Сделал передатчик на 144 МГц.

Состоит из:
- микрофонного усилителя на LF351N
- генератора ВЧ на ICS501M (кварцевая стабилизация частоты, режим умножения 8x)

Фото передатчика (собирается пока на макетке, так как отлаживается):


Схема передатчика (прошу простить, что нарисовано от руки, но мне пока так удобнее):


Собственно вкратце описание:
- звуковой сигнал с конденсаторного микрофона идёт на усилитель LF351; усиленный сигнал с выхода меняет ёмкость варикапа BB135, который немного меняет частоту генератора на кварце (18 МГц), сигнал умножается на 8 микросхемой ICS501M - итого имеем ЧМ 144 МГц.

Приём ведётся на радиостанцию Kenwood 136-174 МГц, настроенную на 144.000 МГц.

А теперь собственно, вопросы, которые возникли по ходу дела:

1)

На схеме пунктиром возле кварца конденсатор 4,7 пФ - если его поставить, то несущая уйдёт вниз на 5 кГц: приём возможен в полосе: 143.985 ... 144.000 МГц (центральная - 143.995) - на рисунке сверху справа("с конденсатором"). Звук слегка глуховат, если говорить близко к микрофону - как при приёме второй радиостанции Kenwood. Перемодуляция не наблюдается.

Если конденсатор на 4,7 пФ убрать из схемы - приём будет в полосе: 143.995 ... 144.005 (центральная 144.000 МГц) - на рисунке свеху слева ("без конденсатора"). Звук звонкий, если говорить близко к микрофону - как при радиовещании. Но иногда перемодуляция - на слух провалы на максимумах громкости.

Как лучше всего подключить варикап(BB135) в схеме, чтобы увеличить качество модуляции ?

2)

На расстоянии 3м от микрофона нормальный голос разборчив, но с напрягом. Коэффициент усиления ОУ: 10 000 (R= 1 МОм и 100 Ом).

Как увеличить чувствительность по звуку?

Использую мелкий конденсаторный микрофон (в 2 раза меньше по диаметру, чем китайский с магнитол) - может плохая чувствительность?

3)

В дальнейшем хочу добавить усилитель мощности на BFG540 и BFG591 и раскачать до 2 - 5 Вт всё это дело.

Сколько приблизительно каскадов потребуется?

Как контролируете частоту?
То, что конденсатор изменит частоту это истина, а вот, что она при этом будет именно в том диапазоне, что нужно - это нужно проконтролировать частотомером или контрольным приемником.

Смещение на варикап желательно подать, где-то чуть больше амплитуды ЗЧ. 10000 для МУ с электретом чревато искажениями, можно попробовать ограничитель в цепь ООС ДУ.

Настроил приёмник рации Kenwood на шаг сетки: 5 кГц, там частота приёма выставляется кнопками - от 136.000 до 174.000 МГц.



Насколько я понимаю, что сигнал с выхода ОУ колышется в диапазоне 0... Eп (около 5 В), значит на варикап надо подать ещё постоянку 5 В через резистор 100 кОм ?

Если смотреть в даташит на BB135 - там C=20 пФ при U=0 В, а при U=5 В - C=около 8 пФ

Что изменится , если подать смещение до 5 В?



Честно говоря, до этого были резисторы R 1 кОм и 1МОм, тоесть K=1000, но решил увеличить чувствительность уменьшением первого R в 10 раз, так и напрашивается АРУ !

К выходу передатчика 144 МГц подключаю эквивалент антенны (резистор 75 Ом , мощность 1 Вт, резистор металопленочный MF) и диод Д311

На выходе стрелочный вольтметр, рисунок:



Вольтметр показывает напряжение 5 Вольт.

Собственно вопрос, как по показаниям вольтметра посчитать мощность на резисторе 75 Ом ?

Какое напряжение показывает вольтметр - амплитудное, действующее, среднее или ещё какое?





Сюда перенес.
На данный вопрос на форуме отвечали много раз.
Вот хотя бы.
viewtopic.php?p=1685364#p1685364

Спойлер

aen писал(а):

Что за передатчик?
На какие частоты?
Какая примерно мощность?
Если предполагаемая мощность не превышает 10 вт, а частота не более 100 мгц, то измерить можно подручными средствами с помощью эквивалента нагрузки сделанного из резисторов и диодного пробника.
На форуме много про это говорили.
Вот хотя бы.
viewtopic.php?p=1539854#p1539854

aen писал(а):

В данном конкретном случае, т.е. на эквиваленте нагрузки, что на этой схеме конечно можно.



Что этому может помешать?

Если нагрузка диода высокоомная, а в данном случае так оно и есть, т.к. нагружен на сопротивление вольтметра, а диод высокочастотный, то получаем практически амплитудное значение ВЧ на эквиваленте нагрузки за вычетом падения на диоде.
Очень удобно оценивать выходную мощность.

Т.е. в ваш ВЧ пробник нужно добавить конденсато и по необходимости резистор.
В этом случае пробник покажет практически амплитудное значение ВЧ напряжения и мощность можно оценить по формуле, что дана в ссылке.
Если сопротивление вольтметра имеет очень высокое сопротивление(гигаомы), то конденсатор 510 пф нужно зашунтировать резистором в десятки килоом.
aen

Вариант с конденсатором отпал сразу, потому что начитавшись теории, я так и не понял, доводит ли он напряжение до амплитудного, или всё-же там среднее (с учетом пульсаций).

В случае без конденсатора, нашёл выкладки тут:
http://ikit.edu.sfu-kras.ru/CP_Electron ... index.html

Тоесть среднее значения напряжения на выходе: Uвых = Uвхm/Pi = Uвх * SQRT(2) / Pi
Uвхm - амплитуда входного напряжения, SQRT - корень квадратный, Pi = 3.141...

Получается что мощность: P = Uвх^2 / R = (Uвых * Pi / SQRT(2)) ^2 / R = Uвых^2 * Pi ^ 2 / (2 * R) = 5^2* 3.141^2 / (2*75) = 1.6 Вт
Похоже так, потому что резистор греется.

Пробовал с конденсатором 0.1 мкф (керамика) - вольтметр показал 7 В,
если конденсатор сглаживает до амплитудного напряжения, то мощность:

P = Uвх^2 / (2*R) = 7^2 / (2*75) = 0.32 Вт - мало, так как резистор греется (1Вт)

Получается, что формула для варианта с конденсатором неверна ?

Выложу своё поделие, справа внизу - усилитель мощности:


Усилитель крупным планом:

Конденсатор поставить нужно, если вольтметр имеет входное сопротивление более килоома, то и резистор тоже. С Вашей нагрузкой прибор покажет действующее значение.

P=(7^2)/75=0.65 Вт - почему же тогда 1 ваттный резистор сильно греется? Развязка по постоянке есть - проходной конденсатор на 10 нФ, вольтметр стрелочный , наводки даже если есть - не пройдут.

А он и должен греться ощутимо, со временем даже краска цвет меняет.
Подайте 7В постоянки на такой-же резистор и сравните температуры....

После долгих мучений с усилителями мощности, наконец-то разработал годный вариант на мощном полевом транзисторе 2SK3074.

Принципиальная схема всего устройства:


Из плюсов схемы УМ на полевом транзисторе:

1) Высокое входное сопротивление и малая ёмкость транзистора - сигнал можно подать с выхода умножителя через обычный разделительный конденсатор 1нФ без цепей согласования.

2) Высокое усиление транзистора по мощности - около 15 дБ на 500 МГц.

3) Входная цепь практически развязана от выходной, что упрощает настройку.

До этого УМ был из двух биполярных BFG540 и BFG591 - замучился настраивать и пошёл дымок с BFG591 - я его сжёг, он задымился.

Переменный резистор 10 кОм возле затвора транзистора - выбор напряжения смещения на затвор - от класса С (в минус) до класса А (к плюсу). В режиме класса А - ток потребления идёт до 300 мА, транзистор греется. В режиме класса С - каскад не ест тока если нет сигнала с генератора.


Про модуляцию. С выбранными параметрами - слышен шёпот с 5 метров, скрип дверей и много чего ещё.
Узкополосная ЧМ - приём на "двухметровку".

Варикап - ВВ135 !!!
Пробовал ставить BB133 - как ни пытался получить хорошую чувствительность - ничего не вышло!




Прошу покритиковать схему - что улучшить/изменить/добавить?

Частое заблуждение новичков, что резистор (транзистор, диод...) на котором написано, что он на 1 Вт - запросто может такую мощность рассеивать. Уже не раз писал. Это было верно в СССР-е, где все элементы (особенно с ВП) имели 2-3 кратный запас. Теперешний резистор на 1 Вт вполне может сгореть при 1,05 Вт. А при 1 Вт разогреется до максимально допустимой температуры, скажем, 125 градусов.
Так что не хотите неприятностей - выбирайте мощность детали в 2-3 раза болльше реальной.

Подобный монтаж, что у вас, в данном случае недопустим.
Вы нужно почитать эту тему.
Тема называется "ВЧ монтаж"
viewtopic.php?f=28&t=59346

Про монтаж знаю, но я просил пообсуждать схему - только с конструктивной точки зрения.

В частности хочется услышать идеи по усилителю мощности.
Например, в классе С получается потребление 0 при снятом возбуждении, 80 мА при подаче сигнала с генератора.
В классе А - мощность возрастает в разы, увеличивается ток до 300 мА, транзистор греется, ток покоя 100 мА при снятом возбуждении.

Подстроечный конденсатор П-контура возле резистора 75 Ом(нагрузка) - более 70 пФ - неужели выходное сопротивление транзистора настолько мало, что чтобы трансформировать сопротивления - нужно нагрузку шунтировать такой большой емкостью? Или это всё из-за того, что земляной контакт - в виде провода , а не толстый слой меди?

Этот макет, ужасно спаянный не по правилам ВЧ, дышит, но чувствую прийдётся повторить, используя монтаж на контактных площадках.

Смотрим: 6В/0.3А=20ом; 144МГц, 70пик ~16ом. Примерно так и получается......

Обновлённая схема передатчика:



Что нового:

1) Увеличил девиацию частоты - возле варикапа увеличил ёмкость до 27 пФ (до этого там было 9.1 пФ) - теперь слышен разговор в соседней комнате! Если говорить близко в микрофон - будет сильно громко, однако искажений сигнала нет. Более 40 пФ не рекомендую, возможен уход на соседний канал (у нас узкополосная УКВ ЧМ).

2) Подобрал питающий резистор на микрофон (уменьшил с 24кОм на 10 кОм), звук стал более сочным.

3) Изменил смещение на полевой транзистор усилителя мощности (теперь класс С).

4) Переделал выходную согласующую цепь - выкинул дроссель 10мкГн - поставил катушку 3 витка, выкинул конденсатор между стоком и землёй - можно и без него, он только часть мощности забирает.

5) Ну и конечно же монтаж - земля не блуждает по макетной плате, а сходится в одной точке к блокировочному конденастору по питанию.

ВЧ вольтметр показывает 7 В, это получается мощность в нагрузке не менее: 7^2/(2*75) = 0.3 Вт.
На самом деле может больше, так как часть на диоде падает и монтаж некачественный.

Никаких самовозбуждений нет, ВЧ вольтметр показывает 0 В при снятом возбуждении, ток потребления оконечного каскада около 0 мА.
С поданным возбуждением ток потребления оконечного каскада 50 мА.
Питание 6 В - 4 элемента АА.

Из теории:

Ток первой гармоники: I = I0*a1/a0 = 0.05*0.5/0.32 = 0.078125 А

a1=0.5, a0=0.32 - коэффициента Берга для угла отсечки 90 градусов

Для критического режима: U = 0.9 Eп = 0.9 * 6 = 5.4 В

Мощность первой гармоники: P = U*I = 5.4 * 0.078125 A = 0.421 Вт

Измерения: >=0.3 Вт
Теория: <=0.4 Вт

Транзистор вообще еле тёплый, зато эквивалент нагрузки горячий.
Сдаётся мне, что КПД схемы более чем 0.7, так как подаём жёсткий меандр на вход, а не синусоиду.


Теперь встал вопрос: остановиться или качнуть дальше - до 1 Вт? до 2 Вт ?

Фото многострадальной платы:

Кто же делает такой монтаж тем более в УКВ диапазоне??
Монтаж делают на "пятачках" по методике Жутяева.

Согласен, что так нельзя, но так как количество соединений по ВЧ мало, рискнул сделать так как сделано, так как спешил.

Раньше резал платы скальпелем - пока одну площадку вырежешь - в поте лица...

Из чего можно сделать девайс для вырезания пятачков на платах?
Только из доступных средств и чтоб с минимальными физическими услилиями резалось?

Циркуль с двумя иглами подойдёт? Одну центрируешь, а второй чертишь окружность и режешь?

микродрелью с обломком сверла или буром довольно быстро канавка режется


если расчленить текстолит на 2 тонких односторонних (это довольно просто ножом делается) - из них можно дыроколом наделать пятачков и приклеить их потом к плате, но емкость таких пятаков будет больше конечно


(пример)

есть еще сверла-коронки по керамике, но не пробовал - как раз центрировать их нечем (но мб и не особо надо)


по схеме - на входе можно добавить LC цепь для фильтрации и согласования, аналогично выходной, типа как тут


( это не УМ, просто чтобы глянуть на входную цепь... хотя в каком то смысле УМ, почему нет )

и меандр почистит от гармоник и согласует получше

в микрофоном усилителе желательно реализовать АРУ или компрессор какой нибудь

В простых ВЧ схемах я режу квадратики заточеным обломком полотна и на эти квадратики площадки припаиваю ножки деталей.

на квадратики обычно всю плату режут сразу и не остается земли при этом, а с пятаками ее много и вокруг и между ними

вот тут есть про пятаки (нужна рега)

http://ve3kf.build2.ru/viewtopic.php?id=392

устройство для нарезания выглядит вот так