Радиостанции на основе микросхем TDA7021 и TDA7000. Часть 8.

Автор: __
Опубликовано 05.04.2016
Создано при помощи КотоРед.

Аппаратура радиоуправления на основе TDA7000

Эта статья по сути является продолжением статьи с «радиокота».

https://radiokot.ru/circuit/analog/games/11/

Там рассматривается простейшая система радиоуправления для начинающих на основе приемника сверхрегенератора. Также там есть такие слова:

«Когда начинал писать, то думал, что постепенно дойду и до более сложных схем, постепенно усложняя приемную и передающую часть, т.к. в каждом конкретном случае возникают проблемы совершенно разные. К примеру, вместо сверхрегенератора  применить для радиоуправления простую и дешевую микросхему TDA7000 или TDA7021.

Подход в этом случае будет немного другой, т.к. там будут действовать другие дестабилизирующие факторы.  Конечно для профессионалов эта идея покажется смешной, но для начинающих в качестве первой конструкции по-моему самое то и поняв общие принципы можно уже с понятием делать на специализированных микросхемах.

На TDA7000(7021) по-моему и схема и настройка будет еще проще. В ней, при её простоте заложено довольно  много возможностей для целей радиоуправления.»

Для своих экспериментов я взял приемник и передатчик с кварцевой стабилизацией на 60 МГц, что описано в предыдущих частях статьи, хотя можно было взять и на 27 МГц. Это по сути ничего не меняет. В приемнике в данном случае нужно отключить систему шумоподрвления, т.е. на первую ногу повесить резистор R5 величиной 10 ком.

И так базовая схема приемника выглядит так.

Самое простейшее однокомандное управление можно сделать так же, как описано в статье, ссылку на которую выложил выше. ЧМ приемник тоже, как и сверхрегенератор шумит в отсутствии сигнала. При наличии приема несущей шум на выходе пропадает, как и у сверхрегенератора. Схема подобного радиоуправления может выглядеть, как и в той статье.

Т.е. шумы усиливаются, детектируются и подаются на пороговый элемент. Передатчик излучает только несущую, т.е. без всякой модуляции.

Я проверял по такой схеме.

Выход у TDA7000 высокоомный, поэтому на входе поставил эмиттерный повторитель совместив его со схемой ФНЧ. В принципе можно поставить обычный эмиттерный повторитель.

Когда несущей нет, то на выходе схема высокий уровень. Когда включим передатчик, то на выходе получим низкий уровень. Транзисторы любые маломощные. Можно КТ315 и КТ361 или КТ3102 и КТ3107.

Понятно, что вместо транзисторов можно сделать на ОУ и т.д. Просто мне было удобнее макетировать на транзисторах.

Двух-трех командное можно сделать как и в статье, что выше по ссылке с частотным разделением. Для этого в передатчике модулировать разными частотами, а в приемнике сделать частотные фильтры.

Схемы частотных фильтров любые. Можно взять из статьи по ссылке, что выше.

Все это можно прочитать в той статье. Мы же посмотрим какие уровни модулирующего напряжения можно подавать в нашем случае. В данном случае у нас нет ограничения по нелинейным искажениям, как это было при передаче голоса, поэтому уровни будут другие.

Для экспериментов взял передатчик, что уже рассматривали раньше.

Точнее я оконечный каскад для экспериментов не использовал, т.к. для этого большая дальность была ни к чему.

Для начала на вход передатчика поставил такой модулятор и стал менять уровень напряжения подаваемого на варикап. Уровень устанавливается резистором R8

На выход приемника, т.е. на ногу «2» подключил осциллограф. Регулируя уровень резистором R8 и частоту передатчика, подстраивая катушку L1, что стоит последовательно с кварцем, добился такой картинки.

Входной делитель здесь 0,5V/дел. При этом получилось, что на варикап нужно подавать порядка 3 вольта. Если подавать меньше или больше, то уровень на выходе приемника уменьшается. Во всяком случае у меня так получилось, что 3 вольта, это оптимальное напряжение на варикапе.

Дальше казалось бы все просто. По логике нужно просто усилить и подать на формирователь импульсов, что бы дальнейшую обработку уже вести цифровыми методами, но к сожалению все оказалось не так просто и это увидим дальше, но сначала попробуем все таки усилить и посмотреть, что получится.

Т.е. усилили и подали на пороговый элемент. В точке «А» получили такую картинку. Делитель стоит 1V/дел.

На выходе после порогового элемента получили такую картинку.

На вид красиво, но радость оказалась преждевременной. Дело в том, что для радиоуправления, когда мы работаем с цифровой модуляцией когда у нас, например шифратор в передатчике и дешифратор в приемнике построен на логике или на МК  и нам нужно подавать не непрерывный поток импульсов, а пачки импульсов.

Подал на вход пачки импульсов и в точке «А» получил уже не такую красивую картинку.

Подсчитал импульсы. На варикап у меня подается восемь импульсов.

А на выходе после порогового элемента в приемнике получаю стабильно девять, т.е. идет ошибка.

Причина оказалась в переходных конденсаторах в модуляторе и усилителе приемника. В принципе с помощью тщательного подбора режимов транзисторов и переходных конденсаторов в модуляторе и в усилителе приемника можно избавиться от подобных ошибок, но хотелось бы, что бы схема не была так критична к настройке.

Первый способ, что попробовал, это импульсы передавать с заполнением, потом их детектировать и подавать на формирователь. Схема ничем не будет отличаться от той, что применяли для однокомандного управления, только в ней нужно уменьшить емкость сглаживающего конденсатора С5 после детектора.

Понятно при этом резко снизится скорость передачи.

Это импульсы с заполнением после усилителя.

Это после детектора.

А это получили после формирователя.

Понятно, что способ не совсем хорош, т.к. скорость передачи получается довольно низкая, зато её можно применить, имея две любые покупные радиостанции без особой переделки. Просто в одной пищать в микрофон, а на выходе приемника второй радиостанции поставить пороговое устройство, например тот же триггер Шмидта.

Но самый лучший способ, это сделать радиотракт «прозрачным» для постоянного напряжения, т.е. например, подали на варикап единицу, то на выходе приемника тоже будет единица. Подали ноль, и в приемнике будет ноль. Или наоборот, что не важно.

Схема стала выглядеть так. Как видим в ней нет переходных конденсаторов ни в модуляторе передатчика, ни в усилителе приемника.

Для испытаний на входе модулятора я простейший генератор пачек поставил.

Приемник стал так выглядеть.

Пришлось подобрать резистор R11, что бы получить нужную картинку на выходе усилителя.

На выводе «2» микросхемы приемника видим такую картинку. Входной делитель осциллографа 0,5V/дел.

В точке «А» в приемнике видим это.

После формирователя такая картинка и ошибок при передаче не наблюдается.

Здесь я не приводил окончательных вариантов схем, но на вход модулятора в передатчике можно подать сигнал или с логики или с МК. На выход приемника тоже можно подключать любую логическую схему.

Также я упустил здесь кодирование сигнала. Например, если применить манчестерское кодирование, то это уберет многие проблемы, но это уже выходит за пределы статьи, что я наметил.

Также насчет схемы приемника. В ней можно поставить на входе УВЧ, или использовать её в приемнике двойного преобразования и TDA7000 в узкополосном режиме поставить после первого смесителя. Если на выходе первого смесителя поставить к примеру кварцевый фильтр с полосой порядка 15 кгц, то думаю получится очень даже хорошо, но этот вопрос я тоже оставлю на потом.

Все вопросы в Форум.