Радиомикрофон «LIEN» - 2 (далее просто РМЛ2 или РМ) предназначен для озвучивания различных мероприятий на открытом воздухе и в закрытых помещениях.
РМЛ2 работает в диапазоне УКВ1 на частоте 70 МГц и представляет собой микромощный передатчик с частотной модуляцией.
От других подобных схем РМЛ2 (см. рисунок 1) отличается высокой экономичностью и, работая от 9 - вольтовой батареи типа «Корунд», может потреблять ток от 6 до 15 мА, не более. Так как предельно допустимый ток разряда «Корунда» 20 мА, то в схему РМЛ2 введён светодиодный индикатор HL1 включения питания. При небольшом (2 мА) потребляемом токе он не перегружает батарею «Корунд», но заметно повышает удобство эксплуатации РМЛ2. Кроме того, в схеме генератора РМЛ2 применён оригинальный способ установки базового напряжения смещения, позволяющий заметно снизить уход частоты генерации при разряде источника питания.
РМЛ2 состоит из МУ (микрофонного усилителя) и собственно РМ (радиомикрофона).
МУ собран на транзисторах VT1, VT2; коллекторных резисторах R1 и R4 нагрузки; резисторов R2 и R5, улучшающих температурную стабильность; резистора R3 глубокой ООС (отрицательной обратной связи) по постоянному току; конденсатора фильтра С5.
Питание на МУ подаётся через Г – образное звено R7-С1 фильтра постоянного тока. Полоса пропускания МУ снизу определяется в основном ёмкостью конденсатора С2. МУ является широко распространённой схемой усилителя, выполненной на двух биполярных транзисторах по каскодной схеме, в которой оба транзистора включены по схеме с ОЭ (с общим эмиттером). На резисторе R3, соединяющем эмиттер VT2 и базу VT1, выполнена глубокая ООС по постоянному току, которая придаёт высокую стабильность режимов транзисторов.
Резисторы R2 и R5, включённые в цепи эмиттеров VT1 и VT2 также придают температурную устойчивость МУ.
После изменения температуры окружающей среды или появления других дестабилизирующих факторов, МУ автоматически возвращается в режим первоначальной установки. Входное сопротивление МУ такое же, как и каскада на одиночном транзисторе по схеме с ОЭ (от сотен Ом до нескольких десятков килоОм); выходное сопротивление - несколько десятков кОм. Возможный коэффициент усиления по напряжению – 1000 … 3000. МУ имеет неплохое соотношение сигнал – шум за счёт применения малошумящих транзисторов n-p-n структуры.
Настройка МУ
Перед включением питания рекомендуется проверить монтаж. Затем вольтметром постоянного тока измеряют напряжение на коллекторе транзистора VT2 и при необходимости устанавливают 0,5 U и.п. (половину напряжения источника питания) подбором сопротивления резистора R3* ООС.
Подбор сопротивления резистора R3* выполняют так: Отключают питание. Выпаивают резистор R3, а вместо него в схему впаивают последовательно соединённые: постоянный (с номиналом на 30 … 50% меньшим) и подстроечный с номиналом порядка 470 кОм. Щуп «+» вольтметра постоянного тока подключают к коллектору VT2, а щуп «минус» вольтметра – к общему проводу; включают питание. Вращают шлиц подстроечного резистора и устанавливают на коллекторе транзистора VT2 0,5 U ип. Для увеличения напряжения на коллекторе VT2 сопротивление цепочки резисторов, заменяющих R3, следует уменьшить; для уменьшения напряжения – увеличить. Добившись требуемого напряжения на коллекторе VT2, шлиц подстроечного резистора более не вращают, выключают питание, выпаивают оба резистора и измеряют их суммарное сопротивление тестером в режиме Rх (измерения сопротивления). Резистор берётся ближайшего большего (стандартного 5 - 20 % ряда) номинала и впаивается на место R3.
Если МУ при работе возбуждается: свистит или «затыкается», то следует проверить ёмкость С1 и убедиться, что экран на верхней стороне печатной платы соединен с общим проводом трассировки на нижней стороне платы). Если данная мера не помогает (что маловероятно), рекомендуется уменьшить усиление МУ резистором R6. При применении других типов микрофона, для увеличения стабильности работы МУ может потребоваться увеличение ёмкости конденсатора С1 до 100 мкФ.
Конденсатор С3 является блокировочным и срезает ВЧ - составляющие, проникающие в цепь УЗЧ от генератора, собранного на ВЧ - транзисторе VT3.
Далее наступает «зона ответственности» собственно РМ. С выхода МУ (с коллектора VT2) сигнал ЗЧ поступает на частотный модулятор R9-VD3-C5. Каскад на транзисторе VT3 представляет собой генератор РЧ, собранный по схеме ёмкостной трёхточки. Цепь R7-VD1-VD2 определяет U смещ. (напряжение смещения), подаваемое на базу VT3. Транзистор VT2 работает в режиме отсечки - классе С - и поэтому U смещ. на базе VT3 установлено +1,4 Вольта. Диоды VD1-VD2 стабилизируют U смещ. на базе VT3 и при разряде батареи минимизируют уход частоты генератора. Транзистор VT3 охвачен положительной обратной связью, созданной подключением к коллектору и эмиттеру конденсатора С11. Конденсатор С11 выбран подстроечным для облегчения введения в режим генерации транзистора VT3. В цепь коллектора VT3 включён параллельный колебательный контур, состоящий из катушки L1 и конденсатора С10. При использовании в качестве С10 подстроечного конденсатора, его шлиц для уменьшения паразитной ёмкости подключается к «холодному» концу, то есть к проводнику плюса питания, на котором отсутствует РЧ – генерация. Точное значение индуктивности L1 устанавливается сердечником из латуни или феррита. (Введение в L1 латунного сердечника даёт меньшую прибавку индуктивности катушки по сравнению с введением ферритового сердечника). Частотный модулятор собран на элементах R9-VD3-C9. При подаче с выхода УЗЧ через резистор R9 напряжения ЗЧ, варикап VD3 изменяет свою ёмкость пропорционально обратному напряжению смещения, выделенному из сигнала ЗЧ. С анода варикапа VD3 через конденсатор связи С9 модулирующее напряжение подаётся на отвод (4-й сверху виток) катушки L1. Это сделано для уменьшения глубины модуляции. В упрощённом («безотводном») варианте изготовления катушки L1 правый вывод конденсатора С9 подключают к нижнему выводу катушки L1. Уменьшить глубину модуляции можно также уменьшением ёмкости С9 или применением в качестве VD3 варикапа с меньшим коэффициентом перекрытия по ёмкости. На практике при появлении перемодуляции (девиации более 150…250 кГц), следует в первую очередь уменьшить ёмкость конденсатора связи С9.
Сигнал РЧ, промодулированый напряжением ЗЧ, с катушки L1 наводится на катушку связи L2 (тип связи - трансформаторный). К нижнему по схеме выводу L2 подключена антенна WA1, выполненная из одножильного медного провода ПЭЛ 0,5 … 0,96, являющегося «продолжением» (единым отрезком) провода из которого намотана L2. Антенна WA1 - типа Short whip (короткий штырь) имеет длину 184 … 206 мм. и может подбираться экспериментально при настройке на другую частоту резонанса. Важным фактором для обеспечения стабильной работы РМЛ2 является механическая прочность (неподвижность) составных частей колебательного контура и особенно антенны. При хорошо согласованной антенне даже обхват кистью руки штыря антенны не вызывает критического ухода частоты передающего полукомплекта.
Настройка радиомикрофона «LIEN»-2
Перед включением питания РМЛ2 рекомендуется проверить сопротивление между общим проводом и плюсом питания. При соблюдении полярности подключения тестера к плате РМЛ2, сопротивление измеряемой цепи должно быть меньше, чем при переполярности.
Далее в цепь питания РМЛ2 следует включить миллиамперметр постоянного тока с возможно меньшей длиной соединительных проводников. Потребляемый радиомикрофоном ток не должен превышать величины 20…25 мА. В противном случае следует ещё раз проверить монтаж и устранить возможные замыкания. При I потр. (потребляемом токе) равном 3…18 мА, можно начать настройку РМЛ2 по постоянному току:
а). Установить 0,5 U и.п. на коллекторе VT2.
б). Проверить напряжение смещения на базе VT3 в пределах +1,2 …+1,4 Вольта.
Затем можно приступать к настройке генератора:
1). Настроить УКВ – приемник на нужный диапазон (70 МГц).
2). Включить питание РМЛ2. Добиться появления генерации, вращая шлиц подстроечного конденсатора С11 диэлектрической отверткой и установить I потр. = 12 … 16 мА. Возникновение генерации можно контролировать на слух по характерному «захвату частоты» (исчезновению шипения приёмника). Во избежание настройки приёмника на гармонику, (а не на основную частоту излучения), следует выполнять требование, заложенное в ребусе (Ребус см. в конце статьи).
3). Настроить колебательный контур в цепи коллектора VT3 латунным или ферритовым сердечником на частоту резонанса (70 МГц) по максимальной ширине захвата радиовещательного диапазона между двумя станциями. (Настройка возможна на другую частоту с края диапазона или на любом свободном участке радиовещательного диапазона, равноудалённом от двух соседних станций). Благо, что в настоящее время в большинстве регионов РФ диапазон УКВ1 практически свободен от радиовещательных станций.
В случае получения неудовлетворительных результатов, следует изменить ёмкость конденсатора С10 и повторить настройку. Для уменьшения времени настройки рекомендуется конденсатор С10 заменить подстроечным с ёмкостью 6…30 пФ. При получении удовлетворительных результатов настройки амплитуду резонанса колебательного контура можно попробовать дополнительно увеличить, изменив на 5…10% количество витков катушки L1. Как известно, амплитуда колебаний будет максимальной при определённом балансе составных частей колебательного контура, то есть когда реактивные сопротивления L1 и С10 равны. Грубая настройка колебательного контура L1-С10 осуществляется подбором количества витков L1 и (или) изменением ёмкости С10. А плавная настройка выполняется подстроечным сердечником. Наличие резонанса можно, также, контролировать по минимуму I потр. радиомикрофоном от GB1. (Как известно, сопротивление параллельного колебательного контура на частоте резонанса стремится к бесконечности). Для контроля I потр., во избежание заметного «ухода частоты», следует использовать миниатюрный самодельный миллиамперметр с минимальной длиной соединительных проводников.
Другими словами, процедура настройки повторяется многократно последовательным изменением параметров следующих компонентов: С11-L1-С10 и подстроечным сердечником катушки L1. Ориентируются на:
а) минимум потребляемого тока при вхождении колебательного контура в резонанс.
б) максимальную (для начала) ШПП (ширину полосы пропускания) диапазона настройки УКВ приёмника. Поэтому удобнее использовать приёмник со стрелочным индикатором настройки. А по мере увеличения излучаемой мощности радиомикрофоном, расстояние между приёмником и РМЛ2 следует увеличивать.
4) Уточнить глубину девиации (величину отклонения частоты ЧМ-сигнала) можно подбором ёмкости конденсатора связи С9. С9* = 1,2 … 10 пФ. С увеличением номинала С9 глубина девиации увеличивается.
Ёмкость данного конденсатора должна быть такой, чтобы даже в пиках громкости работы приёмника от РМЛ2, не было потрескиваний, появления искажений и (тем более) возбуждения и срывов радиоприёма. Данный тип возбуждения не следует путать с характерным свистом, появляющимся при близком расположении РМЛ2 от настроенного на его волну приёмника. В этом случае для снятия возбуждения (акустической обратной связи) достаточно уменьшить громкость приёмника.
Далее подключают радиомикрофон «Lien» - 2 к батарейному блоку питания (например, две батареи типа 3336Л), подстраивают РМЛ2 на частоту резонанса и проверяют его на дальность.
Сердечник катушки индуктивности L1 после настройки заливается парафином, а роторы подстроечных конденсаторов стопорятся нитрокраской.
Следует заметить, что настройка радиомикрофона – процесс увлекательный, но это не означает, что он может быть выполнен «в один присест». Подобные работы могут вестись поэтапно в течение нескольких дней, а то и недель. Добившись очередного качественного улучшения работы РМЛ2, следует сделать перерыв в работе, тщательно проанализировать суть произведённых изменений в схеме и соотнести их с теоретическими выкладками. Желательно основные рабочие моменты записывать. На основе проведённых умозаключений и сделанных выводов можно продумать план работы (предполагаемых изменений в схеме) на будущее.
Максимума дальности связи после «нагрузки» L1 катушкой связи L2 и его антенны Short whip («короткий штырь») добиваются балансом параметров колебательного контура РМЛ2 и геометрической длины его антенны Short whip.
Детали радиомикрофона «LIEN»-2
В схеме РМЛ2 можно применить резисторы типа С2-23, С2-33, МЛТ, ВС и подобные малогабаритные с мощностью рассеивания не менее 0,125 Вт. Все оксидные конденсаторы типа К50-6, К50-35 или зарубежного производства; остальные конденсаторы - типа КМ4, КМ5, К10-7 или любые другие керамические (безындукционные). Подстроечный конденсатор С11 типа КТ4–23. Варикап VD3 КВ109В допустимо заменить практически любым кремниевым или германиевым диодом, имеющим Сд (общую ёмкость диода при заданном обратном напряжении И обр. ) более 1…3 пФ. Найти замену VD3 можно, воспользовавшись данными:
При VD3 Д220А, Б, имеющих Сд = 15 пФ (при Иобр.=5В) будет чрезмерная модуляция.
При VD3 КД513А, КД521А-Г, имеющих Сд = 4 пФ (при Иобр.=0В) будет нормальная модуляция.
При VD3 Д18, имеющем Сд = 0,5 пФ (при Иобр.=3В) будет слабая модуляция.
Транзисторы VT1 и VT2 можно заменить транзисторами КТ3102 В, КТ315 Б, Г, а транзистор VT3 – КТ368 Б. Диоды VD1, VD2 – любые кремниевые с прямым падением напряжения не менее 0,7 Вольт. Например, КД510, КД520 … КД522 с любой буквой. Номинал резистора R9 может быть любым в пределах от 22 кОм до 100 кОм.
Катушку индуктивности L1 наматывают на каркасе диаметром 6,25 мм. медным проводом ПЭВ 0,5…0,55. L1 содержит 5 витков и имеет отвод от 4-го (сверху по схеме) витка. Катушка из посеребрённого медного провода имеет бóльшую добротность и легче входит в режим генерации. Посеребрить провод можно в отработанном фото фиксаже (гипосульфите натрия). Но лучшие результаты даёт использование готовых катушек от УКВ приёмников с частотой резонанса порядка 70 МГц, например, из блока УКВ–2–01Е от радиолы «Илга-301».
В авторском варианте в качестве микрофона BM1 использован электродинамический капсюль ТДК-2Э с импедансом 160 Ом. В позиции BM1 допускается использовать электродинамические капсюли с сопротивлением от 16 до 600 Ом. Для применения двухвыводных электретных микрофонов типа NMC, на верхний (по схеме) вывод BM1 следует подать постоянное напряжение +0,7 Вольта.
Конструктивно РМЛ2 изготавливается на плате из фольгированного с двух сторон стеклотекстолита толщиной 2,0…2,5 мм.
После макетирования и удачной настройки, для РМЛ2 была разработана ПП (печатная плата). Схема расположения деталей РМЛ2 на ПП показана на рисунке 2:
Трассировка ПП показана на рисунке 3:
Отражённый рисунок ПП для термопереноса показан на рисунке 4:
Верхняя сторона платы (на которой располагаются детали) является экраном, и медная фольга с неё не снимается. Чтобы выводы РЭК не замыкались на экран, все отверстия под выводы РЭК зенкуются сверлом диаметром 1,6 … 2,2 мм. Экран электрически соединяется с общим проводом РМЛ2.
Уважаемые читатели, предлагаем Вашему вниманию загадку:
Красен светлячок, всё тело – колпачок.
Снизу две спички ждут электрички.
Снизу две спички ждут электрички.
Загадка совсем простенькая. Примите во внимание, что этот РЭК обычно включается последовательно с токоограничительным резистором и ответ Вами будет практически найден. Дополнительные подсказки: 1). Ответ состоит из 9 букв. 2). Пароль пишется с большой буквы.
Разгадав загадку, введите получившийся ответ в строку «Пароль» файла «RML2_4work» и получите краткую КД для изготовления поделки: схему Э3, схему расположения и рисунки ПП. Zip - архив файла «RML2_4work» можно скачать здесь:
Некоторые особенности изготовления РМЛ2
Рисунок 5.
На рисунке 5 изображена копия платы, использованной для макетирования и настройки РМЛ2. Плата сделана из двухсторонне фольгированного стеклотекстолита. Нижняя сторона платы оставлена для экрана, а верхняя разрезана резаком на прямоугольники размером 10 х 4 мм. На верхней стороне были размещены почти все детали РМЛ2. Правая (не расчерченная на клеточки) часть ПП предназначена для установки GB1.
Рисунок 6.
Плата РМЛ2 установлена во флакон из-под шампуня (см. рисунок 6) диаметром 45 мм из мягкого (не хрупкого) пластика или полиэтилена. У флакона отрезаны сужающееся горлышко и пробка, так чтобы получился стакан - цилиндр 140 х 45 мм. WA1 – короткий штырь одет в ПВХ трубку и при фотографировании загнут для увеличения масштаба фото. Аккумулятор GB1 вместе с WA1 зафиксирован двумя слоями белой изоленты.
Рисунок 7.
На обратной стороне платы РМЛ2 (см. рисунок 7) расположен только индикатор HL1 "Вкл.". Остальное место зарезервировано под что-то (Идея находится под временным грифом «Секретно» и поддержана техническим решением подавления помех, которые может «уловить» радиомикрофон).
Рисунок 8.
На рисунке 8 изображён вид сбоку РМЛ2. Резинка на капсюле BM1 является декоративной и «скрадывает» расстояние между стаканом - цилиндром и самой толстой частью капсюля BM1. Над РМ показана самодельная диэлектрическая отвёртка, сделанная из трёх полосок стеклотекстолита, скреплённых двумя алюминиевыми заклёпками М3х10. Именно такая (диэлектрическая, не металлическая !!!) отвёртка, требуется для успешной настройки РМЛ2.
Рисунок 9.
На рисунке 9 изображена проверка работы РМЛ2 в комплекте с магнитолой. Красный индикатор HL1 «Вкл.» РМЛ2 можно сделать намного более ярким, если в качестве GB1 использовать аккумулятор (см. рисунок 10) с максимальным разрядным током до 100 мА (а не до 20 мА, который рекомендован, например, для аккумулятора «Ника»).
Рисунок 10
.РМЛ2 в работе можно увидеть на полуминутном видеоролике:
00:00
00:00
Хотите узнать, что думает об этой статье выздоровевший бот – голосовой помощник Алиса? - Прослушайте аудио.
00:00
00:00
На Яндекс.Диск Вы можете скачать архивный файл NRM2_RRRT_041 - важную подсказку (в форме презентации) для успешной настройки РМЛ2:
Подробная инструкция по скачиванию для начинающих
1). Скачав архив, нужно сделать по нему двойной «левый клик» мышкой. В строке окна Rar появится искомый файл. 2). Следует сделать по нему «правый клик» и «Извлечь в указанную папку» (указать, куда). 3). Затем - «правый клик» по извлечённому файлу «NRM2_RRRT_041». 4). Пройти путь: Свойства / Общие / Разблокировать (поставить птичку в квадрат) / ОК. И файл успешно открывается.
Вероятно, Вам известны и другие (более краткие) пути открытия презентации.
Если у Вас есть айфон или смартфон с приложением, сканирующим QR - коды, то статью Радиомикрофон «Lien», вы можете «взять в дорогу» и просмотреть на мобильном устройстве. Правда, все рисунки статьи загружаются не очень быстро и с элементами «бесценной» рекламы.
Дополнение от доброжелателя: Изменить режим работы каскада на транзисторе VT3 можно зашунтировав диод VD1 резистором, имеющим сопротивление порядка 300 Ом (Sapienti sat).
Если Вы желаете просмотреть более полную информацию, посвящённую настройке подобных устройств - статью Радиомикрофон «Lien» - то предлагаем Вам пройти по ссылке:
(пройти).
Здесь также имеются полезные для успешной настройки радиомикрофона ребусы. У Вас имеется хорошая возможность потренироваться в разгадывании ребусов и получить важную информацию и рекомендации по настройке радиомикрофона. Ответы удобно расположены непосредственно под ребусами и открываются триггерной кнопкой «Показать / скрыть текст». Тут же [в квадратных скобках] даются полные ответы, объясняющие почему именно так, а не иначе читаются эти ребусы. Творческих успехов!
Подробное описание настройки РМ для четвертьволнового штыря с использованием волномера приводится в статье «Радиомикрофон «LIEN», опубликованной на сайте «У самоделкина» 19.05.2021.
Рекомендуемая литература:
1). Журнал «Радио» № 10, 1981, с. 61 «ЗР». Малошумящий микрофонный усилитель.
2). Журнал «Practical Electronics» (Англия) 1980, № 4.
1). Журнал «Радио» № 10, 1981, с. 61 «ЗР». Малошумящий микрофонный усилитель.
2). Журнал «Practical Electronics» (Англия) 1980, № 4.
