуляции — 90 %. Если используется передатчик, его предварительно настраивают и располагают на расстоянии 2–3 м от приемника.

Осциллограф подключается к точке Кт2. Затвор транзистора VT2 временно соединяется с корпусом, а резистор R7 заменяется подстроечным, сопротивлением 47 кОм. Вращением ротора потенциометра необходимо установить постоянное напряжение в контрольной точке равным 3,15 В.

При отсутствии осциллографа сделать это можно и с помощью вольтметра. Одновременно на базе транзистора VT4 (КтЗ) необходимо установить 4,65 В подбором величины резистора R10. В последнем случае на этом настройка и заканчивается.
Отпаять перемычку от затвора VT2.

На экране осциллографа должны наблюдаться синусоидальные колебания частотой 1 кГц при использовании генератора или примерно прямоугольные импульсы, когда источником контрольного сигнала служит передатчик. Наличие только шумовой дорожки говорит о том, что входной контур приемника сильно расстроен.

Вращением сердечника катушки контура необходимо добиться максимальной амплитуды наблюдаемого сигнала, что будет свидетельствовать о настройке в резонанс. Для обеспечения высокой точности настройки сигнал генератора необходимо постепенно уменьшать до границы чувствительности (передатчик относить на большее расстояние), о чем будет свидетельствовать появление на экране шумов заметной амплитуды.

Окончательно установить движок потенциометра в положение, при котором отсутствует ограничение как положительных, так и отрицательных полуволн наблюдаемого сигнала. Заменить потенциометр постоянным резистором соответствующего сопротивления.
Переключить осциллограф на выход приемника.

На экране должны наблюдаться положительные импульсы, размахом 5 В. Подбором R10 добиться, чтобы амплитуда шумовых всплесков в их основании не превышала 0,5 В; уменьшать их до нуля не следует, так как снижается чувствительность. На этом настройка приемника закончена.

В заключение следует отметить, что сверхрегенеративный каскад устойчиво работает в интервале питающих напряжений от 3 до 9 В, потребляя ток соответственно 120–650 мкА. Для каждого питающего напряжения необходимо тщательно подбирать величину резистора R1 и конденсатора С4 по приведенной выше методике.

Если изменяется напряжение питания всего приемника, то необходимо уточнять и режимы по постоянному току транзисторов VT3 и VT4.
Если несколько снизить требования к экономичности, то усилитель низкой частоты и формирователь импульсов можно реализовать на операционном усилителе К140УД1208 по схеме, приведенной на рис. 5.23.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.23.Приемник с УНЧ на операционном усилителе

Настройка выходного каскада сводится к следующему.
Ротор потенциометра R10 устанавливается в нижнее (по схеме) положение. Потенциал на выводе

2

микросхемы DA1 оказывается ниже, чем на выводе

3

, и контролируемое осциллографом напряжение на выходе каскада должно быть равно нулю. Подав на вход приемника сигнал одним из описанных выше способов, плавным вращением движка потенциометра добиться появления на выходе импульсов положительной полярности.
Поскольку амплитуда сигнала с выхода истокового повторителя лежит в пределах 2—15 мВ, разность потенциалов на выводах

32

должна быть 1—15 мВ, что требует тщательной установки порога. От величины последнего (разности потенциалов между выводах

32

) зависит чувствительность приемника в целом. Наибольшей чувствительности соответствует такой порог, при котором снятие входного сигнала приводит к появлению на экране осциллографа хаотически изменяющихся импульсов амплитудой около 5 В, симметричных относительно уровня в 2,5 В.

Необходимо иметь в виду, что такая настройка будет вызывать беспорядочное срабатывание исполнительных устройств аппаратуры при отсутствии входного сигнала. Если это недопустимо, то необходимо в отсутствие входного сигнала плавно повышать порог уменьшением сопротивления R10 до того момента, когда шумовые выбросы на экране осциллографа пропадут. Чувствительность приемника при этом снизится до 4–5 мкВ.

Детали и конструкция второго варианта приемника

Печатная плата второго варианта приемника приведена на рис. 5.24. Для того чтобы настройки сохранялись в процессе эксплуатации, напряжение питания приемника должно быть стабилизировано. Стабилизатор может быть общий на все оборудование модели или предусмотренный только для приемника.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.24.Печатная плата второго варианта5.2.6. Сверхрегенератор на полевом транзисторе с внешней суперизацией

Ранее отмечалось, что многофункциональность сверхрегенеративного каскада усложняет его настройку и уменьшает устойчивость работы в процессе эксплуатации. В значительной степени эти недостатки устраняются применением внешней суперизации в каскаде. Вариант схемы такого приемника приведен на рис. 5.25.

m

= 90 % составляет 1–2 мкВ. Частота настройки— 27,12 МГц (28–28,2 МГц). Приемник предназначен для работы с импульсными сигналами.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.25Приемник с внешней суперизацией

Первый каскад отличается от рассмотренного в предыдущем параграфе отсутствием RC-цепи, обеспечивавшей режим прерывистой генерации. Теперь такой режим реализован за счет того, что питание на каскад подается через электронный ключ, собранный на транзисторе VT3.

а

. Частота суперизации устанавливается подбором величины R6. Интегрирующая цепочка R2C2 преобразует прямоугольные импульсы в экспоненциальные, форма которых в Кт1 приведена на рис. 5.26,

б

.
Параметры положительной обратной связи в каскаде подобраны таким образом, что условия самовозбуждения выполняются при напряжении на стоке транзистора, примерно равном

Uс. кр

= 1 В (горизонтальная линия на рис. 5.26,

б

). На интервале времени, в течение которого напряжение на стоке превышает критическое значение, в контуре возникают нарастающие по амплитуде высокочастотные колебания. На это же время напряжение на стоке транзистора получает дополнительный прирост. При внимательном рассмотрении графика на рис. 5.26,

б

это хорошо заметно.
По окончании упомянутого интервала колебания в контуре затухают по экспоненте с постоянной времени, определяемой добротностью контура (рис. 5.26,

в

). Существенным является тот факт, что величина прироста напряжения на стоке, а точнее площадь треугольной области стоковых импульсов, находящейся над уровнем

Uс. кр

, зависит от амплитуды высокочастотных вспышек.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.26Эпюры напряжений в характерных точках

При наличии в контуре напряжения полезного сигнала, амплитуда и площадь высокочастотных вспышек будет изменяться во времени по закону изменения огибающей этого сигнала, аналогично будут меняться и площади упомянутых треугольных областей. Это означает, что в спектре стоковых импульсов содержатся гармоники огибающей принимаемого сигнала.

Выделить их можно с помощью фильтра нижних частот, роль которого в схеме играют элементы R1, С6, R3, С7. Конденсатор С5 предотвращает попадание постоянной составляющей стокового напряжения на базу транзистора VT2. На этом транзисторе собран усилитель низкой частоты, доводящий уровень выходного сигнала до 0,15—0,2 В.

а

) представляет собой сумму постоянного напряжения

UКт3

, принятого сигнала в виде отрицательных импульсов и напряжения шумов. Известно, что входное напряжение

Uпор

, при котором происходит переключение логического элемента, для микросхем 561-й серии составляет величину, примерно равную половине напряжения питания. С помощью потенциометра R5 устанавливается такое исходное напряжение в КтЗ, при котором пороговый уровень пересекается только отрицательными сигнальными импульсами (рис. 5.27,

а

). На выходе приемника при этом формируются положительные импульсы стандартной амплитуды 5 В (рис. 5.27,

б500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.27Работа компаратораДетали и конструкция

Печатная плата приемника изображена на рис. 5.28 и никаких особенностей не имеет. В правом верхнем углу платы предусмотрено место для установки, при необходимости, интегрального стабилизатора напряжения типа КР1170ЕН5. Все детали сверхрегенеративного каскада такие же, как и в предыдущем варианте приемника.
Транзистор VT2 типа КТ315Б, VT2 — любой транзистор

n-р-n

структуры. Микросхема DD1 может быть либо K561ЛA7, либо К561ЛЕ5. Подстроечный резистор R5 марки СПЗ-38Б либо любой другой (при изменении рисунка печатной платы).

Настройка приемника.

После проверки правильности монтажа подать на схему напряжение 5±0,2 В. Подключить осциллограф к контрольной точке Кт2 и подбором величины резистора R6 установить частоту наблюдаемых прямоугольных импульсов (рис. 5.26,

а

) в пределах 40–44 кГц. Убедится, что форма импульсов в Кт1 соответствует рис. 5.26,

б

. Подключить осциллограф или высокоомный вольтметр к контрольной точке КтЗ и движком потенциометра R5 установить уровень постоянного напряжения в ней равным 2,5 В.
От генератора стандартных сигналов подать на вход приемника высокочастотное напряжение на предполагаемой частоте работы приемника.

Амплитуду установить 10 мкВ, глубину модуляции— 90 %. Вращением сердечника катушки L1 добиться появления на экране осциллографа, подключенного к КтЗ, синусоидального сигнала на частоте 1 кГц амплитудой 100–300 мВ (огибающая испытательного сигнала).
Отсутствие этого сигнала, а также шумовой дорожки на экране осциллографа свидетельствуют об отсутствии генерации в первом каскаде приемника. Дело в том, что питающим напряжением для каскада являются экспоненциальные импульсы (рис. 5.26,

б

) и, с учетом разброса параметров транзисторов, их амплитуды может оказаться недостаточно для самовозбуждения каскада. В этом случае следует временно заменить резистор R2 подстроечным на 3,3–6,8 кОм, и вращением его ротора не только добиться появления сигнала в контрольной точке КтЗ, но и сделать амплитуду этого сигнала максимальной.

б

). Чем меньше эта длительность, тем выше чувствительность, поэтому необходимо тщательно подобрать величину резистора R2, чтобы амплитуда импульсов на стоке транзистора превышала порог

Uск. р

на небольшую величину. Однако чрезмерно малая величина превышения приводит к неустойчивой работе каскада из-за действия различных дестабилизирующих факторов. Требуется отыскать разумный компромисс между устойчивостью и чувствительностью.
Заключительный этап настройки лучше проводить по сигналам передатчика, совместно с которым планируется использовать приемник.

Включив передатчик, расположенный на расстоянии 3–4 м от приемника, необходимо, контролируя сигнал в КтЗ, уточнить положение сердечника катушки L1, добиваясь настройки в резонанс. Затем необходимо уменьшить уровень выходного сигнала в КтЗ до величины, при которой он будет превышать уровень шумов в 4–5 раз (рис. 5.27,

а

). Уменьшение сигнала достигается отключением антенны от передатчика, помещением его в металлический сосуд (например кастрюлю), увеличением расстояния до него и т. д. После этого осциллограф переключить на выход приемника и отыскать такое положение движка потенциометра R5, вращая его в небольших пределах вокруг ранее установленной точки, при котором выходные импульсы будут образовываться только отрицательными импульсами сигнала, а срабатывание от шумовых выбросов будет отсутствовать.
Необходимо иметь в виду, что потенциометр R5 определяет величину постоянного напряжения

UКт3

. Чрезмерно большая величина зазора

UКт3 Uпор.

приведет к снижению чувствительности приемника, так как сигнал небольшой амплитуды не будет вызывать срабатывания компаратора. Малая же величина зазора приведет, как это видно из рис. 5.28,

а

, к срабатыванию компаратора от шумовых выбросов. Необходимо выбрать разумный компромисс.
В заключение отметим, что при отсутствии входного сигнала (передатчик выключен) амплитуда шумов в Кт3 возрастает и на выходе приемника появляются хаотические импульсы.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.28.Печатная плата5.2.7. Сверхрегенератор с внешней суперизацией на двухзатворном транзистореПринципиальная схема

Основное достоинство этой схемы заключается в разделении функций, выполняемых различными частями схемы, что существенно упрощает настройку приемника. При напряжении питания 9 В и отношении «сигнал/шум» на выходе равном четырем, чувствительность приемника составляет величину 0,8–1 мкВ.

Приемник способен работать в диапазоне 26–29 МГц при соответствующей настройке входного контура. Выход приемника аналоговый, поэтому при использовании его для приема импульсных сигналов к выходу следует подключить формирователь импульсов на базе какого-либо порогового устройства.
На транзисторе VT1 собран генератор (рис. 5.29), призванный компенсировать потери сигнала, поступающего в контур L

14

из антенны через конденсатор С

1

небольшой емкости. Положительная обратная связь реализована через элементы С2 и Др

1

, не требующие тщательного подбора.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.29Принципиальная схема приемника на двухзатворном транзисторе

Последнее объясняется тем, что крутизна транзистора по первому затвору, от величины которой зависит наличие или отсутствие самовозбуждения в каскаде, управляется напряжением суперизации, продаваемым на второй затвор транзистора. Это напряжение вырабатывается автономным генератором прямоугольных импульсов, собранным на элементах DD1.1, DD1.2 по традиционной схеме. Частотой генератора можно легко управлять, подбирая постоянную времени цепи C

n5

.
Резисторы R

1

, R

2

обеспечивают требуемый режим транзистора по постоянному току, а конденсаторы С

5

и С

8

шунтируют их как на высокой частоте принимаемого сигнала, так и на сравнительно низкой частоте суперизации. Конденсатор С

7

обеспечивает соединение по переменному току второго затвора с корпусом, что необходимо для нормальной работы транзистора. Это единственная деталь в схеме, которая выполняет двойную функцию.
Она, совместно с резистором R

3

, образует интегрирующую цепочку, превращающую прямоугольные импульсы генератора суперизации в треугольные. Регулируя амплитуду этих импульсов потенциометром R

3

, можно изменять продолжительность промежутков времени, в течение которых крутизна транзистора превышает критическое значение. Это позволяет изменять длительность вспышек высокочастотного напряжения на контуре тем самым, устанавливая желаемый режим работы сверхрегенератора: линейный либо нелинейный.

Как говорилось выше, полезная информация заключается в постоянной составляющей коллекторного (в нашем случае стокового) тока, меняющейся по закону амплитудной модуляции принимаемого сигнала. Для ее выделения используется фильтр нижних частот, состоящий из резистора R

4

и конденсатора С

6

. Выделенный сигнал через конденсатор С9 поступает далее на У114, собранный на экономичном операционном усилителе DA1 по стандартной схеме включения. Манипулируя величиной R

10

, можно уменьшать ток потребления микросхемы. Необходимо иметь в виду, что коэффициент усиления при этом тоже будет уменьшаться.

Детали и конструкция


Конденсаторы С

18

— керамические. С

11

— либо пленочный, либо керамический с малым ТКЕ. С

13

— любой электролитический. Остальные конденсаторы любого типа.
Транзистор VT1 лучше всего использовать типа BF964. Подойдут и отечественные КП306, КП350, КП327, немного ухудшив чувствительность. Микросхема DD1 типа K561ЛA7 или К561ЛЕ5. Операционный усилитель может быть любого типа, включенный по стандартной схеме.

Контурная катушка L1 имеет 8–9 витков провода диаметром 0,35—0,5 мм и намотана на каркасе диаметром 5–7 мм с подстроечным сердечником из карбонильного железа.
Печатная плата выполнена из одностороннего фольгированного стеклотекстолита и никаких особенностей не имеет. Ее чертеж приведен на рис. 5.30.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.30Печатная платаНастройка

Для настройки желательно воспользоваться осциллографом. После проверки правильности монтажа и подключения питания, убедиться в наличии прямоугольных импульсов на выводе

4

микросхемы DD1. Подбором величины резистора R5 установить частоту следования этих импульсов равной 50–55 кГц. Проконтролировать постоянные напряжения на выводах

36

микросхемы DA1. При исправных деталях и правильном монтаже эти напряжения должны быть равны половине напряжения питания.
Измерить постоянное напряжение на верхнем выводе резистора R1. Величина напряжения должна лежать в пределах 0,6–1,2 В. Отсутствие напряжения свидетельствует о неисправности транзистора.

Причиной этого обычно является неосторожное обращение с полевым транзистором, который следует предохранять от воздействия статического электричества. Особенно это касается транзисторов отечественного производства.
Подключить осциллограф к стоку транзистора VT1 через конденсатор емкостью 3–5 пФ.

Вращая движок потенциометра R3, добиться появления вспышек высокочастотного напряжения на экране (осциллограф должен быть с полосой пропускания не ниже 10 МГц). Если этого достичь не удается, причина заключается в сильной расстройке колебательного контура.

В последнем случае необходимо скорректировать настройку катушки L1, перемещая ее сердечник в окрестностях среднего положения.
Подключить к антенному входу генератор стандартных сигналов, настроенный на 27,12 МГц. Глубину модуляции установить 30 %.

Уровень выходного сигнала — 50 мкВ. На экране осциллографа, подключенного к выходу приемника, должно наблюдаться гармоническое колебание частотой 1 кГц. Сердечником входной катушки настроить контур в резонанс по максимуму выходных колебаний.
Постепенно уменьшая амплитуду входного сигнала, уточнять положение движка потенциометра R3, обеспечивающее максимум выходного сигнала.

Правильно настроенный приемник при амплитуде входного сигнала 1 мкВ должен обеспечивать на выходе амплитуду полезного сигнала 0,5–1 В, превышающего средний уровень шумов не менее чем в 4 раза.
Высокочастотная часть приемника сохраняет работоспособность в интервале питающих напряжений 3,3—12 В.

Может потребоваться подстройка R3. Однако используемый операционный усилитель требует минимум 7 В. Применив низковольтный ОУ либо транзисторный УНЧ, можно обеспечить работоспособность всего приемника в указанном диапазоне питающих напряжений.
При отсутствии генератора и осциллографа приемник можно настроить по сигналам передатчика, с которым планируется работать.

Подключив к выходу приемника высокоомные наушники (лучше через конденсатор емкостью 10 мкФ), необходимо многократным уточнением положения сердечника входной катушки и движка потенциометра R3 добиться максимальной громкости прослушиваемого сигнала.
В заключение отметим, что при использовании приемника для работы с импульсными сигналами на оставшихся свободными двух элементах микросхемы DD1 удобно выполнить нормализатор импульсов.

5.2.8. Сверхрегенератор с внешней суперизацией и УНЧ на цифровой микросхемеОсновные положения

В приводимой ниже схеме применен двухзатворный полевой транзистор BF964, имеющий коэффициент шума всего 1,2 дБ. Этот фактор совместно с режимом внешней суперизации и использованием цифровой микросхемы в качестве усилителя низкой частоты, позволил получить достаточно высокие характеристики (табл. 5.2 и табл. 5.3) приемника при относительной простоте его конструкции.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноПринципиальная схема

Принципиальная схема приемника изображена на рис. 5.31. Сверхрегенеративный детектор собран на малошумящем транзисторе VT1. Каскад представляет собой автогенератор с автотрансформаторной обратной связью. Частота генерации определяется параметрами колебательного контура L1C2, настроенного на 27,12 МГц.

Использование двухзатворного транзистора значительно упрощает реализацию режима внешней суперизации. Известно, что значение крутизны характеристики по первому затвору у таких транзисторов зависит от напряжения на втором затворе. Когда это напряжение равно нулю, крутизна меньше критической и генерация отсутствует.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.31Принципиальная схема

На второй затвор через потенциометр R3 подается напряжение суперизации частотой 60–70 кГц от генератора, собранного на элементах DD1.1 и DD1.2. Конденсатор С5 соединяет второй затвор с корпусом по переменному току и, кроме того, придает импульсам суперизации треугольную форму.

Регулировка амплитуды треугольных импульсов с помощью потенциометра R3 позволяет плавно изменять время, в течение которого крутизна превышает критическое значение, а значит и длительность высокочастотных вспышек в контуре L1C2. Тем самым можно изменять режим работы сверхрегенератора, устанавливая либо линейный, при котором достигается максимальная чувствительность, либо нелинейный, при котором наиболее эффективно реализуется АРУ.

Нагрузкой сверхрегенеративного детектора является низкочастотный фильтр R6C6. Полезный сигнал амплитудой порядка 1–3 мВ с этого фильтра через конденсатор С9 подается на УНЧ, в качестве которого использованы два оставшихся элемента микросхемы DD1.

Отрицательная обратная связь по постоянному току через элементы R5, R7, С10 обеспечивает работу цифровой микросхемы в линейном режиме. Элементы С12, С13, R8 устанавливают частоту среза АЧХ усилителя в окрестностях 3 кГц.
Резистор R1 служит для образования на первом затворе отрицательного (по отношению к истоку) напряжения смешения, обеспечивающего исходное значение крутизны меньше критического.

Весьма существенна вторая функция этого резистора. Его величина определяет исходное значение постоянной составляющей тока через транзистор, а значит и уровень собственных шумов. При указанных на схеме значениях элементов этот ток составляет всего 80–90 мкА, что, помимо прочего, делает пренебрежимо малым паразитное излучение сверхрегенератора, поскольку вся потребляемая им от источника мощность не превышает 0,5 мВт.

Детали и конструкция

Печатная плата приемника изображена на рис. 5.32 и никаких особенностей не имеет. С незначительным ухудшением характеристик приемника в качестве транзистора VT1 можно применить отечественные КП306, КП350, КП327, КП346А9, принимая меры по защите их от статического электричества при монтаже.

Конденсатор С3 должен быть керамическим.
Его можно заменить на пленочный при условии параллельного подключения керамического конденсатора емкостью не менее 1000 пФ. Для обеспечения стабильной частоты суперизации конденсатор С8 желательно использовать пленочного типа, например К73-17.

Потенциометр R3 — СПЗ-38б либо РП1-6ЗМг. Остальные детали могут быть любой марки. Контурная катушка намотана на каркасе диаметром 5 мм и содержит 9 витков провода диаметром 0,35—0,5 мм. Внутрь каркаса ввинчивается сердечник из карбонильного железа.
Поскольку нагрузочная способность микросхемы К561ЛЕ5 невелика, устройство, подключаемое к выходу приемника, должно иметь входное сопротивление не менее 30 кОм.

В качестве усилителя низкой частоты вместо элементов DD1.3, DD1.4 можно использовать УНЧ любой конструкции с коэффициентом усиления не менее 1000. При напряжениях питания более 5 В хорошие результаты дает, например экономичный ОУ К140УД1208. Суммарный ток потребления при напряжении питания 9 В не превышает в этом случае 1,5 мА.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями [В Днищенко] (fb2) читать онлайн | КулЛиб - Классная библиотека! Скачать книги бесплатноРис. 5.32Печатная платаНастройка

После проверки правильности монтажа приемника установить движок потенциометра R3 в левое по схеме положение. Включить питание (номинальным является 4 В) и убедиться, что постоянное напряжение на резисторе R1 лежит в пределах 0,6–0,7 В. В противном случае транзистор неисправен и требует замены. Подключить осциллограф к выводу

10

DD1.2 и проверить наличие прямоугольных импульсов частотой 60–70 кГц.
При необходимости уточнить частоту подбором величины R4. Переключить осциллограф на выход приемника. Плавно поворачивая движок потенциометра R3, добиться появления на экране низкочастотных шумов.

Подключить к антенному входу генератор стандартных сигналов, установив на его выходе колебания с частотой 27,12 МГц, амплитудой 100 мкВ и глубиной модуляции 0,9.
Вращением сердечника катушки настроить контур в резонанс по максимуму амплитуды на экране осциллографа.

Вернуть движок потенциометра R3 в исходное положение (колебания на выходе приемника при этом исчезнут). Плавным вращением движка восстановить эти колебания и найти такое его положение, при котором амплитуда напряжения на выходе приемника перестанет нарастать.

Уменьшив входное напряжение до 1 мкВ (при необходимости уточняя настройку контура), проконтролировать правильность положения движка потенциометра.
Такая настройка соответствует нелинейному режиму сверхрегенератора. Дальнейшее увеличение с помощью R3 напряжения суперизации нецелесообразно, поскольку полезный сигнал увеличивается незначительно, шумы же возрастают существенно.

Если теперь движок потенциометра поворачивать в обратном направлении, установится линейный режим, при котором отношение «сигнал/шум» незначительно улучшается, однако амплитуда выходного сигнала падает.
Необходимо иметь в виду, что хотя интервал питающих напряжений, при котором сохраняются основные параметры приемника, указан 3–9 В, для каждого конкретного выбранного напряжения необходимо уточнять оптимальное положение движка потенциометра R3 по вышеприведенной методике.

При отсутствии ГСС можно воспользоваться передатчиком, с которым предполагается работа приемника, располагая его на таком удалении от приемника, при котором выходной сигнал еще не ограничивается.
В заключение необходимо отметить, что, как и у любого сверхрегенератора, помехоустойчивость приемника и его избирательность невелики, поскольку полоса пропускания, равная примерно двум частотам суперизации, составляет величину 120–140 кГц.

Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий

Adblock
detector