Радиоэлектроника-с компьютером и паяльником

В США, начиная с 1958 г… для гражданской радиосвязи был открыт диапазон 27 МГц, названный по-английски СВ (Си-Би) от Citezen Band (гражданский поддиапазон). В России соответствующее решение опоздало примерно на 30 лет. Теперь и наши граждане тоже могут свободно приобретать трансиверы (приемопередатчики) Си-Би и пользоваться ими, ну а радиолюбители (как всегда) заняться их совершенствованием, конструированием и изготовлением.

В отличие от этих реальных устройств, на виртуальные, в принципе, не было, да и не может быть никаких ограничений! (За исключением интеллектуального права.) Правда, по виртуальному устройству нельзя даже послать сообщение своему реальному другу, если не сделать «шлюз» в Интернет, но тогда оно «материализуется». Зато можно детально разобраться с его устройством систем и принципом их действия. Потом можно сделать самому радиостанцию — и как бы пройти путь первооткрывателей Радио. Приемник на первых порах можно использовать и стандартный.

Вначале посмотрим на эту диковинку изнутри.

В наборах для радиолюбителей радиопередатчики Си-Би встречаются весьма часто. Схема одного из вариантов (КИТ NK127) в виде виртуальной модели в программе EWB показана на рис. 89.

Рис. 89. Модель передатчика Мастер КИТ NK127 в программе EWB

Передатчик состоит из двух каскадов, собранных на биполярных транзисторах. Реальный источник входного сигнала (микрофон) в схемной модели заменен генератором прямоугольных импульсов Е1. Установки этого генератора показаны на рис. 90.

Рис. 90. Установки генератора Е1 модели передатчика Мастер КИТ NK127 в программе EWB

Первый каскад, выполненный на транзисторе VT1, является предварительным усилителем модулирующего сигнала генератора Е1. Второй — на транзисторе VT2 — является LC-генератором колебаний высокой (несущей) частоты, равной 27 МГц.

Картину колебаний на несущей частоте в программе EWB можно получить в режиме Transient (рис. 91), снимая сигнал с антенного выхода ANT (в расчетной части программы в данном случае он имеет номер 10).

Рис. 91. Окно установки режима анализа переходных процессов в программе EWB

Из полученного графика (рис. 92) видно, что период колебаний составляет 40 ns. Следовательно, частота равна 25 МГц.

Рис. 92. График сигнала несущей частоты модели передатчика в программе EWB

Для точной настройки частоты служит конденсатор [С]. В программе это выполняется последовательными нажатиями на управляющую клавишу С — емкость будет уменьшаться и частота расти, или на Shift+C — емкость будет увеличиваться и частота падать. Картина модулирующих прямоугольных импульсов и результирующие колебания на антенном выводе даны на экране осциллоскопа (рис. 93).

Рис. 93. Осциллограммы сигналов модели передатчика в программе EWB

Передатчик собирается на печатной плате размером 50x50 мм. показанной на рис. 94, а. Общий вид монтажа устройства показан на рис. 94, б.

Рис. 94. Передатчик Мастер КИТ NK127:

_{а — печатная плата; б — монтаж}

Если собрать такой реальный передатчик согласно приложенным инструкциям, то он будет иметь выходную мощность до 0,2 Вт. Это может при излучающем антенном диполе в четверть длины волны и чувствительности УКВ-приемника 10 мкВ обеспечить дальность устойчивой связи около 100 м (для начала — неплохо).

В каталоге Мастер КИТ можно выбрать подходящий стабилизированный источник питания для стационарного использования: за батарейками-то и даже аккумуляторами, как известно, не набегаешься. Можно и самостоятельно изготовить источник питания. Об этом будет рассказано дальше. Кроме того, передатчик желательно поместить в корпус, например, BOX-GOI В.

Правильное питание — залог успеха

Термин-метафора «питание» применительно к обеспечению радиоэлектронной аппаратуры электроэнергией для ее нормального функционирования имеет глубокий физический смысл. Достаточно вспомнить то, как был установлен закон сохранения и превращения энергии графом Румфордом еще в 1778 г. Граф в мастерских Мюнхенского цейхгауза наблюдал за сверлением жерл пушек с помощью конной тяги, вращающей гигантские сверла, которые при этом сильно нагревались, и их охлаждали, поливая водой.

Делая нехитрые фуражные расчеты, граф обнаружил соответствие между выделяемым при этом количеством теплоты и теплотой, получаемой при сгорании овса, равного по количеству тому, которым кормили лошадей за время работы. Для этого он просто один раз развел из овса костерок под жерлом, заполненным водой, и нашел, что одно и то же количество воды испаряется при одной и той же норме овса, выделяемой лошадям («сгораемой» внутри организма; животное — это тепловая машина!). Не случайно поэтому, люди следят «за своими калориями», кроме того, наш организм нуждается не просто в питании, а в питании сбалансированном, содержащем белки, витамины и соли.

Так и различная радиоэлектронная аппаратура требует для своего питания источники с различными характеристиками. Если их не удовлетворить, то последствия могут быть самыми различными; от не качественной работы, до выхода из строя. Так сказать, «не в коня корм». (Правда, последнее говорится иносказательно, как правило, о пище духовной.) Развитие переносной аппаратуры (ноутбуков, радиостанций Си-Би диапазона, аудиотехники, мобильников, цифровых камер) требует автономных источников, обеспечивающих их длительную работу при потребляемом токе 1…3 А и напряжении 12…30 В. При возможности питания от бортовой автомобильной электросети подобные устройства, снабженные стандартными сетевыми адаптерами AC/DC («переменное/постоянное»), можно было бы питать от дополнительных преобразователей-инвертеров DC/AC («постоянное/переменное»). Однако такое «лобовое» решение проблемы вряд ли оправдано.

Альтернативным является использование одного DC/DC («постоянное/постоянное») преобразователя или так называемого «электронного трансформатора постоянного тока».

Подобные устройства можно собрать из наборов Мастер КИТ. Например, к таковым относится набор NK131. Для ознакомления с ним смоделируем его работу в виртуальном виде в программе EWB.