ТЕЛЕГРАФНЫЙ ПЕРЕДАТЧИК ФМ

С. В. КОЛЛАТЦ. РАДИО ДЛЯ ВСЕХ. 1925. ГЛАВА ШЕСТАЯ. РАДИОТЕЛЕГРАФНЫЙ ПЕРЕДАТЧИК

С. В. Коллатц. Радио для всех, 1925 год.

Глава шестая.
радиотелеграфный передатчик

В то время, как для каждого телефонного и телеграфного соединения применяются особые металлические провода, в радиотехнике существует только одна общая для Герцовских воля среда — это мировой эфир, в котором происходит процесс сообщения и связи между передаточными и приемными станциями всего мира. Передатчики приводят эфир, при помощи антенны, в колебания с вполне определенной длиной волны.

Каждый приемник, располагаемый в сфере действия передатчика, будет ли это на поверхности земли, в воздухе или неглубоко под землей, настроенный на длину волны этого передатчика, может принять посланное извещение.

Сфера действия или область распространения есть, конечно, понятие относительное. Она колеблется в зависимости от времени дня, ночи, года и зависит главным образом от степени усиления приемника. Поэтому целесообразнее в радиотехнике говорить о «наименьшей области распространения» внутри которой могут быть применяемы совершенно свободно простейшие приемники с кристаллическим детектором.

Для радиотелефонии в первую очередь дело идет о незатухающих волнах (колебания высокой частоты), возбуждаемых вольтовой дугой, машиной высокой частоты или передающей лампой.

Хорошим приемником с достаточным диапазоном волн можно принимать сообщения всех трех родов передатчиков.

Обычно приходится принимать депеши от передатчиков, работающих на коротких волнах, в настоящее время исключительно от ламповых передатчиков, о которых и будет речь ниже.

Они отправляют незатухающие электромагнитные волны, которые при телеграфии вылетают в пространство, следуя ритму знаков Морзе, а при телефонии — в виде непрерывного потока.

При радиотелефонии непрерывно идущие электромагнитные волны служат как бы носителями неравномерных звуковых колебаний, которые (рис.

2) совершенно точно превращаются из звуковых волн в электрические колебания низкой частоты, как при проволочной телефонии, т.-е. посредством микрофона.

При беспроволочном телефоне происходит так, что звуковые колебания должны точным образом изменять амплитуды колебаний высокой частоты, для этого стремятся к тому, чтобы сами они до наложения на колебания высокой частоты были совершенно чистыми и неискаженными плохою мембраною и тем самым разговорные или музыкальные звуки в приемнике были совершенно ясны и отчетливы. Радиотелефонный передатчик должен удовлетворять по отношению к телефонии двум главным требованиям:

2) Устройство должно быть таково, чтобы телефонная передача разговорных звуков была воспроизведена настолько ясно и отчетливо, чтобы при поступлении в приемник не происходило никакого шума, сдавленных звуков и особенно также, чтобы тоны одинаковой частоты не передавались бы различно.

Условие 1-е легко выполнить без каких-либо затруднений с помощью всякой передающей лампы. О способе получения колебаний была речь в предыдущей главе. Здесь же сделаем краткое заключение: катодная лампа содержит три электрода, анод, накаливаемый катод и между ними обоими сетку.

Нагретый катод посылает электроны, которые образуют электронный мостик между катодом и анодом и таким образом замыкают анодную цепь. Колебания возникшего в электронном мостике напряжения сетки вызывают внутри анодной цепи колебания с той же частотой.

Последнее передается назад чрез трансформатор на цепь сетки (обратная связь), которая действует в усиленной степени на колебания анодной цепи. Таким образом, происходит образование колебаний высокой частоты.

Выполнение 2-го условия — достижения неискаженного и отчетливого накладывания звуковых колебаний на колебания высокой частоты, значительно труднее и сложнее.

Можно это условие разрешить удовлетворительным ответом на следующие два вопроса: «при каких условиях звуковые колебания могут быть свободны от искажения мембраной» и «каким наилучшим способом можно наложить их на колебания высокой частоты?» Воспронимаемые передатчиком и передаваемые им приемникам в виде электрических колебаний звуки должны быть чистыми и совершенно свободными от каких-либо рефлективных действий (эхо). Поэтому приемная комната защищается против образования эхо мягкими занавесками. Установленный в ней микрофон может быть по своему устройству подобен угольному микрофону для проволочной телефонии, однако, все механически колеблющиеся части должны быть, если не совершенно удалены, как, напр., у статофона фирмы Trirgon, то так легки и подвижны, как только это возможно по их устройству. Весьма хорошим микрофоном для радиопередатчика является применяемый в Америке паллофотофон.

Звуковые волны при помощи микрофона переводятся известным уже способом в электрические колебания с низкой частотой. Перед поступлением в передатчик эти колебания усиливаются катодной лампой для достижения достаточной мощности.

Теперь мы подходим к вопросу, каким образом лучше всего произвести наложение усиленных звуковых колебаний низкой частоты на колебания высокой частоты.

Для этого прежде включали микрофон или усилитель в антенну или прямо или посредством катушек связи, что не дало, однако, удовлетворительной передачи. После этого стали влиять на колебания высокой частоты включением микрофона или усилителя в цепь сетки в лампе высокой частоты.

В последнее время начали пользоваться анодной цепью генераторной лампы путем включения дополнительной «начальной» трубки, включаемой или в анодную цепь последовательно, напр.

, кежду отрицательным полюсом цепи и машиной постоянного тока, дающей напряжение на анод или же параллельно к генераторной лампе. Последнее включение, изображенное на рис. 19, нашло свое применепие у Берлинского передатчика «Voxhaus», о чем скажем несколько слов ниже.

Рис. 19. Схема включения передатчика

Слева на рис. 19 мы видим микрофон, соединенный через трансформатор с лампой (левой). Между вторичной обмоткой и лампой включен еще усилитель низкой частоты, не показанный на рисунке. Исходящие из микрофона звуковые колебания подводятся к «телефонной» лампе («предварительной», «начальной»), которая, как указано, включена параллельно генераторной лампе.

Общая анодная цепь обеих трубок питается машиной переменного тока в 1.000 периодов в 3 KW, напряжение которой трансформируется с 150 до 3.500 volt и переводится выпрямителем (не показанным на рисунке) в постоянный ток с напряжением в 3.000 volt. Этот ток течет через дроссель к аноду «начальной» лампы и к аноду генераторной лампы.

В обеих лампах протекает анодный ток от анода через электронный мостик к катоду и от него к отрицательному полюсу выпрямителя и назад к машине. Равномерное колебание высокой частоты образуется в генераторной лампе с помощью обратной связи между катушкой связи и катушкой сетки.

Верхняя часть первой катушки изображена в виде вариометра и служит для соединения антенной цепи с цепью колебаний передатчика. По этому пути колебания высокой частоты непрерывно через антенну поступают в пространство.

Если теперь говорить и петь против микрофона, то возбуждаемые через влияние сетки электрические колебания в «начальной» лампе в ритм звуковым колебаниям будут накладываться в виде колебаний с низкой частотой на колебания высокой частоты, даваемые генераторной лампой (см. рис. 2) и будут менять их амплитуду.

Рис. 20. Телефон-передатчик о-ва «Telefunken

Рис. 20 показывает наружный вид радиопередатчика системы Telefunken. Передняя часть его содержит различные измерительные инструменты и рукоятки для обслуживания и регулирования: тока, накала, длины волны и т. п.

К крышке передатчика прикреплены катушки, конденсаторы, трансформаторы. Показанный на рис. 20 микрофон служит исключительно для переговоров передатчика при настройке в начале разговоров.

При самом разговоре передающее лицо пользуется другим микрофоном, помещенным в особой комнате.

На рис. 21 расположена основная схема полного радиотелефонного передатчика (без источника тока).

Рис. 21. Схема радиотелефонного передатчика

«Voxhaus» — передатчик германского правительственного телеграфа работает волнами длиною 400 м.

Эти волны в «Königswusterhausn'e» воспринимаются особым приемником и самостоятельно отправляются более мощными волнами длиною в 650 м, так что каждый радиолюбитель может принять сообщения на волне в 400 или 650 м.

Примечание редактора:

Московская радио-телефонная станция им. Коминтерна ежедневно с 1530 до 1615 волнами 3.200 м. длины сообщает последние новости («Радио-Роста») и виды на погоду, а по воскресеньям дает концерты.

Источник: http://sergeyhry.narod.ru/txt/radiodlavseh_007.htm

Простой FM-радиопередатчик (трансмиттер) для компьютера (88-108 МГц)

Что делать, если есть персональный компьютер, ноутбук или планшет, а так нужных выносных акустических систем нет? Совсем не обязательно бежать в магазин. Можно посмотреть что есть дома.

Если есть магнитола, радиоприемник, музыкальный центр, или любая другая аудиоаппаратура со встроенным приемником на FM-диапазон, можно на покупку акустики и не тратиться. Сигнал с выхода звуковой карты можно подать на любое из этих устройств. Причем саму аудиоаппаратуру переделывать не нужно, да и лишних проводов прокладывать тоже не потребуется.

Весь секрет в том, чтобы передать аудиосигнал, взятый с выхода звуковой карты, по радиочастоте в FM-диапазоне 88-108 МГц. Потом сигнал можно будет принять любым FM-приемником, будь он самостоятельным или в составе любой аудиоаппаратуры.

Для этого нужен специальный передатчик, или как сейчас говорят, трансмиттер. Сигнал на его модулирующий вход можно подать с аудио-выхода компьютера, а питать его можно напряжением 5V от USB-порта, который есть в любом компьютере, ноутбуке или планшете.

Принципиальная схема передатчика

Собственно передатчик выполнен на транзисторе VТ1. Это генератор ВЧ сигнала на частоте в диапазоне 88-108 МГц. Конкретная частота настройки зависит от колебательного контура из катушки L2 и конденсатора С4. Этот контур включен в коллекторной цепи транзистора.

По высокой частоте транзистр работает по схеме с общей базой. Чтобы он генерировал между коллектором и эмиттером включен конденсатор С5, через который осуществляется положительная обратная связь, необходимая для возбуждения каскада и возникновения генерации.

Рис.1. Принципиальная схема простого УКВ-FM радиопередатчика на транзисторе КТ3102.

Чтобы передать аудиосигнал, нужно им по частоте промодулировать РЧ-сигнал, излучаемый передатчиком. Для этого аудиосигнал подается на вход данного передатчика посредством кабеля с разъемом Х2. Это стандартный кабель со штекером для подключения к аудиовыходу вашего компьютера.

В нем есть два экранированных аудиопровода. Провода стереоканалов разделаны, и подключены к резисторам R1 и R2 образующим микшер. А оплетки соединены вместе и припаяны к точке «G», то есть, к общему минусу.Резисторы R1 и R2 преобразуют стере-сигнал в монофонический. Да, это минус схемы в том, что, звук будет монофоническим.

Далее аудиосигнал поступает на переменный резистор R3, которым можно регулировать глубину модуляции, и таким образом добиться наилучшего звучания. Сигнал поступает на базу транзистора VТ1 и меняет в небольших пределах его рабочую точку, что приводит к изменению емкостей переходов транзистора, а это приводит к изменению частоты выходного РЧ сигнал.

Таким образом происходит частотная модуляция. При таком способе, конечно, присутствует и амплитудная модуляция, но она эффективно подавляется частотным детектором принимающего сигнал радиоприемника.

Детали

Питается передатчик напряжением 5V от USB порта устройства, от которого он получает аудиосигнал. Для этого напряжение питания подается на него посредством кабеля с разъемом Х1. Тип разъема Х1 (USB, miniUSB, microUSB) зависит от того, какой разъем на том устройстве, с которым будет работать этот передатчик.

Дроссель L1 с конденсаторами С1 и С2 подавляет помехи, которые могут проникать по цепи питания.

К слову говоря, совсем не обязательно чтобы передатчик питался от того аппарата, который служит источником аудиосигнала. Напряжение 5V можно взять и от другого источника, например, от зарядно-питающего устройства для сотового телефона, сейчас у таких устройств как раз есть стандартный разъем USB.

Теперь о деталях. Транзистор КТ3102, в пластмассовом корпусе, с любым буквенным индексом. Печатная плата сделана как раз под него, под его расположение выводов.

Переменный резистор R3 типа СПЗ-4. У этого переменного резистора выводы сделаны в виде петелек. К ним нужно припаять три жесткие медные проволочки и на них установить резистор на плату.

Он будет возвышаться над платой и его вал будет расположен параллельно плате. Вал будет смотреть в сторону мест, куда припаяны провода от кабеля разъема Х2.

Номинальное сопротивление резистора R3 совсем не обязательно должно быть именно 10К, можно любое от 10 К до 30 К.

Кстати, это касается и всех других резисторов, схема вполне будет работать и если их сопротивления будут до 30% отличаться от указанных на схеме. Но следует заметить, что резисторы R1 и R2 должны быть одинаковыми.

Для намотки дросселя L1 можно взять любое ферритовое кольцо внешним диаметром от 6 до 10 мм. Нужно взять обмоточный провод типа ПЭВ или ПЭЛ диаметром 0,1-0,2 мм и сложить его вдвое. Затем, так сложенным, и намотать витков 20-30.

После этого разделать концы и найти концы с помощью омметра или прозвонки, например, мультметром в режиме прозвонки.

Паять концы обмоток дросселя L1 нужно с особой внимательностью, так как ошибка здесь может привести как к выходу из строя транзистора VТ1 из-за неправильной полярности поданного на него напряжения, так и повредить USB порт, если, например, одна обмотка будет подключена параллельно С1.

Вообще, при первом включении желательно, и даже обязательно, напряжение питания на Х1 подать не с USB-порта компьютера, а с аналогичного разъема зарядного устройства для сотового телефона или USB-концентратора. Потому что повреждение USB-порта компьютера, – это очень большая неприятность. Только после того, как убедитесь, что все работает правильно можно будет подключать к USB порту компьютера.

Катушка L1 намотана толстым намоточным проводом ПЭВ или ПЭЛ диаметром от 0,4 до 1,0 мм. Всего 8 витков. Катушка L1 бескаркасная. Предварительно нужно взять какой-нибудь круглый предмет диаметром 5-6 мм, например, хвостовик сверла соответствующего диаметра.

Затем на него намотать 8 витков. После разделать выводы и полученную «пружинку» снять с этого круглого предмета. Катушка готова.

Монтаж и печатная плата

Монтаж выполнен на печатной плате. Разводка платы показана на рисунке 2 в натуральную величину (вид со стороны печатных дорожек).

Рис. 2. Печатная плата для радиопередатчика на транзисторе КТ3102.

На рисунке 3 показана монтажная схема (вид со стороны деталей). Транзистор VT1 показан как он будет выглядеть сверху, когда будет установлен на плате. Дроссель L1 установлен вертикально, и приклеен каплей клея «БФ-4».

Рис. 3. Схема расположения компонентов на плате передатчика и его подключения.

Для кабеля с разъемом Х1 нужно купить любой USB-кабель с соответствующей вилкой (USB, miniUSB, microUSB) и просто второй разъем отрезать. Затем разделать провод. Там будет четыре провода, нужны черный и красный.

ВНИМАТЕЛЬНО! Если эти провода перепутать, можно испортить транзистор VT1 или устройство, которому Х1 будет подключаться.

Для Х2 нужно купить любой кабель со штекером, соответствующим аудиовыходу вашего устройства. Разъем (или разъемы) на другом конце отрезать. Там будет два экранированных провода. Обычно они красного и белого цвета.

Бывают желтого и красного или одинаковые. Оплетки нужно скрутить вместе и припаять к точке «G». А два провода к резисторам R1 и R2, в каком порядке значения не имеет.

Налаживание

Прежде всего нужно все хорошенько проверить. Затем подключить и R3 поставить в среднее положение. Попытаться приемником поймать сигнал. Если не ловится, немного подвигать витки L2 (сжать, раздвинуть). Как только сигнал будет принят, нужно, опять же, сжатием или растяжением L2, сдвинуть его по шкале приемника в свободное от радиовещательных станций место.

Резистором R3 и регулятором громкости источника аудио-сигнала добиться наилучшего качества звука.

Иванов А. РК-2016-03.

Источник: https://www.qrz.ru/schemes/contribute/uhf/prostoj-fm-radioperedatcik-transmitter-dla-komp-jtera-88-108-mgc.html

Отладочная плата ПЛИС — Франкенштейн. Телеграфный передатчик

Бегут последние деньки уходящего года. Предновогодняя суета. А для тех, у кого выдалась свободная минутка на работе, я предлагаю серию статей про самодельную отладочную плату на базе ПЛИС Altera EPM 7064.

Недавно мне потребовалось найти пару 1U корпусов под мой проект.

И в качестве альтернативы новым, мы решили поискать старые приборы в 1U формате, внутренности выкинуть, а корпус использовать по назначению. Но, открыв корпус, я был приятно удивлен! Целых четыре ПЛИС от Altera, да к тому же 5 вольтовых.

Я не смог удержаться, чтобы одну из них не попробовать в деле!

Паяльной станции у меня нет, ЛУТ технологию я не практикую. Поэтому я взял строительный фен на 250 градусов и отковырял микросхему ПЛИС от платы.

Переходной платы для такого корпуса у меня тоже не было, поэтому я взял обычную макетку, впаял в нее стойки и с помощью накрутки и пайки, соединил выводы микросхемы со стойками.

Вывел разъем JTAG и питания, прикрутил генератор. Это все, что нужно для начала работы с микросхемой

Что можно сделать из такой маленькой ПЛИС? Радиолюбители решают такую проблему очень просто: в любой непонятной ситуации мы делаем передатчики! Из чего? Да из чего угодно, что под руку попало в данный момент! А сегодня у нас Altera EPM7064.

Что не так с Altera EPM7064?

А с ней все в порядке! Огромным преимуществом этой микросхемы является ее рабочее напряжение, равное 5 вольт. А это значит, что у нас нет проблем с ее питанием, нам не нужно согласовывать уровни, при ее соединении с любой старой ТТЛ логикой: старыми компьютерами, типа ZX Spectrum или логическими схемами на дискретных ТТЛ микросхемах.

Еще эта ПЛИС хранит конфигурацию во встроенной энергонезависимой памяти. Внешних микросхем flash памяти не требуется.

Однако, объем ее не слишком большой: всего 64 ячейки. Это не так и много. В проекте на ПЛИС Lattice нам удалось собрать часы. Там тоже было 64 ячейки.

Интересно, уместится та же HDL схема в ПЛИС того же объема, только от Altera?

Делаем передатчик

На самом деле, сделать передатчик очень просто! Достаточно взять генератор определенной частоты и соединить его с антенной (про согласование, волновое сопротивление линии связи и резонансную частоту антенны пока говорить не будем). После этого, если у нас есть приемник на эту частоту и модуляцию, мы сможем принять сигнал.

На небольших расстояниях, на приемник можно принимать тактовые генераторы даже от обычной платы с микроконтроллером. Если просто включить передатчик-генератор на определенной частоте, то он не будет передавайть какой-то полезной информации. Поэтому, сигнал передатчика нужно как-то модулировать. Есть много видов модуляции.

В радиолюбительской практике, самым простым видом связи является «Телеграф» (CW). Телеграф — во многом уникальный вид связи. С одной стороны — его можно считать цифровым видом связи, и даже самым первым цифровым видом связи. С другой стороны, подготовленный человек способен декодировать этот цифровой сигнал на слух. Сейчас для этого существуют программы декодеры.

Но человеческое ухо до сих пор считается наиболее точным инструментом для приема. Еще телеграф — один из самых «дальнобойных» видов связи. За счет передачи на одной частоте и низкой скорости передачи, вся энергия сигнала сосредотачивается на одной частоте, это положительно сказывается на дальности передачи. Для приема могут быть использованы узкополосные фильтры.

Существуют правила, по которым тире должна иметь длительность, равную трем точкам. Промежуток между точками или тире в одном символе, должен равняться длительности одной точки. Промежуток между буквами в одном слове должен равняться трем точкам. А между словами должна быть пауза не менее семи точек.

Если мы подключим к выводу ПЛИС провод небольшой длины (в качестве антенны) и подадим на этот вывод сигнал тактового генератора, то мы сможем принимать этот сигнал, как немодулированную несущую частоту. Разрешая и запрещая вывод сигнала на антенну, мы будем модулировать несущую. А формируя правильные временные интервалы для точек и тире, мы сформируем телеграфный радиосигнал.

Формирование телеграфного сигнала

Для формирования временных интервалов в долях секунды, нам нужно поделить сигнал тактового генератора. В моем случае, частота тактового генератора равна 25175000 Гц. Я решил взять 23 битный двоичный счетчик. Частота, полученная в результате будет равна: счетчик 222 = 4194304 тактовая частота 25175000 Гц

итоговая частота 25175000 / 4194304 = 6 Гц

Вполне достаточно для формирования интервала в одну точку. Теперь попробуем сформировать что-то очень простое. Например, сигнал SOS: три точки, три тире, три точки. Нарисуем временную диаграмму: Из нее видим, что нам требуется 30 шагов. Это 5 бит. То есть к 22 битам счетчика мы сверху добавляем еще 5 бит. И у нас получается 27 бит. Теперь логика очень простая (т.к. сложную логику мы не сможем поместить в такую маленькую ПЛИС): когда значение счетчика равно 0, 2, 4, 8, 9, 10 (и далее по диаграмме) мы выдаем единицу, иначе — ноль. Этот сигнал (CW) уже можно вывести из ПЛИС и проконтролировать его, допустим, светодиодом. А чтобы модулировать радиосигнал, мы будем выводить сигнал тактового генератора на вывод только если значение сигнала CW равно единице. module epm7064_test(clk, out_lf, out_rf);input wire clk;output wire out_lf;output wire out_rf; reg [27:0] cnt; initial cnt

Источник: https://habr.com/post/316234/