Дуплексная радиостанция с телефонным интерфейсом

Рассказать в:

Начиная работу над этой радиостанцией, мной была поставле­на задача создать простую в построении и надежную в работе конст­рукцию. В результате была создана простая и экономичная радиостанция, состоящая из носимого блока и базового блока, подключаемого к телефонной линии. Дуплексная связь между ними осуществляется в диапазоне 40…48 МГц на расстоянии до 300 метров в городских условиях, что позволяет настроить радиостанцию с помощью УКВ-радиоприемника. Схема отличается крайней простотой и высокой надежностью, не содержит дефицитных деталей, проста в изготовлении и наладке. В радиостанции кварцевая стабилизация частоты и повышенная мощ­ность передающего тракта. Эти доработки позволили создать простую радиостанцию, не уступающую по своим характеристикам неко­торым промышленным изделиям.

Технические характеристики радиостанции

Радиус действия, м……………………………………………… 200…300

Частота приемного и передающего тракта, МГц…………….. 40…48

Разнос по частоте не менее, МГц………………………………………. 3

Чувствительность приемного тракта, мкВ………………………… 3…5

Мощность передающего тракта не более, мВт…………………….. 20

Режим работы………………………………………………… дуплексный

Модуляция……………………………………………………………….. ЧМ

Стабилизация частоты………………………………………… кварцевая

Девиация частоты, кГц………………………………………………….. 10

Модуляция управляющего сигнала………………………………….. AM

Глубина модуляции управляющего сигнала, %…………………… 100

Ток потребления носимого блока не более, мА……………………………….. 30

Ток потребления базового блока в дежурном режиме, мА…………………. 6…8

Напряжение питания носимого и базового блоков, В………………………………… 5

Антенна носимого блока телескопическая, см…………………………… 30…50

Антенна базового блока телескопическая, см …………………………………. 100

Принцип работы радиостанции

Алгоритм работы радиостанции, полностью соответствует алго­ритму работы бесшнурового телефона.

Структурные схемы носимого блока и базового блока приведены на рис. 1 и рис. 2. В основу работы радиостанции положен метод прерывания несущей частоты задающего генератора. Принципиальная электрическая схема носимого блока приведена на рис. 3, а базового блока на рис. 4. В дежурном режиме в базовом блоке работает только радиоприемник на микросхеме DA1. При поступлении сигнала вызова по телефонной линии срабатывает вызывное устрой­ство в базовом блоке на транзисторе VT3, работающее на резонансе пьезоизлучателя ЗП.

При включении носимого блока, радиопередатчик на транзисторах VT1 …VT2 из­лучает несущую частоту, которая принимается радиоприемником базы на микросхеме DA1. На наличие несущей частоты реагирует система бес­шумной настройки БШН радиоприемника базового блока, которая открывает ключ на микросхеме DA2, включая радиопередатчик базового блока на транзисторах VT1 …VT2. Так происходит занятие телефонной линии. В таком состоянии она нахо­дится, пока включен носимый блок. В базовом блоке стабилизатором напря­жения радиопередатчика и одновременно индикатором занятой линии служат светодиод VD1 и стабилитрон VD2. Радиопередатчик базового блока запитывается пол­ностью от телефонной линии, что упрощает конструкцию радиостанции, делая ее более экономичной.

При передаче информации промодулированный усилителем на мик­росхеме DA2, ВЧ-сигнал от радиопередатчика носимого блока на транзисторах VT1, VT2 поступает в эфир. Радиоприемник базового блока на микросхеме DA1 при­нимает его и преобразует в НЧ-сигнал, который через открытый ключ

Дуплексная радиостанция с телефонным интерфейсом CVAVR AVR CodeVision cvavr.ru



Дуплексная радиостанция с телефонным интерфейсом CVAVR AVR CodeVision cvavr.ru



Дуплексная радиостанция с телефонным интерфейсом CVAVR AVR CodeVision cvavr.ru

на микросхеме DA2, выполняющий роль усилителя, поступает в теле­фонную линию. Радиоприемник носимого блока на микросхеме DA1 принимает ВЧ- сигнал, поступающий от радиопередатчика базового блока на транзисторах VT1 …VT2, который модулируется напряжением телефонной линии. Такое включе­ние радиопередатчика базового блока позволило достичь требуемой девиации частоты без дополнительного модулирующего усилителя. Затем обработанный НЧ-сигнал поступает на сдвоенный усилитель на микросхеме DA2. Та­ким образом, система готова работать дуплексном режиме. Для рабо­ты радиопередатчика и радиоприемника на одну антенну, чтобы при этом сигнал радиопередатчика не влиял на свой радиоприемник, в носимом и базовом блоках радиостанции используются фильтр-пробки С22, L6 и С15, L3 и избирательные конту­ры С14, L3 и С13, L2.

При наборе номера с выхода номеронабирателя носимого блока на микро­схеме DD1 импульсы набора прерывают несущую частоту радиопередатчика носимого блока на транзисторах VT1 …VT2 на число раз, соответствующее наби­раемой цифре. Тем самым осуществляется 100% амплитудная модуля­ция управляющего сигнала. Столько же раз при отсутствии несущей частоты реагирует система БШН радиоприемника базового блока на микросхеме DA1, которая запирает ключ на микросхеме DA2, отключая радиопередатчик базового блока на транзисторах VT1 …VT2 от телефонной линии. Таким образом, фор­мируются импульсы набора номера. По аналогичному алгоритму проис­ходит сброс телефонной линии, который осуществляется клавишей "#". Повторный набор номера осуществляется клавишей "*"

Настройка радиостанции

Настройка радиопередатчика носимого блока сводится к настройке контура L5, С23 на вторую гармонику кварцевого резонатора, при этом несущая ча­стота должна попадать в свободный участок диапазона 40…48 МГц. Оп­ределить это можно по образцовому радиоприемнику, имеющему диапазон 40…48 МГц [4]. Подстройкой R7 выбирают оптимальный режим работы модуляции радиопередатчика носимого блока, а подстройкой R5 выбирают оптималь­ный режим работы радиопередатчика по максимальной дальности. При этом потребляемый радиопередатчиком носимого блока ток должен быть около 20 мА.

Затем настраивают радиоприемник базового блока на частоту радиопередат­чика носимого блока подстройкой L1, а подстройкой R1 добиваются надежного занятия телефонной линии и уверенного набора номера. При этом на­пряжение линии в занятом состоянии должно составлять 5…10 В.

Аналогично настраивают радиопередатчик базового блока при занятой линии по образцовому радиоприемнику. Настраивают контур L7, С22 на вторую гармо­нику кварцевого резонатора, при этом несущая частота радиопередатчика базового блока должна попадать в свободный участок диапазона 40…48 МГц. Подстрой­кой R2 выбирают оптимальный режим модуляции радиопередатчика базового блока, а подстройкой R5 – оптимальный режим работы радиопередатчика по макси­мальной дальности. При этом потребляемый передатчиком базы ток дол­жен быть около 20 мА. Так как радиостанция работает в дуплексном режиме, между радиоканалами должен быть разнос частот не менее 3 МГц.

Аналогично настраивают приемник трубки на частоту передатчика базы, подстройкой L1. В базовом блоке подстройкой R1 добиваются уве­ренного прохождения НЧ-сигнала в телефонную линию, не заглушая при этом сигнал, принимаемый с линии.

Теперь в трубке подключают фильтр-пробку и подстройкой L6 на­страивают ее по минимальному проникновению сигнала от радиопередатчика на радиоприемник трубки. Аналогично подключают фильтр-пробку в базовом блоке и настраивают ее подстройкой L3. Подстройкой избирательных контуров L3 в трубке и L2 в базовом блоке радиостанции добиваются лучшей чувстви­тельности радиоприемника. Антенны носимого и базового блоков настраиваются на рабо­чие частоты подстройкой удлиняющих катушек L7 и L8. Желаемую гром­кость носимого блок выбирают подстройкой R3. Элементы, помеченные (*), под­бираются при регулировке. На этом настройку радиостанции можно считать законченной.

Детали и конструкция

Корпусом носимого блока может служить простейший телефон-трубка зарубежного или отечественного производства, а также можно использовать корпус калькулятора подходящих размеров, корпусом базового блока – подходя­щего размера корпус от телефона. Чтобы исключить самовозбуждение радиостанции и уменьшить паразитные связи, необходимо оптималь­но расположить радиоэлементы на печатной плате. При этом радиопередатчи­ки носимого и базового блоков, желательно экранировать. Диапазон рабочих частот выбран 40…48 МГц, чтобы не засорять эфир теле- и радиоприемников и при этом использовать доступные для радиолюбителей кварцы. Но при желании можно настроить радиостанцию вне этого диапазона, так как микросхема TDA7021 сохраняет свою работоспособность в диапа­зоне 30…160 МГц.
Кварцевые резонаторы лучше использовать импортные высокока­чественные на частоты 20…24 МГц (если они будут возбуждаться на второй гармонике). На более высоких гармониках кварц возбуждать не следует, так как с ростом гармоники падает мощность радиопередатчика. Надо обратить внимание на то, что для этой схемы подойдут кварцы только с номиналами основной частоты, а не частоты механической гармоники.
Микросхему TDA7021, в крайнем случае, можно заменить ее отече­ственным аналогом – ИМС К174ХА34. Но следует заметить, что не все отечественные экземпляры могут работать в таком диапазоне. Микро­схему LM358 можно заменить на ее отечественный аналог – ИМС К1040УД1. Вместо микросхемы К1008ВЖ1 подойдут такие микросхемы номеронабирателя, как К1008ВЖ5, К1008ВЖ7 и другие, но с соответ­ствующей схемой включения. Микросхема КР1014КТ1 подойдет с лю­бым буквенным индексом. Транзистор КТ368 можно заменить на любой ВЧ-транзистор с граничной частотой не менее 500 МГц. Транзистор КТ315 можно заменить на любой НЧ-транзистор. Диоды КД503 можно заме­нить на КД522 и другие. Дроссели используются любые индуктивностью 20 мкГн. Все катушки содержат 8…10 витков провода марки ПЭВ диа­метром 0,6 мм на каркасе диаметром 5 мм с латунным подстроечником, у некоторых из них имеется отвод от середины. Удлиняющие катушки подбирают экспериментально, так как количество их витков зависит от длины применяемых антенн. Микрофон МКЭ-84 можно заменить любым электретным, при этом может изменится лишь схема его включения. Телефон­ный капсюль можно использовать любой с сопротивлением катушки 16…64 Ом. Пьезоизлучатель в базовом блоке радиостанции можно использо­вать от любого импортного телефона. В качестве источника питания носимого блока радиостанции лучше использовать аккумуляторы на напряжение 4,8 В. Для радиоприемника базового блока можно использовать блок питания на 3…5 В или аккумуляторы на это же напряжение, так как радиоприемник потребляет сравнительно малый ток.
Печатные платы носимого блока (рис. 5) и базового блока (рис. 6) нужно изготавли­вать с соблюдением особенностей построения ВЧ-устройств, так как это в большей степени влияет на работоспособность конструкции в целом. Чтобы исключить самовозбуждение устройства и уменьшить паразитные связи, необходимо оптимально расположить радиоэлемен­ты на печатной плате, как показано на рисунке. При этом все контуры устройства должны быть экранированы.
К недостаткам этой конструкции можно отнести лишь отсутствие вызывного сигнала в носимом блоке радиостанции в дежурном режиме и ог­раниченный радиус действия. Для увеличения дальности этой радиостанции до 5.. .10 км необходимо увеличить чувствительность приемного тракта и мощность передающего тракта носимого блока и базового блока. Увеличение чув­ствительности носимого блока и базового блока достигается добавлением усилителей ВЧ- сигнала, а увеличение мощности – добавлением выходных усилителей мощности, работающих с высоким КПД в режиме класса "С". Для рабо­ты радиопередатчика и радиоприемника на одну антенну, чтобы при этом сигнал радиопередатчика не влиял на свой радиоприемник, в радио­станции используют фильтр пробки и избира­тельные контуры, а так­же ограничительные дио­ды.

Дуплексная радиостанция с телефонным интерфейсом CVAVR AVR CodeVision cvavr.ru

Надо заметить, что в данной радиостанции была достигнута максималь­ная мощность радиопередат­чика базового блока при ограни­ченной мощности теле­фонной линии. Поэтому при построении более мощного радиопередатчика в базовом блоке необходимо запитывать его от блока пи­тания. Для этого исполь­зуют оптронную развяз­ку, где радиопередатчик базового блока согласуют с телефонной линией. Прием вызывно­го сигнала на носимом блоке реализуют с помощью бесшумной настройки "БШН" его радиоприемника, а так­же используют оптрон­ную развязку с теле­фонной линией. Количе­ство витков катушек в принципиальной схеме указано ориентировоч­но, так как индуктив­ность их зависит от мно­гих факторов, поэтому подбора витков не избе­жать. Мной были собра­ны несколько таких кон­струкций, которые при работе показали отличные резуль­таты. При этом уверенная связь в городских условиях составляла до 300 метров, а стабильность час­тоты передающего тракта радиостанции не уступала промыш­ленным изделиям. Несмотря на простоту конструкции, я реко­мендую ее для повторения радио­любителям, имеющим хоть какой-то опыт в изготовлении и на­стройке радиоприемных и радиопередаю­щих устройств, а также знаю­щих принцип работы телефонной техники.



Источник: http://cxema.my1.ru/publ/radiosvjaz/transivery/dupleksnaja_radiostancija_s_telefonnym_interfejsom/56-1-0-2104
Раздел: [Трансиверы и радиостанции]

Сохрани статью в:

Оставь свой комментарий или вопрос:


Наше сообщество в VK, а ты с нами? Присоединяйся!!!
Тясячи схем в категориях:
-> Раздел:Электроника, схемы, описания
-> Вселенная, Земля и около орбитальная жизнь
-> Прочее
-> HITECH news технологии
-> Minecraft
-> Онлайн раздел РЫБОЛОВ
-> Интересные НОВОСТИ